X-3

עיצוב ופיתוח

ה-X-3 סטילטו היה מטוס ניסוי מוקדם, אך הישגי מחקרו לא היו אלו שתוכננו במקור. המטרה המקורית של המטוס הייתה שאפתנית - להמריא בכוחות עצמו, לטפס לגובה רב, לשמור על מהירות שיוט ממושכת של מאך 2, ולאחר מכן לנחות בכוחות עצמו. במטוס נבחן עיצוב של יחס הכנפיים נמוך ביחס לגוף, ושימוש נרחב בטיטניום בגוף המטוס.
בנייתם של זוג מטוסי X-3 אושרה ב-30 ביוני 1949. במהלך הפיתוח, המנוע המתוכנן של ה-X-3, ה"וסטינהאוס" J46, לא היה מסוגל לעמוד בדרישות הדחף, הגודל והמשקל, לכן נלקח מנוע בעל דחף נמוך יותר, ה-J34, שייצר דחף של 21.8 kN במקום 31.3 kN, כפי שתוכנן במקור. המטוס הראשון הושלם ונשלח לבסיס חיל האוויר אדוארדס בקליפורניה, ב-11 בספטמבר 1952.
ל-X-3 הייתה צורה יוצאת דופן של גוף גלילי ארוך עם כנפיים קטנטנות בצורת טרפז. אחד השיקולים בתכנון היה ליצור גוף "דק" ככל האפשר על מנת להשיג זרימת אוויר יעילה. האף היה ארוך, כדי לתת מקום לציוד הבדיקה, בעוד תא הטייס והשמשה הקדמית קבורים למחצה בגוף המטוס כדי להקל על השפעות ה"סבך התרמי". יחס הכנפיים הנמוך נועד להשגת מהירות גבוהה. עיצוב הכנפיים שימש לאחר מכן את מעצבי חברת לוקהיד בעיצוב כנפי ה-F-104. בשל בעיית המנוע ובעיות בשלדת המטוס, בניית מטוס ה-X-3 השני, שכבר החלה, בוטלה, וחלקי המטוס שימשו כחלקי חילוף למטוס הראשון.

