详细内容或原文请订阅后点击阅览
NASA X-43A 的飞行速度为 9.6 马赫和 110,000 英尺——22 年来没有呼吸式飞机飞行速度更快
有史以来飞行速度最快的吸气式飞机长 12 英尺,重约 3,300 磅,不载人,并且被设计为可以丢弃。 2004 年 11 月 16 日,NASA 的 X-43A 在 110,000 英尺的高度达到 9.64 马赫,即每小时 6,400 英里,大约是 SR-71 黑鸟巡航速度的三倍。二十二年后,这一记录仍然保持着。整个 Hyper-X 项目历时八年,耗资 2.3 亿美元,NASA 建造了三架飞机,因为他们知道每架飞机都只能使用一次。
来源:19FortyFive总结和要点:有史以来最快的吸气式飞机长 12 英尺,重约 3,300 磅,没有飞行员,设计为一次性使用,然后留在海洋中。 2004 年 11 月 16 日,NASA 的 X-43A 从一架 B-52 上空坠落到太平洋上空,由飞马座火箭加速,并点燃了超燃冲压发动机,使其在 110,000 英尺的高度达到 9.64 马赫。这大约是每小时 6,400 英里,大约是 SR-71 黑鸟巡航速度的三倍。二十二年后,没有什么呼吸空气的速度比这更快了。
历史永远不应忘记 NASA 的 X-43A
NASA 的 X-43A 是一种小型无人实验性高超音速飞机。它是 Hyper X 计划的一部分,该计划于 2004 年使用吸气式超燃冲压发动机以超过 9.6 马赫的速度(近 6,400 英里每小时)创下了世界速度记录。
升力体飞行器长约 12 英尺,由 B-52 火箭助推器发射。 X-43 证明了吸气式发动机可以以高超音速运行。
NASA Hyper-X 计划是一项为期八年、耗资 2.3 亿美元的计划,实现了超燃冲压发动机动力飞机的首次成功自由飞行。该项目利用无人驾驶的 X-43A 研究飞行器展示了吸气式高超音速飞行,并克服了超燃冲压发动机和推进力方面的重大挑战。
NASA X-43A 高超音速研究飞行器的首次系留飞行于 2001 年 4 月 28 日搭乘 B-52 飞越太平洋试验场。 X-43A 上装有飞马座助推火箭,X-43A 则安装在 B-52 的机翼挂架上。
尽管人们都在谈论美国在高超音速方面落后于中国和俄罗斯,但美国飞行高超音速的时间比任何人都长,而且 X-43A 的吸气式飞机记录仍然保持着:在 110,000 英尺的高度达到 9.64 马赫。
考虑到 SR-71 Blackbird 的巡航速度约为 3 马赫,这架 NASA 飞机确实移动得很快。
SR-71 黑鸟。 19FortyFive.com 图片。
认识 NASA X-43A
X-43A 设计为可飞行一次且不可回收。这是 NASA 在 20 世纪 90 年代末开发的“更好、更快、更便宜”的项目之一。该飞机重约 3,300 磅,该项目耗资 2.3 亿美元。
为其提供动力的超燃冲压发动机是与 X-43 下机身集成的超音速燃烧冲压发动机,设计速度高达 10 马赫。
这是自 20 世纪 60 年代 X-15 以来第一个高超音速研究项目。
NASA 建造了三架 X-43A:前两架设计飞行速度为 7 马赫,只有最后一架设计飞行速度为 10 马赫。
X-43A 是一款小型实验研究飞机,旨在飞行演示机身集成超音速冲压发动机或“超燃冲压发动机”推进技术,其高超音速速度超过 5 马赫(即五倍音速)。其超燃冲压发动机是一种吸气式发动机,通过发动机的气流保持超音速。
艺术家想象中的 X-43A 高超音速实验飞行器,或“Hyper-X”正在飞行。 X-43A 开发用于以 7 马赫至 10 马赫(7 至 10 倍音速,随温度和高度变化)的速度飞行测试双模冲压发动机/超燃冲压发动机推进系统。
第一架飞机因飞马座助推火箭第一级失效而被摧毁。 2004年,测试完成,X-43A达到了6.83马赫的速度。最终的 X43A 于 2004 年 11 月 16 日首飞并创造了速度记录。
超燃冲压发动机如何工作?
