Descrizione Questa fotografia del 1953 della NACA High-Speed Flight Research Station mostra il Douglas D-558-2 #2 Skyrocket (NACA 144), prima del volo, mentre viene trainato sotto il veicolo di lancio P2B-1S (designazione della Marina per l’Air Force B-29) (NACA 137) per l’aggancio. In questa vista la coda dello Skyrocket è quasi allineata con l’apertura tagliata per adattarsi al fondo del P2B-1S. La fotografia mostra anche i grandi martinetti idraulici utilizzati per sollevare il veicolo di lancio P2B-1S. Il Douglas D-558-2 "Sali alle stelle" erano tra i primi aerei di ricerca transonici come l’X-1, l’X-4, l’X-5 e l’X-92A. Tre degli aerei monoposto ad ala a freccia volarono dal 1948 al 1956 in un programma congiunto che coinvolgeva il National Advisory Committee for Aeronautics (NACA), con la sua ricerca di volo svolta presso la Muroc Flight Test Unit della NACA in California, ribattezzata nel 1949 High-Speed Flight Research Station (HSFRS). Altri partner nella ricerca di volo erano la Navy-Marine Corps e la Douglas Aircraft Co. L’HSFRS divenne High-Speed Flight Station nel 1954 ed è ora conosciuta come NASA Armstrong Flight Research Center. Lo Skyrocket fece la storia dell’aviazione quando divenne il primo aereo a volare a una velocità doppia rispetto a quella del suono. Il 2 nella designazione dell’aereo si riferiva al fatto che lo Skyrocket era la versione fase due di quello che era stato originariamente concepito come un programma trifase, con l’aereo fase uno dotato di ali dritte. La terza fase, che non si è mai concretizzata, avrebbe comportato la costruzione di un modello di un aereo da combattimento che incarnasse i risultati dei test degli aerei della fase uno e due. Il pilota della Douglas John F. Martin ha effettuato il primo volo al Muroc Army Airfield (in seguito ribattezzato Edwards Air Force Base) in California il 4 febbraio 1948. Gli obiettivi del programma erano di studiare le caratteristiche degli aerei ad ala a freccia a velocità transonica e supersoniche con particolare attenzione al pitch-up (rotazione non comandata del muso dell’aereo verso l’alto), un problema prevalente negli aerei di servizio ad alta velocità di quell’epoca, in particolare a basse velocità durante il decollo e l’atterraggio e nelle virate strette. I tre aerei hanno raccolto una grande quantità di dati sul pitch-up e sull’accoppiamento dei movimenti laterali (imbardata) e longitudinali (beccheggio); carichi alari e di coda, portanza, resistenza e caratteristiche di turbolenza degli aerei ad ala a freccia a velocità transonica e supersonica; e gli effetti del pennacchio di scarico del razzo sulla stabilità dinamica laterale in tutto l’intervallo di velocità. (Gli effetti del pennacchio erano una nuova esperienza per gli aerei.) L’aereo numero tre raccolse anche informazioni sugli effetti dei carichi esterni (forme di bombe, serbatoi sganciabili) sul comportamento dell’aereo nella regione transonica (circa 0,7-1,3 volte la velocità del suono). In correlazione con i dati di altri primi aerei di ricerca transonica come l’XF-92A, queste informazioni contribuirono a soluzioni al problema del pitch-up negli aerei ad ala a freccia. I tre aerei volarono un totale di 313 volte: 123 con l’aereo numero uno (Bureau n. 37973-NACA 143), 103 con il secondo Skyrocket (Bureau n. 37974-NACA 144) e 87 con l’aereo numero tre (Bureau n. 37975-NACA 145). Skyrocket 143 volò tutte le sue missioni tranne una come parte del programma di appaltatori Douglas per testare le prestazioni dell’aereo. L’aereo NACA 143 era inizialmente alimentato da un motore turbogetto Westinghouse J-34-40 configurato solo per decolli da terra, ma nel 1954-55 l’appaltatore lo modificò per una capacità di lancio da aria completamente a razzo con un motore LR8-RM-6, 4-chamber Reaction Motors con una potenza nominale di 6.000 libbre di spinta a livello del mare (la designazione della Marina per l’LR-11 dell’Aeronautica Militare utilizzato nell’X-1). In questa configurazione, il pilota di ricerca NACA John McKay volò con l’aereo solo una volta per familiarizzare il 17 settembre 1956. I 123 voli del NACA 143 servirono a convalidare le previsioni della galleria del vento sulle prestazioni dell’aereo, fatta eccezione per il fatto che l’aereo subì una resistenza inferiore sopra Mach 0,85 rispetto a quanto indicato nelle gallerie del vento. Anche il NACA 144 iniziò il suo programma di volo con un motore turbogetto. I piloti NACA Robert A. Champine e John H. Griffith volarono 21 volte in questa configurazione per testare le calibrazioni della velocità e per ricercare la stabilità e il controllo longitudinali e laterali. Nel processo, durante l’agosto del 1949 incontrarono problemi di pitch-up, che gli ingegneri NACA riconobbero come gravi perché potevano produrre una restrizione limitante e pericolosa sulle prestazioni di volo. Quindi, decisero di effettuare un’indagine completa sul problema. Nel 1950, Douglas sostituì il turbogetto con un motore a razzo LR-8 e il suo pilota, William B. Bridgeman, volò con l’aereo sette volte fino a una velocità di Mach 1,88 (1,88 volte la velocità del suono) e un’altitudine di 79.494 piedi (quest’ultimo un record mondiale non ufficiale di altitudine all’epoca, raggiunto il 15 agosto 1951). Nella configurazione a razzo, un Navy P2B (versione Navy del