| 词条 | X-43高超音速飞机 |
| 释义 | § 简介 一架B－52轰炸机携带“包裹”着X－43A试验机 X-43A是一架无人驾驶的飞行器，状似一个滑板，长约3.6公尺。 X-43A使用独特的超音速燃烧冲压发动机（Supersonic Combustion Ramjet，简称为Scramjet）作为动力，这种动力系统属于内燃机的一种，与传统高速飞行时所使用的火箭引擎不同，是从大气中吸入空气燃烧。由于超音速冲压发动机在运作时，燃烧室的进气流速必须超过音速（相比之下，冲压发动机的燃烧室进气则处于次音速状态），虽然工程师可以透过进气道造型设计等方式提升气流速度，但一般来说除非飞行器本身已处于超音速飞行状态，否则很难启动机上的超音速冲压发动机。为满足这前提，X-43A必须先挂载在改装过的NB-52B母机（以B-52同温层堡垒式轰炸机改装而来）翼下飞至高空后，点燃连结在X-43A上的飞马座火箭（Pegasus Booster，原本是作为反低轨道人造卫星飞弹用的推进系统）将X-43A推进到超音速的状态后，再点燃自身的超音速冲压发动机进行极音速飞行。 § 飞行原理 无人驾驶飞行器X-43A是NASA“极速X(HyperX)”计划的一部分，也是“高超音速”系列的头一炮。所谓“高超音速(hypersonic)”，是指达到音速5倍(5马赫)或以上。高超音速飞行有一大难题：普通引擎的叶片会碎毁。因此X-43A采用的是“超音速燃烧冲压式喷气引擎”(supersoniccombustionramjet ，简称Scramjet。它没有涡轮引擎般的叶片或移动组件，基本上就是一条一体成型的空管子，当飞行器飞行的速度足够时，被推逼进入机内的空气就被压缩，空气中的氧气与氢气这时就会混合燃烧，产生强大的推动力。但这种发动机只排出水，而并无其他废气。 目前（2011年），全球使用一般空气助燃的涡轮喷气引擎的飞机中飞得最快的是美国空军的SR-71“黑鸟”侦察机，速度可达3马赫。科学家认为，配备冲压喷气引擎的飞机，其速度几乎有无限的可能，但也承认应用该技术的飞行器要多年以后才能面世。 美国数十年来都是研究以火箭引擎推动高超音速飞机，但X-43A却突破性地推翻了过去的研究。火箭引擎由于要携带氧气以助燃，会增加机身重量，但X-43A却使用大气层中的氧气来助燃，可说是一大改良，飞行成本因而会大大降低。 § 研发 1994年11月，鉴于经费紧张，美国政府取消了航空航天局耗资庞大的国家天空飞机计划，研制中的X－30试验机被迫下马。顺应航空航天局新提出的“更好、更快、更廉价”的航空航天战略，Hyper－X计划项目孕育而生，它研究的核心内容为X－43试验飞机。[1] NASA与MicroCraft公司、波音公司于1997年3月24日正式签署了研制X-43的合同。X-43 计划有 4 个型号即 X-43A、X-43B、X-43C 和 X-43D，其设计速度目标为马赫 7 至马赫 10。 X—43A飞机研制计划耗资2.5亿美元。长3.65米，呈黑色，形如冲浪板。[2] § 试飞 X-43A与飞马座火箭（后方较大白色物体）在空中分离的电脑预想图 失败 美国宇航局2001年6月2日对X—43A进行了首次试飞，但飞机在空中偏离预定航线，被地面人员引爆。[3] 由于试飞过程中，飞马座火箭要穿越音障的瞬间发生预期外的共振问题，导致火箭失控偏离了预计的飞行路线，为了安全考量测试单位启动机身上的自爆装置主动摧毁了X－43A，而没有达到预期的成果。 成功 2004年3月30日，美国宇航局研制的X—43A极速飞机在美国西海岸试飞成功，并以每小时8000公里的速度创造了飞机时速的世界新纪录。 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。[3] § 目的 美国人设计这种高超音速飞机的目的很简单，用于军事，这样的高速轰炸机将使空军能在数小时之内对世界任何地点的目标实施打击。[4] § 历史记录 在X－43A之前，大气层内的最高飞行速度纪录，是1967年时由威廉·J·耐特（William J。 “Pete” Knight）所驾驶的X－15实验机创下，为6.7马赫，但当时使用的是火箭动力来推进。至于进气引擎的最高速纪录是美国空军的SR－71黑鸟式超音速侦察机创下，约为3.2马赫。 § 面临困难 飞机在高速飞行时产生巨大的大气磨擦将使机体温度上升到数千华氏度。推进和制导系统、武器系统、液压系统、燃料系统以及生命支持系统都必须能在如此高的温度条件下正常运行。[4] § 未来发展 刚点燃了飞马座火箭，正在加速到超音速的X-43A实验机 2010年以前，最大的吸气高超音速试验机X－43B将进行试飞。X－43B将采用涡轮发动机和吸气超音速燃烧冲压发动机的组合动力。 X－43C是X－43A计划的继续，X－43A用于演示飞行器在7马赫和10马赫速度的时候超音速燃烧冲压发动机的短期飞行性能，而X－43C计划将演示装有超音速燃烧冲压发动机的飞行器从5马赫加速到7马赫时的自由飞行性能和超音速燃烧冲压负电荷的性能。X－43C试验机采用的发动机将有普通冲压发动机和超音速冲压发动机这两种工作模式。X－43C演示飞行时，它将被火箭推进器加速到5马赫的速度，并送到大约24000米的高度。随后，X－43C将与推进器分离，并使用自身的动力和自动控制系统将速度提高到7马赫。 [1] |
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