Bell X-1: differenze tra le versioni
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Le basi teoriche dell'aerodinamica moderna videro la luce in [[Germania]] nei primi tre decenni del [[XX secolo|ventesimo secolo]]. Sotto la guida di [[Ludwig Prandtl]] presso l'Aerodynamische Versuchsanstalt (in italiano Laboratorio di Ricerca Aerodinamica), venne formata una generazione di scienziati che aprirono la strada agli studi sistematici delle alte velocità. Verso la fine degli [[anni 1930|anni trenta]] il [[Reichsluftfahrtministerium|Ministero dell'Aria del Reich]] promosse un programma quinquennale sull'aerodinamica delle alte velocità applicata a [[Aereo a reazione|velivoli a reazione]], [[aereo da caccia|caccia]] e [[bombardiere|bombardieri]] a lungo raggio, con il sovvenzionamento di grandi [[galleria del vento|gallerie del vento]] transoniche e [[Regime supersonico|supersoniche]].<ref group=N>In regime supersonico, la velocità del flusso è ovunque (tranne in una sottile zona aderente al corpo chiamata [[Strato limite di quantità di moto|strato limite]]) maggiore di Mach 1. Questa condizione si ottiene con una opportuna geometria del corpo che comporti la presenza di soli [[Onda d'urto (fluidodinamica)#Onde d'urto oblique|urti obliqui]], evitando la formazione di [[Onda d'urto (fluidodinamica)#Onda d'urto normale|urti normali]] e la conseguente presenza locale di flussi subsonici. In una [[Galleria del vento#Gallerie supersoniche|galleria supersonica]], oltre alla intrinseca difficoltà di generare un flusso supersonico privo di significative turbolenze, si somma la problematica relativa alla riflessione degli urti generati dal modello sulle pareti della camera di prova della galleria che, interferendo con quelli del modello, andrebbero ad alterare i risultati ottenuti. Si veda anche {{cita web|url=http://www.treccani.it/enciclopedia/galleria-aerodinamica_%28Enciclopedia-Italiana%29/|titolo=Galleria aerodinamica|sito=[[Enciclopedia Treccani]]|accesso=6 gennaio 2013}}</ref> Al termine della seconda guerra mondiale alcune di queste vennero smantellate e ricostruite in [[Francia]] e negli Stati Uniti, che si avvantaggiarono anche delle competenze e dei risultati ottenuti fino ad allora dagli scienziati tedeschi.<ref>{{en}} {{cita libro|titolo=Aeronautical Research in Germany: From Lilienthal until Today|autore=Ernst Heinrich Hirschel, Horst Prem, Gero Madelung|url=http://books.google.it/books?id=OoFcHOLpCskC&pg=PA87|editore=Springer|anno=2004|isbn=978-3-540-40645-7}}</ref>
In [[Italia]], fino all'[[Armistizio di Cassibile|armistizio dell'8 settembre 1943]], furono condotti presso la [[Direzione Superiore Studi ed Esperienze]] di [[Guidonia]] esperimenti e studi sulle onde d'urto nella galleria del vento "Ultrasonora" sotto la direzione di [[Antonio Ferri]]. Vennero raccolti sperimentalmente numerosi dati sulle prestazioni di profili a velocità transoniche (fino a Mach 0,94) mai raggiunte prima.<ref>
Le ricerche condotte negli Stati Uniti da Frank W. Caldwell e Elisha Fales prima e da Lyman J. Briggs, [[Hugh Latimer Dryden|Hugh L. Dryden]] e G. F. Hull poi approfondirono la conoscenza dei fenomeni di [[Flusso compressibile|compressibilità]] legati alle velocità transoniche; vennero studiati i problemi di aumento della resistenza e di diminuzione della portanza legati alla formazione di onde d'urto e alla separazione della vena fluida dalle superfici alari, e si scoprì che tali effetti negativi venivano minimizzati dall'impiego di [[Profilo alare|profili alari]] sottili e simmetrici. Tuttavia, contemporaneamente, la comunità aeronautica mondiale sviluppò l'opinione che, a causa della riduzione dell'efficienza dei velivoli al loro approssimarsi a Mach 1, la velocità del suono costituisse un limite insuperabile all'aumento delle prestazioni degli aeroplani; si cominciò così a parlare di "[[Muro del suono|barriera del suono]]".<ref name=hallion_225-226>{{cita|Hallion 2010|pp. 225-226.|Hallion}}</ref>
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[[File:NACA P-51D modified for wingflow transonic research.png|thumb|left|Un [[Aereo da caccia|caccia]] [[North American P-51 Mustang|North American P-51D Mustang]] della NACA modificato per la ricerca transonica: un modellino con la forma di un Bell XS-1 con i [[Piano orizzontale (aeronautica)|piani orizzontali di coda]] [[Ala a freccia|a freccia]] veniva fissato a metà dell'apertura alare del caccia e, collegato a strumenti contenuti in quello che normalmente sarebbe stato il vano per l'armamento, era immerso in un flusso d'aria accelerato fino a oltre Mach 1 durante il volo.]]