היסטוריה מבצעית

טיסתו הראשונה של ה-X-3 בוצעה ב-15 באוקטובר 1952 על ידי טייס הניסוי של חברת דאגלס, ויליאם ברידג'מן. במהלך בדיקות הסעה של המטוס, ברידג'מן הרים את ה-X-3 מהקרקע והטיסו כמיל אחד (1.6 ק"מ) בטרם נחת חזרה. הטיסה הרשמית הראשונה בוצעה על ידי ברידג'מן ב-20 באוקטובר ונמשכה כ-20 דקות. המטוס טס בסך בכל 26 פעמים (כולל הטיסה הלא מתוכננת הראשונה) עד סוף הבדיקות של חברת דאגלס בדצמבר 1953. בדיקות אלו הראו כי ה-X-3 היה קשה מאוד לשליטה. מהירות המראתו הייתה גבוהה באופן חריג (482 קמ"ש - 260 קשר). חמור מכך, ה-X-3 לא הגיע למהירויות המתוכננות. כדי להגיע למהירות על-קולית היה על הטייס לצלול בזווית 15 מעלות מטה כדי להגיע ל-1.1 מאך. מהירותו המרבית נמדדה ב-28 ביולי 1953, שאז הגיע ל-1.208 מאך בצלילה בת 30 מעלות. תוכנית להחליף את מנועי המטוס במנועים רקטיים נשקלה אך לבסוף ננטשה.
עם השלמת הבדיקות על ידי חברת דאגלס בדצמבר 1953, נמסר המטוס לחיל האוויר האמריקאי. הביצועים הירודים שלו גרמו לכך שתוכנית הניסוי הייתה קצרה מאוד, ומטרתה הייתה רק לצבור ניסיון בהטסת מטוס בעל יחס כנפיים/גוף נמוך. הטייסים סא"ל פרנק האוורסט וסרן צ'אק ייגר ביצעו כל אחד שלוש טיסות. למרות שהטייסים היו מחיל האוויר האמריקאי, הטיסות נספרו כטיסות של NACA. עם טיסתו האחרונה של ייגר ביולי 1954, תכננה NACA סדרה מוגבלת של טיסות מחקר עם ה-X-3. הטיסות הראשונות בדקו יציבות ושליטה, עומסי כנף וזנב, ופיזור לחץ.
טייס NACA ג'וזף א. ווקר, עשה את טיסת היכרותו עם ה-X-3 ב-23 באוגוסט 1954. לאחר מכן טס שמונה פעמים נוספות למטרות מחקר בחודשים ספטמבר ואוקטובר. עד סוף אוקטובר, הורחבה תוכנית המחקר כדי לכלול בדיקות יציבות כיווניות לרוחב. בבדיקות אלה, ה-X-3 התגלגל בפתאומיות במהירויות עבר/על-קוליות, בלא שהטייס עשה דבר. למרות חסרונותיו, ה-X-3 היה אידיאלי עבור בדיקות אלה. מסת מנועיו והדלק היו מרוכזים במבנה גופו הארוך והצר של המטוס, ואילו כנפיו היו קצרים ורחבים. כתוצאה מכך, ה-X-3 היה "טעון" לאורך גופו, ולא בכנפיו. דבר זה היה אופייני אז למטוסי קרב שהיו בפיתוח או בדיקה.
במהלך בדיקות אלו התרחשה הטיסה המשמעותית ביותר של ה-X-3, טיסה שכמעט הביאה לאובדן המטוס. ב-27 באוקטובר 1954 עשה ווקר גלגול פתאומי לשמאל במאך 0.92 ובגובה 9,144 מ' (30,000 רגל). ה-X-3 התגלגל כמצופה, אך גם נטה 20 מעלות וסבסב 16 מעלות. המטוס הסתובב במשך 5 שניות עד שווקר השתלט על המטוס. לאחר מכן המשיך לנקודת הבדיקה הבאה. ווקר הכניס את ה-X-3 לצלילה, מאיץ למאך 1.154 ב-9,862 מ' (32,356 רגל), שם הוא שוב גלגל את המטוס בפתאומיות לשמאל. המטוס נטה כלפי מטה ונרשמה האצה של 6.7- ג'י (66- מ'/שנייה²),אז התגלגל מעלה ל+7 ג'י (69 מ'/שנייה²). באותו הזמן, החליק המטוס הצידה וכתוצאה מכך הגיע העומס ל-2 ג'י (20 מ'/שנייה²). ווקר הצליח להשתלט על המטוס ונחת בשלום.
הבדיקות שלאחר הטיסה הראו שגוף המטוס היה נתון בעומס המרבי שלו. אילו ההאצה הייתה גבוהה יותר, המטוס עלול היה להתפרק באוויר. ווקר וה-X-3 חוו "צימוד אינרציאלי", שבו תנועה מכוונת בציר אחד יכולה לגרום לשינויים לא מכוונים בצירים האחרים. באותו זמן, מספר טייסי F-100 היו מעורבים במקרים דומים. תוכנית מחקר שהחלה על ידי NACA החלה לחקור תופעה זו ולמצוא לה פתרונות.
עבור ה-X-3, הטיסה הזו הייתה שיא הפעילות. המטוס קורקע לכמעט שנה אחרי טיסה זו, ולא נבחנה שוב יציבות הגלגול של המטוס. ווקר ערך עוד 10 טיסות בין 20 בספטמבר 1955 ו-23 במאי 1956. המטוס נמסר לאחר מכן למוזיאון חיל האוויר האמריקאי. למרות שה-X-3 לא סיפק את המידע המחקרי שתוכנן, לשירותו הקצר היה ערך. המטוס הראה את הסכנות שבצימוד האינרציאלי וסיפק מידע על התופעה. צורת הכנף שלו שימשה את מפתחי ה-F-104 של לוקהיד והיה אחד הראשונים שנבנו מטיטניום. בנוסף, מהירויות ההמראה והנחיתה שלו דרשו ממפתחיו לייצר צמיגים חזקים הרבה יותר, דבר שתרם רבות לתחום זה.