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标  题: 冲刺7倍音速的X-43A试飞成功
发信站: 哈工大紫丁香 (Fri Apr  2 13:31:11 2004), 站内信件

    [国家航天局网讯] 3月27日，美国一架B-52战略轰炸机从加利福尼亚州爱德华兹空军
基地起飞，在距地面10公里的高空将一架高超音速试验飞机X-43A和它的助推火箭抛向空中
，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依靠携带的冲压发动
机提供了10秒钟的推力，以7倍音速的速度独立飞行，然后滑翔约6分钟后，最终坠入太平
洋。这标志着该机此次试飞获得成功，扭转了2001年6月3日首次试飞失败的被动局面。


　　追求高超音速的X-43A

　　为了在世界范围内巩固其超强地位，美国在拥有众多空中先进武器的情况下，仍然在
尽可能地提高军用飞机的速度上下功夫。为此，美国航宇局不仅制定了极速X计划，而且作
为实施途径的开端于1997年3月签署了研制X-43飞机的合同。依照规定，第一批3驾飞机的
代号定为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高超
音速试验飞机的研制。

　　本来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，并制造了多种先进性能的航空兵器。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
飞机也就是音速的3.1倍，即为美国空军的SR-71“黑鸟”侦察机。显而易见，X-43A的速度
是其它飞机望尘莫及的。

　　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。这次试飞所达到的速度，可以说是飞机问世百年来在速度上的最大突破。


　　动力装置冲压发动机

　　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，产生燃气向后
高速喷出产生推力，因而只能在大气层中使用，不能象火箭那样在太空中工作。它作为吸
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，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，高温高压燃气在喷管中
膨胀加速后，获得高速度排出而产生推力。历来，它因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。这就是X-43A要用飞机和火箭进行助推的道理所在。

　　试飞目的是向实用型迈进

　　三年前首次试飞的X-43A，机身长3.65米，翼展约2米，形状很特别，貌似一个冲浪板
。试飞时，助推火箭刚从B-52飞机的腹部释放出来即失去控制，偏离了轨道，在空中翻转
，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、第三次试飞，要在2002年底以前完成，后来为了慎重起见，致使
第二次试飞拖至日前进行。

　　如果第三次试飞能够如愿以偿，美国航宇局还打算开发速度可达马赫数15的X-43D飞机
，美国还准备将这种高音速的飞机由试验型改进到实用型，作为新的轰炸机使用。这种用
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。

　　当然，在这种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。

　　但即使载客飞行，这种飞机还不是空天飞机，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。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
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问世。
（尹怀勤）
 
发布日期：2004-04-01 

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