Najszybszy samolot świata – który to i jaką ma prędkość?

Najszybszym samolotem, jaki kiedykolwiek poleciał w atmosferze, jest bezzałogowy X-43 NASA, który osiągnął około Mach 9,6, czyli mniej więcej 11 854 km/h. W historii lotnictwa załogowy rekord należy do rakietowego North American X-15 z prędkością około 7 274 km/h, a najszybszym samolotem używanym operacyjnie pozostaje Lockheed SR-71 Blackbird z prędkością około 3,5 Ma. Jeśli chcesz uporządkować, który rekord dotyczy jakiego typu maszyny i dlaczego te liczby tak się różnią, przeczytaj cały artykuł.

Co dziś można nazwać najszybszym samolotem świata?

Jedno krótkie pytanie prowadzi do kilku różnych odpowiedzi, bo „najszybszy samolot świata” zależy od tego, jak zdefiniujesz samolot. Jeśli przyjmiesz, że to skrzydlaty statek powietrzny z napędem, lecący w atmosferze i korzystający z tlenu powietrza, absolutny rekord należy do X-43. Jeżeli interesuje cię wyłącznie samolot z pilotem na pokładzie, najwięcej wycisnął z atmosfery North American X-15.

Gdy zawęzisz definicję do maszyn w normalnej służbie wojskowej, bez eksperymentalnych rakiet, na pierwszym miejscu wciąż stoi Lockheed SR-71 Blackbird – najszybszy samolot rozpoznawczy, jaki kiedykolwiek trafił do regularnej eksploatacji. Dlatego w rozmowach o rekordach prędkości obok siebie pojawiają się trzy nazwy: X-43, X-15 i SR-71.

Jak szybki jest X-43 i jak wyglądał jego lot rekordowy?

Bezzałogowy X-43 powstał w agencji NASA jako miniaturowe laboratorium do badań lotu hiperdźwiękowego. Ma jedynie około 3,5 m długości, 1,5 m rozpiętości i masę w okolicach 1 tony, ale jego osiągi wyznaczyły nowy poziom prędkości w atmosferze. 16 listopada 2004 roku prototyp osiągnął na krótko około Mach 9,6, co odpowiada mniej więcej 11 854 km/h – żaden inny samolot nie poleciał szybciej w gęstych warstwach atmosfery.

Aby pobić rekord, trzeba było zastosować złożony profil misji. Maszynę najpierw wyniósł w powietrze zmodyfikowany bombowiec B-52 Stratofortress (konkretny egzemplarz znany jako Balls 8), który odłączył X‑43 wraz z rakietą nośną Pegasus na wysokości około 12 km. Rakieta rozpędziła zestaw mniej więcej do 6000 km/h i wyniosła go na pułap około 33,5 km. Dopiero tam włączono właściwy napęd eksperymentalnego samolotu.

Napęd stanowił silnik strumieniowy z naddźwiękową komorą spalania, czyli scramjet. Wlot pod nosem kadłuba tak formował strugę powietrza, że sama prędkość lotu sprężała ją do ciśnień potrzebnych w komorze spalania – bez sprężarki i bez ruchomych części. Wodór, który pełnił rolę paliwa, mieszał się z tym przepływem i spalał w tempie możliwym tylko przy prędkościach hipersonicznych. Całe przyspieszenie od około 6 000 km/h do blisko Mach 9,6 trwało około 10 sekund.

Lot X‑43 z 16 listopada 2004 roku, z prędkością około Mach 9,6 (blisko 11 854 km/h), jest na dziś najszybszym zarejestrowanym lotem samolotu w atmosferze Ziemi.

Po zakończeniu testu niewielki płatowiec spadł do oceanu i uległ zniszczeniu – program od początku zakładał, że to jednorazowe platformy. Z inżynierskiego punktu widzenia cel osiągnięto: scramjet działający w praktyce udowodnił, że można utrzymać lot hiperdźwiękowy bez stosowania klasycznej rakiety.

Dlaczego X-15 pozostaje najszybszym załogowym samolotem?

