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作者:小编 点击: 发布时间:2024-03-06 10:43:33

  365体育亚洲官方唯一入口b美X-43A冲刺10倍音速试飞成功b11月17日,美国宇航局的一架X-43A无人机为了冲刺10倍音速进行了第三次试飞,并获得成功。这一结果创造了当前世界上喷气引擎飞机最快飞行速度的新纪录。

  为了尽可能地提高军用飞机速度,美国宇航局于1997年3月签署了研制X-43A飞机的合同。依照规定,第一批3架飞机的代号为X-43A,由田纳西州塔拉霍马的微型公司负责制造,从此开始了这种无人驾驶的高超音速试验飞机的研制。

  美国在军用飞机的研制方面,对隐形技术非常重视,想方设法地缩小雷达反射截面积,并制造了多种性能先进的航空兵器。但是,随着雷达技术的发展,单靠隐形技术已经不太灵了。在这种背景下,美国想以X-43A的高速度,来避免被防空导弹击落。

  按照计划,X-43A将进行3次试验飞行,以逐步提高试飞速度。第一、第二次试飞时速度是音速的7倍,即马赫数7;第三次试飞时将加速至马赫数10。而目前世界上最快的军用飞机也只是音速的3.1倍,即美国空军的SR-71“黑鸟”侦察机。显而易见,X-43A的速度是飞机望尘莫及的。

  通常,把达到音速5倍以上的速度称为高超音速。X-43A的指标说明,它在这一点上是名副其实的。

  设计者之所以将X-43A的飞行速度定得这么高,是因为它的推进装置采用了冲压发动机。这正是该机的突出特点和关键技术。尽管有的导弹已采用了这种动力装置,但在飞机上作为主发动机使用,X-43A当属首创。

  冲压发动机只带燃烧剂不带氧化剂,要靠吸收空气中的氧气进行燃烧生成燃气向后高速喷出产生推力,因而只能在大气层中使用,不能像火箭那样在太空中工作。它作为吸空气发动机中的一种,向来以性能先进、比较经济而被国际航空航天界所瞩目。

  这种发动机主要由进气道、燃烧室和尾喷管等组成。工作过程包括压缩、燃烧和膨胀3个阶段。首先365体育官方唯一入口,高速空气流入进气道并在此减速增压;其次,压缩后的空气进入燃烧室作为氧化剂,与燃烧剂混合后进行等压燃烧,生成高温燃气;最后,高温高压燃气在尾喷管中膨胀加速后,获得高速度排出而产生推力。它历来以在高空高速状态下难以顺利点火和燃烧不稳定性等问题困扰着专家们,使其迟迟未能在航空器上得以采用。经过20世纪90年代卓有成效的攻关,21世纪初人们才将其装上飞机进行试飞。2002年澳大利亚研究人员曾在飞机上试验了这种发动机,速度也是马赫数7,并基本获得成功。其采用的燃烧剂是液氢。

  在X-43A飞机上,也采用液氢作为冲压发动机的燃烧剂。以结构简单、重量轻、成本低、推力大等特点见长的冲压发动机,特别适合于高速飞行。它的缺点是在静止状态下不能自行启动,须用助推方法将其推进到一定速度后才能有效工作,且低速性能不好。正缘于此,X-43A要用飞机和火箭进行助推。当飞机将其运载到空中一定高度抛弃后,再靠助推火箭予以推进,然后它才能启动本身携带的冲压发动机工作,进行独立飞行。

  2001年6月3日,貌似冲浪板的X-43A首次试飞遭遇失败。当从加利福尼亚州爱德华兹空军基地起飞的B-52战略轰炸机在空中将X-43A抛离后,名为飞马座的助推火箭刚从飞机腹部释放出来即失去控制,偏离了轨道,在高空翻转,地面控制人员只好发出指令将火箭引爆,并将试验飞机摧毁,使耗资1.85亿美元的项目灰飞烟灭。原定的第二、第三两次试飞,本来要在2002年底以前完成,为慎重起见,不得不推迟两年进行。

