X-51乘波者试验机
| X-51乘波者 X-51 WaveRider | |
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| X-51A乘波者试验机的飞行艺术图。 | |
| 类型 |
极音速试验机 巡航导弹 |
| 制造商 | 波音 |
| 首飞 | 2010年5月26日 |
| 状态 | 已结案 |
| 主要用户 |
 美国空军 |
| 制造数量 | 4架[1] |
X-51乘波者（英语：X-51 WaveRider）是美国波音研发的一种无人极音速试验机，最高速度可达音速5.1倍，是美国为数不少的超音速燃烧冲压发动机试验机之一。首架乘波者在2010年5月26日完成了音速5倍的试验，最后一次试验在2013年5月1日，历次试验总共四次。
X-51之所以获名“乘波”（WaveRider）是因为它能靠着“驾驭”所生产冲击波来形成“压缩升力”。
背景
[编辑]
在20世纪90年代，美国空军研究实验室（AFRL）便开展了一项名为“HyTECH”的超音速燃烧冲压发动机计划，于是空军研究实验室便与普惠公司签署一份关于开发一种超音速燃烧冲压发动机的合同，同时也选择波音公司负责机体的制造。其中“HyTECH”计划所产生的SJX61发动机最初是为X-43C而设计，然而X-43的后期开发被中止，最终在这种情况所产生的结果便是改为应用于X-51中，因此X-51项目的出现可以看作为替换X-43项目而生。
作为美军测试高超音速技术重点的乘波者，采用了许多美国在世界上依然首屈一指的尖端技术，可以说是X-43试验机和SR-71黑鸟式侦察机的技术结晶品。例如乘波者的SJX61发动机采用了碳氢燃料设计，这种物料为发动机提供了很好的稳定、耐热和抗爆能力。同时乘波者还采用了一种“主动冷却技术”，可通过热交换器来实现机身表面和发动机降温，其冷却结构比SR-71更为先进。[2]
不过真正为X-51较为独特的技术便是“乘波技术”，这种技术是建基于整体机身布局，X-51在设计上就采用了乘波设计，由机身头部设计至腹部的进气道都形成了独特流线外形，整体的机身份布使X-51产生的压力都用于机体上升的升力，[3]形成所谓的“压缩升力”。
飞行试验
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X-51乘波者号一共试验了四次，其中两次是失败，但四次试验目标都是希望能够完成持续300秒的音速六倍飞行，可是四次的试验没一次能够达到这个目标。不过，该项目的新技术试验也为美国提供了很好的经验，无疑为下一次试验机造就了一个很好的基础。
第一次试验
[编辑]2010年5月25日，X-51A原按计划进行首次试飞，但由于航运交通失误导致首次试验被延迟了24小时。[4]翌日，X-51A成功以B-52同温层堡垒轰炸机的机翼作为起飞平台起飞，并在四分钟之内依靠固体火箭助推器加速至音速4.8倍速度，然后与助推器分离再启动冲压发动机，其后X-51A在高空成功加速至音速5.1倍，最后坠入太平洋，完成了首次试验。[5]
第二次试验
[编辑]不过第二次试验也和首次试验一样过程并不顺利。2011年6月13日，美国按照计划进行X-51A的第二次试验，与首次一样作由B-52轰炸机作为发射平台将X-51A释放出去，并且在发射出去的同时成功透过助推器加速至音速5倍以上，但助推器脱离后，X-51A将发动机进道开启的动作并不成功，导致第二次试验被宣告失败。[6]
第三次试验
[编辑]第三次试验开始前，有报道指出波音针对了上一次的问题进行了修改，希望弥补不足。2012年8月14日，X-51A同样地按照试飞程序由B-52轰炸机发射，在被发射出去的时候，X-51A曾经飞行了持续16秒的音速六倍飞行，但这次的试飞由于飞行器的控制翼在开启发动机前失衡，导致飞机只是在空中飞了16秒就直接坠入大海。[7]
第四次试验
[编辑]2013年5月1日，X-51A进行了第四次试验，在试飞过程中每个步骤也成功进行，最终在耗尽燃油的情况下完成了持续3分30秒的音速5.1倍的飞行，完成了X-51A的所有试验。[8][9]
技术指标
[编辑]- 长度: 25英尺（7.6米）
- 空重: 4,000英磅（1,800千克）
- 最大速度: 大于5.1马赫 (6,200 km/h)
- 航程: 460英里（740千米）
关联项目
[编辑]- X-7试验机
- 超燃冲压发动机计划（HyTECH）
- X-43试验机
- 布拉莫斯-II巡航导弹
外部键接
[编辑]- X-51 fact sheet on USAF site（页面存档备份，存于互联网档案馆）
- WaveRider page on Boeing.com. [2021年2月9日]. （原始内容存档于2012年11月14日）.
- "AFRL mulls adding scope to X-51A Waverider hypersonic tests"（页面存档备份，存于互联网档案馆）. Flight International, March 2009.
- "Pratt & Whitney Rocketdyne Scramjet Excels in USAF Tests" （页面存档备份，存于互联网档案馆）. Aviation Week - subscription
- YouTube video of FoxNews report, preceding test flight （页面存档备份，存于互联网档案馆）
- YouTube video of test flight, shot from NASA chase plane （页面存档备份，存于互联网档案馆）
参考来源
[编辑]- ^ Factsheets: X-51A Waverider. U.S. Air Force. [6 April 2015]. （原始内容存档于2016-04-18）.
- ^ 美國空軍X-51A高超音速飛行器試驗成功. 2013-10-08 [2015-09-20]. （原始内容存档于2019-02-18）.
- ^ X-51A驗證機進行首次高超聲速飛行試驗. 2010-05-25 [2015-09-20]. （原始内容存档于2010-05-28）.
- ^ Shipping traffic delays X-51A launch. USAF. 26 May 2010 [2021年2月9日]. （原始内容存档于2010年6月8日）.
- ^ 美空軍X51高超音速試驗機首飛成功（圖）. 2010-05-27 [2015-09-20]. （原始内容存档于2016-03-04）.
- ^ 美國X-51A高超音速飛行器第二次試飛失敗. 2011-06-17 [2015-09-20]. （原始内容存档于2018-12-17）.
- ^ 美軍X-51A超高音速飛行器第三次試飛失敗. 2012-08-16 [2015-09-20]. （原始内容存档于2016-03-04）.
- ^ 美國X-51A飛行試驗全面告捷 將首先用於高速打擊. 2013-06-15 [2015-09-20]. （原始内容存档于2013-09-01）.
- ^ 美X-51高超音速飛行器試飛成功 可1小時內打擊全球. 2013-05-05 [2015-09-20]. （原始内容存档于2014-04-23）.