X-43试验机
X-43试验机是美国国家航空暨太空总署（NASA）旗下德莱顿飞行研究中心（Dryden Flight Research Center）所开发的极音速（Hypersonic）飞行实验机，曾经是飞行器速度最快的纪录保持者。在系列家族中，除了最早开发的X-43A外，还另外有X-43B、C与D型等几种衍生版本。
原理与试飞方式
[编辑]
_Mach_7_computational_fluid_dynamic_(CFD).jpg)
原理和构造跟本机相似的机型，首见于1950年代的X-7试验机，之后技术成果便被转移向太空技术上，直到21世纪初才再度发展可以在大气层内水平高速飞行的飞机。
X-43A是一架无人驾驶的飞行器，状似一个滑板，长约3.6米。X-43A使用独特的超音速燃烧冲压引擎（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，冲压引擎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引擎。为满足这前提，X-43A必须先挂载在一架昵称“八号球”（Balls 8）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上的飞马座运载火箭（Pegasus Booster，原本是作为反低轨道人造卫星导弹用的推进系统）将X-43A推进到超音速的状态后，再点燃自身的超音速冲压引擎进行极音速飞行。
实际试飞
[编辑]
NASA的“Hyper-X”极超音速飞行计划共分为三次的试飞，主要的目的是想探索除了传统的火箭动力外，将其他新动力系统用于太空飞行上的可能性。
X-43A的第一次试飞是在2001年6月2日进行，但很不幸的该次飞行是以失败收场。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。
首次成功的极超音速飞行是发生在2004年3月27日，当时试飞的第二架X-43A实验机在脱离飞马座火箭后，在约95,000英尺的高空中以自身的动力飞行了11秒，到达约7马赫（Mach 7，约等于8,000km/h）的高速，然后再逐渐滑翔直至落入美国西海岸外的太平洋中。这项纪录事后也获得健力士世界记录的认证，认证书上说明著X-43A在一持续了11秒的飞行中到达6.8316马赫的速度，是当时世界上最快的进气（Air Breathing）飞机。
第三次也是最后一次的飞行，原本预计是要在2004年11月15日时进行，但因为X-43A上的一个控制仪器出问题进行检修，来不及在美國聯邦航空局（FAA）规定的美东时间下午七时前完成飞行，而延后到隔日的11月16日进行。由加州爱德华空军基地起飞的NB-52B母机携带着飞马座火箭与X-43A升空后，在40,000呎的高空中点燃火箭，将X-43A推到足以启动的高度与速度状态。X-43A最后在短暂的冲刺之后做出接近9.8马赫（约为7,000英里／小时，或11,200公里／小时）的超高速飞行，飞到离地表超过35公里远的高空。
这次的飞行，也是NB-52B母机服务于NASA四十年后，最后一次担任母机任务。
历代纪录
[编辑]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，而本机虽然超过但仍然只是无人机。至于进气引擎的最高速纪录有人机在美国空军的SR-71黑鸟式超音速侦察机创下约为3.2马赫。
参考文献
[编辑]- Bentley, Matthew A. Spaceplanes: From Airport to Spaceport (Astronomers' Universe). New York: Springer, 2008. ISBN 978-0-38776-509-9.
- Swinerd, Graham. How Spacecraft Fly: Spaceflight Without Formulae. New York: Springer, 2010. ISBN 978-1-44192-629-6.
相关条目
[编辑]- X-51乘波者试验机：继承X-43发展方向的机种
- WU-14高超音速飞行器：中国的类似研究实验计划
