בל X-1 – הבדלי גרסאות

בסוף שנות השלושים ותחילת שנות הארבעים פותחו מטוסי קרב מונעים במנועי בוכנה , בעלי ביצועים גבוהים. כאשר מטוסים אלה נכנסו לצלילה בעוצמה מלאה הגיעו למצב של "קפיאת" ההגאים. חלק מהמטוסים התרסקו מחוסר יכולת לצאת מהמצב המסוכן וחלק יצאו בקושי רב מהמצב שתואר. ההסבר היה שגל הלם נוצר בדיוק על ההגאים מה שמנע את תיפעולם התקין. גל ההלם שנוצר נבע מזרם האויר שעל ההגאים שהתקרב למהירות הקול. התופעה נקראה "[[דחיסות]]" ([[compreesability]]). כתוצאה מכך נוצר מיתוס של "מחסום הקול" שלא ניתן לשבירה. לשם כך התחילו גורמים שונים, ממשלות,חילות האויר, מכוני מחקר וחברות ייצור מטוסים להתעמק בנושא ואיך להתגבר על ה"מחסום".

הרעיון של ה XS-1 ׁ(השם שונה ל X-1 יותר מאוחר) נידון ב דצמברבדצמבר 1944. המפרט הראשוני היה עבור מטוס מאויש על קולי שיוכל להגיע למהירות של 1300 קמ"ש בגובה של 35000 רגל (11,000 מ') למשך 2 עד 5 דקות.

המתכננים בנו מטוס עם מנוע רקטי, לאחר בדיקת כל האפשרויות. מנוע סילון לא יכול היה להשיג את הביצועים הנדרשים בגובה רב. מטוס מונע גם במנוע סילון וגם במנוע רקטי היה מתקבל גדול ומורכב מדי. ה X-1 היה בעצם בצורת קליע רובה עם כנפיים. צורתו דמתה מאד לצורת קליע של מקלע בראונינג "0.50 (12.7 מ"מ) שהיה ידוע כיציב גם במהירות על-קולית. הצורה הזאת אילצה תכנון של תא טייס עם חלון משופע לפי קונטור המטוס בחרטום וללא [[כסא מפלט]].

לאחר שהמטוס סבל מבעיות דחיסות (compressability ). במשך שנת 1947, הוא שונה כך שייעשה שימוש במשטחי זנב הניתנים לשינוי [[זוית ההתקפה]] שלהם . זנב כזה מוגדר כזנב טס (flying tail). שינוי זה בוצע בעקבות מידע שהגיע מבריטניה במחקר ופיתוח שלהם. בעקבות שינוי זה והצלחתו בניסויים, שולב שינויי זה בכל המטוסים העל קוליים, חוץ מהמטוסים בעלי כנפי דלתא שבהם אין משטחי זנב.

מנוע הרקטה היה בעל 4 תאי שריפה ונבנה ע"י חברת [[ריאקשן מוטורס אינק]]. (Reaction Motors Inc). זוהי אחת החברות הראשונות שייצרה מנועים רקטיים מונעים בדלק נוזלי. הדלק היה אתיל-אלכהול מדולל במים והמחמצן היה חמצן נוזלי. כל אחד מ 4 תאי השריפה יכלו להיות מונעים ומופסקים בנפרד, כך שהדחף התקבל בחלקים של 1500 ליברות (6700 N ). תאי הדלק של שני המטוסים הראשונים בסדרה, פעלו תחת לחץ של חנקן. עובדה זו גרמה לקיצור זמן הטיסה ב 1/2 1 דקות והגדלת משקל הנחיתה ב 910 ק"ג. יתר המטוסים שיוצרו השתמשו במשאבות טורבו לדחיפת הדלק למנוע. זה גרם לעליית הלחץ בתאי השריפה וכן בעליית הדחף שהמנועים סיפקו ומצד שני הביאו להקלת משקלו העצמי של המנוע.

טייס הניסוי הראשי של חברת בל איירקראפט , ג'ק וולמנס (Jack Woolmans) היה הראשון להטיס את ה X-1 . הוא ביצע טיסה לא ממונעת , טיסת דאיה, מעל שדה התעופה פיינקאסל בפלורידה, ב 25 לינואר 1946. וולמנס השלים עוד 9 טיסות דאיה (לא ממונעות) מעל פיינקאסל,. הטיסות בוצעו כאשר מטוס בי-29 מטיל את הX-1 בגובה של 29000 רגל (8800 מ'). ה X-1 נחת 12 דקות אח"כ .

