Roketle tahrik edilen uçak fikri, otomobil yarış dünyasında ortaya çıktı ve ilk uygulamasını 11 Haziran 1928’de Almanya’da Lippisch Ente adlı roketle güçlendirilmiş bir uçakla gerçekleştirdi. İkinci Dünya Savaşı’nın ardından, ABD’de roketle tahrik edilen uçaklara duyulan ilgi, geç hızlı bölgedeki aerodinamiği daha iyi anlama odaklandı. 1946 ile 1958 yılları arasında uçurulan X-1 roket uçağı, 1947’de ses duvarını aşan ilk uçak olarak yeni hız ve irtifa rekorları kırdı.
1959 ile 1968 yılları arasında uçurulan X-15 hiper ses hızlı roketle güçlendirilmiş araştırma uçağı, bilgi ve deneyimi dış uzayın sınırına kadar genişletti ve günümüze kadar geçerli olan pilota sahip uçaklar için hız rekorları kırdı. Roketle tahrik edilen uçaklar, günümüz alt yörünge ticari uzay sektöründe yer bulmuştur.
İlk roketle tahrik edilen pilotlu uçuş, 11 Haziran 1928 tarihinde, bir otomobil milyarderi, iki roket öncüsü ve bir uçak tasarımcısı arasındaki beklenmedik bir işbirliğinin sonucuydu. Aynı ismi taşıyan Alman otomobil üreticisinin torunu olan Fritz von Opel, yarış arabalarına roket monte ederek şirketin itibarını artırabileceğine inanıyordu. Mayıs 1928’de, roket donanımlı bir otomobil kullanarak saatte 148 mil hızla rekor kırdı. Opel, havacılığın geleceğinin roket tahrikinde olduğuna da inanıyordu. Bu hayallerini gerçekleştirmek için Alman roket öncüleri Friedrich Sander ve Max Valier ile ekip oldu.
Opel, Alexander Lippisch tarafından üretilen bir planör satın aldı ve Sander ve Valier’ın yardımıyla, planörün arka tarafına iki siyah barut roketi yerleştirdi. Çünkü planör önde canard tasarımını içeriyordu, Lippisch ona “Ente” adını verdi, çünkü canard Fransızca’da ördek anlamına gelir. İlk test 11 Haziran’da roketlerin ateşlenmemesi nedeniyle başarısız oldu. İkinci denemede bir roket planlandığı gibi ateşlendi, Ente kalktı, test pilotu Fritz Stamer 4,900 fit uçtu ve mükemmel bir iniş yaptı, böylece ilk roket uçağı uçuşu tamamlandı.
Üçüncü bir test, her iki roketin de ateşlenmesiyle planlandığı gibi gitmedi, bir roket mükemmel şekilde ateşlendi, ancak ikincisi patladı. Hasarlı uçak, tek roketin gücüyle kalktı, ancak kontrol yüzeyleri çalışmıyordu ve birçoğu alev içindeydi, Stamer Ente alevlere teslim olurken kıl payı kurtuldu.
Korkusuzca, Opel daha geleneksel bir konfigürasyona sahip başka bir planör satın aldı ve arkaya 16 roket motoru yerleştirdi. Dünyanın ilk amaçlı roket uçağını Opel RAK.1 olarak adlandırdı. İlk uçuşunu 30 Eylül 1929’da, haber medyası da dahil olmak üzere toplanan bir kalabalığın önünde gerçekleştirdi, Opel 75 saniye boyunca uçtu ve neredeyse bir mil mesafe kat etti. Roketler kapanınca sert bir iniş yaptı ve uçağa orta düzeyde hasar verdi.
Opel, roketle tahrik edilen uçaklardan uzaklaştı ve 1930’larda sadece birkaç kişi benzer girişimlerde bulundu. İkinci Dünya Savaşı sırasında, Alman Luftwaffe roket teknolojisini iki farklı uçağa uyguladı. Deney uçağı olan Heinkel He 176, sadece sıvı yakıtlı bir roketle çalışan ilk uçağı olarak 20 Haziran 1939’da ilk uçuşunu gerçekleştirdi.
Resmi olarak üç ay sonra iptal edilse de, takip eden roketle tahrik edilen uçaklar için birçok öğrenilen ders sunan Messerschmitt Me 163 Komet avcı uçağı gibi uçaklar için birçok ders sunmuştu. Bu uçak, savaşın sonlarına doğru hizmete giren ilk seri üretilen roketle tahrik edilen uçaktı. Roketler tarafından sağlanan kısa uçuş süresi operasyonel kullanışlılığını sınırladı. Japonya, Me 163’ün yerel olarak üretilmiş birkaç kopyasını Mistubishi J8M Shūsui adıyla üretti. İlk uçuşunu 7 Temmuz 1945 tarihinde gerçekleştirseler de savaşta kullanılmadılar.
