El Douglas X-3 Stiletto fue un avión a reacción experimental estadounidense de la década de 1950 con un fuselaje delgado y una nariz larga y cónica, fabricado por Douglas Aircraft Company. Su misión principal era investigar las características de diseño de un avión adecuado para velocidades supersónicas sostenidas , lo que incluyó el primer uso de titanio en los principales componentes de la estructura del avión . Douglas diseñó el X-3 con el objetivo de alcanzar una velocidad máxima de aproximadamente 2000 mph (3200 km/h), [2] pero tenía muy poca potencia para este propósito y ni siquiera podía exceder Mach 1 en vuelo nivelado. [3] Aunque el avión de investigación fue una decepción, los diseñadores de Lockheed utilizaron datos de las pruebas X-3 para el Lockheed F-104 Starfighter , que utilizó un diseño de ala trapezoidal similar en un exitoso caza Mach 2.
El Douglas X-3 Stiletto fue el más elegante de los primeros aviones experimentales, pero sus logros en investigación no fueron los planeados originalmente. Originalmente estaba destinado a pruebas avanzadas de propulsión turborreactor Mach 2, pero cayó en gran medida en la categoría de exploradores de configuración, ya que nunca alcanzó sus objetivos de rendimiento originales debido a motores inadecuados. [4] El objetivo del avión era ambicioso: despegar del suelo por sus propios medios, ascender a gran altitud, mantener una velocidad de crucero sostenida de Mach 2 y luego aterrizar por sus propios medios. El avión también debía probar la viabilidad de alas de baja relación de aspecto y el uso a gran escala de titanio en estructuras de aviones. El diseño del Douglas X-3 Stiletto es objeto de la patente de diseño estadounidense n.º 172.588 concedida el 13 de julio de 1954 a Frank N. Fleming y Harold T. Luskin y asignada a Douglas Aircraft Company, Inc.
La construcción de un par de X-3 se aprobó el 30 de junio de 1949. Durante el desarrollo, los motores Westinghouse J46 planificados para el X-3 no pudieron cumplir con los requisitos de empuje, tamaño y peso, por lo que se sustituyeron los turborreactores Westinghouse J34 de menor empuje , produciendo solo 4.900 libras de fuerza (22 kilonewtons) de empuje con postcombustión en lugar de las 7.000 lbf (31 kN) previstas. El primer avión fue construido y entregado a la Base de la Fuerza Aérea Edwards , California , el 11 de septiembre de 1952.
El X-3 presentaba una forma inusual, esbelta y aerodinámica, con un morro muy largo y ligeramente ahusado y pequeñas alas trapezoidales . El objetivo era crear la forma más delgada y esbelta posible para lograr una baja resistencia a velocidades supersónicas. El morro extendido debía permitir la provisión de equipos de prueba, mientras que la cabina semienterrada y el parabrisas estaban diseñados para aliviar los efectos de las condiciones de " matorral térmico ". Las alas no barridas y de baja relación de aspecto fueron diseñadas para alta velocidad y más tarde, el equipo de diseño de Lockheed utilizó datos de las pruebas del X-3 para el diseño de ala similar del F-104 Starfighter. Debido a problemas tanto en el motor como en la estructura del avión, el segundo avión parcialmente terminado fue cancelado y sus componentes se utilizaron como repuestos. [5]
El primer "salto" del X-3 lo realizó el 15 de octubre de 1952 el piloto de pruebas de Douglas, Bill Bridgeman . Durante una prueba de rodaje de alta velocidad, Bridgeman levantó el X-3 del suelo y lo voló aproximadamente una milla (1,6 km) antes de regresar al lecho del lago. Bridgeman realizó el primer vuelo oficial el 20 de octubre y duró unos 20 minutos. Hizo un total de 26 vuelos (contando el salto) al final de las pruebas de Douglas en diciembre de 1953. Estos demostraron que el X-3 tenía muy poca potencia y era difícil de controlar; su velocidad de despegue era inusualmente alta: 260 millas por hora (230 nudos; 420 km/h). Lo que es más grave, el X-3 no alcanzó la velocidad máxima prevista. Su primer vuelo supersónico requirió que el avión realizara un descenso de 15° para alcanzar Mach 1,1. El vuelo más rápido del X-3, realizado el 28 de julio de 1953, alcanzó Mach 1,208 en un descenso de 30°. [3] Se consideró un plan para rediseñar el X-3 con motores de cohete, pero finalmente se abandonó. [5]
Con la finalización del programa de pruebas del contratista en diciembre de 1953, el X-3 fue entregado a la Fuerza Aérea de los Estados Unidos . El pobre rendimiento del X-3 significó que sólo se haría un programa abreviado para ganar experiencia con alas de bajo alargamiento. El teniente coronel Frank Everest y el mayor Chuck Yeager realizaron tres vuelos cada uno. Aunque los volaron pilotos de la Fuerza Aérea, estos se contaron como vuelos de la NACA . Con el último vuelo de Yeager en julio de 1954, la NACA hizo planes para una serie limitada de vuelos de investigación con el X-3. Los vuelos iniciales analizaron la estabilidad y el control longitudinal, las cargas en las alas y la cola y la distribución de la presión.
