X-43A试飞成极速飞艇功创造历史美国热衷于极速

888次浏览 百度收录
网址:http://www.haremharem.com
网站:极速飞艇

X-43A试飞成极速飞艇功创造历史美国热衷于极速飞机

  3月27日,右翼下悬挂了一架X-43A极速飞机(白色)的B-52轰炸机从美国加利福尼亚州的爱德华兹空军基地起飞。长度仅为3米的X-43A极速飞机装有冲压喷气发动机。由B-52带到空中的极速飞机先由火箭推进器作为动力达到7倍音速,此后推进器分离脱落,X-43A将启动冲压喷气发动机保持极速飞行。这种飞行器的试验成功,意味着人类开始可以使用火箭和航天飞机以外的工具将物资运抵太空,而成本却大为降低。同时,使在2个小时内到达地球上任何地点的商务飞行梦想成为可能。新华社/法新

  美国宇航局研制的X-43A极速飞机27日在美国西海岸试飞成功,并以每小时约8000公里的速度创造了飞行时速的世界新纪录。

  美国宇航局说,当天一架经过改装的B-52轰炸机搭载着X-43A无人驾驶飞机,从加利福尼亚州的爱德华兹空军基地起飞。在大约4万英尺的高空,B-52轰炸机与X-43A分离。接下来,与X-43A捆绑在一起的“飞马”火箭点火,将X-43A推至大约3万米的高空。此时,X-43A启动自身发动机与火箭分离,以约8000公里的时速开始独立飞行。约6分钟后,飞机按预定程序坠入加州附近的太平洋海域。

  X-43A飞机研制计划耗资2.5亿美元。这种飞机长3.7米,飞行速度大约相当于音速的7倍,大大超过现今世界的任何飞机。现有飞行速度纪录是时速3529公里或3.2倍音速,由美国SR-71“黑鸟”侦察机在1964年创造。

  其实,X-43A只是美国宇航局的航空与太空运输技术公司主持的大型科研计划“Hyper-X”计划的第一阶段。其第二阶段的飞行器的代号为“X-43B”。试验初步定在未来5年。第二阶段的试验目标是验证飞向太空的高速发动机的性能和耐用能力。另外,“X-43C”飞行器也在研制当中,可能于2008年进行飞行试验。因此,未来5年将是关键。

  美国宇航局自1996年以来一直在研究X-43的相关技术,希望新的发动机技术可以让X-43最终创造出时速1.15万公里的新飞行速度纪录,由美国东岸至西岸只需飞半个小时,美国科学家称X-43将成为“莱特兄弟首次飞行以来航空技术的最重大突破”。

  有专家指出,高超音速飞机未必适用于商业用途,因为高速飞行能产生高温、极度加速等问题将令乘客不舒服,因此这种飞机将来最大的可能是运用在军事上。

  美国之所以对极速飞机如此感兴趣,一个重要的原因是美军现在的王牌飞机———隐形战斗机的技术已被识破,因此将来的轰炸机,很可能要靠速度和在更高空进行轰炸才能行事。目前美军主要靠3种轰炸机作长途攻击,包括B-52、B-1B和B-2轰炸机。它们的速度及最远航程均有限制,因而需要在海外部署。但如果将这种极速飞机改造成无人驾驶的轰炸机,美国只要在东西两岸部署,便可在极短的时间内轰炸全球任何地方,省掉应变时间和在海外驻军带来的外交及开支问题。据报道,美国国防部准备最早在2025年为美军装备一种高超音速轰炸机,理论上,该机可在从美国大陆起飞后两小时内打击地球任何角落的目标。

  科学家也认为将X-43变成无人驾驶的轰炸机并不困难。目前,美国陆军飞行及导弹指挥室已在利用风洞测试这架飞机,以评估它可以装配何种导弹。这种极速战机由于飞行得太快,任何一种导弹都没有能力将它击落。事实上,美国政府最近已新制订了“国家高超音速战略”,与工业界联手积极开发。这个战略计划由美国三军、宇航局和防卫先进研究计划署携手统筹,研发所有达5倍音速的发动机、飞机、武器、发射系统等。比方说,如果有了高超音速导弹,美军就能更有把握地用它来截击来犯的导弹,而高超音速轰炸机,也可以极速划破敌国长空执行任务,使得敌国防空系统完全无力拦截。美国空军科学咨询委员会指出:“高超音速技术将令美国空军脱胎换骨成为真正的太空军队。”