North American X-15 startował do pierwszych testów pod koniec lat 50. jako wspólny projekt NASA, USAF i marynarki USA. Piloci siedzieli w ciasnej kabinie na szczycie w pełni rakietowego układu napędowego. Tu tlen dostarczały zbiorniki utleniacza, a nie atmosfera – dlatego X‑15 klasyfikuje się jako samolot rakietowy, choć miał skrzydła i lądował na pasie.

Maszyna była wynoszona pod skrzydłem bombowca B‑52 Stratofortress, a zrzut następował nad pustynią Mojave na wysokości około 14 km i przy prędkości mniej więcej 800 km/h. Potężny silnik XLR99 pracował zwykle przez 80–120 sekund, dając ciąg rzędu 254 kN, po czym pilota czekał lot szybujący i lądowanie na suchym jeziorze Rogers obok bazy Edwards.

3 października 1967 roku major William „Pete” Knight osiągnął na jednym z lotów około Mach 6,7, czyli mniej więcej 7 274 km/h. To wciąż oficjalny rekord prędkości dla załogowego samolotu. Wcześniej, 22 sierpnia 1963 roku, inny pilot – Joseph Walker – wyniósł X‑15 na wysokość około 107 960 m, czyli ponad umowną linię Kármána przebiegającą na około 100 km. W tej klasie maszyn nikt do dziś nie połączył takiej prędkości z taką wysokością.

Rekordowy lot X‑15 na Mach 6,7 (około 7 274 km/h) z 1967 roku pozostaje do dziś niepobitym wynikiem dla załogowego samolotu skrzydłowego.

Program X‑15 obejmował łącznie 199 lotów trzema egzemplarzami. Jeden z nich rozpadł się w powietrzu przy przeciążeniach przekraczających około 15 G, a pilot Michael J. Adams zginął – skala ryzyka pokazuje, jak daleko inżynierowie przesuwali wtedy granice technologii i ludzkiej wytrzymałości. Wśród pilotów X‑15 znalazł się także Neil Armstrong, który po tych lotach trafił do programu Apollo.

Czy SR-71 Blackbird jest najszybszym samolotem świata?

Rozpoznawczy Lockheed SR-71 Blackbird zasłużył na reputację „najszybszego samolotu świata”, jeśli przyjąć jedno zastrzeżenie: chodzi o maszynę wprowadzoną do normalnej służby, która startuje z pasa, ląduje, może być wielokrotnie użyta i przez wiele lat wykonywała zadania bojowe. W tej kategorii do dziś nie ma konkurencji.

Blackbird był napędzany dwoma silnikami Pratt‑Whitney JT11D‑20B (J58), każdy o ciągu około 145 kN. Dzięki specyficznemu układowi wlotów powietrza i stożków regulacyjnych pracowały one w częściowo strumieniowym trybie, co pozwalało utrzymywać prędkość przelotową rzędu 3,2 Ma. W praktyce oznaczało to lot z szybkością ponad 3 500 km/h na zwykłej misji szpiegowskiej.

Maszyna miała 32,74 m długości, rozpiętość skrzydeł 16,94 m i wysokość 5,64 m. Masa własna sięgała około 27 216 kg, startowa około 77 100 kg, z czego sam zapas paliwa stanowił mniej więcej 36 415 kg, czyli około 46 000 litrów. Dzięki temu Blackbird dysponował zasięgiem rzędu 5 150 km bez tankowania w powietrzu i mógł operować na pułapie sięgającym 24 000–36 500 m, przy praktycznym pułapie około 25 000 m.

Oficjalny rekord prędkości dla SR‑71, ustanowiony w 1976 roku, to około 3 529,56 km/h, czyli nieco ponad Mach 3,3. W eksploatacji przyjmuje się, że był to samolot „Mach 3+”, bo w razie zagrożenia załogi wykorzystywały dodatkowy zapas. Raporty z misji mówią o chwilowych wejściach na około Mach 3,5, gdy piloci uciekali przed rakietami przeciwlotniczymi.

