North American X-15: el avión hipersónico tripulado más veloz de la historia

Los avances tecnológicos conseguidos a nivel aeronáutico y aeroespacial durante el siglo XX han requerido de un proceso de experimentación muy fuerte. Pero a diferencia de lo que sucede en la actualidad, donde muchos de los parámetros se pueden simular en entornos 100% controlados, en otras épocas era necesario afrontar pruebas muy peligrosas y que representaban un peligro de muerte real para los pilotos involucrados. Esto se vio especialmente en las primeras décadas de la Guerra Fría, a medida que escalaba la carrera técnica, científica y armamentística entre Estados Unidos y la Unión Soviética. Y entre tantos proyectos de esa era, uno de los más impactantes fue el del North American X-15, que hasta hoy mantiene el récord como la aeronave hipersónica tripulada más veloz de la historia.

A diferencia de muchos otros desarrollos experimentales de la época, que tuvieron una vida útil relativamente corta, las entidades detrás del North American X-15 verdaderamente le sacaron jugo. Se fabricaron tres unidades que se utilizaron en 199 vuelos a lo largo de prácticamente una década, desde 1959 hasta 1968.

Fueron 12 los pilotos a cargo de volarlas, destacándose nombres como los de Neil Armstrong, quien luego se convirtió en el primer hombre en pisar la Luna, y Joe Engle, quien años más tarde fue comandante del transbordador espacial. Sin embargo, fue William J. Knight quien logró el mérito de pilotar el avión hasta registrar la velocidad más alta a la que jamás ha volado un vehículo tripulado de este tipo. Fue en 1967, cuando alcanzó Mach 6.7.

Pero la historia tras el North American X-15 tiene algunos ribetes bastante llamativos. Entre tantos, su vínculo inicial con uno de los encargados del desarrollo de misiles para la Alemania Nazi. Los repasamos a continuación.

North American X-15: desafiando los límites

Es muy loco pensar que apenas 64 años después del primer vuelo de los hermanos Wright, los avances tecnológicos ya permitieran volar a velocidades hipersónicas. Crear aparatos como el North American X-15 implicaban misiones de altísimo riesgo, sí, pero marcaban el ritmo de una época en la que nada se creía imposible de lograr, por utópico que pareciera. Todo dependía de dos grandes factores: que no faltara el dinero ni las personas dispuestas a correr el riesgo.

Los ideólogos de esta aeronave fueron la Fuerza Aérea de Estados Unidos y el Comité Asesor Nacional para la Aeronáutica (NACA). Este último se disolvió en 1958 y pasó a formar parte de lo que en la actualidad conocemos como la NASA. Entre fines de 1954 e inicios de 1955, las agencias involucradas publicaron las solicitudes de propuestas para darle vida al X-15. Meses más tarde se determinó encomendar el diseño y la fabricación del fuselaje a North American Aviation, mientras que Reaction Motors quedó a cargo del sistema de propulsión.

La intención era sumar un integrante más al ya nutrido listado de "aviones-X" del que también participaba la Armada de Estados Unidos. Desde 1946, se habían probado múltiples prototipos de aeronaves y cohetes destinados a estudiar conceptos aerodinámicos y nuevas tecnologías. Algunos de los ilustres predecesores del North American X-15 fueron el Bell X-1, el primer avión en romper la barrera del sonido durante un vuelo nivelado, y el Bell X-5, el primero con alas de geometría variable. Pero también se estudiaron cuestiones como la propulsión nuclear, el uso de nuevos materiales y sistemas de despegue y aterrizaje vertical para jets de combate, entre muchas otras.

La nueva aeronave tuvo la difícil misión de sentar las bases del vuelo tripulado hipersónico, para posteriormente analizar su posible implementación tanto en futuros aviones como en el programa espacial. Y lo logró con creces. De hecho, el North American X-15 tiene la particularidad de haber cruzado en dos oportunidades la Línea de Kármán, el límite reconocido por la Federación Aeronáutica Internacional que divide la atmósfera del espacio exterior.

La conexión con la Alemania Nazi

La idea original de crear una aeronave tripulada específicamente diseñada para investigar los vuelos hipersónicos fue del ingeniero alemán Walter Dornberger. El mismo estuvo a cargo de dirigir la creación del V-2, el primer misil balístico guiado de largo alcance desarrollado por la Alemania Nazi en plena Segunda Guerra Mundial.

Tras la rendición ante las fuerzas Aliadas, fue uno de los tantos científicos y especialistas alemanes que Estados Unidos incorporó bajo el programa de inteligencia conocido como Operación Paperclip.

Una vez en Norteamérica, Dornberger trabajó durante años en Bell y participó de una gran cantidad de proyectos aeronáuticos y aeroespaciales. Entre tantos, como ya dijimos, estableció los parámetros iniciales que derivaron en la creación del North American X-15.

Una aeronave brutal

Fotos: National Museum of the United States Air Force (Dominio público).

Si queremos definir burdamente al North American X-15, podemos decir que era un cohete con una cabina montada en el frente. En realidad era algo mucho más complejo que eso, pero al menos así podemos darnos una idea de la brutalidad y el peligro que representaba para sus pilotos.

Según datos publicados por la NASA, el avión hipersónico medía poco más de 15 metros de largo, con una envergadura de 6,7 metros. En la cola, un estabilizador vertical en forma de cuña se ubicaba tanto en la parte superior del fuselaje cilíndrico como en la inferior, alcanzando un alto de casi 4 metros al contabilizar ambas partes. Un dato llamativo es que la porción inferior se desprendía antes de volver a tierra firme porque era más alta que la sección posterior del tren de aterrizaje.

