ダグラス X-3 スティレット
| X-3 スティレット | |
|---|---|
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| 一般情報 | |
| タイプ | 実験機 |
| メーカー | ダグラス |
| デザイナー | スカイラー・クラインハンス、ベイリー・オズワルド、フランシス・クラウザー[ 1 ] |
| 状態 | アメリカ空軍国立博物館に保存 |
| 主なユーザー | アメリカ空軍 |
| 建造数 | 1 |
| 歴史 | |
| 初飛行 | 1952年10月15日 |
| 引退 | 1956年5月23日 |
ダグラスX-3 スティレットは、1950年代のアメリカ合衆国の実験用ジェット機で、細長い胴体と長く先細りの機首を持ち、ダグラス・エアクラフト社で製造された。その主な目的は、超音速の持続に適した航空機の設計上の特徴を調査することであり、機体の主要部品に初めてチタンが使用された。この機体は最高速度約2,000 mph (3,200 km/h) を目指していたが、[ 2 ]この目的には出力不足で、水平飛行でマッハ1を超えることすらできなかった。[ 3 ]残念な結果ではあったが、ロッキードの設計者は、同様の台形翼を持ちマッハ2の速度が出せるロッキード F-104 スターファイターの開発に X-3 のテストデータを活用しました。
設計と開発
ダグラス X-3 スティレットは、初期の実験機の中で最も洗練された機体であったが、その研究成果は当初計画されていたものとは異なるものであった。元々はマッハ 2 の先進的なターボジェット推進試験用であったが、不十分なエンジンのために当初の性能目標を達成することはなく、主に構成探索機の範疇にとどまった。[ 4 ]この航空機の目標は野心的であった。自力で離陸し、高高度まで上昇し、マッハ 2 の巡航速度を維持した後、自力で着陸することであった。また、低アスペクト比の翼の実現可能性や、航空機構造におけるチタンの大規模使用をテストすることもこの航空機で行われた。ダグラス X-3 スティレットの設計は、1954 年 7 月 13 日にフランク・N・フレミングとハロルド・T・ラスキンに付与され、ダグラス・エアクラフト社に譲渡さ れた米国意匠特許 #172,588 の対象である。
1949年6月30日、X-3機2機の建造が承認された。開発中、X-3に搭載予定だったウェスティングハウスJ46エンジンは胴体内に収まらないほど大きすぎることが判明したため、推力の低いウェスティングハウスJ34ターボジェットエンジンに代替された。このエンジンはアフターバーナー使用時の推力は、当初計画されていた7,000ポンド（31キロニュートン）ではなく、わずか4,900ポンド（22キロニュートン）にとどまった。最初の機体は1952年9月11日に製造され、カリフォルニア州エドワーズ空軍基地に納入された。
X-3は、非常に長く緩やかに先細りする機首と小さな台形の翼を持つ、流線型の細長い胴体を備えていた。超音速飛行において可能な限り低い抗力を達成することを目指していた。延長された機首は試験装置を収容するためであり、半埋め込み型のコックピットと風防は空力加熱の影響を軽減するために設計された。低アスペクト比の後退翼は高速飛行向けに設計され、後にロッキードの設計チームはX-3の試験データを同様のF-104スターファイターの主翼に活用した。エンジンと機体の両方に問題があったため、未完成の2号機はキャンセルされ、その部品は予備部品として利用された。[ 5 ]
運用履歴
X-3の最初の「ホップ」は、1952年10月15日にダグラス社のテストパイロット、ビル・ブリッジマンによって行われた。高速タクシーテスト中、ブリッジマンはX-3を地面から持ち上げ、約1マイル（1.6 km）飛行させてから湖底に戻した。公式の初飛行は10月20日にブリッジマンによって行われ、約20分間続いた。彼は、1953年12月のダグラス社のテスト終了までに合計26回の飛行（ホップを含む）を行った。これらの飛行により、X-3は深刻な出力不足と操縦困難を呈していることが判明した。離陸速度は時速260マイル（230ノット、420 km/h）と異常に高かった。さらに深刻なことに、X-3は計画された最高速度に到達しなかった。最初の超音速飛行では、マッハ1.1に達するために機体を15°急降下させる必要があった。 X-3の最速飛行は1953年7月28日で、30度の急降下でマッハ1.208に到達した。[ 3 ] X-3のエンジンをロケットモーターに換装する計画も検討されたが、最終的には中止された。[ 5 ]
