X-15: Extending the Frontiers of Flight (Dennis R. Jenkins): özeti ve bilimi

X-15: Extending the Frontiers of Flight (X-15: Uçuşun Sınırlarını Genişletmek), mühendis ve havacılık tarihçisi Dennis R. Jenkins'in NASA için yazdığı, X-15 roket uçağını baştan sona anlatan kapsamlı bir incelemedir. Kitap 2007'de NASA'nın SP-2007-562 numaralı yayını olarak çıktı. Daha sonra NASA'nın Havacılık Araştırmaları Görev Müdürlüğü kitabı e-kitap olarak yeniden yayımladı; bugün PDF, EPUB ve MOBI biçimlerinde ücretsiz indirilebiliyor. Kitabın önsözünü, programın son uçuşunu yapan NASA test pilotu William H. "Bill" Dana yazdı.

Kitap ne anlatıyor?

X-15, 1950'lerde tasarlanan, B-52 bombardıman uçağının kanadı altından havada bırakılan ve kendi roket motoruyla tırmanan deneysel bir uçaktı. NASA'nın tanıtımına göre döneminin en hızlı ve en yükseğe çıkan kanatlı aracı oldu. 1959-1968 arasında yaptığı 199 uçuşta hipersonik uçuş (ses hızının beş katını aşan hızlarda uçuş) hakkında topladığı veriler hem havacılığa hem de uzay mekiğini tasarlayan mühendislere yol gösterdi.

Jenkins'in kitabı bu uçağın yalnız rekorlarını sıralamaz. Asıl ilgisi programın nasıl kurulduğudur: Hangi kurum neden böyle bir uçak istedi, tasarım yarışmasını kim kazandı, "bir milyon beygir gücü" diye anılan roket motoru hangi zorluklarla geliştirildi, uçuşları izlemek için çölde nasıl bir istasyon zinciri kuruldu, pilotlar uçağa nasıl hazırlandı. Kitabın son kısmı X-15'in taşıdığı deneylere ayrılmıştır. Ekler ise programda görev alan pilot ve mühendislerin kısa biyografilerini, bütün uçuşların kaydını ve uçağın teknik özelliklerini bir araya getirir.

Kitabı geniş okur kitlesi için çekici kılan ayrıntılardan biri, X-15 pilotları arasında Neil Armstrong'un bulunmasıdır. Neil Armstrong, Ay'a gitmeden yıllar önce, Kasım 1960 ile Temmuz 1962 arasında bu uçakla yedi uçuş yaptı. Kitabın ekindeki biyografiye göre en yüksek hızı Mach 5,74, en yüksek irtifası 207.500 feet (yaklaşık 63 km) oldu.

Verileri göster

Toplam uçuş	199
Uçağı kullanan pilot	12
Yapılan uçak	3
En yüksek irtifa	354.200 feet (~108 km)
En yüksek hız	Mach 6,70 (7.274 km/sa)
Son uçuş	24 Ekim 1968

Kitabın özeti

Bu bölüm kitabın sonunu da anlatır. Kitap bir tarih incelemesi olduğu için özeti bölümlerin ana fikirlerine göre veriyoruz.

Yeni bir bilim (1. bölüm). Jenkins önce "X uçakları" geleneğini ve 1950'lerin başında hipersonik uçuşun neden çözülmemiş bir sorun olduğunu anlatır. Balistik füzelerin atmosfere dönüşü, aşırı ısınma ve çok yüksek irtifada denetim gibi sorular orduyu ve NASA'nın öncülü NACA'yı aynı noktada buluşturur.

Tasarım ve yarışma (2-3. bölümler). Uçağın bir silah ya da keşif uçağı prototipi değil, yalnız veri toplamak için yapılmış bir araştırma aracı olmasına karar verilir. Jenkins bu kararın başta tartışmalı olduğunu, ama sonradan programın başarısının anahtarı sayıldığını gösterir. Yarışmayı North American Aviation kazanır. Ardından gövde yapısı, basınç giysileri, fırlatma koltuğu, iniş takımı ve "top burun" algılayıcısının geliştirilmesi gelir.

Motor (4. bölüm). Reaction Motors'un XLR99 motoru gecikir; bu yüzden ilk uçuşlar daha zayıf iki XLR11 motoruyla yapılır. Bölüm motorun teknik sıkıntılarını ve sonraki programlara bıraktıklarını tartışır.

Çöl ve hazırlık (5-6. bölümler). X-15'in uçuşları önceki roket uçaklarından çok daha geniş bir hava sahası ister. Bu nedenle Edwards Hava Üssü'nden Nevada'ya uzanan, radar ve telsiz istasyonlarından oluşan "High Range" izleme hattı kurulur; rota üzerindeki kuru göller acil iniş pisti olarak seçilir. Simülatörler, B-52 taşıyıcı uçaklar, eşlik uçakları ve bütçe aşımları da bu bölümlerdedir.

