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X-15試驗機

维基百科,自由的百科全书

X-15
類型 火箭飞机
生產公司 北美航空
首次飛行 1959年6月8日
服役 1959年9月17日
退役 1968年12月
使用狀態 博物馆收藏
主要用戶 美国空军
NASA
生產數量 3
查克·叶格与X-15模型
查克·叶格与X-15模型

北美X-15火箭飞机可能是在贝尔X-1之后,美国空军/NASA/美国海军X系列试验机中最重要的一架。在1960年代,X-15打破了许多速度与高度的记录。它到达了大气层的边缘,为之后的研究提供了重要的数据。它是美国建造的第一个有人亚轨道飞行器。

在整个X-15项目中,有13架次到达了80千米以上的高度,这是美国空军制订的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了宇航员的身份。另外还有两名飞行员收到了NASA的astronaut wing。[1]

一些受人尊敬的航空学研究者设定的太空的起始高度比美国空军NASA的标准高度都低,所以还有许多X-15飞行员也可被视作宇航员。在距地球19英里的上空是“适航大气层”(aeropause),这里的环境与太空基本相同,许多X-15飞行员驾驶飞机到达了此高度以上。

另外还有两架次(由同一飞行员驾驶)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(100千米)。

目录

[编辑] 历史

X-15 用滑橇降落。
X-15 用滑橇降落。

对机身的请求在1954年12月30日公布,1955年2月4日公布对火箭发动机的请求。1955年11月North American公司签订了制造机身的合同,Reaction Motors在1956年签订了制造发动机的合同。

与其它X系列试验机一样,X-15首先是挂在一架B-52机翼下被带到空中,然后火箭发动机开始工作。它的机身很长且为圆柱形。向后的整流片使机身看起来很平。背部及腹部的楔形垂直尾翼很厚。可收起的起落架包括机鼻起落架和两个滑橇。初始型X-15A的两具XLR-11火箭发动机提供36千牛推力,后来的XLR-99在海平面提供254千牛推力,在最高高度提供311千牛。

1958年之前,美国空军和NACA(NASA的前身)的官员提出了轨道运行式X-15(X-15B)的方案,这种X-15将会被一支Navajo火箭送入太空。在NACA成为NASA之后这个方案被抛弃,取而代之的是水星计划。1959年,X-20Dyna-Soar太空滑翔机计划成为美国空军军用载人太空飞行器的优先计划。X-20计划在1960年代早期被中止。

X-15的首飞是在1959年6月8日,飞行员为Scott Crossfield,这次飞行实际上是一次无动力滑翔。同年9月17日进行了第一次有动力飞行。1960年11月15日进行了第一次使用XLR-99发动机的飞行。

整个项目中一共建造了三架X-15,它们总共飞了199次,最后一次在1968年10月24日。原计划是在1968年11月21日,内华达州Smith Ranch,由William J. Knight进行第200次飞行。技术与天气的原因使这次飞行被推迟了至少六次,直到1968年12月。最后因为天气原因,此次飞行在1968年12月20日被中止。地面人员将X-15从B-52上拆下,准备将它无限期地储存起来。一架存放在华盛顿特区的国家航空航天博物馆,一架存放在俄亥俄州Dayton附近的Wright-Patterson空军基地的美国空军国家博物馆,第三架,编号56-6672,坠毁于1967年11月15日。

一共有12名飞行员驾驶过X-15,包括第一个登上月球的人尼爾·阿姆斯特朗和后来的航天飞机指挥官Joe Engle

1963年7月和8月,Joe Walker驾驶X-15两次到达100千米以上高度,成为第一个两次进入太空的人。

1967年11月15日第三架X-15在下降时开始尾旋,重力加速度到达15g (147 m/s²),飞机在空中解体,残骸散布在50平方英里的范围内,飞行员Michael J, Adams牺牲。2004年6月8日,人们在那架X-15的座舱被发现的地方为他竖立了一个纪念碑,这个地方在加利福尼亚州Randsburg附近。Michael Adams被追绶astronaut wings。1991年,他的名字被放入佛罗里达州肯尼迪航天中心的宇航员纪念馆。

第二架X-15在一次降落事故后被重建,它被加长了约0.74米,机身下加挂了两个副油箱,而且被进行了隔热处理。这架新飞机被命名为X-15A-2。它的首飞日期为1964年6月28日,最终设定了一项新的速度记录:7,274 km/h(4520mph或2021m/s)。

2004年SpaceShipOne的第三次试飞之前,除了航天飞机以外还没有飞行器能打破X-15的高度记录。当然,无人空射火箭,例如“飞马座”火箭,经常超越X-15的速度与高度记录。被广泛报道的X-43A超音速冲压发动机飞机的新速度记录只是喷射引擎飞机的记录。这架小得出奇的飞机在2004年11月16日在29千米高度上达到了接近10马赫的速度(10620km/h或6600mph或2.95km.s)。

[编辑] 数据

Orthographically projected diagram of the North American X-15.

