Льотчик Чарлз Єгер 14 жовтня 1947 року здійснив, здавалося б, неможливе. На XS-1, експериментальному літаку з ракетним двигуном, він розвинув швидкість М=1,06. Саме з цього історичного польоту почалася ера надзвукової авіації.
Того ж року в Сполучених Штатах компанією «Дуглас» було підписано контракт на проєктування і будівництво літака, здатного досягати швидкостей М=2 – М=3. Передбачалося, що на даній машині тестуватимуть новітні матеріали і технології, що створюються для тривалих надзвукових польотів, досліджуватимуть аеродинамічні процеси під час польотів на таких швидкостях, а також проводитимуть вивчення льотних характеристик трапецієподібного крила малого подовження.
П’ять років розробок привели до створення експериментального літака, який отримав назву Douglas Х-3 «Stiletto». Ведучи пошук оптимальних рішень, фірма-проектувальник дослідила понад 60 варіантів аеродинамічних і компонувальних схем літака. Крім цього було досліджено можливість використання всіх двигунів, що існували на той час: турбореактивні, прямоточні повітряно-реактивні та рідинні ракетні двигуни.
Опрацьовувалася як установка окремо, так і різні поєднання цих двигунів. Провівши настільки глобальні дослідження, фахівці обрали класичну схему середньоплана з прямим трапецієподібним крилом. В якості силової установки вирішили використовувати J46 фірми «Вестінгауз». Дана установка складалася з двох турбореактивних двигунів, що мають тягу 31,14-37,75 кН.
Американські ВПС покладали на Х-3 великі надії. Цей літак мав зіграти одну з ключових ролей у підвищенні бойової потужності авіації протиповітряної оборони. Однак надіям військових не судилося здійснитися.
Уже в процесі побудови Х-3 з’ясувалося, що силова установка J46 заявленим характеристикам не відповідає. Турбіни, збільшені в діаметрі, використати в даній конструкції літака не вийшло, тому довелося встановити двигуни, які мали майже вдвічі меншу тягу, що, звісно, позначилося на характеристиках літального апарату. Були встановлені J34. У листопаді 1951 року будівництво літака практично завершили, проте проблеми з силовими установками стали причиною того, що льотні випробування були відкладені майже на рік. У підсумку X-3 «Stiletto» перетворився на літак, який з великими труднощами досягав близькозвукової швидкості.
Подолати швидкість звуку літак був здатний тільки в пологому пікіруванні. Крім цього, літак був складний у пілотуванні, злітна швидкість становила близько 500 км/год, а посадкова – близько 400 км/год, а для зльоту йому потрібна була смуга протяжністю 4000 м. Щоправда, одного разу на літаку було досягнуто швидкості M=1,25.
Одержаний у підсумку літак являє собою середньоплан, виконаний за класичною схемою, що має пряме трапецієподібне крило, виготовлене з використанням ромбоподібних профілів з відносною товщиною близько 3%. Фюзеляж літака вирізняється великим подовженням (його довжина втричі перевищувала розмах крила) і загостреним носом, що переходить у низький ліхтар, який має гострі грані.
Щоб досягти гарного обтікання, пожертвували зручностями льотчика, який сидить з лівого боку кабіни в злегка нахиленому положенні. Оперення X-3 «Stiletto» звичайне: кіль невеликої площі оснащувався кермом напрямку, горизонтальне – цілком поворотне. Очевидно, всі органи управління забезпечувалися незворотними гідропідсилювачами. Можливо, був демпфер рискання. Трьохопорне шасі, що має одинарні колеса, повністю прибирається у фюзеляж.
Завдяки витягнутій передній частині фюзеляжу, майже трикутному поперечному січенню і балочному завершенню, літак X-3 «Stiletto» отримав прізвисько «літаюча авторучка».
З боків фюзеляжу встановлювали два турбореактивні двигуни Вестінгауз J-34-17 (тяга 18,63 кН/1900 кГ), що має форсажну камеру, між якими розміщувався паливний бак. Повітрозабірники поміщені безпосередньо за кабіною, у верхній частині фюзеляжу. Повітрозабірники мають щілини, що відводять прикордонний шар із поверхні фюзеляжу. Вихлопні сопла виходять ззаду крила під фюзеляжем і також регулюються.