Y hablando del tren de aterrizaje, no era como el de un avión convencional. Si bien en el frente sí tenía ruedas, atrás presentaba dos esquíes. Esto se debe a que el North American X-15 se lanzaba desde otra aeronave, de modo que no debía carretear por su cuenta para el despegue; en tanto que el aterrizaje no se realizaba sobre una pista asfaltada, sino en pleno desierto.

Al principio, el avión utilizó dos propulsores de combustible líquido XLR11 provistos por Reaction Motors, el mismo que años antes había potenciado al Bell X-1. Sin embargo, para fines de 1960 la compañía ya tenía listo un reemplazo definitivo: el XLR99. Este motor cohete generaba hasta 57.000 libras-fuerza de empuje y consumía casi 7.000 kilogramos de propelente en menos de un minuto y medio.

El cambio de motorización implicó una modificación muy importante para el North American X-15, ya que pasó de ser bimotor a monomotor.

Los pilotos a cargo de volar la aeronave experimental debían realizar su tarea desde un muy pequeño habitáculo plagado de instrumental e indicadores. Como el X-15 era capaz de volar al filo del espacio exterior, se utilizaban trajes presurizados y con suministro de oxígeno. En tanto que la cabina se presurizaba con gas nitrógeno al superar los 11.000 metros de altura.

Un dato notorio del avión fabricado por North American Aviation es que durante su historia operativa se le aplicaron varios cambios a sus sistemas. El más resonante, sin dudas, fue en sus controles. Originalmente, estaban compuestos por tres palancas de mando: una a la izquierda, otra a la derecha y la restante frente a la butaca. La evolución del programa permitió simplificar el mecanismo, limitándolo más adelante a una única palanca.

Lanzamientos desde el B-52 Stratofortress

En párrafos anteriores hemos mencionado que el North American X-15 no despegaba por sus propios medios. Al igual que en muchos otros proyectos experimentales, la Fuerza Aérea de Estados Unidos utilizó el Boeing B-52 Stratofortress como nave nodriza.

El avión hipersónico se acoplaba bajo un ala del bombardero y se soltaba en pleno vuelo para encender su motor y comenzar el ascenso. Este sistema se continuó utilizando durante varias décadas y se vio en desarrollos experimentales tales como el dron supersónico Lockheed D-21, entre otros.

Un récord de velocidad que nadie ha logrado vencer

North American produjo tres unidades de esta aeronave, que fueron identificadas como X-15-1, X-15-2 y X-15-3. La primera fue la más utilizada de todas, completando 81 vuelos exitosos. La tercera se destruyó en su 65° vuelo libre, en noviembre de 1967. Fue el único accidente fatal que sufrió el programa y se cobró la vida del piloto Michael Adams.

La segunda versión se utilizó en 53 oportunidades, aunque fue objeto de múltiples modificaciones tras accidentarse durante un aterrizaje en 1962. La versión optimizada se rebautizó como X-15A-2 y permitió la incorporación de varias actualizaciones, tales como la adición de tanques de combustible externos bajo las alas y un estatorreactor en la parte inferior del fuselaje. No obstante, este último nunca se utilizó.

Pero el cambio más notable se dio en la protección térmica. El North American X-15 se diseñó originalmente utilizando una aleación de níquel resistente al calor en las partes más importantes de la nave. Sin embargo, en la versión X-15A-2 se le aplicó un revestimiento sellado a todo el fuselaje.

El récord de velocidad para una aeronave tripulada lo registró William Knight el 3 de octubre de 1967, en el vuelo 188 del avión hipersónico. El piloto de la Fuerza Aérea alcanzó ese día una velocidad máxima de Mach 6.7 —poco menos de 7.300 km/h— a 31.120 metros de altura.

Nunca antes, ni nunca después, un avión alado, tripulado y propulsado ha sido capaz de volar más rápido. La única nave capaz de superarlo fue el dron X-43 no tripulado de la NASA, que voló al filo de Mach 10 en 2004.

La gran pregunta es por qué nunca se logró superar el registro de Knight, y lo cierto es que no existe una respuesta concreta. Es posible que la experimentación con los vuelos hipersónicos tripulados haya perdido interés después de algunos años, especialmente tras la llegada del hombre a la Luna y más tarde con el programa del transbordador espacial. Y seguramente también haya jugado un papel muy importante la peligrosidad que acarreaban este tipo de pruebas, así como el deseo de ya no exponer a los pilotos a situaciones como las que se cobraron la vida de Michael Adams. Tengamos en cuenta que dicho incidente se produjo en el vuelo 191 del North American X-15, de modo que solo se completaron ocho más antes de que se cancelara el programa.

Los pilotos del North American X-15

En total fueron 12 pilotos los que volaron el North American X-15 entre 1959 y 1968. En su mayoría representaban a la Fuerza Aérea de Estados Unidos y la NASA, aunque también participó uno de la compañía fabricante y otro de la Armada norteamericana.

Del total, ocho lograron volar el avión hipersónico por encima de los 80.000 metros de altura, lo cual les permitió ser reconocidos por Estados Unidos como astronautas. No obstante, solamente dos vuelos —ambos en 1963 y al comando de Joseph Walker— superaron la Línea de Kárman, que se encuentra a 100.000 metros de altura y es reconocida internacionalmente como el límite entre la atmósfera y el espacio exterior.

Estos fueron los pilotos que participaron del programa, con su correspondiente cantidad de vuelos a bordo del X-15:

De acuerdo con la NASA, los datos recabados por los pilotos y el instrumental del North American X-15 se han utilizado en 765 informes investigativos confeccionados durante la duración del programa.