Uçuşlar (7. bölüm). Kitabın en uzun bölümü uçuşları yıl yıl izler: Scott Crossfield'ın ilk süzülüş uçuşu, Joe Walker'ın 1963'te 354.200 feet'e çıkışı ve Pete Knight'ın 1967'de Mach 6,70'e ulaşması. Knight'ın rekor uçuşunda, uçağın altına takılan deneme amaçlı ramjet modelinin yarattığı şok dalgası alt kuyruk yüzgecinde erimelere ve deliklere yol açar. Aynı yılın Kasım ayında Michael J. Adams'ın X-15-3 ile düşüp hayatını kaybetmesi programın sonunu getirir; son uçuş 24 Ekim 1968'de yapılır. Bölüm, 50 milin üstüne çıkan NASA pilotlarına astronot unvanının ancak Ağustos 2005'te verilmesiyle kapanır.

Araştırma programı (8. bölüm). Son bölüm uçağa yerleştirilen ölçüm sistemlerini, pilotların vücut tepkilerini izleyen biyomedikal çalışmaları, MH-96 uyarlamalı uçuş denetim sistemini ve X-15'i bir deney platformu olarak kullanan sonraki projeleri anlatır. Bu deneyler arasında ramjet denemeleri, ince delta kanat çalışmaları ve geri kazanılabilir roket kademesi fikirleri de vardır.

Yazar ve yazıldığı dönem

Dennis R. Jenkins otuz yılı aşkın süre NASA yüklenicisi olarak çalıştı; kariyerinin büyük kısmı uzay mekiği programında geçti. NASA'nın sonraki kitaplarında yer alan biyografisine göre ilk mekik fırlatmalarında Kennedy Uzay Merkezi'nde görev aldı, Vandenberg'deki fırlatma tesisinin hazırlanmasında beş yıl çalıştı, 1990'ların sonunda X-33 programının yer sistemleri sorumlusu oldu. 2003'te Columbia Kazası İnceleme Kurulu'nun kadrosunda yer aldı, 2005'i Smithsonian Ulusal Hava ve Uzay Müzesi'nde Verville araştırmacısı olarak geçirdi. Uzay mekiği, XB-70 Valkyrie ve B-36 bombardıman uçağı üzerine de çok sayıda kitap yazdı.

Kitap, X-15 programının bitişinden yaklaşık 40 yıl sonra yayımlandı. Jenkins bu mesafeyi önsözde bilerek kullanır: Uçağın donanımının bugün pek bir karşılığı kalmadığını, ama hipersonik modelleme, pilotlu simülasyon ve uçuş verisinin rüzgâr tüneli tahminleriyle karşılaştırılması gibi derslerin sonraki on yıllarda araştırmacılara güven verdiğini anlatır. Ona göre X-15'ten çıkarılacak en önemli ders donanımla değil, çalışma kültürüyle ilgilidir. Dipnotlara bakıldığında yazarın NASA arşivlerinin yanında programın mühendisleri ve pilotlarıyla 2000'lerin başında yaptığı yazışmalara da dayandığı görülür.

Kitaptaki bilim

Hipersonik uçuş ve ısınma. Ses hızının beş katının üstünde hava, aracın önünde sıkışıp ısınır ve bu ısının bir kısmı gövdeye geçer. Jenkins'e göre program sonunda saniyede 6.629 feet hıza, 354.200 feet irtifaya ve 1.350 °F'lik (yaklaşık 730 °C) yüzey sıcaklığına ulaştı. Bu yüzden uçağın dış kaplaması Inconel-X adlı ısıya dayanıklı nikel alaşımından yapıldı. Knight'ın rekor uçuşunda alt yüzgecin erimesi, şok dalgalarının yüzeye çarptığı yerlerde ısınmanın ne kadar yerel ve öngörülmesi zor olabileceğini gösterdi.

Havanın bittiği yerde uçmak. Yüksek irtifada hava o kadar seyrektir ki kanat ve dümen gibi denetim yüzeyleri işe yaramaz. X-15 bu yüzden hidrojen peroksitle çalışan küçük tepki iticileriyle yönlendirildi; bu, uzay araçlarının tutum denetimiyle aynı ilkedir. Dana'nın önsözde anlattığına göre yüksek irtifa uçuşlarında pilot ancak yaklaşık 180.000 feet'e indiğinde yeniden işe yarar bir hava bulabiliyor, atmosfere dönüşte 5 g'lik bir ivmeyle aracı düzleştiriyordu. 199 uçuşun yaklaşık üçte ikisi bu tür yüksek irtifa uçuşlarıydı.

