[科普中国]-X-43高超音速飞机

简介

X-43系列高超音速飞机是美国航空航天总署秘密研制的无人驾驶飞机，一直以来神龙见首不见尾。航空航天总署在加利福尼亚的爱德华空基地对外展示了X-43模型。 模型机停在基地内的一条柏油跑道上。负责X-43计划的执行官乔尔.西兹拉下蒙在机身上的那块蓝布后，在场记者无不惊叹：小巧玲珑的飞机看上去很像一块漂亮的冲浪板！美国自1996年以来一直在研究X-43的相关技术。2日的试飞也是20年研究高速喷射引擎的一个高潮。航空航天总署希望这种子新引擎技术可以让X-43最终创造出时速1.15万公里的新飞行速度纪录，由美国东岸至西岸只需飞半个小时。 美国军方之所以对高超音速飞机如此感兴趣，一个重要的原因是美军的王牌飞机----隐形战斗机的技术已被识破。例如，捷克已发明一种能侦测B-2隐形轰炸机和F-117隐形战斗机的雷达，以外据报道还有其他国家也掌握了发现隐形战机的雷达技术。

美国宇航局与MicroCraft公司、波音公司于1997年3月24日正式签署了研制X-43的合同。X-43飞机有一系列，预计X-43D型 时速可达15M。按照这一速度，来往纽约和洛杉矶仅需20分钟，而从纽约飞到东京只要2个小时。美国科学家称X-43将成为“莱特兄弟首次飞行以来航空技术的最重大突破。

1996年，X-43A雏形诞生；1999年，制出X-43A飞行模拟器；2000年，X-43A进行地面试验；2001年，首次试飞失败；2004年，第二次与第三次试飞成功。

研发历程研发背景国家航天飞机项目于1993年终止后，研究人员认为，一种缩小的测试航天器可以控制成本。航天器上不配备飞行员，可以节约人力成本。测试的数据对有人驾驶航天器的最终研发也将具有重要价值。由此产生了Hyper-X项目和X-43高超声速飞行器。

美国国家航空航天局研发的X-43是用来研究超燃冲压发动机的无人驾驶试验机。X-43长3.66 m，质量为1 361 kg，仅携带9.9 kg的氢燃料。X-43高超声速飞行器吸入空气，所以不需要携带氧化剂。B-52载机和1枚空中发射的火箭将X-43高超声速飞行器带入高空，并推进其到飞行所需的速度。美国共研制了3架X-43高超声速飞行器，并进行了3次测试，耗资2．3亿美元。1

修改试飞时间美国宇航局事前透露，X-43将在5月底进行第一次无人驾驶遥控试飞。随着首次试飞时期的临近，X-43A成为美国甚至其他一些国家媒体关注的焦点。但就在前几天，美国宇航局突然宣布，由于一些技术性问题需要解决，“处女飞”时间推迟到2001年6月2日。

发射准备加州爱德华空军基地一派繁忙景象。航空专家们将X-43A小心地绑到一枚改装过的“飞马”火箭上，再将火箭小心翼翼地装载到B-52轰炸机机翼下，届时将由这架轰炸机将它搭载到高空。

计划等B－52飞临太平洋10万英尺上空后，即启动“飞马”火箭的发射按钮，将火箭发射出去。火箭将X—43A带向更高的轨道。接着火箭与X-43A分离，X-43依靠自己身上特别研制的超音速冲压喷气引擎提供动力，继续飞行约10秒种，一举打破1967年创造的超音速飞行纪录。最后呈自由落体，坠入太平洋。

如果试验成功，美国宇航局将再一次创造飞行奇迹，因此研究人员报导这次飞行试验称之为“革命之旅”。

美国宇航局对这次“处女飞”极为重视，因为它不仅关系到高超音速飞行器的研制进程，像国家导弹防御系统导弹拦截试验等重大技术试验连连失败，使小布什的军事政策处处被动。由于X-43飞机具有很好的军事应用前景，确保这次试验一举成功，给高超音速飞行器的研制打响第一炮，美国宇航局在争取经费方面也将更加主动。

空手而归当地时间6月2日下午3时30分，一架巨大的B—52轰炸机从加州爱德华空军基地升空向西飞去。两架配备了高清晰度报像机的F-18战斗机在两侧飞行监视，以便让守在基地的专家们及时掌握试验情况。

B—52很快就飞到预定地点上空，气象条件完全适合飞行试验。基地向飞行员下达了发射“飞马”火箭的命令。火箭像一条火龙一样从机翼下穿过 。 然而，意外发生了。基地的显示器清楚的表明，火箭运行失常，刚一脱离B-52，就发生了轨道偏转！

一个严峻的总是摆在了宇航局专家们面前：是让火箭继续飞行还是摧毁它？如果摧毁它，这架X-43A原型机也将粉身碎骨，1亿8千多万美元的试验费用等于打了水漂；但不摧毁客观存在，后果更加不堪设想，一旦飞机失去控制，可能引发其他事故。

宇航局的专家果断决定，引爆火箭和飞机。这样，在火箭与X-43A分离的预定时间前数分钟，地面控制人员不得不启动了无人机上的爆炸装置。“飞马”火箭和X-43A顿时化作了一个巨大的火球，碎片四散，纷纷落向太平洋。

让宇航局寄予厚望的X-43A“处女飞”便这样永远的定格在6月2日下午4时45分（北京时间6月3日8时45分）

专家评论X-43是一项高风险高回报研究项目。该型飞机设计以音速的7到10倍飞行，使用新型的冲压式发动机来取代原始的火箭推动，这一只有12英尺长的X-43A代表着实现太空飞行更快更经济目标上的一个巨大的飞跃。

如果未来商用客机能够达到10马赫的话，由纽约至洛杉矶的航时仅为半小时。但NASA还打算开发更快的“高超音速”系列，预计X-43D型可达15马赫。按这一速度，来往纽约和洛杉矶仅需20分钟，而飞到东京只要2小时，甚至太空旅行也能变得更便宜简便。

有专家指出，高超音速飞机未必适用于商业用途，因为高速飞行能产生高温、极度加速及低调动性，令乘客不舒服。因此这种无人驾驶的飞机最大的用途还是在军事上。美国陆军飞行及导弹指挥室现已在利用风洞测试这种飞机，以评估它可以装配何种导弹。

这种极速战机由于飞得太快，所以任何一种导弹都没有能力将它击落。美国政府已新制定了“国家高超音速战略”，由美国三军、NASA和防卫先进研究计划署携手统筹，负责研发所有达5倍音速的引擎、飞机、武器、发射系统等。比方说，如果有了高超音速导弹，美军就能更有把握地用它来截击来犯的导弹，而高超音速轰炸机也可以极速划破敌国长空执行任务，使敌国防空系统完全无力跟踪和拦截。美国空军科学咨询委员会指出："高超音速技术将令美国空军脱胎换骨成真正的太空军队"

三次试飞

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吉尼斯世界纪录的认证，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，来不及在美国联邦航空局（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。由加州爱德华兹空军基地起飞的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。

记录X-43A是美国国家航空航天局旗下德莱顿飞行研究中心所开发的高超音速试验机，也是迄今为止人类所造出的使用外进气动力的飞行器中。速度最快的记录保持者。2004年11月16日，由加州爱德华兹空军基地起飞的NB-52B母机携带者飞马座火箭与X-43A升空后，在13000多米的高空中点燃火箭，将X-43A推到足以启动的高度与速度状态。X-43A在短暂的冲刺之后以约11200千米/小时的超高速飞行，飞到离地表超过35千米远的高空，创造了大气层内飞机飞行的最快速度。2