SR‑71 Blackbird, z prędkością przelotową około 3,2 Ma i rekordem w okolicach 3 530 km/h, pozostaje najszybszym samolotem operacyjnym w historii lotnictwa wojskowego.

Jak SR-71 wypada na tle najszybszych myśliwców?

Radziecki MiG‑25 Foxbat powstał jako myśliwiec przechwytujący zdolny dogonić amerykańskie bombowce naddźwiękowe, w tym Convair B‑58 i samoloty z rodziny A‑12/SR‑71. W testach osiągnął około Mach 3,2, ale przy takiej prędkości jego silniki ulegały uszkodzeniu, dlatego w służbie ograniczono go do mniej więcej 2,83 Ma. Rekordowe loty paraboliczne przyniosły mu pułap około 37 650 m, prędkość w granicach 2 980 km/h i czas wznoszenia 25 km w 2 minuty 34 sekundy.

W latach 80. pojawił się MiG‑31, który wciąż zachwyca parametrami. Ten ciężki myśliwiec przechwytujący rozwija około 3000 km/h i lata na pułapie w okolicach 25 km. Łączy prędkość z uzbrojeniem dalekiego zasięgu – przenosi pociski R‑37 o zasięgu liczącym kilkaset kilometrów oraz pociski KS‑172 sięgające mniej więcej 400 km. W praktyce dzieje się podobnie jak za czasów SR‑71: ogromna prędkość pomaga zwiększyć zasięg działania całego systemu.

Jak różne rekordy prędkości wyglądają obok siebie?

Aby łatwiej uporządkować najważniejsze liczby, warto zestawić kilka rekordów w jednej tabeli:

W tle tych rekordów pojawia się jeszcze moduł dowodzenia programu Apollo, który podczas powrotu z Księżyca osiągał około Mach 30, czyli mniej więcej 36 750 km/h. Nie jest jednak samolotem – to kapsuła kosmiczna, która poruszała się balistycznie w wysokich warstwach atmosfery – dlatego w klasycznych zestawieniach prędkości samolotów się go nie uwzględnia.

Po co w ogóle buduje się tak szybkie samoloty?

W lotnictwie wojskowym prędkość wciąż jest jednym z najważniejszych środków przetrwania. Im szybciej leci samolot rozpoznawczy lub myśliwiec, tym krócej pozostaje w zasięgu radarów i rakiet. Tak działał SR-71 Blackbird – kiedy systemy obrony przeciwlotniczej odpalały pociski, załoga zwiększała ciąg silników J58 i wychodziła z zagrożonej strefy dzięki prędkości rzędu 3,2–3,5 Ma i pułapowi ponad 24 000 m.

W programach eksperymentalnych, takich jak X-15 czy X-43, chodziło o coś innego: o sprawdzenie, jak zachowują się materiały, konstrukcje i człowiek przy prędkościach powyżej Mach 5. Dane z tych lotów posłużyły do projektowania późniejszych kapsuł kosmicznych oraz do badań nad napędami hipersonicznymi, które dziś wracają w projektach takich jak SR‑72 czy europejski program Invictus.

SR‑72, określany jako „syn Blackbirda”, ma według podawanych parametrów osiągać około 6 437 km/h, czyli mniej więcej pięciokrotność prędkości dźwięku. W jego koncepcji łączy się klasyczne silniki turbowentylatorowe z napędem scramjet w układzie TBCC – turbiny w cyklu łączonym. Z kolei projekt Invictus, finansowany przez ESA kwotą około 7 mln euro, zakłada budowę samolotu hipersonicznego, który ma startować poziomo z pasa, a nie pionowo jak rakieta, i osiągać około Mach 5, czyli mniej więcej 6 174 km/h.

Wspólnym mianownikiem tych koncepcji jest dążenie do prędkości, które pozwalają ominąć coraz gęstsze warstwy nowoczesnej obrony przeciwlotniczej. Pytanie, czy i kiedy takie maszyny wyjdą poza fazę demonstratorów, pozostaje otwarte – dziś w twardych, potwierdzonych liczbach wciąż królują X‑43, X‑15 i operacyjny SR‑71.