Uzay nerede başlar? ABD Hava Kuvvetleri 50 mili (yaklaşık 80 km) aşan pilotlara astronot kanadı verirken Uluslararası Havacılık Federasyonu (FAI) sınırı 100 km'de çizer. X-15'te sekiz pilot toplam 13 uçuşta 80 km'yi aştı, ama yalnız Joe Walker'ın iki uçuşu 100 km çizgisinin üstüne çıktı. Bu tartışmanın ayrıntıları uzay nerede başlar sayfamızda.

Uzay mekiğine köprü. NASA'nın kitap tanıtımı, X-15'in topladığı hipersonik verinin mekiği tasarlayanlar için paha biçilmez olduğunu vurgular. Jenkins de Knight'ın Mach 6,70'lik hızının, kanatlı araçlar için resmî olmayan bir rekor olarak Nisan 1981'de Columbia'nın ilk yörünge uçuşundan dönüşüne kadar kırılmadığını not eder. Mekiğin neden kanatlı ve pistle inen bir araç olarak tasarlandığını The Space Shuttle Decision ayrıntılı anlatır.

Kitaptaki teknik bilgi, NASA arşivlerine ve uçuş raporlarına dayanır; bilimsel bir iddiadan çok belgelenmiş bir mühendislik tarihidir. Yazar da yer yer kayıtlar arasındaki farklara dikkat çeker: Örneğin Knight'ın hızı NASA kayıtlarında Mach 6,70 olarak geçerken Hava Kuvvetleri'nin hesaplamada farklı atmosfer düzeltmeleri kullandığı için biraz daha yüksek rakamlar verdiğini belirtir.

Etkisi ve ödülleri

Kitabın aldığı bir ödül bilgisini doğrulayamadık. Etkisi daha çok başvuru kaynağı olmasından gelir: X-15 programı, uçuşları ve pilotları üzerine yazılan ansiklopedi maddeleri bu kitabı sık sık temel kaynak olarak gösterir. Ekteki uçuş kaydı ve biyografiler, tek tek uçuşların tarihlerini ve rakamlarını arayanlar için özellikle kullanışlıdır.

Programın kendisi ise döneminde büyük ödüller aldı. Kitabın aktardığına göre Başkan John F. Kennedy 18 Temmuz 1962'de havacılığın en prestijli ödüllerinden Collier Kupası'nı dört X-15 pilotuna, Scott Crossfield, Forrest Petersen, Joe Walker ve Bob White'a verdi. Armstrong'un X-15'i "tarihin en başarılı araştırma uçağı" diye nitelediğini aktaran Jenkins, bunun biraz abartılı olabileceğini ama uçağın yüksek hızlı X uçakları arasında en başarılısı olduğunu yazar.

Uyarlamaları

Kitabın bir film ya da dizi uyarlaması yok. X-15 ise beyazperdeye de taşındı: Neil Armstrong'un hayatını anlatan Ay'da İlk İnsan (First Man) filminde Armstrong'un bir X-15 uçuşu canlandırılır. Filmdeki sahnenin gerçek uçuşla karşılaştırması için Ay'da İlk İnsan'daki X-15 uçuşu gerçekte nasıldı? yazımıza bakabilirsiniz.

Kimlere uygun, nereden başlanır?

Kitap uzun ve teknik bir eserdir; PDF sürümü 600 sayfayı aşar. Havacılık ve uzay tarihine meraklı okurlar, mühendislik öğrencileri ve test pilotluğu dönemini merak edenler için doğru adrestir. Konuya yeni başlayan biri için en iyi giriş, Bill Dana'nın pilot gözünden yazdığı kısa önsöz ve Jenkins'in önsözüdür. Ardından uçuşları yıl yıl anlatan 7. bölüme geçilebilir; deneyleri ve bilimsel sonuçları merak edenler 8. bölüme, tek tek pilotları merak edenler ekteki biyografilere yönelebilir. Kitap İngilizcedir; Türkçe bir baskısını doğrulayamadık.

Aynı dönemin daha edebi bir anlatısı için Tom Wolfe'un The Right Stuff kitabı, Armstrong'un X-15'ten sonraki Gemini 8 uçuşu için de On the Shoulders of Titans iyi birer tamamlayıcıdır. Jenkins'in NASA için yazdığı basınç giysileri tarihi Dressing for Altitude ve Roger D. Launius ile birlikte yazdığı atmosfere dönüş tarihi Coming Home da X-15'e sık sık değinir.