Mentre da un lato diveniva necessario sviluppare una teoria accurata per descrivere l'aerodinamica delle velocità transoniche e costruire strumenti adatti ad effettuare le opportune osservazioni sperimentali, dall'altro si riscontravano gravi difficoltà nel portare avanti esperimenti in galleria del vento con flussi d'aria a velocità di circa Mach 1: la formazione di onde d'urto in prossimità del modello del velivolo e dei suoi supporti, che poi si riflettevano caoticamente sulle pareti della galleria, rendeva impossibile effettuare misurazioni accurate tra Mach 0,75 e Mach 1,25.<ref name=hallion_225-226/> Già a partire dal 1933 [[John Stack]], un ingegnere della [[National Advisory Committee for Aeronautics|NACA]] (National Advisory Committee for Aeronautics, l'autorità statunitense per le ricerche in campo aeronautico), aveva iniziato a progettare un avveniristico [[monoplano]] [[Ala a sbalzo|a sbalzo]] che avrebbe dovuto effettuare alcuni esperimenti direttamente in volo a velocità di
Quando, sempre nel corso della guerra, in Europa si resero disponibili i primi [[Motore a reazione|propulsori a getto]] la possibilità di realizzare aeroplani capaci di velocità di quasi 900
Il programma XS-1 fu, insieme alle prime efficienti gallerie del vento transoniche, il risultato di queste esigenze e di questi primi esperimenti. Dopo che nel 1943 britannici e tedeschi ebbero avviato a loro volta programmi sperimentali intesi a sondare le velocità transoniche (rispettivamente con il [[Miles M.52]], cancellato nel 1946, e con il [[DFS 346]], realizzato e sperimentato dopo la guerra dai [[Unione Sovietica|sovietici]]), nel 1944 anche l'équipe statunitense del [[Jet Propulsion Laboratory]] del [[California Institute of Technology|Caltech]], diretta da [[Theodore von Kármán]], diede una spinta significativa alle ricerche che ambivano ad abbattere la cosiddetta "barriera del suono".<ref>{{cita|Hallion 2010|pp. 231-233.|Hallion}}</ref>
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=== Motore ===
Il sistema propulsivo era costituito dal motore a razzo [[Reaction Motors XLR-11|XLR-11]] prodotto dalla [[Reaction Motors]], una delle prime compagnie a costruire [[Motore a razzo|endoreattori]] a [[propellente liquido]] negli Stati Uniti. Una miscela di [[Etanolo|alcol etilico]] ed acqua veniva fatta reagire con [[ossigeno liquido]] generando una spinta di 6 672 [[Newton (unità di misura)|N]] (1 500 [[libbra forza|lbf]]) per ognuna delle quattro [[camera di combustione|camere di combustione]], che potevano essere attivate indipendentemente l'una dalle altre. La spinta totale massima era quindi di 26 689 N (6 000
[[File:Bell X-1B cockpit 2 USAF.jpg|thumb|Il pannello strumenti collocato nell'[[Cabina di pilotaggio|abitacolo]] del Bell X-1B; il volantino ad "H" venne sostituito da una normale [[barra di comando]] sugli X-1 della seconda generazione.]]
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Nella sezione posteriore era alloggiato il serbatoio per il [[combustibile]] contenente, in questo caso, 1 109 l (293 US gal) sugli X-1 numero 1 e numero 2; 1 866 l (493 US gal) sull'X-1 numero 3, di una miscela di [[etanolo]] ed acqua.<ref name=tech/>
Gli X-1 numero 1 e numero 2 impiegavano un sistema pressurizzato ad azoto per convogliare l'alcol diluito e l'ossigeno liquido nelle camere di combustione del motore; l'ingombro e il peso delle dodici bombole, contenenti in totale 0,50 [[Metro cubo|m³]] (17,5 [[Piede cubo|cu ft]]) di azoto, limitavano considerevolmente la quantità di combustibile e comburente che l'aereo era in grado di trasportare; anziché i 3 701 [[Chilogrammo|kg]] (8 160 [[Libbra|lbs]]) inizialmente previsti, la capacità dovette essere ridotta a 2 122
[[File:Bell X-1 on display.jpg|thumb|Parte della strumentazione imbarcata sull'X-1.]]
