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航天飞机前传:X-15、太空滑翔机和升力体

发布时间:2015-12-23  原作者:Armstrong   点击数:

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  美国的航天飞机计划在一定程度可以说是早年间一系列X试验项目的产物,这些X项目为美国为太空竞赛而实施的,其中包括X-15火箭飞机、X-20太空滑翔机(Dyna-Soar),以及一系列被称为升力体的无翼飞行器。

X-15

  第二次世界大战期间,一些国家进行了火箭动力飞机的试验,其中德国人走在最前面,把梅塞施密特Me 163投入实战。事实证明,虽然Me 163成为了战争期间天空中速度最快的物体,但是该机在实战中却遭遇了令人沮丧的失败。Me 163的续航时间太短,对飞行员过于危险,自身的损失远超战果。在当时来说,火箭战斗机根本就不是一个好主意。

Me 163的续航时间太短,对飞行员过于危险,自身的损失远超战果
Me 163的续航时间太短,对飞行员过于危险,自身的损失远超战果

  战争结束后,美国制造了一系列的火箭动力试验机,其中以贝尔X-1打头,这也是第一种在平飞突破音障的飞机。接下来是X-1的改进型X-1A,然后是X-2,不过这些试验机都是为在探索高速飞行领域而制造的,并不是空间飞行器,之后的X研究机也大多是喷气动力飞机。1952年贝尔的德裔科学家沃尔特•多恩贝格尔建议发展一种性能更强的火箭飞机,以探索超高音速飞行领域,并能在大气层之上做短暂飞行。这位多恩贝格尔曾在战争期间指挥研制了V-2远程飞弹。1954年他的建议演变成了美国空军、海军和美国国家航空咨询委员会(NACA)合作实施的X-15计划。

贝尔X-1是第一种在平飞突破音障的飞机
贝尔X-1是第一种在平飞突破音障的飞机

X-2改成了后掠翼布局,性能进一步提高
X-2改成了后掠翼布局,性能进一步提高

前纳粹军官沃尔特•多恩贝格尔
前纳粹军官沃尔特•多恩贝格尔

  1955年12月,北美公司赢得X-15合同,北美首席工程师哈里森•斯托姆斯开始领导研制工作。他们设计出一个具有极短机翼的大飞镖,由B-52搭载在高空发射。火箭飞机长15.5米,翼展6.7米,发射重量17240千克。

X-15在研制时有两种方案:三角翼和常规布局,最后选择了常规布局
X-15在研制时有两种方案:三角翼和常规布局,最后选择了常规布局

  X-15安装一台反应发动机公司制造的XLR-99-RM2(聚硫橡胶)火箭发动机,推力253千牛(25850千克)。因为火箭飞机的飞行高度是如此之高,所以飞行员需要穿类似太空服的全套增压服。在这种高度上,X-15的飞行翼面不再有效,所以该机装有一组被称为“反应推进器”的过氧化氢小火箭来控制姿态。X-15共有12个反应推进器、机翼上4个,机鼻上8个。这架火箭飞机主要使用钛合金制造,要承受气动摩擦加热的机翼前缘和鼻锥使用名为“因科内尔-X”的材料制造,这是一种铬镍铁特殊耐热合金。X-15的前起落架为传统的双轮结构,后机身两侧有一副可收放滑撬。X-15尾巴下方还有一个腹鳍,在降落前下方的一半腹鳍要被抛掉以提供足够的离地间隙。

XLR-99-RM2火箭发动机
XLR-99-RM2火箭发动机

X-15结构图
X-15结构图

X-15的前起落架为传统的双轮结构,后机身两侧有一副可收放滑撬
X-15的前起落架为传统的双轮结构,后机身两侧有一副可收放滑撬

在发射时B-52轰炸机需要挂载着X-15从加州爱德华兹空军基地起飞,然后飞到犹他州的发射点发射
在发射时B-52轰炸机需要挂载着X-15从加州爱德华兹空军基地起飞,然后飞到犹他州的发射点发射

发射后直线爬升的X-15
发射后直线爬升的X-15

  在发射时B-52轰炸机需要挂载着X-15从加州爱德华兹空军基地起飞,然后飞到犹他州的发射点发射。X-15飞越大约800公里长的走廊降落在爱德华兹的干湖床上,在这个走廊内也间隔分布着其他的干湖,可作为紧急着陆点。

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