ノースアメリカン X-15は、極超音速および極高高度飛行の研究プログラムの一環として開発されたアメリカの実験用ロケット機です。1960年から1968年にかけて、製造された3機がNASAのために約200回の試験飛行を行い、有人固定翼機としての速度と高度の世界記録をすべて塗り替えました。
X-15が打ち立てた確定記録は、速度7,272.68 km/h（1967年10月3日、マッハ6.7）と高度107,960メートル（1963年8月23日）です。この計画により、アメリカは気流の挙動、空力加熱、高速・大気圏外での機体制御と安定性、そして大気圏再突入技術に関する膨大なデータを収集することができました。
X-15の開発経緯
1954年2月、航空諮問委員会（NACA、後のNASAの前身）は、極超音速・極高高度飛行を探査する新たな実験機の必要性を決定しました。研究チームは運動加熱、希薄大気圏での機体制御、最適な空力形状などの諸問題について検討し、同年4月に「当時の技術で主要な障害はない」との報告を提出しました。
同年10月、プロジェクトの発足が承認され（資金は米空軍95%、米海軍5%）、即座に入札が実施されました。ノースアメリカン社の提案が採用され、1955年12月に3機の製造契約が締結されました。1956年2月には、ロケットエンジンの開発がリアクション・モーターズ社に委託され、ヴァイキング・ロケット派生の推進剤が提案されました。
1956年12月にモデルが披露され、1957年半ばから機体製造が開始。初号機は1958年10月15日にロールアウトしました。しかし、決定版のXLR99エンジンの納入が大幅に遅れ、最初のエンジンが届いたのは1959年4月、実用認定までさらに約1年を要しました。この間、2機のボーイングB-52ストラトフォートレスが母機として改修され、パイロットの選抜とシミュレーター訓練が進められました。
初期試験飛行
- 1959年3月10日：1号機による初の「係留飛行」（B-52主翼下に装着のまま飛行）
- 1959年6月8日：1号機による初の非動力滑空飛行
- 1959年9月17日：2号機による初飛行（暫定のXLR11エンジン2基搭載）
- 1960年11月15日：2号機による初飛行（決定版XLR99エンジン搭載）
初期試験は数々の技術的トラブルに見舞われ、予定延期や飛行中断が相次ぎましたが、テストは継続され、1960年末までにマッハ3超えと高度30,000 m到達を達成。その後、機体はNASAに移管され研究飛行フェーズへ移行しました。
X-15A-2：高速化改修型
1962年11月の事故（後述）を受け、2号機をマッハ8対応およびラムジェット飛行試験台として再建・改修することが決まり、X-15A-2と改名されました。
高速化のためロケットエンジン燃焼時間を延長する必要があり、機体を延長して外部タンク2基（機体両側）を追加。これらは優先的に消費され、空になると空中投棄・回収される設計です。また、想定以上の高温に耐えるため、飛行中に徐々に崩壊する断熱材層を機体表面に追加。腹部フィンは直径91 cmのラムジェット搭載用に改修され、地上クリアランス確保のため下部射出機構が廃止されました。新たな計測機器室も設けられ、機体重量は標準型より10トン増の約25トンに達し、着陸装置の大幅強化が必要となりました。
X-15A-2の試験サイクル
- 1964年6月15日：初係留飛行
- 1964年6月25日：外部タンク・ラムジェットなしで初実飛行
- 1965年2月17日：新計測機器搭載で初飛行
- 1965年11月3日：空の外部タンク装着で初飛行
- 1966年7月1日：燃料満タンの外部タンク装着で初飛行
- 1967年8月21日：追加断熱材層装着で初飛行
初期飛行では着陸装置が空中で誤展開するトラブルが多発しました。X-15A-2は1967年10月3日、7,272.68 km/h（マッハ6.7）の速度記録を樹立しましたが、この飛行で表面温度が予想の1,300℃を超え、機体の一部に深刻な損傷が生じました。ノースアメリカン社が修復したものの、同機は二度と飛ぶことはありませんでした。
NASAによる研究飛行
NASAの研究飛行は、速度と高度を段階的に引き上げることから始まりました：
- 1961年3月7日：初のマッハ4超え飛行
- 1961年6月23日：初のマッハ5超え飛行