Il pilota alloggiava seduto in un abitacolo piuttosto angusto, la cui visibilità era resa assai scarsa dal fatto che il [[parabrezza]] non sporgeva dalla fusoliera. A sua disposizione egli aveva una [[Strumentazione di bordo|strumentazione]] convenzionale, alla quale si aggiungevano un [[machmetro]], un interruttore per la regolazione del calettamento dello stabilizzatore e i controlli del motore a razzo. In luogo della convenzionale [[barra di comando]], il pilota aveva a sua disposizione un volantino a forma di "H" che gli consentiva di usare entrambe le mani per pilotare nei turbolenti regimi transonici. La cabina era [[Pressurizzazione (aeronautica)|pressurizzata]] fino a un massimo di 2 109
L'ampia strumentazione per la registrazione dei dati era ospitata nella sezione centrale della fusoliera, al di sopra dell'ala.
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=== La prima generazione di X-1 ===
Il primo dei tre X-1 della versione base che vennero costruiti compì i suoi primi dieci voli presso il [[McCoy Air Force Base|Pinecastle Army Air Field]] (non lontano da [[Orlando (Florida)|Orlando]], [[Florida]]) tra il 25 gennaio e il 6 marzo 1946;<ref name=flightsumm>''[http://www.nasa.gov/centers/dryden/history/HistoricAircraft/X-1/fltsummary.html Flight Summary]'' in {{cita web|url=http://www.nasa.gov/centers/dryden/history/HistoricAircraft/X-1/ |titolo=The X-1 Research Airplane |sito=[http://www.nasa.gov/centers/dryden/home/index.html NASA Dryden Flight Research Center] |autore=Marty Curry |data=9 ottobre 2008 |accesso=3 dicembre 2012 |lingua=en}}<!-- L'indicazione 25 gennaio-6 marzo 1945 risulta un refuso in base al raffronto con altre fonti --></ref> il primo volo, ai comandi del pilota collaudatore della Bell [[Jack Woolams]], era avvenuto senza motore; l'aereo in effetti avrebbe continuato a volare come un [[aliante]], planando dalla quota di circa 7 620 m (25 000
L'X-1 numero 1 venne mostrato per la prima volta al pubblico a Wright Field (vicino a [[Riverside (Ohio)|Riverside]], [[Ohio]]) il 17 maggio 1946, in occasione di una manifestazione a porte aperte.<ref name=flightsumm/>
Il primo volo a motore, effettuato dal secondo X-1, avvenne il 9 dicembre 1946 ai comandi del pilota collaudatore della Bell Chalmers H. "Slick" Goodlin. Nel frattempo, a partire dal marzo 1946, a causa delle condizioni meteorologiche spesso sfavorevoli riscontrate in Florida, il sito dei test era stato spostato al [[Edwards Air Force Base|Muroc Army Air Field]], nel deserto [[
Il risultato di questa prima accensione in volo del motore RLM-11 fu positivo: nonostante un piccolo incendio del propulsore, che bruciò alcuni cavi e danneggiò parte della strumentazione, la Bell giudicò l'esperimento un successo; il pilota inoltre confermò la valutazione favorevole delle caratteristiche di manovrabilità del velivolo.<ref name=luther_3/>
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Nel 1948, in riconoscimento degli sforzi culminati nel primo volo supersonico della storia, Yeager, John Stack e [[Lawrence Dale Bell|Lawrence "Larry" Bell]] (fondatore dell'omonima ditta) furono premiati dalla [[National Aeronautic Association]] con il [[Collier Trophy]], per l'occasione conferito direttamente dal [[Presidente degli Stati Uniti d'America|presidente]] [[Harry Truman]] alla [[Casa Bianca]].<ref name=nasa/> L'assegnazione del premio fu accompagnata da queste parole, scritte dal comitato che presiedeva all'assegnazione del Collier Trophy: «Un risultato epocale nella storia mondiale dell'aviazione – il più grande dopo il primo volo del biplano dei [[fratelli Wright]], quarantacinque anni fa».<ref name=luther_4/>
L'X-1 numero 1 continuò a compiere voli sperimentali: nel corso di uno di essi, il 26 marzo 1948, ai comandi di Yeager, raggiunse la velocità massima di 1 540
L'X-1 numero 2, nelle mani degli uomini della NACA a Muroc, effettuò una serie di voli che consentirono di raccogliere i dati necessari per svolgere un'analisi estremamente dettagliata e metodica dei fenomeni aerodinamici legati al volo a velocità transoniche.<ref name=luther_5/> In seguito sarebbe stato convertito allo standard X-1E e sarebbe tornato a volare alla fine del 1955.