Amerika Birleşik Devletleri’nde, roketle hareket eden uçaklara ilgi, uçakların sesten hızla yaklaşmaya başladığı aerodinamik zorluklara yanıt olarak 1940’ların başlarında başladı (Mach 1). Ulusal Havacılık Danışma Komitesi (NACA), NASA’nın öncü ajansı ve ABD Hava Kuvvetleri (USAAF), Mach 0.75 ile Mach 1.2 arasındaki transonik rejimde havacılık araştırmalarını genişletmeyi ortaklaşa önerdi. 16 Mart 1945’te Hava Teknik Hizmetler Komutanlığı, transonik araştırma konularını keşfetmek için üç deneysel uçak inşa etmek üzere Bell Aircraft ile bir sözleşme imzaladı ve sonunda X-1 olarak adlandırıldı.
Ayrı bir sözleşme kapsamında, Reaction Motors Inc. XLR-11 roket motorunu tasarladı ve inşa etti, bu motor X-1’i çalıştırmak için sıvı oksijen ile karıştırılmış alkol ve su karışımı yakıttan yararlandı. Bir B-29 Superfortress bombardıman uçağı X-1’i yüksekliğe taşıdıktan sonra roket uçağı ayrıldı, motorunu yaktı ve görevini gerçekleştirdi. Bell, üç uçaktan ilkinin X-1-1 olarak adlandırıldığı Aralık 1945’te, ilk planör uçuşunun 19 Ocak 1946’da Florida’daki Pinecastle Field’da gerçekleştiği tarihten biraz sonra teslim etti. O yılın ilerleyen zamanlarında X-1 programı Muroc Field’a taşındı, şu an Kaliforniya’nın Mojave Çölü’nde bulunan Edwards Hava Kuvvetleri Üssü’ne.
İkinci X-1 uçağının (X-1-2) teslim edilmesinin ardından Haziran 1947’de USAAF ve NACA iki aşamalı bir uçuş programında anlaştı. Hava Kuvvetleri, X-1-1’i mümkün olan en kısa sürede Mach 1’e ulaşmak için kullanırken NACA, X-1-2’yi transonik rejimde detaylı çalışmalar yapmak için kullandı. Bir dizi uçuş, onu giderek daha yakına getiren Mach 1’e yaklaştıktan sonra 14 Ekim 1947’de USAAF pilotu Charles E. “Chuck” Yeager, ses duvarını kıran ilk insan olmak için uçağı Mach 1.06’ya taşıdı. 4 Mart 1948’de NACA pilotu Herbert H. Hoover, X-1-2 uçağında ses duvarını kıran ilk sivil hava insanı oldu.
X-1 programındaki sonraki uçuşlar, yükseltilmiş uçaklar ve yakıt teslim sistemleri kullanılarak, Yeager’ın Mach 2.44’ü aşan maksimum hıza ulaşmasına olanak tanıdı. X-1 programının son uçuşu Kasım 1958’de gerçekleşti. Toplam 27 pilot farklı X-1 versiyonlarını uçurarak 238 uçuş gerçekleştirdi.
8 Haziran 1959 ile 24 Ekim 1968 arasında, NASA ve ABD Hava Kuvvetleri tarafından ortaklaşa işletilen hipersonik roketle çalışan bir araştırma uçağı olan X-15’i test etmek için 12 test pilotu toplam 199 uçuş gerçekleştirdi. Kuzey Amerika Havacılık tarafından inşa edilen üç X-15 uçağı, hipersonik rejimde ve aşırı yüksekliklerde aerodinamiğin bilgisini genişletmeyi amaçladı. X-1’e benzer şekilde, bir B-52 Stratofortress bombardıman uçağı X-15’i yükseklikte serbest bıraktı ve pilot roket motorunu yaktı, bu motor Reaction Motors tarafından üretildi ve anhidröz amonyak ve sıvı oksijenle yakıtlandı. X-15 programındaki uçuşlar çok sayıda yükseklik ve hız rekoru kırdı, dış uzaya ulaşıldı. ABD Hava Kuvvetleri pilotu William J. Knight, 3 Ekim 1967’de saatte 4.520 mil hıza (Mach 6.7) ulaştı, bu hala günümüzdeki pilote edilen uçaklar için bir rekor olarak durmaktadır.
NASA, insanlı uzay uçuş programlarını gerçekleştirmek için dikey roketler ve kapsüller kullanmaya karar verse de, X-15 programı malzemelerin aşırı koşullara nasıl tepki verdiği, aerodinamik ısınma ve Dünya atmosferine dönüşün özelliklerine dair kritik veriler sağlayarak Apollo Ay iniş görevlerinin başarısına katkı sağladı.