1953年12月に契約業者による試験プログラムが完了すると、X-3はアメリカ空軍に引き渡されました。X-3の性能が低かったため、低アスペクト比の主翼での経験を得るための短縮版プログラムのみが策定されました。フランク・エベレスト中佐とチャック・イェーガー少佐はそれぞれ3回の飛行を行いました。空軍パイロットによる飛行でしたが、これらの飛行はNACAの飛行としてカウントされました。1954年7月のイェーガーによる最後の飛行をもって、NACAはX-3を用いた限定的な一連の研究飛行を計画しました。最初の飛行では、縦方向の安定性と操縦性、翼と尾翼の荷重、そして圧力分布について調査しました。
NACAパイロットのジョセフ・A・ウォーカーは、 1954年8月23日にX-3でパイロットチェック飛行を行い、その後9月と10月に8回の研究飛行を行った。10月下旬までに、研究プログラムは拡大され、横方向および方向安定性の試験も含まれるようになった。これらの試験では、X-3は遷音速および超音速において、ラダーを中央に保ったまま急激にロールさせられた。欠点はあったものの、X-3はこれらの試験には理想的であった。エンジン、燃料、そして機体構造の質量は細長い胴体に集中しており、主翼は短く太かった。その結果、X-3は主翼ではなく胴体に沿って「荷重」がかかっていた。これは当時開発中または試験中だった戦闘機の典型的な特徴であった。
これらのテストは、X-3にとって最も重要な飛行と、機体のほぼ喪失につながることになった。1954年10月27日、ウォーカーは高度30,000フィート (9,100メートル)でマッハ0.92で急激な左ロールを実施した。X-3は予想通りにロールしたが、20°ピッチアップし、16°ヨーイングした。機体は5秒間旋回した後、ウォーカーは制御を取り戻した。そして、次のテストポイントに向けて準備を整えた。ウォーカーはX-3を急降下させ、高度32,356フィート (9,862メートル)でマッハ1.154まで加速し、そこで急激な左ロールを行った。機体はピッチダウンして-6.7 g (-66 m/s²)の加速度を記録し、その後+7 g (69 m/s²)までピッチアップした 。同時にX-3は横滑りを起こし、2G （ 20m/s²）の荷重がかかった。ウォーカーはなんとかX-3を制御し、着陸に成功した。
飛行後の検査で、胴体が最大荷重限界に達していたことが判明しました。加速度がこれより高かった場合、機体は分解していた可能性があります。ウォーカーとX-3は「ロール慣性カップリング」を経験しました。これは、ある軸の操縦が他の1つまたは2つの軸に予期せぬ操縦を引き起こす現象です。同時期に、ノースアメリカンF-100スーパーセイバーが数機、同様のインシデントに巻き込まれました。この問題を理解し、解決策を見つけるための研究プログラムがNACAによって開始されました。
X-3にとって、ロールカップリング飛行は歴史のハイライトとなった。この飛行後、機体はほぼ1年間地上に留まり、その後ロール安定性と操縦性の限界を探ることはなかった。ウォーカーは1955年9月20日から1956年5月23日までの間にさらに10回の飛行を行った。その後、この機体は退役し、アメリカ空軍国立博物館に収蔵された。[ 6 ]
X-3はマッハ2巡航時の空力データを提供するという当初の目的は達成されなかったものの、その短期間の運用は価値あるものであった。ロール慣性カップリングの危険性を明らかにし、この現象に関する初期の飛行試験データを提供した。小型で高荷重の後退翼はロッキードF-104スターファイター[ 7 ]に採用され、チタンを採用した最初の航空機の一つとなった。最後に、X-3の非常に高い離着陸速度は、タイヤ技術の改良を必要とした。