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Al fine di estendere gli esperimenti che avevano coinvolto gli X-1 della prima generazione fino a oltre il doppio della velocità del suono e ad altitudini di oltre 25 000 m, portando avanti anche ricerche sulla stabilità e il controllo del volo ad alta velocità oltre che sul [[riscaldamento aerodinamico]],<ref name=luther_12-13>{{cita|Luther 2007|pp. 12-13.|Luther}}</ref> nel novembre 1947 l'aeronautica militare statunitense autorizzò l'inizio di una serie di studi che avrebbero condotto a un contratto (W-33-038-ac-20062) con cui la Bell si impegnava a sviluppare una seconda serie significativamente modificata di quattro X-1, che sarebbero stati identificati da altrettante lettere in progressione alfabetica: X-1A, X-1B, X-1C, X-1D<ref name=flightsumm/> (il progetto dell'X-1C, pensato per testare sistemi d'arma alle alte velocità, venne cancellato prima del completamento dell'aereo).<ref name=jenkins_6>{{cita|Jenkins, Landis, Miller 2003|p. 6|Jenkins, Landis, Miller}}</ref>
I tre aeroplani che vennero effettivamente costruiti, quasi identici tra di loro,<ref name=luther_12/> avevano un aspetto esteriore piuttosto simile a quello dei loro immediati predecessori ma se ne differenziavano per una serie di dettagli importanti: erano 1,52
I tre nuovi X-1 furono pronti per la fine del 1950.<ref name=flightsumm/>
==== X-1D ====
Il primo ad essere completato a volare fu in realtà l'X-1D, che raggiunse la Edwards AFB nel luglio 1951. Il ruolo di ricerca a cui l'X-1D, caratterizzato da una turbopompa a bassa pressione,<ref name=flightsumm/> era stato destinato era incentrato sullo studio dello [[Trasmissione del calore|scambio di calore]] dovuto all'attrito della superficie dell'aereo con l'aria ad alta velocità. Il pilota collaudatore della Bell [[Jean Ziegler (aviatore)|Jean L. "Skip" Ziegler]] compì il primo e unico volo libero dell'X-1D il 24 luglio: il velivolo fu sganciato da un Boeing EB-50 sulla verticale del [[Rogers Dry Lake]] e, dopo una planata senza motore di nove minuti, atterrò danneggiandosi a causa della rottura della gamba anteriore del carrello.<ref>{{cita|Luther 2007|pp. 15-16.|Luther}}</ref> In seguito alle riparazioni il velivolo fu di nuovo pronto a volare il 22 agosto, quando decollò a bordo dell'EB-50 per una nuova missione; mentre l'aereo-madre prendeva quota il colonnello Everest, il pilota dell'X-1D per l'USAF, notò che l'indicatore della pressione dell'azoto sul pannello strumenti dell'X-1 segnava un valore estremamente basso e per questo motivo egli, insieme agli ingegneri della Bell a bordo dell'EB-50, decise di annullare la missione; Everest iniziò a scaricare il carburante dell'X-1, ma poco dopo avvenne un'esplosione nella parte posteriore dell'aereo, che si incendiò; il pilota uscì immediatamente dall'X-1, che venne sganciato e precipitò per meno di un minuto, seguito da una scia di fumo, prima di schiantarsi al suolo un paio di miglia a ovest dell'estremità meridionale del Rogers Dry Lake.<ref
==== X-1A ====
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Nel novembre 1953 la NACA, utilizzando un [[Douglas D-558-2 Skyrocket]], aveva superato con [[Albert Scott Crossfield]] per la prima volta nella storia Mach 2. Diventò quindi obiettivo della Bell e dell'USAF riprendersi il record di velocità e i voli successivi dell'X-1A si focalizzarono sull'esplorazione delle potenzialità dell'aereo in termini di velocità e sulla verifica delle sue caratteristiche di stabilità e controllabilità in volo ad alte velocità:<ref name=flightsumm/> Yeager battezzò scherzosamente la serie di test «operazione pianto della NACA».<ref name=Takeoff/>
L'8 dicembre Yeager raggiunse Mach 1,9 a 18 288 m (60 000
Quattro giorni più tardi, il 12 dicembre 1953, sempre con Yeager ai comandi l'X-1A raggiunse il record di velocità (non ufficiale) di Mach 2,44 a un'altezza di 22 860 m (75 000
