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Depuis le début des années 60, les spécialistes de la NASA étudient le concept de Lifting Body, ou à corps portant qui propose une conception originale d'avion avec un fuselage porteur remplaçant une aile à part entière.
Les premiers projets dans ce domaine ont été mis en œuvre re par la NASA de manière indépendante ou en coopération avec des constructeurs aéronautiques. Plus tard, après avoir obtenu des résultats concrets, l'US Air Force s'est intéressée à ce concept un peu inhabituelle L'avion expérimental Martin Marietta X-24A a été développé avec leur aide et pour résoudre des problèmes militaires, À cette époque, le commandement de l’USAF a manifesté un intérêt accru pour les systèmes aérospatiaux prometteurs à diverses fins. En particulier, la possibilité de créer des engins spatiaux réutilisables capables de transporter des charges utile Pour simplifier le fonctionnement, ces « bombardiers spatiaux » ou autres équipements devaient revenir sur Terre en utilisant un vol horizontal. La solution à ces problèmes a été associée à la nécessité de mener diverses études, à la fois dans des souffleries et en utilisant des machines expérimentales grandeur nature. En regardant vers l'avenir, il convient de noter que les travaux dans cette direction vont conduire au projet de navette spatiale
En 1966, la NASA, l'USAF et Martin Marietta vont collaborer pour mettre sur le projet d’avion expérimental X-23 PRIME.
Son objectif était de créer un modèle d'avion construit selon le schéma du Corps Porteur et capable de planer dans les couches supérieures de l'atmosphère. Les tests de trois modèles de ce type ont montré la faisabilité du concepty mais pour y arriver le projet existant doit être amendé Une fois les tests du prototype X-23 terminés, la NASA l'US Air Force et Martin Marietta signent un nouvel accord pour construire un avion expérimental. Le projet suivant a reçu la désignation officielle « militaire » X-24A. Le développeur a utilisé le titre provisoire SV-5J. Il n’y avait pas de noms ou de surnoms supplémentaires pour le projet. Le projet X-23 précédent utilisait ce qu'on appelle un fuselage à corps portant de forme similaire à celle des ailes volantes. Pour un certain nombre de raisons, il a été décidé d'utiliser une forme différente pour les avions Le prototype potentiel du X-24A devait avoir une forme de larme sans les surfaces de support, conçue sous la forme d'une aile traditionnelle. Dans le même temps, l'utilisation d'un empennage stabilisateur était obligatoire.
Le projet X-24A proposait la construction d'un avion entièrement métallique capable de résister à des charges mécaniques, aérodynamiques et thermiques élevées. Pour obtenir des caractéristiques de vol élevées, il était nécessaire d'utiliser une forme spéciale du fuselage et des plans. En outre, il a été proposé d'équiper le véhicule d'un moteur- fusée à propergol liquide doté de caractéristiques de poussée suffisantes. Une conception technique similaire a déjà été utilisée dans des projets de recherche précédents et, dans l’ensemble, s’est avérée très efficace.
Conformément aux nouveaux objectifs du projet et aux spécificités de l'exploitation future, le nouvel avion a reçu un fuselage de conception originale, sensiblement différent des précédents « corps porteurs ». Le fuselage entièrement métallique proposé avait un nez et une section centrale plus étroits et une plus grande hauteur. En projection latérale, la machine ressemblait à un profil d'aile standard, complété par un empennage vertical. Le nez du fuselage du X-24A avait une forme proche de celle d'un fuseau. Juste derrière le carénage latéral arrondi, la surface supérieure et la partie inférieure du fuselage divergeaient, formant une structure avec une section transversale elliptique augmentant progressivement. Ensuite, les côtés ont été écartés, formant une structure triangulaire. La partie supérieure du fuselage, quant à elle, s'élevait sensiblement vers le haut. Juste derrière le cône du nez, le fond redressé commençait, se connectant en douceur aux côtés à l'aide de sections courbes du fuselage La largeur de la partie plate du fond augmente vers la queue. La partie arrière du fuselage avait une forme rectangulaire en plan avec un profil triangulaire effilé. L'extrémité arrière du fuselage était formée d'une ouverture polygonale entourée de surfaces de contrôle.
La disposition du fuselage du nouveau prototype de vol correspondait aux développements précédents du programme Lifting body. La partie avant était consacrée à la cabine du pilote, derrière laquelle se trouvait un compartiment à instruments. La queue abritait le moteur et les réservoirs de carburant. Certains volumes vides du nez et de la queue sont réservés au train d'atterrissage. Dans la partie arrière du fuselage, sur ses côtés, une paire d'ailerons ont été installés avec un évasement vers l'extérieur. À l'arrière, on trouve des gouvernails relativement grands en deux parties Toute la mécanisation et tous les volants étaient regroupées ans la partie arrière du véhicule. Le contrôle du tangage et du roulis à l'aide de deux paires d'élevons fixés entre les quilles. Le premier était situé sur la surface supérieure de l'aile et en position neutre était sa continuation. Le deuxième continuait le bas exactement de la même manière. Les gouvernails aérodynamiques ont été complétés par une paire de buses de système de gaz dans un but similaire.