Bu 12 pilotun sekizi, 50 mil (80 kilometre) yükseklik sınırını aşarak ABD Hava Kuvvetleri’nin insanlı uzay uçuşu kriterini karşılayan 13 uçuş gerçekleştirdi, bu da onları askeri astronot olarak nitelendirdi. Beş Hava Kuvvetleri pilotu hemen astronot kanatları kazandı, ancak üç sivil pilot NASA astronot kanatlarını 2005 yılına kadar beklemek zorunda kaldı. Bu 13 uçuştan ikisi, aynı NASA pilotu olan Joseph A. “Joe” Walker tarafından gerçekleştirildi ve Fédération aéronautique internationale (FAI) veya Uluslararası Havacılık Federasyonu tarafından belirlenen insanlı uzay uçuşu kriterini, yani 62.1 mil (100 kilometre) yükseklikteki von Kármán hattını aşmayı başardı.
Walker, 22 Ağustos 1963 tarihinde 67.1 mil (108 kilometre) yüksekliğe ulaştı, bu X-15 uçuşları arasında en yükseğiydi. X-15 pilotlarından ikisi, Neil A. Armstrong ve Joe H. Engle, daha sonra NASA astronotları oldu. NASA tarafından 1962’de seçilen Armstrong, Gemini VIII uçuşunu gerçekleştirdi ve Apollo 11 görevi sırasında Ay’a insanlığın ilk adımlarını attı, Engle ise 1966’da seçildi ve STS-2 ve STS-51I uzay mekiği görevlerini yönetti.
- yüzyılın alt yörünge ticari uzay uçuşlarında roketle hareket eden uçaklar önemli bir rol oynar. Havacılık tasarımcısı Burt Rutan’ın Scaled Composites ve Microsoft’un kurucu ortağı Paul Allen’ın işbirliği olan Mojave Aerospace Ventures tarafından geliştirilen SpaceShipOne, aynı araçla iki hafta içinde 100 kilometre yüksekliğe iki alt yörünge görevi tamamlayarak 10 milyon dolarlık Ansari X-ödülünü kazandı.
Scaled Composite’in White Knight taşıyıcı uçağı tarafından yükseğe taşınan SpaceShipOne, hibrit roket motorunu yakarak belirlenen hız ve yüksekliğe ulaştı. İlk güçlü uçuş 17 Aralık 2003’te, Kuzey Karolina’nın Kitty Hawk kentindeki Wright Kardeşler’in ilk güçlü uçuşunun 100. yıldönümünde gerçekleşti ve uçağın kontrolünde pilot W. Brian Binnie bulunuyordu. İki X-ödülü nitelikli uçuştan ilki, 29 Eylül 2004’te, kontrolde Michael W. “Mike” Melvill bulunurken gerçekleşti; ikinci uçuş ise 4 Ekim’de, kontrolü Binnie yapıyordu. Her iki uçuş da 100 kilometre eşiğini aştığı için Melvill ve Binnie, ABD ticari astronot kanatları kazandı. Rutan, ödül kazanan uçuşun ardından SpaceShipOne’ı emekliye ayırmaya ve bir sonraki projeye odaklanmaya karar verdi.
Önceki modelinin yaklaşık iki katı büyüklüğünde olan SpaceShipTwo, iki pilot ve altı ücretli yolcu – ayrıca NASA ve diğer ücretli müşteriler için yükler – taşıyabilir. Önceki gibi, White Knight Two adlı çift gövdeli bir uçak, SpaceShipTwo’yu yükseğe taşır, burada serbest bırakıldıktan sonra hibrit roket motorunu ateşleyerek alt yörünge uzay yolculuğuna başlar. Aralık 2009’da tanıtılan ilk SpaceShipTwo aracı olan Enterprise, ilk güçlü uçuşunu 29 Nisan 2013’te gerçekleştirdi. Bu uçak, 31 Ekim 2014’te düştü ve iki pilotundan birini öldürdü, diğerini yaraladı.
İkinci araç olan Unity, ilk güçlü uçuşunu 5 Nisan 2018’de gerçekleştirdi ve 13 Aralık 2018’de 80 kilometrenin üzerindeki ilk uçuşunu gerçekleştirdi. Virgin Galactic kurucusu Sir Richard Branson da dahil olmak üzere altı kişiyi taşıyan ilk uçuş, 11 Temmuz 2021’de gerçekleşti. Bu uçuş planlanandan sapınca, ticari uzay uçuşlarını denetlemekle sorumlu Federal Havacılık İdaresi (FAA), ileriye dönük SpaceShipTwo uçuşlarını soruşturma sürecine kadar askıya aldı. Uçuşlar, 25 Mayıs 2023’te altı kişiyi taşıyarak yeniden başladı ve ileri uçuşlar bekleniyor.