In seguito alla missione del 12 dicembre, l'USAF decise di non compiere altri voli oltre Mach 2; l'X-1A sarebbe invece stato impiegato per esplorare il volo ad alta quota. Il maggiore [[Arthur L. Murray|Arthur L. "Kit" Murray]] fu selezionato per questa serie di voli in altitudine e il 26 agosto 1954 raggiunse la quota record di 27 566 m (90 440
Nel settembre del 1954<ref name=nasa2/> l'aereo venne consegnato dall'USAF alla NACA. Il pilota della NACA [[Joseph A. Walker|Joseph A. "Joe" Walker]] portò l'X-1A in volo il 20 luglio 1955; l'8 agosto, mentre il velivolo era ancora a bordo dell'aereo-madre e stava per intraprendere il suo secondo volo libero per la NACA (ventiseiesimo totale) avvenne un'esplosione: Walker fece appena in tempo a uscire dall'X-1A, che venne sganciato subito dopo e andò a schiantarsi nel deserto californiano.<ref name=flightsumm/><ref name=luther_14/> La causa delle esplosioni che avevano distrutto tanto l'X-1D quanto il terzo X-1 e l'X-1A venne poi identificata con la rottura di una guarnizione di cuoio a contatto con i serbatoi dell'ossigeno liquido.<ref name=flightsumm/>
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La perdita dell'X-1D, del terzo X-1 e dell'X-1A non fermò la necessità della NACA di proseguire il programma sperimentale di voli ad alta velocità. A questo scopo, il secondo X-1 venne convertito allo standard X-1E: fornito di un cupolino migliorato, di un [[seggiolino eiettabile]] di prima generazione, di efficienti turbopompe a bassa pressione<ref name=flightsumm/> per l'alimentazione del motore e di un endoreattore LR-8-RM-5 (versione migliorata dell'XLR-11), il velivolo era caratterizzato soprattutto dalla nuova ala ulteriormente assottigliata, con uno spessore relativo del 4%.<ref name=luther_16/>
Dopo una prima missione, il 3 dicembre 1955, in cui il tentativo di sganciare l'aereo in volo venne annullato, l'X-1E compì la sua prima planata ai comandi di Joe Walker il 12 dicembre, a Edwards. Durante il primo volo motorizzato, avvenuto il 15 dicembre, l'aereo raggiunse Mach 0,53 e 5 735 m (18 814
Nell'autunno del 1958 vennero apportati al motore notevoli miglioramenti, che si riteneva avrebbero portato l'aereo a superare Mach 3. Vennero anche aggiunte delle pinne ventrali per migliorare la stabilità ad alta velocità ma, nel dicembre 1958, si decise di ritirare l'aereo dal servizio prima che venissero completati altri voli a causa di rotture dei serbatoi di carburante dovute all'usura.<ref name=flightsumm/>
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* '''X-1C''': pensato per testare sistemi d'arma alle alte velocità, il progetto venne cancellato prima del completamento dell'aereo.<ref name=jenkins_6/>
* '''X-1D''': un esemplare (matricola 48-1386)<ref name=luther_15/> andato distrutto poco prima di iniziare il suo primo volo a motore.<ref name=jenkins_6/>
* '''X-1E''': un esemplare, ottenuto modificando l'X-1 numero 2 (matricola 46-063).<ref name=
{| class="wikitable" style="text-align:center; width:100%"
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! Lunghezza
| 9,42 m (30
|-
! Apertura alare
| 8,53 m (28
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! Altezza
| 3,3 m (10
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! Peso carico
| 5 912
|-
! Motore
Riga 287:
|-
! Quota max
| 21 916 m (71 902
|-
! Primo volo libero (planato)
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|direzione = vertical
|larghezza = 180
|sfondo =
|immagine1 = BellX1.jpg
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{{Portale|aviazione}}
[[Categoria:Aerei sperimentali]]▼
{{vetrina|16|febbraio|2013|Wikipedia:Vetrina/Segnalazioni/Bell X-1|arg=aviazione}}
▲[[Categoria:Aerei sperimentali]]
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