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NASA - Hoja Del Hecho de la NASA Dryden - La Primera Generación de X-1
August 22, 2006
 
 

La Primera Generación de X-1

La primera generación de aeronaves X-1 cambió la historia de la aviación de muchas maneras, y no simplemente porque fueron las primeras aeronaves que volaron más rápido que la velocidad del sonido. En realidad, establecieron el concepto de aeronaves de investigación, construidas exclusivamente con propósitos experimentales y sin las restricciones que imponen los requisitos comerciales o militares. Aunque los aviones-X subsiguientes se construyeron con una amplia variedad de propósitos, demostradores de conceptos o tecnología, misiles de prueba no tripulados e incluso como prototipos en casi todo menos el nombre: los X-1 se construyeron para que volaran más rápido que cualquier aeronave hasta ese momento.

X-1 on lakebed Los X-1 fueron el resultado de los cambios tecnológicos que enfrentaron los diseñadores de aeronaves a fines de la década de 1930 y principios de la década de 1940. Las aeronaves habían comenzado a experimentar circulación de aire sobre las alas tanto en vuelos subsónicos como supersónicos. Este hecho creaba una serie de características no deseadas: compresibilidad, mayor resistencia aerodinámica, cambios en el equilibrio aerodinámico, turbulencias importantes y pérdida de efectividad de los controles. Los túneles de viento se veían afectados por los mismos problemas aerodinámicos, y se comprobó que los datos obtenidos de ellos no eran confiables en este régimen. Como resultado, unas pocas personas: John Stack, de la NACA (Comité Consultivo Nacional para la Aeronáutica), Ezra Kotchner de la Fuerza Aérea y Walter Diehl de la Armada, idearon una aeronave de investigación especializada ofrecida como el único medio factible de obtener datos aeronáuticos de vuelos supersónicos.

La Fuerza Aérea eligió a Bell Aircraft para construir tres aeronaves X-1. El fuselaje poseía la misma forma que una bala de ametralladora calibre 0,50 la cual se consideraba estable a velocidades supersónicas. Las alas de los X-1 eran rectas y no en forma de flecha, y relativamente delgadas para la época. El X-1-1 (número de serie 46-062) poseía un ala con una relación espesor/cuerda (perfil) del 8 por ciento. El X-1-2 (número de serie 46-063) poseía un ala con una relación (perfil) del 10 por ciento. El X-1 era propulsado por un motor-cohete XLR-11, que poseía cuatro cámaras y quemaba oxígeno líquido (LOX) y una mezcla de alcohol y agua. En 1945, algunos ingenieros miraban los cohetes con recelo. Tanto la NACA como la Armada preferían una aeronave de investigación propulsada por reacción, en lugar de utilizar una propulsada por cohete como la que había elegido la Fuerza Aérea.



Bell entregó el X-1-1 en diciembre de 1945. Al mismo tiempo, la Fuerza Aérea pidió al personal de la NACA que supervisara la instrumentación y los análisis de datos de los vuelos del X-1. Como resultado, se incorporó al programa un equipo de la NACA. El primer vuelo de planeo con el X-1 lo efectuó el piloto de pruebas de Bell, Jack Woolams, el 19 de enero de 1946 en Pinecastle Field, Florida. El X-1-1 fue lanzado desde el aire desde un B-29. Woolams realizó un total de 10 vuelos de planeo para probar el manejo del X-1 a baja velocidad antes de que el aparato regresara a Bell en marzo de 1946 para instalarle un motor-cohete. La aeronave fue entregada en Muroc en octubre de 1946.

El primer grupo de ingenieros de la NACA llegó a Muroc Field (ahora Base Edwards de la Fuerza Aérea, California), en septiembre de 1946 para preparar los vuelos iniciales del X-1-2. El piloto de pruebas de Bell, Chalmers "Slick" Goodlin, efectuó el primer vuelo de planeo en el X-1-2 el 11 de octubre de 1946. Luego de un total de cuatro vuelos de planeo, realizó el primer vuelo propulsado el 9 de diciembre, alcanzando una velocidad Mach 0,79. Para junio de 1947, Bell había comprobado la aeronavegabilidad de ambos X-1 a velocidad Mach 0,8. El contrato liberó de responsabilidad a la compañía por encima de dicha velocidad.

El 30 de junio de 1947, los representantes de la Fuerza Aérea y la NACA acordaron un programa de vuelo de dos fases. La Fuerza Aérea utilizaría el X-1-1, de ala más delgada, para llevar a cabo un programa acelerado con el objeto de alcanzar una velocidad Mach 1,1 tan pronto como fuera posible. La NACA brindaría respaldo en cuanto al asesoramiento técnico y el análisis de datos. Luego, la NACA efectuaría una serie de vuelos de investigación más detallados y a un ritmo más lento, a velocidades transónicas (cercanas a la velocidad del sonido), utilizando el X-1-2 de ala más gruesa.

Photo of the XS-1 in flight with a copy of the mach jump paper tape data record of the first supersonic flight

Se designó al Capitán Charles E. "Chuck" Yeager como piloto para los vuelos hasta Mach 1. El piloto efectuó los primeros vuelos de planeo los días 6, 7 y 8 de agosto de 1947, y efectuó su primer vuelo propulsado en el X-1-1 el 29 de agosto, alcanzando una velocidad Mach 0,85. Durante las siguientes seis semanas, Yeager llegó cerca de Mach 1: el 10 de octubre alcanzó una velocidad Mach 0,997. Para los ingenieros de la NACA, acostumbrados a un enfoque más cauteloso, paso a paso, les pareció que la actitud de Yeager y la Fuerza Aérea era apresurada. Sin embargo, el 14 de octubre Yeager alcanzó una velocidad de Mach 1,06 a 43.000 pies (13.000 m), convirtiéndose en el primer hombre en efectuar un vuelo supersónico. Dos horas más tarde, los funcionarios de la Fuerza Aérea calificaron el vuelo y todos sus datos como Información Secreta. Recién en diciembre de 1947 trascendió este logro, y en marzo de 1948 la Fuerza Aérea de los Estados Unidos lo confirmó oficialmente.