  2004年3月28日,研制成本计达2.5亿美元、机身长3.6米、翼展1.5米、重约1.27吨的X-43A,在同一基地和空间进行的第二次试飞才扭转了被动局面。X-43A和飞马座助推火箭被B-52飞机运载到10公里的高度时抛向空中,随即助推火箭点火,把X-43A推到30公里高后熄火脱离,接着X-43A启动冲压发动机工作,提供了10秒钟的推力,使其以7倍的音速飞行,然后它滑翔约6分钟,最终坠入太平洋。专家们分析飞行测试数据后认为,此次试飞获得成功。其主要标志就是冲压发动机按预设状态准时点火启动,并达到了额定工作时间,使无人机获得了应有速度。

  第三架X-43A试飞前的检修及准备工作已在10月底之前完成,故安排在11月中旬进行冲刺10倍音速的飞行。X-43A首席工程师格里夫科普宁说,试飞原计划在16日下午进行,由于电子系统出现问题,为了排除故障,故而推迟一天。17日午后,经改装的B-52轰炸机悬挂着X-43A和飞马座助推火箭飞向蓝天,当到达12公里的高度后将其释放。接着助推火箭点火工作,把X-43A送到28.5公里的高空关机离去。此后X-43A的冲压发动机启动,将它的速度推进到10倍音速,约飞行10秒钟。在此期间,X-43A按照预定程序完成了几个动作。随即X-43A经过约6分钟1368公里的自由滑翔坠落太平洋。两架F-18战斗机在空中担任护航工作,并用高清晰度摄像机对X-43A飞行情况进行跟踪,地面专家能从显示屏上及时了解试飞状态。科普宁介绍说:“所有迹象都表明,我们的试飞成功了”。“这一天无论对X-43A项目组还是美国航宇局来说都是值得纪念的”。

  按照原来计划,美国宇航局还打算在X-43A第三次试飞成功的基础上开发速度可达马赫15的X-43D飞机。掌握了速度为10倍音速的飞行技术,美国准备将这种高超音速的飞机由试验型改进到实用型,作为能携带6吨的新型轰炸机使用。这种最先用于军事目的的极速轰炸机,不仅能在两小时之内飞达地球任何地方,从而可大大减少海外驻军,而且能携带核武器进行投放,从而提高核威慑力。美国国防部准备最早在2025年为美军装备这种高超音速的轰炸机。至于美国以冲压发动机为推进系统的高超音速远程巡航导弹,将会更早地提供部队使用。有消息说,射程为1.4万公里的第一个原型导弹有望在2005年进行试射,但线年。

  当然,冲压发动机在民用上亦可大显身手。在以其为动力装置的高超音速军用飞机的基础上,也可开发出适应商业性飞行的民用飞机。据估计,第一架由飞行员操纵控制的新型民用飞机也将在2025年完成试飞。作为载客飞机,由于其加速度高而造成的空气摩擦热量过大,必须做结构上的改进。同时,因其产生的过载很大,也不是每个人的身体都适宜乘坐的。这种新型客机一旦问世,从纽约到洛杉矶只需飞行30分钟;从纽约到北京只需飞行2小时,空中旅行将会变得更快捷、更方便365体育官方唯一入口

  但这种飞机不是空天飞机,因为它一直在大气层中航行,而空天飞机能冲出大气层在太空飞行。但由于人类掌握的火箭技术已比冲压发动机更为成熟,当这种旅客机投入使用的时候,应用火箭和冲压发动机作为动力装置的空天飞机也就会随之出现。有报道称,2005年3月10日,美国五角大楼和澳大利亚国防部计划在澳试飞另一架超音速冲压发动机喷气式飞行器。他们希望利用该技术将卫星送入轨道。实际上,冲压发动机离开大气层是无法工作的365体育官方唯一入口,这是指它与火箭发动机相配合的飞行技术。即在大气层中靠冲压发动机提供推力,在太空靠火箭发动机提供推力。只有这样,才能发射卫星,让其进入预定轨道。如果这一飞行技术


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