- 1961年10月11日：初の高度200,000フィート（60,960 m）超え飛行
- 1961年11月9日：初のマッハ6超え飛行
- 1962年7月17日：初の高度300,000フィート（91,440 m）超え飛行
1962年4月、NASAは機体自体の実験・計測に加え、各種科学実験を含む研究プログラムを開始。1963〜64年にはロッキードA-12オックスカート偵察機のシステム開発にも協力しました。太陽光スペクトル、紫外線放射、微小隕石密度など、目的に応じ多様なセンサーが追加搭載されました。1965年2月からはX-15A-2の新計測装置が各種科学実験に活用されました。
計画は1968年、3号機の喪失とNASA予算の再配分を主因に終了。X-15の最終飛行は1968年10月24日に行われました。
主な事故
- 1959年11月5日：2号機、着陸時に予想超過の重量で硬い着地となり機体が折損。XLR11エンジン1基の火災で飛行中断。パイロット無事。
- 1960年6月8日：XLR99エンジン地上試験中に爆発、3号機の後部が全壊。パイロット無事。
- 1962年11月9日：2号機、制御面故障で着陸速度480 km/hとなり左スキッドが折れ、機体が横転・背面着陸。ジョン・B・マッケイ大佐重傷。この機体がX-15A-2として再建される。
- 1967年11月15日：3号機、降下中に制御不能となり過大負荷で空中分解。マイケル・J・アダムズ少佐殉職。X-15計画唯一の死亡事故。
パイロットと宇宙飛行士認定
X-15パイロットたちはその功績により多数の勲章・栄誉を受けました。うち8名は高度50マイル（80 km）を超え、米空軍基準で「宇宙飛行士」の称号を得ています。ただし、国際的な宇宙境界線（カーマン・ライン）は高度100 kmとされており、この称号が国際的に認められるのはジョセフ・A・ウォーカー（2回100 km超え達成）のみです。
技術的特徴
- 空中発射：自力離陸不能のため、B-52主翼下に懸架され高度15,000 m（45,000 ft）以上で投下・点火。弾道飛行ののちグライダーのように無動力滑空着陸。
- 着陸装置：後部に2本の引き込み式スキッド、前部にローラー。腹部フィン下部は着陸クリアランス確保のため飛行前射出。
- 耐熱構造：インコネル等の特殊合金を使用、800℃に耐える。
- 推進系：液体酸素3,914 L（酸化剤）とエタノール/アンモニア5,470 L（燃料）を機体大部分に搭載。
- 姿勢制御：高高度では空力面が無効になるため、機首と翼端の計12基の過酸化水素ロケットで制御。
- 計測装備：温度、圧力、荷重、飛行パラメータ、パイロット生体データ等を網羅的に記録。
- 脱出座席：マッハ4、高度36,600 mまで使用可能。
ポップカルチャーへの影響
ニール・アームストロングのX-15飛行を目撃したジャン＝ミシェル・シャルリエ（バック・ダニー原作者）は強く感銘を受け、同作中で主人公をX-15試験飛行に参加させました。このエピソードは『スピルー・ジャーナル』誌上で1963〜64年に連載され、単行本第31巻『X-15』として刊行されています。作中にはマッケイ大佐の事故をモチーフにしたエピソード（ボブ・ライトがスキッド破損で脚を骨折）も登場します。
リチャード・ドナー監督（『リーサル・ウェポン』シリーズで有名）の長編デビュー作も『X-15』（1961年）でした。
主要諸元
概要
| 製造者 | ノースアメリカン・アビエーション |
|---|---|
| 用途 | 実験機 |
| 初飛行 | 1959年6月8日 |
| 退役 | 1968年10月24日 |
| 製造数 | 3機 |
| 乗員 | パイロット1名 |
| エンジン | チオコール XLR99-RM-2 液体燃料ロケット ×1 |
| 推力 | 313 kN（約31,900 kgf） |
寸法
| 全幅 | 6.8 m |
|---|---|
| 全長 | 15.45 m |
| 全高 | 4.12 m |
| 翼面積 | 18.58 m² |
重量
| 空虚重量 | 6,623 kg |
|---|---|
| 最大離陸重量 | 15,422 kg |
性能
| 最高速度 | 7,273 km/h（マッハ6.7） |
|---|---|
| 実用上限高度 | 95,900 m |
| 上昇率 | 18,000 m/分 |
| 航続距離 | 約450 km（275マイル） |