L’avion de recherche à propulsion par fusée North American X-15 était l’aboutissement des travaux d’une longue série d’avions de recherche à propulsion par fusée des années 1940 et 1950.
Le North American X-15 était l’aboutissement des travaux d’une longue série d’avions de recherche propulsés par fusée qui ont marqué les années 1940 et 1950, à commencer par le célèbre Bell X-1. Chacun de ces importants avions « x-plane » avait des objectifs de programme spécifiques et a progressé au fur et à mesure que la technologie de l’époque le permettait. Les premiers vols ont permis d’obtenir des données sur des vitesses allant de Mach 1,0 à Mach 3,0 et ont évolué du X-1 à aile droite au Bell X-2 à aile en flèche. Pour aller plus loin, la réflexion s’est portée sur la collecte de données à l’aide d’un avion-fusée avancé et hautement spécialisé pour entrer dans l’enveloppe de vol hypersonique (vitesses supérieures à Mach 5.0) afin d’aller au-delà de l’atmosphère terrestre pour de futurs voyages dans l’espace.
Le X-15 a été construit par North American Aviation (mieux connue pour ses chasseurs P-51 Mustang de la Seconde Guerre mondiale) comme plateforme de recherche au service de la NASA, de l’armée de l’air américaine (USAF) et de la marine américaine (USN). Les spécifications de l’avion-fusée ont été définies par la NASA (alors connue sous le nom de NACA – National Advisory Committee for Aeronautics) dès 1952 et ces informations ont été transmises à l’USAF/USN en juillet 1954. North American fut alors choisie pour construire trois exemplaires de ce qui devint le « X-15 » en septembre 1955.
Le design finalisé est devenu un avion long et mince avec un cône de nez pointu, un cockpit monoplace placé à l’avant et un fuselage tubulaire. Des plans d’aile principaux courts et en flèche (25 degrés) furent ajoutés sur les côtés à l’arrière du milieu du fuselage, et l’empennage comprenait des ailerons verticaux dorsaux et ventraux avec une paire de plans horizontaux latéraux en flèche. Le moteur-fusée de choix était le Reaction Motors XLR-99 d’une poussée de 28 000 lb à 57 000 lb (réglable). Cependant, en raison de retards dans la mise en œuvre de cette fusée, 2 moteurs-fusée XLR-11 ont pris sa place pour l’intérim et ont dominé les premiers vols. En raison de la chaleur intense générée par les vols à grande vitesse et à haute altitude, la construction du corps du X-15 était constituée d’un revêtement en alliage nickel-chrome appelé « Inconel X ». Malgré son schéma de vol avancé, le X-15 s’appuyait toujours sur des systèmes de contrôle conventionnels pour la manipulation dans des environnements aériens plus épais. Lorsqu’il atteignait une atmosphère plus ténue, un « système de contrôle de réaction » entrait en jeu en utilisant des propulseurs à fusée au peroxyde d’hydrogène situés sur le nez et les ailes. Les dimensions structurelles de l’appareil comprennent une longueur de 50 pieds et une envergure de 22 pieds.
La propulsion par fusée du X-15 ne servait l’appareil que pendant sa phase active d’essais en vol – il était donc lancé depuis un vaisseau-mère comme le X-1 avant lui. Bien qu’il n’ait pas décollé sous sa propre puissance comme le ferait un avion conventionnel, il était capable de planer lors de sa descente et d’atterrir grâce à un train d’atterrissage spécial, comme d’habitude. Le train d’atterrissage se composait d’une jambe avant à roues non dirigeables et de patins en acier pour le corps principal. Pour cette raison, le lit d’un lac asséché a été choisi comme zone d’atterrissage/de récupération (Rogers Dry Lake près d’Edwards AFB). Le vaisseau-mère choisi pour le programme est un bombardier Boeing B-52 Stratofortress modifié, propulsé par un moteur à réaction. Il s’inscrit dans la tradition Boeing des vaisseaux-mères, qui a débuté avec le bombardier Boeing B-29 Superfortress, propulsé par un moteur à hélices, pendant la Seconde Guerre mondiale, et s’est poursuivie avec le Boeing B-50. Deux plans de vol étaient typiques du programme X-15 – le premier étant un test de vitesse en altitude après le décollage et le second étant un test de vitesse en montée à haute altitude avant la mise en palier et la descente. En raison de la forte consommation de carburant de la fusée, l’avion fusée ne disposait que d’un peu plus de deux minutes de vol propulsé. Les B-52 relâchaient leur charge utile X-15 à une altitude d’environ 45 000 pieds, à laquelle les fusées du X-15 étaient alors engagées. Après avoir brûlé toutes ses réserves de carburant, le vol non motorisé durait entre huit et douze minutes avant que la descente ne soit nécessaire.
Le premier appareil X-15 fut livré à la NASA au début de 1959 et le premier vol plané non motorisé eut lieu le 8 juin 1959 avec le pilote Scott Crossfield aux commandes. L’avion numéro deux, le X-15A-2, arriva avec quelques modifications par rapport au premier modèle en février 1964. Ces modifications comprenaient des réservoirs de carburant externes largables pour 60 secondes supplémentaires de vol motorisé, une dérive arrière abaissée et amovible, un fuselage allongé (28 pouces), une verrière de cockpit révisée, une jambe de train d’atterrissage avant allongée, et un espace de rangement à bord pour l’équipement de prise de vue. C’est cet appareil qui atteignit Mach 6,7 lors de son vol d’essai du 3 octobre 1967.
Bien que la gamme X-15 ait connu un immense succès au cours de sa carrière d’essai, il s’agissait d’un produit et d’un programme toujours empreint de danger – les accidents et les atterrissages forcés n’étaient pas rares au cours de son séjour dans les airs. Le pilote d’essai Jack McKay et son avion ont été renversés lorsque la jambe avant s’est effondrée au moment de l’atterrissage. Ses blessures furent suffisantes pour mettre fin à sa carrière de pilote du X-15. Le pilote d’essai Michael Adams a été tué lors d’un vol le 15 novembre 1967 lorsque son X-15A-4 (numéro trois) s’est écrasé – l’appareil a été projeté dans une vrille récupérable, mais Adams n’a pas pu le sortir du plongeon abrupt dans lequel il était entré.
Le X-15 a terminé sa carrière en décembre 1968, lorsqu’il a été officiellement mis à la retraite, mettant fin à près d’une décennie de travail essentiel pour l’industrie spatiale et militaire américaine. Les données recueillies par le X-15 se sont avérées inestimables pour la poursuite de la course américaine vers l’espace – des programmes de fusées portant des noms comme Mercury, Gemini et Apollo. Le X-15 a effectué 199 vols sous la direction de douze pilotes d’essai. Au cours de son séjour dans les airs, le X-15 a établi de nouveaux records d’altitude (354 200 pieds en 1963) et de vitesse (4 520 mph / Mach 6,7 en 1967). Son nom est inscrit dans les livres d’histoire de l’aviation et sa forme emblématique est gravée dans l’esprit des observateurs et des amateurs d’aviation.
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