  像鸟儿一样自由飞翔蓝天,是人类的美好梦想。1903年12月17日,美国的莱特兄弟完成了人类首次持续的、可操纵的动力飞行。这一天,他们的“飞行者”1号,飞行了37米,留空时间12秒,换算成时速大概有11.1公里/小时。这个速度甚至不如一个普通人跑得快,但是它开创了航空史上的一个新纪元,从此人类开始了对速度的追求。由于飞机的军事价值受到了各国军方的高度重视,空军又在两次世界大战中发挥了其他军种难以替代的战略战术作用,在战争的推动下,航空技术得到了很大的发展。飞得更快的飞机将在战斗中占有更有利的位置,且不易被对方发现和打击,飞行速度成为了航空技术发展的最重要指标。

  飞机出现早期,使用的是活塞式发动机。但要进一步提高速度,活塞式发动机显然已经无能为力了。1939年8月27日,德国人亨克尔设计了装有欧海因设计的世界首台涡轮喷气发动机的单翼机,该机飞行速度达到每小时700公里。二战末期,德国的Me-262新型战斗机最大速度达到870公里/小时,是世界上第一种实战喷气式战斗机,它的速度显著超过了活塞式飞机。

  人们把音速称为音障,这是因为飞机速度接近音速时,空气阻力会急剧增大,这种阻力是实现超音速飞行的重大障碍。1947年10月14日,查尔斯·耶格尔驾驶X-l在12800米的高空,使飞行速度达到1078公里/小时,相当于1.015马赫,超过了音障。

  1954年,前苏联的米格-19和美国的F-100“超佩刀”问世,这是两架最先服役的仅依靠本身喷气发动机即可在平飞中超过音速的战斗机。很快,1958年F-104和米格-21又将这一纪录提高到了2马赫。战斗机发展到以F-15和SU-27为代表的第三代的时候,速度普遍达到了2.5马赫以上。

  在研制3倍音速的飞机过程中,科学家遇到了“热障”这个难题。热障是因飞行速度增高而引起飞机表面加热造成的障碍。高温使飞机结构强度与刚度降低,飞机的气动外形发生破坏,甚至引起灾难性的颤振。耐高温的钛合金及隔热装置、冷却系统的应用使美国的SR-71黑鸟和前苏联的米格-25不久实现了3倍音速的梦想。

  3倍音速已经接近了喷气式发动机的极限。但科学家从没有放弃对更高速飞行的追求。他们用Hypersonic这个词来表示高超音速,即飞行马赫数大于5的飞行。上世纪50年代末,美国X-15用火箭发动机实现了首次高超音速飞行。60年代,国际上广泛开展了高超音速燃烧冲压发动机(Scramjet)等一批关键技术的研究。除了美国NASA的高超音速X飞行器(Hyper-X)计划,俄、法、德、日、印和澳大利亚等国,都有相应的发展计划。

  在所有的在研的作战飞机中,美国国防部的联合攻击战斗机(JSF)是最有希望付诸实施的一个。JSF是美英正在联合研制的真正多用途的下一代战斗机,将具有战场高生存性、费用可耐受性、高效杀伤性和易维护及高耐用性。波音公司的X-32和洛克希德·马丁公司的X-35成为了该计划的竞争者。最终X-35被选中进入了下一步的研究。

  美国军方计划研制一种速度高达5到7倍音速的战略轰炸机,这种飞机为有人驾驶,能携带5500千克的弹药,可以使用普通跑道。如果从美国本土起飞,在两个小时内就可以到达世界上大部分地区。按照美国国防部目前的说法,该飞机还需要20年左右的研制时间。

  波音公司计划在近期试飞其X-50A“蜻蜓”前翼/旋翼/机翼布局(CRW)技术验证机。CRW采取垂直起降方式,像倾转旋翼飞机一样,希望其既具备直升机的垂直起降性能,又具备固定翼飞机的飞行速度。如果CRW的计划能够实现,它将叩开新型高速垂直起降飞机的大门,成为美军反恐战争中的一把新的利剑。

  ■2001年6月2日,X-43A进行第一次试飞,因偏离轨道被销毁后坠入大海

  和常规飞机发动机不同的是,冲压喷气发动机没有用于压缩空气的旋转叶片,气流以超音速穿过发动机。

  超音速的气流从发动机前端进入,在穿越发动机过程中,受到越来越大的压缩,这样便使发动机内部的空气压力远远大于周围的空气。