B-29) lanciò l’aereo a circa 30.000 piedi dopo essere decollato da terra con lo Skyrocket attaccato sotto il vano bombe. Durante i voli supersonici di Bridgeman, incontrò un violento movimento di rollio noto come instabilità laterale che fu meno pronunciato nel volo a Mach 1,88 del 7 agosto 1951, rispetto a un volo a Mach 1,85 a giugno, quando spinse verso un basso angolo di attacco (angolo della fusoliera o dell’ala rispetto alla direzione prevalente del vento). Gli ingegneri della NACA studiarono il comportamento dell’aereo prima di iniziare la propria ricerca di volo sull’aereo nel settembre 1951. Nei due anni successivi, il pilota della NACA A. Scott Crossfield volò con l’aereo 20 volte per raccogliere dati sulla stabilità e il controllo longitudinali e laterali, sui carichi alari e di coda e sulle caratteristiche di portanza, resistenza e turbolenza a velocità fino a Mach 1,878. A quel punto, il tenente colonnello dei Marine Marion Carl fece volare l’aereo a un nuovo record di altitudine (non ufficiale) di 83.235 piedi il 21 agosto 1953 e a una velocità massima di Mach 1.728. Dopo che Carl completò questi voli per la Marina, i tecnici della NACA presso la High-Speed Flight Research Station (HSFRS) vicino a Mojave, in California, dotarono i cilindri del motore LR-8 di estensioni dell’ugello per impedire che i gas di scarico influenzassero i timoni a velocità supersoniche. Questa aggiunta aumentò anche la spinta del motore del 6,5 percento a Mach 1.7 e 70.000 piedi. Anche prima che Marion Carl facesse volare lo Skyrocket, il capo dell’HSFRS Walter C. Williams aveva presentato una petizione alla sede centrale della NACA, senza successo, per far volare l’aereo a Mach 2 per raccogliere i dati di ricerca a quella velocità. Infine, dopo che Crossfield ebbe ottenuto l’accordo del Bureau of Aeronautics della Marina, il direttore della NACA Hugh L. Dryden allentò la consueta pratica dell’organizzazione di lasciare ad altri il compito di stabilire i record e acconsentì a tentare un volo a Mach 2. Oltre ad aggiungere le estensioni dell’ugello, il team di volo della NACA all’HSFRS raffreddò il carburante (alcool) in modo che ne potesse essere versato di più nel serbatoio e cerato la fusoliera per ridurre la resistenza. Con questi preparativi e impiegando un piano di volo ideato dall’ingegnere di progetto Herman O. Ankenbruck per volare a circa 72.000 piedi e spingersi in una leggera picchiata, Crossfield fece la storia dell’aviazione il 20 novembre 1953, quando volò a Mach 2.005 (1.291 miglia orarie). Divenne il primo pilota a raggiungere Mach 2 in questo, l’unico volo in cui lo Skyrocket volò così velocemente. Dopo questo volo, Crossfield e i piloti della NACA Joseph A. Walker e John B. McKay pilotarono l’aereo per raccogliere dati sulla distribuzione della pressione, sui carichi strutturali e sul riscaldamento strutturale, con l’ultimo volo del programma che avvenne il 20 dicembre 1956, quando McKay ottenne dati sulla stabilità dinamica e sui livelli di pressione sonora a velocità transoniche e superiori. Nel frattempo, la NACA 145 aveva completato 21 voli di appalto da parte dei piloti Douglas Eugene F. May e Bill Bridgeman nel novembre 1950. In questo velivolo a propulsione a getto e razzo, Scott Crossfield e Walter Jones iniziarono l’indagine della NACA sul pitch-up che durò da settembre 1951 fino all’estate del 1953. Pilotarono lo Skyrocket con una varietà di configurazioni wing-fence, wing-slat e di estensione della corda del bordo d’attacco, eseguendo varie manovre e voli rettilinei e livellati a velocità transoniche. Mentre le recinzioni aiutavano significativamente il recupero dalle condizioni di beccheggio, le estensioni della corda del bordo d’attacco non lo facevano, smentendo i test in galleria del vento. Gli slat (profili alari ausiliari lunghi e stretti) in posizione completamente aperta eliminavano il beccheggio, tranne nell’intervallo di velocità intorno a Mach 0,8-0,85. Nel giugno 1954, Crossfield iniziò un’indagine sugli effetti dei rifornimenti esterni (forme di bombe e serbatoi di carburante) sul comportamento transonico dell’aereo. McKay e Stanley Butchart completarono l’indagine della NACA su questo problema, con McKay che volò la missione finale il 28 agosto 1956. Oltre a stabilire diversi record, i piloti dello Skyrocket avevano raccolto dati importanti e compreso cosa avrebbe funzionato e cosa non avrebbe funzionato per fornire un volo stabile e controllato di un aereo ad ala a freccia nei regimi di volo transonico e supersonico. I dati raccolti hanno anche contribuito a consentire una migliore correlazione dei risultati dei test in galleria del vento con i valori di volo effettivi, migliorando le capacità dei progettisti di produrre velivoli più capaci per le forze armate, in particolare quelli con ali a freccia. Inoltre, i dati su questioni come stabilità e controllo da questo e altri primi aerei di ricerca hanno aiutato nella progettazione della serie del secolo di aerei da caccia, tutti dotati di stabilizzatori orizzontali mobili impiegati per la prima volta sulle serie X-1 e D-558.
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Credito: NASA
Numero immagine: E-1014
Data: Agosto 1953
Posted by NASA on The Commons on 2020-12-02 09:42:21
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