X-15

北美航空公司生产的试验机

X-15试验机是由 美国航空航天局 、 美国空军 、海军和 北美人航空 共同研制的一种高 超音速 火箭动力实验机。它在20世纪60年代打破了许多速度和高度的记录,到达了 外层空间 的边缘,并返回了有价值的数据,为飞机和航天器的设计提供了重要的资料。X-15的最高速度记录由威廉J.“皮特”骑士在1967年10月创造,速度为每小时4,520英里(7,274公里/小时)或马赫6.72,这一记录截至2016年仍未被破。在整个X-15计划的飞行项目中,有13架次到达了80公里以上的高度,这是 美国空军 所制订 宇宙 飞行的标准高度,驾驶这13架次的八名飞行员因此获得太空人的身份。另外还有两名飞行员获颁 美国航空航天局 的太空人之翼 勋章 。X-15试验机是 美国 建造的第一个有人 亚轨道飞行器 ,共有12名飞行员进行了199次飞行。其中,8名飞行员进行了13次飞行,满足了美国空军的 太空飞行 标准,因此被认定为太空人。其中两次飞行达到了 国际航空联合会 的宇宙飞行标准高度,即到达62.1英里高度(100公里)。5名空军飞行员获得了军方太空人翼章,而3名民间飞行员在最后一次X-15飞行35年后获得了NASA太空人翼章。

简介

在近十年的时间里,X-15 先后创造了 6.72 马赫 和 108,000 米的速度与升限的世界记录,它的试验飞行几乎涉及了 高 超音速 研究的所有领域,并为 美国 后来 水星 、双子星、 阿波罗 有人 太空飞行 计划和 航天飞机 的发展提供了极其珍贵的试验数据。在 X-15 整个试验飞行过程中,研究人员根据其飞行数据总共撰写了 765份有价值的研究报告。

性能参数

X-15 机长 采用中 单翼 设计,最初装备两台 XLR-11 火箭发动机 (后改为 XLR-99)。X-15 机身表面覆盖有一层称作 Inconel X 的镍铬铁合金,可抵御高速飞行时产生的 1,200 度高温。由于火箭发动机燃料消耗量惊人,所以 X-15 必须由一架 B-52轰炸机 载机带入空中。从载机上释放后,X-15 自身携带的燃料只能飞行 80~120 秒,因此余下来的 10 分钟左右只能是无动力滑翔。降落时,X-15 机身前部下方安装有常规机轮,机身后部则为两个着陆滑撬。

1964 年 2 月,两架 X-15 被改装为 X-15A-2。后者机身加长了 71 厘米,机翼下增加了两个分别装有 液氨 和 液态氧 的罐体,它们可以为 X-15A-2 多提供 60 秒的飞行时间。X-15A-2 在 1967 年创造出了 6.72 马赫 的世界最快速度记录。

历史

1954年7月19日, 美国国家航空咨询委员会 (NACA,1958年改组为现在的 美国航空航天局 ,简称NASA)为了加快吸气式 发动机 技术研究,以兰利中心为牵头单位实施了一个高超音速研究发动机计划。该计划的主要目的是验证 冲压喷气发动机 在飞行马赫数为4—8时的 推力 性能。同时,获得在高空高速条件下对气动力、材料和飞行 控制技术 以及人的生理情况的认识。这就是X-15的由来。

1955年9月,北美航空公司战胜贝尔、道格拉斯和共和公司中标,1955年11月签署了制造3架X-15的合同。1958年10月15日,第一架X-15用卡车拉到爱德华空军基地。1959年3月19日,一架NB-52开始在爱德华空军基地载着这架X-15进行第一次试飞。1959年6月8日,斯科特·克罗斯菲尔德第一次操纵X-15脱离母机,并完成无动力滑翔着陆。

1960年8月12日,X-15A从NB-52载机投放下来后,由 美国空军 飞行员罗伯特·怀特驾驶,爬升到41496米高度,打破了4年前由X-2试验机创造的38364米的高度纪录。

此后数年,X-15持续刷新飞行纪录。1963年8月22日,其飞行高度达到108,000米(108公里);1967年10月3日,威廉·J·奈特 少校 驾驶X-15A-2时,飞行速度达到M6.72(7272千米/小时),此时的飞行高度约为102100英尺(合31120米)。 这一速度是X-15试飞过程中达到的最高速度,也是当时所有飞机的最快飞行速度。

之所以能达到这个速度,主要因为机翼下增加了两个 副油箱 ,一个装 液氧 ,另一个装氨,从而延长了 火箭发动机 的燃烧时间,但由于增加了重量,也限制了X-15A-2达到更大的速度。遗憾的是,在那次飞行中, 冲压喷气发动机 的试验架融化了,奈特不得不迫降。

1968年1月,X—15飞机研制计划取消,转入单项技术研究项目。X-15计划从开始制造到最后一次飞行几乎经历了10年,总费用为3亿美元,加上最后为阿波罗 宇宙 飞行计划作的试验,这应该算是较为值得的 研究机 了。它所完成的试验为美国航空工业此后多年一直保持领先地位起到了重要的作用。

1979年4月22日,经历15年的高 超音速 研究 发动机 计划终于寿终正寝了。但其丰富的 超燃冲压发动机 研究经验成了后来 美国 国家 航天飞机 计划的基础。

技术数据

机型 试验机 乘员 1人

发动机 推力 256.8千牛

机长 15.24米

机高 3.53米

翼展 6.79米

翼面积 18.58米

空重 5863 千克

起飞重量 15300千克

最大速度 M6 .7

升限 107960米

参考资料

  1. Fastest aircraft, rocket-powered Guinness World Records 2026-04-27