Le pilote prenait place dans une cabine monoplace, étanche et chauffée, située dans le nez. Contrairement à certains modèles précédents, la cabine était fermée par une grande verrière fabriqué en un seul morceaux Pour accéder au cockpit, la verrière se spoulve vers l ‘arrière Clle ci offre une bonne visibilité, ce qui permettait de se passer de vitrage supplémentaire devant la cabine. Le pilote était assis sur le siège éjectable d'un modèle de série. On trouve regroupé un tableau de bord avec tous les instruments de contrôle et de navigation, ainsi qu'une paire de consoles latérales Le contrôle du vol était assuré à l'aide d'un manche central, d'une poignée de commande du moteur et d'une paire de pédales. Sur le tableau de bord et les consoles latérales se trouvent également de nombreuses commandes pour tous les systèmes embarqués. Il a de nouveau été proposé d'équiper le prototype de sa propre centrale électrique. La partie arrière du fuselage abrite un moteur-fusée liquide Reaction Motors XLR-11 d'une poussée de 3 600 kgf. Le moteur à quatre chambres pouvait être démarré sur commande du pilote et changer de poussée en fonction de la position du manche de commande. Le moteur était également relié à la direction à gaz.
Le X-24A a reçu un train d'atterrissage tricycle basé sur des composants d'avions de série . Sous le cockpit se trouvait un train d'atterrissage avant avec deux roues de petit diamètre. Une paire de jambes de force principales avec des roues plus grandes ont été placées sous la section racine des quilles. Les jambes étaient rétractés dans le fuselage en tournant vers l'arrière. Les niches étaient couvertes de couvercles rectangulaires disposés longitudinalement. Le nouvel avion différait des modèles précédents construits dans le cadre du programme de recherche non seulement par sa forme, mais aussi par sa taille. La longueur de la machine était de 7,47 m, la largeur maximale – 3,51 m. La hauteur de stationnement – 2,92 m. La surface portante du fuselage a été augmentée à 18,1 m². L'engin à vide pesait 2,88 tonnes. La masse normale au décollage était de 4,85 tonnes, la masse maximale étant de 5,19 tonnes. Selon les calculs, l'utilisation d'un moteur-fusée lui permettait de voler à une vitesse de plus de 1 650 km/h. Le plafond dépassait les 21 km. La portée d'un vol plané, y compris l'utilisation d'un moteur-fusée, ne dépasse pas 72 km. Le faible volume des réservoirs de carburant limitait son autonomie et, par conséquent, avait un impact négatif sur la durée de la mission De ce fait, le projet Martin Marietta X-24A, prévoyait l utilisation d ‘un avion gigogne en l’ occurrence un bombardier B-52 spécialement converti, qui utilisait un pylône avec des dispositifs d'amarrage, Ce pylone était censé lever la machine expérimentale pour l amener a une altitude donnée et et à une vitesse requise. Ensuite, l’avion gigogne largue la machine expérimentale qui peut terminer de manière autonome le programme de vol et retourner à l'aérodrome.
L'assemblage avion-fusée expérimental X-24A prévu a été achevé au début de 1969. L'avion fut bientôt livré à la base aérienne d'Edwards, qui servait à l'époque de principal terrain d'essai pour les nouveaux avions. Les tests ont commencé par des vérifications au sol des systèmes et le retrait ultérieur du prototype par un avion porteur. Les tests n’ont pas relevé de défauts de conception significatif ce qui a permis de commencer les essais en vol à grande échelle. Le 17 avril 1969 le prototype X-24A prend son envol pour son premier vol en solo. Après que l’avion gigognee ait atteint une altitude d'environ 13,7 km et accéléré à 763 km/h, le largage a eu lieu et le pilote d'essai Jerry Gentry a pris le contrôle. Au cours des minutes suivantes, le planeur est descendu progressivement et lentement, tout en démontrant ses capacités et caractéristiques de base. Le vol plané s'est terminé par une approche réussie de la piste et un atterrissage en douceur sur le train d'atterrissage. Dans l’ensemble, le prototype a bien fonctionné, même si quelques défauts mineurs ont été identifiés. Au cours des mois suivants, Gentry et ses collègues ont effectué huit autres vols non motorisés. Selon certaines données, à partir d'un certain temps, le prototype a été chargé de ballast équivalent à la masse de carburant et de comburant pour le moteur. Au cours de ces tests, il a été possible d'élaborer tous les aspects principaux du nouveau projet et de préparer la machine pour les vols ultérieurs en utilisant le groupe motopropulseur. Au cours de ces tests, le planeur a pu atteindre une vitesse allant jusqu'à 819 km/h et s'élever jusqu'à une altitude de 14,3 km. Ces deux records ont été établis lors du dernier vol plané, le 24 février 1970. Les vols les plus longs furent le troisième (21 août 1969) et le septième (13 novembre). Durant ces jours, le X-24A est resté en l'air pendant 4 minutes et 30 secondes.
