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超音速"乘波者"飞行器试飞 极速五马赫略有遗憾

http://www.kexue.com 2011-08-01 11:00:08 腾讯科学  发表评论


波音和普惠公司联合开发的X-51A高超音速飞行器

  波音公司完成了对X-51A“乘波者”高超音速飞行器的第二次试飞任务,地面维护人员对X-51A“乘波者”高超音速飞行器进行最后的检查,重点检查项目为超然冲压发动机。这架高超音速飞行器将被由美国空军B-52H“同温层堡垒”轰炸机携带升空。然而,在飞行测试中,X-51A“乘波者”高超音速飞行器的发动机并没有达到全功率运行的状态,负责该工程的空军工程师提前结束了这个阶段的飞行测试任务。

  在飞行测试中,X-51A“乘波者”高超音速飞行器的火箭发动机成功使该飞行器达到5倍音速。但是,这并不是X-51A“乘波者”最高飞行速度,如果发动机全功率运行,可达到7倍音速左右,由于按发动机工作流程,空气通过飞行器的进气道必须先于乙烯进行混合,然后再过渡到与JP7燃料混合,而本次飞行试验中,这个过渡阶段出现了问题,以至于超燃冲压发动机后续的加速中断,速度无法冲上7马赫。


地勤人员在试飞前维护X-51A

  随后,X-51A的工程师尝试重新启动燃烧过程,但是并不成功,最终在地面中心的控制下,溅落到位于西太平洋靠近加利福利亚海岸的海军航空测试海域。而之所以须将空气先于乙烯混合,是因为JP7燃料需要一定的加热时间,乙烯易燃而可以启动X-2超燃冲压发动机的燃烧室,整个过程会产生1800摄氏度左右的高温,如何进行有效降温以及闭环燃料系统的热平衡是超燃冲压发动机的关键技术。

  据美国空军研究实验室X - 51A高超音速飞行器项目主任查理布林克在一份试飞报告中提到:我们对此次试飞给予了很高的希望,但是结果却不尽如人意,而我们很高兴收集到了试飞中的相关数据。

  在这次试飞试验中, 先由B-52H“同温层堡垒”作为母飞行器携带着X-51A“乘波者”飞至5万英尺的高度(1.5万米),然后将其释放,这同时也是X-51A的第二次自由飞行测试。整个X-51A飞行器由助推级、中间级与巡航级构成,当B-52H将X-51A释放之后,助推级点火,将飞行器加速至4.8马赫左右,这个时候中间级则使乙烯与JP7燃料混合并预热,在助推级工作结束后,与中间级一起分离,剩下巡航级则继续飞行,启动超燃冲压发动机做最后的加速冲刺。在2010年5月进行的第一次试飞,还是比较成功的,X-51A进行了超过2分钟的超高音速飞行,超燃冲压发动机工作状态还算不错。

  X-51A“乘波者”高超音速飞行器由波音公司和普拉特惠特尼公司共同开发。前者负责设计整个气动外形,后者负责开发超燃冲压发动机。X-51A作为一种概念型的飞行器,旨在验证进行超高音速飞行的各项性能参数。而超高音速飞行通常被定义为在海平面时速达到6124公里,或者3805英里,5马赫以上的速度。目前,来自两家公司的工程师和美国空军研究实验室的设计人员正在检查试飞过程中收集到的数据,试图找出在哪些地方出现了问题,影响到了超然冲压发动机的启动。

  而X - 51A高超音速飞行器项目主任查理布林克同时也认为:我们将继续通过对数据的研究。进一步了解这项新的高超音速飞行技术。每次的飞行测试不仅都很令人兴奋,而且正在逐渐掌握这项高超音速飞行的技术要点。而下一次的试飞,暂时定于今年秋天的某个时候。(Everett/编译)

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