De Noord-Amerikaanse X-15, die voor het eerst werd gevlogen op 17 september 1957, is een van de meest ongewone machines in de geschiedenis van de luchtvaart. Hij kon niet alleen opstijgen, hij verbrandde tonnen brandstof per minuut en op een bepaald moment in de vlucht werkten de roeren van het vliegtuig niet meer. Desondanks wist hij records te vestigen die in meer dan een halve eeuw door niemand anders zijn gebroken.
270 km/u (meer dan 2 kilometer per seconde) – deze snelheid werd op 3 oktober 1967 bereikt door piloot William J. Knight op het X-15-vliegtuig, bijgenaamd “Pete” door zijn collega’s. Het eerste en tot nu toe enige bemande hypersonische vliegtuig in de geschiedenis dat hij bestuurde, was een echt technologisch wonder. Met een lengte van 15,5 meter had het een spanwijdte van slechts 6,7 meter en het zijgedeelte leek op een kruisboogbout.
De Noord-Amerikaanse X-15 werd aangedreven door een XLR99-RM-2-motor die enorme hoeveelheden brandstof verbrandde in de vorm van watervrije ammoniak en vloeibare zuurstof. De stuwkracht van de motor (op grote hoogte) was 311,47 kN – ter vergelijking, de Poolse F-16, Pratt & Whitney F100-PW-229-motor levert een maximale stuwkracht van “slechts” 129,6 kN.
5 ton brandstof per minuut
Hoewel de brandstof bijna de helft van het gewicht van het 15,4 ton zware vliegtuig uitmaakte, was het maar een korte tijd. De motor liep ongeveer 80 seconden. In de X-15A-2-versie, uitgerust met een extra tank, werd de bedrijfstijd van de motor verlengd tot 150 seconden.
Dit alles dwong een specifieke manier van opstijgen uit het vliegtuig – de X-15 steeg niet op vanaf de grond, maar vanaf de vleugel van een speciaal aangepast B-52-vliegtuig (tijdens het programma werden hiervoor twee verschillende machines gebruikt) , op een hoogte van 13 km. Hierdoor vond de lancering plaats in de lucht en bood minder weerstand, wat de acceleratie van de X-15 vergemakkelijkte.
Het vliegtuig is als een hete oven
Een van de grootste uitdagingen voor de ontwikkelaars van de X-15 was de hoge temperatuur. Tijdens een snelle vlucht comprimeert het vliegtuig adiabatisch de lucht ervoor. Deze warmt – als gevolg van de drukverhoging – op en geeft de warmte terug aan de vliegmachine.
In het geval van subsonische vliegtuigen is dit geen groot probleem – de temperaturen zijn zo laag dat licht en duurzaam aluminium perfect is als constructiemateriaal. Het probleem is dat aluminium al bij ca. 130 graden Celsius zijn eigenschappen begint te verliezen.
Om deze reden zijn ’s werelds snelste vliegtuigen, zoals de MiG-25, gebouwd van andere materialen, zoals zwaar staal of moeilijk en duur titanium. Voor de X-15 is een speciale legering ontwikkeld, Inconel-X genaamd, aangepast aan hoge temperaturen en bestaande uit ijzer, nikkel en chroom.