La NACA comenzó entonces a volar el X-1-2 en misiones de investigación. El 21 de octubre de 1947, el piloto de NACA Herbert H. Hoover efectuó un vuelo de planeo. Hoover continuó la misión el 16 de diciembre con un vuelo propulsado a Mach 0,84. En enero de 1948 se unió al programa un segundo piloto de investigación de NACA, Howard C. Lilly. Los vuelos iniciales de NACA en la aeronave buscaban datos sobre virajes y sacudidas, resbalamientos laterales y eficacia del timón de altura a velocidades subsónicas. Recién el 4 de marzo de 1948 Hoover alcanzó la velocidad Mach 1,029. Hoover se convirtió en la segunda persona en alcanzar Mach 1, en el primer vuelo supersónico efectuado por un civil y el primero de la NACA. Lilly voló a Mach 1,1 el 31 de marzo.

Robert A. Champine reemplazó a Hoover y Lilly en el programa X-1 en noviembre de 1948, llevando a cabo estudios sobre la distribución de presión en las alas, estabilidad y control y eficacia de los estabilizadores. John H. Griffith reemplazó a Champine en el programa X-1 y continuó con estos esfuerzos de investigación. Griffith voló el X-1-2 durante octubre de 1950 y abandonó la NACA para trabajar como piloto de pruebas de una compañía. En abril de 1951 se incorporó A. Scout Crossfield a los esfuerzos de investigación, a los que se agregó en agosto Joe Walker.

Photo of the XS-1/B-29

La utilidad de investigación de la primera generación de aeronaves X-1 estaba llegando a su fin. La segunda generación de aeronaves X-1, entonces en desarrollo, sería capaz de alcanzar una velocidad igual al doble de la velocidad del sonido. Después del vuelo en el cual Yeager alcanzara una velocidad Mach 1, el X-1-1 fue utilizado por la Fuerza Aérea para obtener datos sobre estabilidad y control, carga alar y de cola, vuelo a alturas elevadas y familiarización del piloto. Luego del vuelo final piloteado por Yeager el 12 de mayo de 1950, el X-1-1 fue retirado y entregado al Instituto Smithsoniano. El X-1-2 continuó volando, pero se dio fin a su uso por problemas técnicos. Tanto el X-1-1 como el X-1-2 utilizaban un sistema de combustible presurizado con nitrógeno. Los tanques de nitrógeno del X-1-2 estaban cerca del final de su ciclo de fatiga, hecho que provocaba riesgos de una posible explosión. Por consiguiente, los funcionarios de la NACA dejaron en tierra al X-1-2, que regresó luego en un estado bastante modificado como X-1E.

El X-1-3 (número de serie 46-064) representó el ejemplo final de la primera generación de la serie X-1. El X-1-3 era idéntico en su exterior a las otras dos aeronaves. El sistema de combustible del X-1-3 no dependía de la presión de nitrógeno sino de una turbobomba. Este sistema eliminaba la necesidad de tanques de nitrógeno pesados, lo cual se tradujo en una velocidad máxima calculada de Mach 2,4, un número de Mach más alto que el que podían alcanzar el X-1-1 o el X-1-2. Sin embargo, los problemas de recortes de financiamiento y de desarrollo de la turbobomba retrasaron el trabajo sobre la aeronave durante tres años completos. La Fuerza Aérea también había firmado un contrato con Bell Aircraft para desarrollar la segunda generación X-1A, X-1B y X-1D. El interés en el X-1-3 decayó y la Fuerza Aérea canceló este programa. Como la NACA deseaba su propia aeronave con Mach 2 para experimentación, tomó el programa X-1-3 cancelado por la Fuerza Aérea.

El X-1-3 fue entregado en la Base Edwards en abril de 1951. El 20 de julio, el piloto de pruebas de Bell, Joseph Cannon, efectuó un vuelo de planeo exitoso en la aeronave. El 9 de noviembre de 1951, el X-1-3 efectuó un vuelo de acople a bordo de la aeronave de lanzamiento B-50. El vuelo debía servir como ensayo para el primer vuelo propulsado, así como de prueba del sistema de lanzamiento de carga. Sin embargo, los ingenieros cancelaron las pruebas de lanzamiento de carga cuando la presión de nitrógeno cayó. El B-50, con el X-1-3 con su combustible completo y todavía acoplado, aterrizó de regreso en la Base Edwards sin contratiempos, y comenzaron los preparativos para el lanzamiento del LOX. Sin embargo, cuando Cannon presurizó el tanque de LOX se oyó un ruido sordo seguido por un silbido y una pequeña nube de vapor blanco escapó de la sección media del X-1-3. Entonces, se produjo una violenta explosión con llamas amarillas y humo negro que envolvieron al X-1-3 y al B-50. Cannon escapó del X-1-3 pero pasó casi un año en el hospital, recuperándose de graves quemaduras en las piernas, los brazos y el cuerpo. El fuego y las explosiones subsiguientes destruyeron tanto el X-1-3 como el B-50.
 

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Page Last Updated: August 21st, 2013
Page Editor: NASA Administrator