全球最快有人駕駛飛機,50年前已突破6倍音速

在追求速度和高度方面,人類一直在不懈地努力著。而X-15高超音速飛機,由於采用火箭發動機,最大速度可達到6.72馬赫,是迄今為止人類研制速度最快的有人駕駛飛機。

全球最快有人駕駛飛機,50年前已突破6倍音速

01

X-15驗證機於1959年6月8日首飛,從1959年9月17日服役直至1968年12月。X-15 高超音速研究項目是由 NASA 牽頭,聯合美國空軍、海軍和北美航空公司共同進行的。

全球最快有人駕駛飛機,50年前已突破6倍音速

在近十年的時間裡,X-15 先後創造瞭 6.72 馬赫和 108,000 米的速度與升限的世界記錄,它的試驗飛行幾乎涉及瞭高超音速研究的所有領域,在 X-15 整個試驗飛行過程中,研究人員根據其飛行數據總共撰寫瞭 765 份有價值的研究報告。

全球最快有人駕駛飛機,50年前已突破6倍音速

X-15 機長 15.30 米,機高 3.53 米,翼展 6.79 米,采用中單翼設計,最初裝備兩臺 XLR-11 火箭發動機(後改為 XLR-99)。X-15 機身表面覆蓋有一層稱作 Inconel X 的鎳鉻鐵合金,可抵禦高速飛行時產生的 1200 度高溫。

全球最快有人駕駛飛機,50年前已突破6倍音速

▲X-15上的XLR-99發動機

由於火箭發動機燃料消耗量驚人,所以 X-15 必須由一架 B-52 載機帶入空中。從載機上釋放後,X-15 自身攜帶的燃料隻能飛行 80~120 秒,因此餘下來的 10 分鐘左右隻能是無動力滑翔。降落時,X-15 機身前部下方安裝有常規機輪,機身後部則為兩個著陸滑撬。

全球最快有人駕駛飛機,50年前已突破6倍音速

▲從B-50上釋放的X-15

全球最快有人駕駛飛機,50年前已突破6倍音速

▲轟炸機掛載投放X-15,戰鬥機提供護航

1967年10月3日,威廉·J·奈特少校駕駛X-15A-2達到瞭M6.72(7272千米/小時)的速度,這是X-15試飛行達到的最高的速度,也是有史以來所有飛機達到的最快速度。

全球最快有人駕駛飛機,50年前已突破6倍音速

▲X-15驗證機及其飛行員

之所以能達到這個速度,主要因為機翼下增加瞭兩個副油箱,一個裝液氧,另一個裝氨,從而延長瞭火箭發動機的燃燒時間,增加瞭重量也限制瞭X-15A-2達到更大的速度。遺憾的是,在那次飛行中,沖壓式噴氣發動機的試驗架融化瞭,奈特不得不迫降。

全球最快有人駕駛飛機,50年前已突破6倍音速

X-15驗證機的飛行員,總共有12名飛行員駕駛過這種飛機,其中包括尼爾·阿姆斯壯和約瑟夫·恩格,圖中隻有6名。

全球最快有人駕駛飛機,50年前已突破6倍音速

▲試飛員進入X-15駕駛艙

1968年1月,X-15飛機研制計劃取消,轉入單項技術研究項目。X-15計劃從開始制造到最後一次飛行經歷瞭10年,總費用為3億美元,加上最後為阿波羅宇宙飛行計劃做的試驗,這應該算是較為值得的研究機瞭。

全球最快有人駕駛飛機,50年前已突破6倍音速

1979年4月22日,經歷15年的高超音速研究發動機計劃終於壽終正寢瞭。但其豐富的超燃沖壓發動機研究經驗成瞭後來NASA航天飛機計劃的基礎。

02

全球最快有人駕駛飛機,50年前已突破6倍音速

▲X-15內部結構圖

X-15飛行員坐在一個彈射座椅上,最大彈射速度達4馬赫(約4830公裡/小時),最大彈射高度36580米。座椅在彈出後會展開翼面穩定姿態,等到適合的速度和高度時再張開主傘,讓飛行員與座椅分離。

全球最快有人駕駛飛機,50年前已突破6倍音速

▲X-15座艙結構圖

全球最快有人駕駛飛機,50年前已突破6倍音速

▲X-15彈射座椅

X-15的XLR99火箭發動機結構相對簡單,活動部件很少,卻是第一種具有節流閥的火箭發動機,而且能在飛行中重新啟動。XLR99重408千克,長2.13米,其中噴管就占去瞭0.61米。

全球最快有人駕駛飛機,50年前已突破6倍音速

▲XLR-99-RM2火箭發動機

全球最快有人駕駛飛機,50年前已突破6倍音速

▲XLR-99火箭發動機

全球最快有人駕駛飛機,50年前已突破6倍音速

▲XLR-99火箭發動機

在X-15的機身內,7.62米長的燃料箱占去瞭15.24米機身長度的一半。

全球最快有人駕駛飛機,50年前已突破6倍音速

X-15采用常規的液壓飛行控制系統(FCS)。由於X-15要在稀薄大氣環境中飛行,此時氣動操縱翼面已經無效,所以也配備瞭反推力系統(RCS),在機鼻和兩側翼尖都安裝瞭兩個噴射方向相反的火箭推進器。

全球最快有人駕駛飛機,50年前已突破6倍音速

此外,X-15還配備瞭增穩系統(SAS),能在飛行中自動控制操縱翼面,幫助飛行員維持飛行姿態。

全球最快有人駕駛飛機,50年前已突破6倍音速

X-15飛行和實驗獲得的數據被應用在瞭NASA的之後的載人航天計劃中,為“阿波羅”和航天飛機任務做出瞭巨大貢獻。尼爾·阿姆斯特朗認為該機是“史上最成功的研究飛機。”

全球最快有人駕駛飛機,50年前已突破6倍音速

Published in News by Awesome.

發佈留言

發佈留言必須填寫的電子郵件地址不會公開。 必填欄位標示為 *