לאחר מותו של ג'ק וולמנס מונה ב 30 לאוגוסט 1946 , טייס ניסוי ראשי חדש לפרויקט. זה היה [[צ'למרס "סליק" גודלין]] (Chalmers "Slick" Goodlin ). הוא ביצע 4 טיסות דאיה בבסיס חיל האויר של צבא ארה"ב במורוק, קליפורניה (לימים [[בסיס חיל האויר אדוארדס]] של חיל האויר של ארה"ב ), לפני הטיסה הממונעת הראשונה.

"סליק" גודלין היה אזרח עובד של חברת בל. הפרויקט עצמו הוזמן ע"י חיל האויר ו NACA. לפי החוזה שלו הוא היה צריך להגיע ל 0.80 מאך ובזה הוא עמד. בחוזה העבודה החדש שלו לשבירת מהירות הקול של גודלין הוא דרש בונוס של 150,000 $. ודרש לחלק את הבונוס שלו לכמה שנים כדי להמנע מתשלומי מס הכנסה גבוהים. הנושא נכנס לויכוח בין גודלין לחברת בל. זה גרם לעצירת הפרויקט. חיל האויר איבד את הסבלנות והחליט לקחת על עצמו את הפרויקט עם טייסי ניסוי שלו. ראש מחלקת ניסויי הטיסה של חיל האויר, קולונל [[אלברט בויד]], החליט להטיל את הפרויקט דווקא על שני טייסים צעירים, שנראו לו כמתאימים ביותר לביצוע הפרויקט. אלה היו קפטן צ'ארלס "צ'אק" ייגר כטייס ראשי וקפטן [[בוב הובר]] כטייס מחליף.הוא מינה את ג'ק רידלי כמהנדס הפרויקט.

ב 14 לאוקטובר 1947 תוכננה טיסה נוספת, התשיעית של קפטן ייגר. היא לא הייתה אמורה לעבור את מהירות הקול, אלא רק להתקרב אליה, ל 0.97 מאך. באותו אופן כמו בטיסות הקודמות, המטוס הנושא B-29, עלה לגובה 20,000 רגל ושם שיחרר את ה X-1 . ייגר הצית את כל 4 תאי השריפה בזה אחר זה. המטוס טיפס לגובה של 36,000 רגל שם כובו 2 תאי שריפה. המטוס המשיך לטפס עד לגובה של 43,000 רגל שבו הוא התאזן. ייגר הדליק שוב תא שריפה נוסף והגיע למהירות של 0.96 מאך (לפי מכשירי המדידה במטוס). כאשר הגיע למהירות 0.965 מאך ראה שהמחוג בשעון המאך במטוס יצא מחוץ לסקאלה. יש לציין את חוסר האמונה של המתכננים שהתקינו במטוס שתוכנן לטוס מעל 1.0 מאך, שעון מאך עד 1.0 מאך ולא יותר. ייגר הבין מיד שהוא עבר את מהירות הקול, ללא שום אירועים מיוחדים. הוא נשאר במהירות זאת כ 20 שניות ואז החל להאט. על הקרקע נשמע רעם שהיה בעצם הבום העלקולי הראשון מעשה ידי אדם. בפענוח מכשירי המדידה הקרקעיים נקבעה המהירות שהושגה ל 1.06 מאך, 700מייל לשעה, 1100 קמ"ש . זו הייתה . הטיסה ה-50 במספר של הXSהX-1..

כאשר נחת ודיווח לממונים עליו על שבירת השיא, הוטל איפול מלא על הטיסה בגלל סודיות צבאית כדי למנוע מהרוסים מידע על החידושים הטכניים שנכללו במטוס בעיקר נושא הזנב הטס. הסיפור של הטיסה ההיסטורית דלף לכתב של המגזין [[Aviation Week & Space Technology|אויאיישן וויק]] ושל [[לוס אנג'לס טיימס|הלוס אנג'לס טיימס]], שבו הופיע הסיפור בכותרת ראשית בגליון מה 22 לדצמבר 1947. במגזין הופיע הסיפור ב 20 לדצמבר 1947. חיל האויר איים בפעולה חוקית נגד העיתונאי שחשף את הסיפור. אך האיום מעולם לא התממש.

בסך הכל הטיס ייגר את המטוס 33 פעמים והשיג את המהירות הגבוהה ביותר של 1.45 מאך .

3 השותפים לטיסה ההיסטורית זכו בפרס קולייר של האגודה הלאומית לאוירונאוטיקה ב 1948 על מאמציהם. הפרס נמסר להם ע"י הנשיא [[הארי טרומן]] בבית הלבן. הזוכים היו לארי בל עבור חברת בל, ג'ון סטאק עבור NACA וקפטן צ'ארלס ייגר עבור הטיסה עצמה.