Les tests de l'avion expérimental en configuration planeur se sont poursuivis pendant environ 11 mois, après quoi il est devenu possible de commencer des vols à part entière. Après un autre lancement depuis l’avion gigogne, qui eut lieu le 19 mars 1970, le testeur J. Gentry démarra le moteur et l'utilisa pour gagner en vitesse. Une augmentation significative de la vitesse de vol a permis d'augmenter la durée du vol plané ultérieur. Cependant, sans possibilité d'accélération supplémentaire, l'avion-fusée a atterri quelques minutes plus tard. Grâce à ce moteur, la voiture pouvait atteindre une vitesse de 919 km/h et grimper jusqu'à une hauteur de 13,5 km. Durée du vol : 424 secondes. Environ un mois plus tard, le 12e vol a eu lieu, au cours duquel J. Gentry a accéléré à 981 km/h et s'est élevé à une altitude de 17,59 km. Le 17 juin a eu lieu le 14e vol, rapprochant le projet du franchissement du mur du son. Sous le contrôle du pilote John Manke, l'avion-fusée a accéléré jusqu'à 1 051 km/h avec une altitude de vol maximale d'un peu moins de 18,6 km. Le 14 octobre 1970, J. Manke a effectué le 18e vol d'essai. Après sa sortie, l'avion expérimental X-24A a établi de nouveaux records d'altitude et de vitesse. Le prototype a volé à une altitude de 20,7 km et a atteint une vitesse de 1261 km/h, franchissant le mur du son. En octobre et novembre, deux autres vols supersoniques ont eu lieu, au cours desquels de nouveaux résultats ont été obtenus en termes d'altitude maximale de vol.
Les essais se sont poursuivis à la fin du mois de janvier de l'année suivante, en 1971. Quelques semaines plus tard, les pilotes d'essai ont commencé à franchir la barre des 1 600 km/h. Le 18 février (23e vol), J. Manke le surmonte en accélérant à 1606 km/h. Lors du 25e vol (29 mars), une vitesse de 1 667 km/h a été atteinte. L'avion X-24A n'a jamais pu battre ce « record personnel » par la suite. Le vol suivant, le 12 mai, a atteint l'altitude maximale de plus de 21,6 km. Le dernier vol d'essai du prototype a eu lieu le 4 juin 1971. Cette fois, il a accéléré jusqu'à seulement 1867 km/h et n'a pas dépassé la hauteur 16,85 km. La durée du dernier vol était de 517 secondes. Ceci complète le programme de tests. Les tests du prototype expérimental Martin Marietta X-24A nous ont permis de collecter une grande quantité de données sur le comportement de l'avion pendant le vol à différentes vitesses, altitudes et modes. Ces informations pourraient ensuite être utilisées dans de nouveaux projets de technologie aéronautique ou spatiale. En outre, une proposition a rapidement émergé pour un test pratique d’une autre version d’un avion ayant un objectif similaire.
À l'automne 1971, le seul prototype X-24A construit a été renvoyé au fabricant pour des réparations et des remises à niveau. Dans un avenir proche, la NASA et les spécialistes de Martin-Marietta devaient développer une nouvelle version d'un avion avec un fuselage r basé sur des principes différents et ayant des formes différents. Afin d'économiser de l'argent et d'accélérer la construction, il a été proposé de construire un nouveau prototype basé sur l'ancien. Les travaux nécessaires ont pris moins de deux ans à réaliser. À l'été 1973, un prototype appelé X-24B a été mis à l'essai. Malgré l'utilisation intensive de composants et d'assemblages de la machine existante, le nouveau prototype n'avait aucune ressemblance notable avec celle-ci. Au cours des années suivantes, les experts de la NASA et de l’armée de l’air ont testé le nouveau prototype et déterminé ses capacités réelles. Les essais de l'avion X-24B nous ont permis d'étudier en profondeur la nouvelle version du schéma Lifting body et de tirer des conclusions sur ses perspectives réelles. Une certaine expérience et des solutions éprouvées ont permis de mettre en œuvre le projet X-24A sans problèmes particuliers. Le prototype a bien fonctionné et est devenu un banc d'essai volant très réussi pour tester la nouvelle conception aérodynamique. Après avoir accompli toutes les tâches assignées, le seul avion de ce type aurait pu être mis hors service, mais les personnes responsables ont décidé de l'utiliser comme base pour un prototype d'un nouveau modèle. En 1973, le X-24A reconstruit est retourné aux tests et a aidé pour la deuxième fois les scientifiques à explorer de nouvelles conceptions d'avions. |
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