生産
2機の航空機が発注されたが、製造されたのは1機のみで、51回の試験飛行を完了した。
展示されている航空機
- X-3は1956年にオハイオ州ライト・パターソン空軍基地にあるアメリカ空軍国立博物館に移管された。[ 8 ] 2008年現在、同博物館の研究開発ギャラリーに展示されている。[ 3 ]
仕様（X-3）
1920年以降のマクドネル・ダグラス航空機のデータ第1巻[ 9 ]
一般的な特徴
- 乗員: 1
- 長さ: 66フィート9インチ (20.35メートル)
- 翼幅： 22フィート8インチ（6.91メートル）
- 高さ: 12フィート6インチ (3.82 m)
- 翼面積： 166.5平方フィート（15.47 m 2）
- アスペクト比： 3
- 空車重量: 14,345ポンド (6,507 kg)
- 総重量: 20,800ポンド (9,435 kg)
- 最大離陸重量: 22,400ポンド (10,160 kg)
- 動力源:ウェスティングハウス XJ34-WE-17アフターバーナー付きターボジェットエンジン2 基、乾燥推力 3,370 lbf (15 kN)、アフターバーナー使用時 4,900 lbf (22 kN)
パフォーマンス
- 最高速度:高度20,000フィート(6,100メートル)で時速706マイル(1,136キロメートル、613ノット)
- 最高速度：マッハ0.987
- 範囲: 497 マイル (800 km、432 海里)
- 耐久性:高度30,000フィート（9,100メートル）で時速706マイル（1,136キロメートル、613ノット）で1時間
- 実用上昇限度： 38,000フィート（12,000メートル）絶対
- 上昇率: 19,000 フィート/分 (97 m/s)
- 翼面荷重: 124.9 ポンド/平方フィート (610 kg/m 2 )
- 推力/重量： 0.476
参照
同等の役割、構成、時代の航空機
関連リスト
参考文献
- ^ハートマン、エドウィン・フェルプス（1970年1月1日）『研究の冒険：エイムズ研究センターの歴史 1940-1965』カリフォルニア大学図書館。
- ^ 「ポピュラーメカニクス」ハースト・マガジンズ、1954年1月号、102ページ。 2018年4月4日閲覧。
{{cite journal}}:ジャーナルを引用するには|journal=（ヘルプ）が必要です - ^ a b cウィンチェスター、ジム（編集長）（2007年）『コンセプト航空機：プロトタイプ、Xプレーン、実験航空機』（再版）Hoo：Grange Books、p. 88、ISBN 978-1-84013-809-2。
{{cite book}}:|first1=一般的な名前があります（ヘルプ） - ^ Hallion, Richard P. 「NACA、NASA、そして超音速・極超音速のフロンティア」（PDF）NASA技術報告書。2011年9月7日閲覧。
- ^ a bウィンチェスター 2005、p.89。
- ^ 「ダグラス X-3 スティレット」国立アメリカ空軍博物館. 2018年4月4日閲覧。
- ^ペース、スティーブ（1991年）『Xファイターズ：アメリカ空軍の実験的・試作戦闘機、XP-59からYF-23まで』オセオラ、ウィスコンシン州：モーターブックス・インターナショナル、p. 130. ISBN 0-87938-540-5。
- ^アメリカ空軍博物館ガイドブック1975年、88ページ。
- ^フランシロン、ルネ・J. (1988). 『マクドネル・ダグラス航空機 1920年以降』第1巻（新版）. ロンドン: パトナム. pp. 450– 454. ISBN 978-0851778273。
- アメリカ空軍博物館ガイドブック。オハイオ州ライト・パターソン空軍基地：空軍協会、1975年版。
- ウィンチェスター、ジム著「ダグラスX-3」『コンセプト・エアクラフト：プロトタイプ、Xプレーン、実験機』ケント、イギリス：Grange Books plc、2005年。ISBN 978-1-84013-809-2。
外部リンク