[编辑] 一般特征

  • 乘员: 1
  • 长度: 50.7 ft (15.45 m)
  • 翼展: 22.3 ft (6.8 m)
  • 高度: 13.5 ft (4.12 m)
  • 机翼面积: 200 ft² (18.6 m²)
  • 空重: 14,600 lb (6,620 kg)
  • 装载燃料及飞行员后: 34,000 lb (15,420 kg)
  • 最大起飞重量: 34,000 lb (15,420 kg)
  • 动力: 1x Thiokol XLR99-RM-2 液体燃料火箭发动机, 70,400 lbf (313 kN) 推力 (30公里高时)

[编辑] 性能

  • 最高速度: 4,520 mph (7,274 km/h) Mach 6.85
  • 航程: 280 miles (450 km)
  • 最高高度: 67 miles (108 km), 354,330 ft
  • 爬升速度: 60,000 ft/min (18,000 m/min)
  • 机翼负荷: 829 kg/m² (170 lb/ft²)
  • 推重比: 2.07
  • 序列号: (X-15计划中用到了五架飞机,包括三架X-15和两架NB-52)
    • X-15A-1 - 56-6670, 82 次有动力飞行
    • X-15A-2 - 56-6671, 53 次有动力飞行
    • X-15A-3 - 56-6672, 64 次有动力飞行
    • NB-52A - 52-003 (1969年10月退役)
    • NB-52B - 52-008 (2004年11月退役)
漆成白色的X-15
漆成白色的X-15

[编辑] 破记录的飞行

[编辑] 高度记录

在美国,对于一个人要到达怎样的高度才能被称为宇航员有两种说法。美国空军决定颁给任何到达80千米高的人astronaut wings,但是国际航空联合会太空定义在100千米以上的高度。13架次的X-15到达了80千米高,其中两个架次到达了100千米。驾驶飞机进入与太空环境相似的“适航大气层”的飞行员们应该得到赏识,也许他们可以作为将来的中级或初级宇航员,尽管他们没有被官方授予“宇航员”称号。

到达80千米高的架次
架次 日期 最高速度 高度 飞行员
62 1962年6月17日 6,167 km/h 95,940 m Robert M. White
77 1963年1月17日 5,918 km/h 82,810 m Joe Walker
87 1963年6月27日 5,512 km/h 86,870 m Robert Rushworth
90 1963年7月19日 5,971 km/h 106,010 m Joe Walker
91 1963年8月22日 6,106 km/h 107,960 m Joe Walker
138 1965年6月29日 5,523 km/h 85,527 m Joseph H. Engle
143 1965年8月10日 5,713 km/h 82,601 m Joseph H. Engle
150 1965年9月28日 6,006 km/h 90,099 m John B. McKay
153 1965年10月14日 5,720 km/h 81,230 m Joseph H. Engle
174 1966年11月1日 6,035 km/h 93,543 m Bill Dana
190 1967年10月17日 6,206 km/h 85,500 m Pete Knight
191 1967年11月15日 5,745 km/h 81,080 m Michael J. Adams
197 1968年8月21日 5,541 km/h 81,530 m Bill Dana

坠毁

[编辑] 速度记录

十大最快架次
架次 日期 最高速度 高度 飞行员
45 1961年11月9日 6,587 km/h 30,968 m Neil Armstrong
59 1962年6月27日 6,605 km/h 37,704 m Joe Walker
64 1962年7月26日 6,420 km/h 30,145 m Neil Armstrong
86 1963年6月25日 6,294 km/h 34,077 m Joe Walker
89 1963年7月18日 6,317 km/h 31,943 m Robert Rushworth
97 1963年12月5日 6,466 km/h 30,785 m Robert Rushworth
105 1964年4月29日 6,286 km/h 30,968 m Robert Rushworth
137 1965年6月22日 6,338 km/h 47,518 m John B. McKay
175 1966年11月18日 6,840 km/h 30,145 m Pete Knight
188 1967年10月3日 7,274 km/h 58,552 m Pete Knight

[编辑] X-15飞行员

飞行员 隶属于 飞行
次数
在美国空
军进行的
太空飞行
在国际航空
协会进行的
太空飞行
最高
马赫数
最高
速度
(km/h)
最高
高度
(m)
Michael J. Adams†† 美国空军 7 1 0 5.59 6,151 81,077
Neil Armstrong NASA 7 0 0* 5.74 6,420 63,246
Scott Crossfield 北美航空 14 0 0 2.97 3,154 24,725
Bill Dana NASA 16 2 0 5.53 6,272 93,543
Joseph H. Engle 美国空军 16 3 0* 5.71 6,257 85,527
Pete Knight 美国空军 16 1 0 6.70 7,274 85,496
John B. McKay NASA 29 1 0 5.65 6,217 90,099
Forrest S. Petersen 美国海军 5 0 0 5.3 5,794 31,029
Robert Rushworth 美国空军 34 1 0 6.06 6,466 86,868
Milt Thompson NASA 14 0 0 5.48 5,993 65,258
Joe Walker 美国空军 25 3 2 5.92 6,605 107,960
Robert M. White 美国空军 16 1 0 6.04 6,587 95,936

Iven Kincheloe上尉在1957年9月被选中成为空军的X-15试飞员(Bob White上尉作为他的替补),但是在X-15试飞前的一次F-104事故中牺牲。

†† 在第191架次中牺牲。

*这两名飞行员在离开X-15计划后到达了100千米高(尼爾·阿姆斯特朗双子星计划阿波罗计划中,約瑟夫·恩格航天飞机计划中)。


[编辑] 参考

  1. Jenkins,Dennis R. (2001). Space Shuttle: The History of the National Space Transportation System,3rd edition,Voyageur Press. ISBN 0-9633974-5-1.

[编辑] 外部链接

[编辑] 相关内容

 

相似機種

 

相關列表

  • List of rocket planes
  • List of X-15 flights
  • List of space disasters

詳見

美国政府载人航天计划
正在进行:航天飞机 | 国际空间站 (合作) | 星座计划 (未来)
过去:水星 | X-15 (亚轨道) | 双子星 | 阿波罗 | 天空实验室
阿波罗-联盟测试计划 (与前苏联合作) | 航天飞机-和平号 (与俄罗斯合作)
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