ダグラス X-3 スティレット

X-3 スティレット
一般情報
タイプ	実験機
メーカー	ダグラス
デザイナー	スカイラー・クラインハンス、ベイリー・オズワルド、フランシス・クラウザー[1]
状態	アメリカ空軍国立博物館に保存されている
主なユーザー	アメリカ空軍 ナカ
建造数	1
歴史
初飛行	1952年10月15日
引退	1956年5月23日

ダグラスX-3 スティレットは、1950 年代にダグラス エアクラフト カンパニーが製造した、細身の胴体と長く先細りの機首を持つアメリカの実験用ジェット機です。その主な任務は、超音速の持続に適した航空機の設計上の特徴を調査することで、機体の主要部品に初めてチタンを使用しました。ダグラスは、最高速度をおよそ 2,000 mph (3,200 km/h) にすることを目標に X-3 を設計しましたが、^{[2]この目的には出力が著しく不足しており、水平飛行で}マッハ1 を超えることすらできませんでした。^[3]この研究用航空機は期待外れでしたが、ロッキードの設計者は、成功したマッハ2 戦闘機で同様の台形翼設計を使用したロッキード F-104 スターファイターに X-3 のテストのデータを使用しました。

ダグラス X-3 スティレットは、初期の実験機の中で最もスマートだったが、研究成果は当初計画されていたものとは異なるものだった。当初はマッハ 2 の先進的なターボジェット推進試験を目的としていたが、不十分なエンジンのために当初の性能目標を達成することはなく、主に構成探索機の範疇に入った。 ^[4]この航空機の目標は野心的なもので、自力で地面から離陸し、高高度まで上昇し、マッハ 2 の巡航速度を維持し、自力で着陸することだった。また、低アスペクト比の翼の実現可能性や、航空機構造におけるチタンの大規模使用をテストすることも目的としていた。ダグラス X-3 スティレットの設計は、1954 年 7 月 13 日にフランク N. フレミングとハロルド T. ラスキンに付与され、ダグラス エアクラフト カンパニーに譲渡された米国意匠特許 #172,588 の対象となっている。

1949年6月30日、X-3の2機の建造が承認された。開発中、X-3に搭載予定だったウェスティングハウスJ46エンジンは推力、サイズ、重量の要件を満たすことができなかったため、推力の低いウェスティングハウスJ34 ターボジェットエンジンに置き換えられたが、アフターバーナー使用時の推力は計画の7,000ポンド力（31キロニュートン）ではなく、わずか4,900ポンド力（22キロニュートン）しか生み出せなかった。最初の機体は1952年9月11日に建造され、カリフォルニア州エドワーズ空軍基地に納入された。

X-3 は、非常に長く緩やかに先細りの機首と小さな台形の翼を持つ、珍しい細身の流線型の形状を特徴としていた。その目的は、超音速で低抗力を実現するために、可能な限り薄くて細い形状を作り出すことであった。延長された機首は、試験装置を設置できるようにするためのものであり、半埋め込み式のコックピットと風防は、「熱の茂み」状態の影響を軽減するように設計された。低アスペクト比の後退翼は高速用に設計され、後にロッキード設計チームは、X-3 の試験データを使用して、同様の F-104 スターファイターの翼設計を行った。エンジンと機体の両方に問題があったため、部分的に完成した 2 機目の航空機はキャンセルされ、その部品はスペアパーツとして使用された。^[5]

最初の X-3 の「ホップ」は、1952 年 10 月 15 日にダグラス社のテストパイロット、 ビル・ブリッジマンによって行われた。高速タクシーテスト中、ブリッジマンは X-3 を地面から持ち上げ、約 1 マイル (1.6 km) 飛行させてから湖底に戻した。公式の初飛行は 10 月 20 日にブリッジマンによって行われ、約 20 分間続いた。彼は、1953 年 12 月のダグラス社のテスト終了までに合計 26 回の飛行 (ホップを含む) を行った。これらの飛行により、X-3 は出力が著しく不足しており、制御が困難であることが判明した。離陸速度は異常に高く、時速 260 マイル (230 ノット、420 ​​km/h) であった。さらに深刻なことに、X-3 は計画された最高速度に達しなかった。最初の超音速飛行では、マッハ 1.1 に達するために飛行機が 15 度の急降下をする必要があった。 X-3の最速飛行は1953年7月28日で、30度の急降下でマッハ1.208に達した。^[3] X-3のエンジンをロケットモーターに交換する計画も検討されたが、結局中止された。^[5]

1953年12月に契約業者のテストプログラムが完了すると、X-3はアメリカ空軍に引き渡されました。X-3の性能が悪かったため、低アスペクト比の翼で経験を積むための短縮版プログラムのみが作られました。フランク・エベレスト中佐とチャック・イェーガー少佐はそれぞれ3回の飛行を行いました。空軍パイロットによって操縦されましたが、これらはNACAの飛行としてカウントされました。1954年7月のイェーガーによる最後の飛行をもって、NACAはX-3による限定された一連の研究飛行の計画を立てました。最初の飛行では、縦方向の安定性と制御、翼と尾部の荷重、および圧力分布を調べました。