דגמים מאוחרים יותר של ה X-1 נבנו כדי לבדוק מאפיינים של טיסה על קולית. אחת מהטיסות הללו של ה X-1A , מוטס ע"י צ'ארלס ייגר, הציגה מאפיין מסוכן מאד של טיסה במאך גבוה (2 מאך ויותר). התופעה שהתגלתה הייתה "[[צימוד אינרציאלי]] " (Inertia Coupling ) . רק יכולות הטסה גבוהות של ייגר מנעו אסון. יותר מאוחר , הטייס מל אפט נהרג כאשר הטיס את מטוס הניסוי בל X-2 בתנאים דומים לטיסה של ייגר .

'''בל מודל 58A''' . מטוס זה הוזמן ע"י חיל האויר ב 2 באפריל 1948. ה X-1A (מס' סידורי 48-1384 1384ֳ) נועד לחקור תופעות אוירודינמיות במהירויות של מעל 2 מאך. (2451 קמ"ש ), וגבהים מעל 90,000 רגל (27 ק"מ). נושא מיוחד שנועד להבדק היה יציבות דינמית ועומסי אויר. המטוס היה ארוך וכבד מה X-1. היה בעל חופת תא טייס שונה להגדלת הריאות מתא הטייס. ה X-1A היה מונע באותו מנוע של ה X-1 , מנוע ה XLR-11. הטיסה הראשונה, ללא הפעלת מנוע נערכה ב14 לפברואר 1953 בבסיס אדוארדס. הטיסה הממונעת הראשונה נערכה ב 21 לפברואר 1953. בשתי הטיסות , הטייס היה ג'ין "סקיפ" זיגלר, שהיה טייס הניסוי של חברת בל.

NACA החלה לבצע ניסויים של מהירויות גבוהות בעזרת מטוס הניסוי דוגלאס סקיירוקט. המטוס הגיע למאך 2.005 ב 20 לנובמבר 1953. הוא היה מוטס ע"י טייס הניסוי סקוט קרוספילד . ההישג הזה גרם לאנשי חיל האויר לנסות להשיעלהשיג למהירותמהירות גבוהה מזו באמצעות מטוס ה X-1A. מבצע זה כונה ע"י צ'אק ייגר "מבצע NACA בוכה" . הניסויים הגיעו לשיא כאשר ב 12 לדצמבר 1953 (כ 3 שבועות לאחר השיא של קרוספילד) הצליח ייגר להגיע לגובה של 74,700 רגל (22.8 ק"מ) ומהירות של 2.44 מאך(2608 קמ"ש) בטיסה אופקית. אבל מיד אח"כ החל המטוס להסתחרר ללא שליטה כתוצאה מכניסה ל"צימוד אינרציאלי" (כנזכר לעיל). המטוס סבל מעומסים של 8 g כתוצאה מכך שבר ייגר את חופת תא הטייס בעשרצבעזרת הקסדה שלו. כאשר הגיע לגובה נמוך יותר הצליח להשתלט על המטוס ולהנחיתו בשלום.

'''בל מודל 58B .''' מטוס ה X-1B ( מס' סידורי 48-1385 ) היה מצויד בחימום אוירודינמי לכל ציוד המדידה שעל המטוס, לצורך מחקר חום (יותר מ 300 גששי חום הותקנו על משטחי המטוס). הוא היה דומה ל X-1A חוץ מאשר כנף שונה במקצת. ה X-1B שימש למחקר במהירות גבוהה ע"י חיל האויר של ארה"ב החל מאוקטובר 1954 , לפני שהועבר ל NACA בינואר 1955 . NACA המשיכה להטיס את המטוס עד ינואר 1958, כאשר סדקים שנתגלו במיכלי גרמו לקירקועו. ה X-1B השלים 27 טיסות. הישג ראוי לציון היה התקנת מערכת של רקטות תגובה קטנות לשימוש לצורך בקרת כיוון בגבהים גדולים , כאשר האויר דליל וההגאים האוירודינמיים מתפקדים בצורה לא טובה או בכלל לא. זה הפך את ה X-1B למטוס הראשון שטס עם מערכת בקרה מתוחכמת זו. מערכת זו שימשה יותר מאוחר את מטוס הניסוי נורת אמריקן [[X-15]].

ב 24 ביולי 1951, הוטל ה X-1D מעל האגם היבש רוג'רס , מוטס ע"י טייס הניסוי ג'ין "סקיפ" זיגלר. טיסת הדאיה הלא ממונעת הושלמה לאחר 9 דקות של הנמכה. אך בזמן הנחיתה כן הנסע שבחרטום קרס והמטוס גלש לעצירה. התיקונים נמשכו מספר שבועות. טיסה שניה תוכננה לאמצע אוגוסט. ב 22 לאוגוסט 1951 , ה X-1D אבד בהתפוצצות דלק בזמן ההכנות לטיסה הממונעת הראשונה. המטוס התרסק ונהרס לאחר ששוחרר ממטוס האם EB-50A.