Waverider 从 X-43A 等 B-52 母舰上释放后,可以在 10 分钟内飞行 600 海里。
X-43A 的要求涉及热管理、推进和制导方面的严峻工程挑战。问题包括管理超过 2,000 华氏度的温度,工程师使用先进材料实现了这一点;确保超燃冲压发动机在毫秒内燃烧稳定;并控制飞行器的高超音速动力学。
当速度接近 10 马赫时,摩擦会产生巨大的温度峰值。工程师使用先进的碳碳复合材料和特殊合金来保护结构。
根据 NASA 的说法,“超燃冲压发动机(超音速燃烧冲压发动机)是一种冲压发动机,其中通过发动机的气流保持超音速。
“传统喷气发动机在燃烧前将进入的空气减慢至亚音速,与之相反,超燃冲压发动机允许空气在整个燃烧过程中保持超音速。这种超音速气流能够在高超音速下实现更高的速度和更高的效率。
“但是,超燃冲压发动机无法低速运行,因此 X-43A 需要火箭助推器才能在发动机点火之前达到运行速度。
“超燃冲压发动机动力飞行器预计以至少 15 马赫的速度运行。超燃冲压发动机燃烧室的地面测试已经显示了这种潜力,但没有飞行测试超过 9.6 马赫的 X-43A 飞行。”
由于超燃冲压发动机使用外部空气进行燃烧,因此它们是比火箭更有效的大气飞行推进系统,火箭必须携带所有氧气。超燃冲压发动机非常适合大气层内的高超音速飞行。
NASA 计划建造一架 X-43B,这是一个雄心勃勃的项目,飞机将在较低高度以超音速飞行,然后在较高速度和较高高度使用超燃冲压发动机推进。
计划中的“Hyper X”飞机 X-43C 计划于 2000 年代末生产,旨在演示速度在 5 至 7 马赫之间的固体碳氢化合物燃烧超燃冲压发动机,可能在 2008 年。然而,该项目被取消。空军继续使用 X-51“Waverider”计划测试高超音速飞机。
X-51A Waverider 准备演示高超音速飞行。它由普拉特·惠特尼 Rocketdyne SJY61 超燃冲压发动机提供动力,设计为依靠自身冲击波并加速至约 6 马赫。(美国空军图形)
NASA为何“结束”X-43项目?
据 NASA 称,NASA X-43 计划并未正式取消,而是在成功实现其狭隘目标后结束。
该计划通过三次飞行来展示超燃冲压发动机技术。 2004 年最后一次成功飞行后,NASA 获得了所需的数据;它展示了 6.8 马赫和 9.6 马赫的高超音速飞行。该计划无疑已经实现了证明吸气式高超音速飞行是可能的目标。
2004 年太空探索愿景将 NASA 的重点转向载人航天,特别是月球到火星计划。
这导致航空研究(包括高超音速技术)的预算削减,并减少了项目支持。
这项倡议由乔治·W·布什 (George W. Bush) 总统提出,重点关注人类在 2020 年重返月球,为最终的火星及更远太空任务做准备。
这一愿景包括建成国际空间站、退役航天飞机、开发载人探索飞行器(后更名为猎户座)等新型飞行器,以及在月球上建立人类的持续存在。
X-43 计划是否结束得太早了?这就是需要回答的问题。
X-15 NASA 计划。 19FortyFive.com 照片。
最近,唐纳德·特朗普总统的愿景再次强调重返月球,以及开发太空发射系统等新型火箭,并建立美国太空军。
拟议的 X-43D 应该是 NASA 实验和尖端作战高超音速系统之间的 15 马赫风险降低步骤。遗憾的是,这一步从未发生。
空军继续进行高超音速测试:
与此同时,X-51“Waverider”计划与 X-43A 一样,从 B-52 母舰释放后可以在 10 分钟内飞行 600 海里。它于 2010 年首飞。
空军建造了四架 X-51 Waverider,它们是技术演示器,并不打算作为武器原型。
X-51A 的最后一次飞行于 2013 年 5 月 1 日进行,是实现所有实验目标最成功的一次。这艘巡洋舰在短短六分钟多一点的时间里航行了 230 多海里,最高速度达到了 5.1 马赫。
作者简介:Steve Balestrieri
Steve Balestrierii 是国家安全专栏作家。他曾担任美国陆军特种部队士官和准尉。除了撰写有关防守的文章外,他还为 PatsFans.com 报道 NFL,并且是美国职业橄榄球作家协会 (PFWA) 的成员。他的作品经常出现在许多军事出版物上。