NACA パイロットのジョセフ A. ウォーカーは、1954 年 8 月 23 日に X-3 でパイロット チェック フライトを行い、その後 9 月と 10 月に 8 回の調査飛行を行いました。10 月下旬までに、調査プログラムは横方向および方向安定性テストを含むように拡張されました。これらのテストでは、X-3 は、舵を中央に保ったまま、遷音速および超音速で急激にロールされました。欠点はあるものの、X-3 はこれらのテストには理想的でした。エンジン、燃料、構造の質量は、長くて狭い胴体に集中しており、翼は短くて太いものでした。その結果、X-3 は翼ではなく胴体に沿って「荷重」がかかっていました。これは、当時開発中またはテスト中の戦闘機の典型的なものでした。

これらのテストは、X-3 の最も重要な飛行と、機体のほぼ喪失につながることとなった。1954 年 10 月 27 日、ウォーカーは高度 30,000 フィート (9,100 メートル) でマッハ 0.92 で急激な左ロールを行った。X-3 は予想どおりロールしたが、20 度のピッチアップと 16 度のヨーイングも行った。機体は 5 秒間回転した後、ウォーカーは制御下に戻すことができた。その後、彼は次のテスト ポイントの準備を整えた。ウォーカーは X-3 を急降下させ、高度 32,356 フィート (9,862 メートル) でマッハ 1.154 まで加速し、そこで急激な左ロールを行った。機体はピッチダウンして -6.7  g (-66 m/s²) の加速度を記録し、その後 +7 g (69 m/s²)までピッチアップした 。同時に、X-3 は横滑りし、2  g (20 m/s²) の荷重がかかりました。ウォーカーはなんとか X-3 を制御し、着陸に成功しました。

飛行後の検査で、機体が最大荷重限界に達していたことが判明した。加速度がもっと高かったら、機体は分解していたかもしれない。ウォーカーと X-3 は「ロール慣性カップリング」を経験した。これは、1 つの軸の操縦が、他の 1 つまたは 2 つの軸の予期しない操縦を引き起こすというものである。同時期に、ノースアメリカン F-100 スーパーセイバー数機が同様の事故に巻き込まれた。NACA は、問題を理解し、解決策を見つけるための研究プログラムを開始した。

X-3にとって、ロールカップリング飛行は歴史の頂点であった。この機体は飛行後1年近く地上に留まり、ロール安定性と制御限界を再び探ることはなかった。ウォーカーは1955年9月20日から1956年5月23日までの間にさらに10回の飛行を行った。この機体はその後、アメリカ空軍国立博物館に展示された。^[6]

X-3はマッハ2巡航時の空力データを提供するという目的を達成することはなかったが、その短期間の運用は価値があった。ロール慣性カップリングの危険性を示し、その現象に関する初期の飛行試験データを提供した。その小型で高荷重の後退翼はロッキードF-104スターファイターに使用され、^[7]チタンを使用した最初の航空機の1つとなった。最後に、X-3の非常に高い離着陸速度にはタイヤ技術の改善が必要であった。

2機の航空機が発注されたが、製造されたのは1機のみで、51回の試験飛行を完了した。

• X-3は1956年にオハイオ州ライト・パターソン空軍基地にあるアメリカ国立空軍博物館に移管された。^[8] 2008年現在、同博物館の研究開発ギャラリーに展示されている。^{[3][アップデート]}

1920年以降のマクドネル・ダグラス航空機のデータ第1巻^[9]

一般的な特徴

• 乗員: 1
• 長さ: 66 フィート 9 インチ (20.35 メートル)
• 翼幅: 22 フィート 8 インチ (6.91 m)
• 高さ: 12 フィート 6 インチ (3.82 m)
• 翼面積: 166.5平方フィート (15.47 m ² )
• アスペクト比: 3
• 自重: 14,345 ポンド (6,507 kg)
• 総重量: 20,800 ポンド (9,435 kg)
• 最大離陸重量: 22,400 ポンド (10,160 kg)
• 動力装置:ウェスティングハウス XJ34-WE-17アフターバーナーターボジェット2 基、乾燥推力 3,370 lbf (15 kN)、アフターバーナー付き 4,900 lbf (22 kN)

パフォーマンス

• 最高速度: 高度20,000 フィート (6,100 メートル) で 706 mph (1,136 km/h、613 kn)
• 最高速度:マッハ0.987
• 範囲: 497 マイル (800 km、432 海里)
• 耐久性:高度 30,000 フィート (9,100 メートル) で 706 mph (1,136 km/h、613 kn) で 1 時間
• 実用上昇限度: 38,000 フィート (12,000 m) 絶対
• 上昇率: 19,000 フィート/分 (97 m/s)
• 翼面荷重: 124.9 ポンド/平方フィート (610 kg/m ² )
• 推力/重量: 0.476

同等の役割、構成、時代の航空機

• ブリストル 188

関連リスト

• X-3 フライト一覧
• アメリカ合衆国の軍用機一覧

• アメリカ空軍博物館ガイドブック。オハイオ州ライト・パターソン空軍基地：空軍協会、1975年版。
• ウィンチェスター、ジム。「ダグラス X-3」。コンセプト航空機：プロトタイプ、X プレーン、実験航空機。ケント、イギリス：Grange Books plc、2005 年。ISBN 978-1-84013-809-2。 

ウィキメディア・コモンズには、X-3 スティレットに関連するメディアがあります。

• NASA ドライデン X-3 写真コレクション
• NASA-Dryden X-3 ファクトシート 2007-06-13 にWayback Machineでアーカイブ
• グローバル航空機: X-3 スティレット