Крило літака трапецієподібне, пряме. Профіль крила ромбоподібний. Його площа без підфюзеляжної частини дорівнювала 9,3-10,2 м². на крилі були носові щитки, елерони та щілинні закрилки, носки, що опускаються, і перегородки, що запобігають стіканню прикордонного шару. Для підвіски носків і елеронів встановлено зовнішні вузли, тому під крилом є довгі обтічники. У зв’язку зі значними навантаженнями (близько 1000 кг/м²) крило виготовили з титану із суцільним січенням (за вирахуванням каналів для управління).
Кабіна пілота вписувалася в геометричний контур середньої частини фюзеляжу. Її оснащували вітрозахисним козирком трикутного січення, який виготовляли з двох пластин оргскла. Крісло (зміщене ліворуч від осі симетрії і трохи назад) у разі аварії катапультувалося вниз. Крісло обладнали двома стабілізаторами й автоматом для відділення пілота на висоті 3400 м від крісла. У разі покидання літака на менших висотах пілот відділявся від крісла після закінчення 3 секунд після катапультування. Для створення в кабіні нормальних життєвих умов на літаку встановили потужну систему кондиціонування повітря.
Оскільки за розрахункової швидкості польоту може статися сильне підвищення температури конструкції, з’явилася необхідність використання штучного охолодження передньої частини фюзеляжу за допомогою примусової циркуляції під обшивкою палива.
Оскільки Х-3 не був бойовою машиною, а літаючою аеродинамічною лабораторією, на ньому встановили велику кількість експериментального та випробувального обладнання, яке спеціально розробили в NACA. У фюзеляжі розміщувалося близько 550 кілограмів експериментального обладнання, на поверхнях було 850 дренажних отворів, призначених для виміру тиску, 185 електротензометрів, що вимірюють напруження і повітряні навантаження, у 150 точках вимірюють і реєструють температури обшивки.
Планувалося побудувати два екземпляри, але завершити встигли лише один. Х-3 здійснив перший політ 20 жовтня 1952 року, на рік пізніше передбачуваного терміну. Випробування проводилися на аеродромі авіабази Едвардс. Ні про які М=2 вже не йшлося, а швидкості звуку Х-3 зміг досягти лише в одному польоті, яка відповідала M=1,25. Природно і мрії військових про супервинищувач були розбиті. Випробування показали, що низька тягоозброєність, великі питомі навантаження на крило і високі швидкості зльоту та посадки стали причиною того, що літак був вкрай складним в управлінні, а також небезпечним в експлуатації, особливо під час зльоту/посадки. Посадкова швидкість становила 350 км/год! Пілоту не полегшувала життя і тісна кабіна, і поганий огляд. Для пілотування «літаючої авторучкою» запрошували найдосвідченіших випробувачів, серед яких був і знаменитий Чак Єгер. З 1952 по 1956 роки літак здійснив близько 30 польотів. NASA восени 1956 року завершив випробування літака Х-3. З літака зняли все обладнання та апаратуру, а саму машину передали до музею військово-повітряних сил у Дейтоні (шт. Огайо), де він перебуває донині.
Цей літак навіть незважаючи на те, що погано літав, зробив у розвиток авіації вельми серйозний внесок. Отримали досвід використання в конструкції титану. Тонке пряме крило малого подовження використовували на F-104, а роботи, пов’язані з пошуком конфігурації та матеріалу покришок коліс шасі, що витримують позамежні швидкості зльоту/посадки, стали в пригоді під час розроблення SR-71.
Льотно-технічні характеристики:
Розмах крила – 6,91 м;
Довжина – 20,35 м;
Висота – 3,80 м;
Площа крила – 24,30 м2;
Маса порожнього літака – 7300 кг;
Максимальна злітна маса – 10160 кг;
Об’єм паливних баків – 3766 л;
Тип двигуна – 2 турбореактивні двигуни Westinghouse J34-WE-17;
Тяга нефорсована – 2х1530 кгс;
Тяга форсована – 2х2220 кгс;
Максимальна проєктна швидкість – 2200 км/год;
Максимальна реальна швидкість – 1070 км/год;
Практична стеля – 11580 м;
Екіпаж – 1 особа.