El piloto de la NACA, Joseph A. Walker, realizó su vuelo de verificación como piloto en el X-3 el 23 de agosto de 1954 y luego realizó ocho vuelos de investigación en septiembre y octubre. A finales de octubre, el programa de investigación se amplió para incluir pruebas de estabilidad lateral y direccional. En estas pruebas, el X-3 se hizo rodar abruptamente a velocidades transónicas y supersónicas, con el timón mantenido centrado. A pesar de sus deficiencias, el X-3 resultó ideal para estas pruebas. La masa de sus motores, combustible y estructura se concentraba en su largo y estrecho fuselaje, mientras que sus alas eran cortas y rechonchas. Como resultado, el X-3 fue "cargado" a lo largo de su fuselaje, en lugar de sus alas. Esto era típico de los aviones de combate que entonces estaban en desarrollo o pruebas.
Estas pruebas conducirían al vuelo más significativo del X-3 y a la casi pérdida del avión. El 27 de octubre de 1954, Walker hizo un giro abrupto hacia la izquierda a Mach 0,92 y una altitud de 30.000 pies (9.100 metros). El X-3 giró como se esperaba, pero también se inclinó 20° y giró 16°. El avión giró durante cinco segundos antes de que Walker pudiera recuperar el control. Luego se preparó para el siguiente punto de prueba. Walker puso el X-3 en picado, acelerando a Mach 1,154 a 32,356 pies (9,862 m), donde hizo un giro abrupto hacia la izquierda. El avión descendió y registró una aceleración de -6,7 g (-66 m/s²), luego se inclinó hacia arriba hasta +7 g (69 m/s²). Al mismo tiempo, el X-3 resbaló lateralmente, lo que resultó en una carga de 2 g (20 m/s²). Walker logró controlar el X-3 y aterrizó con éxito.
El examen posterior al vuelo mostró que el fuselaje había sido sometido a su límite de carga máxima. Si la aceleración hubiera sido mayor, el avión podría haberse destrozado. Walker y el X-3 habían experimentado un " acoplamiento de inercia de balanceo ", en el que una maniobra en un eje provocará una maniobra no controlada en uno o dos más. Al mismo tiempo, varios F-100 Super Sabres norteamericanos estuvieron involucrados en incidentes similares. La NACA inició un programa de investigación para comprender el problema y encontrar soluciones.
Para el X-3, el vuelo con acoplamiento giratorio fue el punto culminante de su historia. El avión estuvo en tierra durante casi un año después del vuelo y nunca más exploró sus límites de control y estabilidad de balanceo. Walker realizó otros diez vuelos entre el 20 de septiembre de 1955 y el último el 23 de mayo de 1956. Posteriormente, el avión fue retirado al Museo Nacional de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos . [6]
Aunque el X-3 nunca cumplió su intención de proporcionar datos aerodinámicos en crucero Mach 2, su breve servicio fue valioso. Mostró los peligros del acoplamiento por inercia de balanceo y proporcionó datos de las primeras pruebas de vuelo sobre el fenómeno. Su ala pequeña y sin barrer, muy cargada, se utilizó en el Lockheed F-104 Starfighter, [7] y fue uno de los primeros aviones en utilizar titanio. Finalmente, las altísimas velocidades de despegue y aterrizaje del X-3 requirieron mejoras en la tecnología de los neumáticos.
Se encargaron dos aviones, pero sólo se construyó uno, completando 51 vuelos de prueba.
Datos de aviones McDonnell Douglas desde 1920 Volumen 1 [9]
Características generales
Actuación
Aeronaves de función, configuración y época comparables.
Listas relacionadas
{{cite journal}}: Citar diario requiere |journal=( ayuda ){{cite book}}: |first1=tiene nombre genérico ( ayuda )