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X-43試驗機

X-43是美國國家航空暨太空總署(NASA)旗下德萊頓飛行研究中心英语Neil A. Armstrong Flight Research Center(Dryden Flight Research Center)所開發的極音速(Hypersonic)飛行實驗機,曾經是飛行器速度最快的紀錄保持者。在系列家族中,除了最早開發的X-43A外,還另外有X-43B、C與D型等幾種衍生版本。

剛點燃了飛馬座火箭,正在加速到超音速的X-43A實驗機

原理與試飛方式

 
在2001年6月2日所進行的第一次試飛中,NB-52B「八號球」母機將X-43A拋出、但飛馬座火箭尚未點火的瞬間。

原理和構造跟本機相似的機型,首見於1950年代的X-7試驗機,之後技術成果便被轉移向太空技術上,直到21世紀初才再度發展可以在大氣層內水平高速飛行的飛機。

X-43A是一架無人駕駛的飛行器,狀似一個滑板,長約3.6公尺。X-43A使用獨特的超音速燃燒衝壓引擎(Supersonic Combustion Ramjet,簡稱為Scramjet)作為動力,這種動力系統屬於內燃機的一種,與傳統高速飛行時所使用的火箭引擎不同,是從大氣中吸入空氣燃燒。由於超音速衝壓發動機在運作時,燃燒室的進氣流速必須超過音速(相比之下,衝壓引擎的燃燒室進氣則處於次音速狀態),雖然工程師可以透過進氣道造型設計等方式提升氣流速度,但一般來說除非飛行器本身已處於超音速飛行狀態,否則很難啟動機上的超音速衝壓引擎。為滿足這前提,X-43A必須先掛載在一架暱稱「八號球英语Balls 8」(Balls 8)的NB-52B母機(以B-52同溫層堡壘式轟炸機改裝而來)翼下飛至高空後,點燃連結在X-43A上的飛馬座火箭(Pegasus Booster,原本是作為反低軌道人造衛星飛彈用的推進系統)將X-43A推進到超音速的狀態後,再點燃自身的超音速衝壓引擎進行極音速飛行。

實際試飛

 
X-43A與飛馬座火箭(後方較大白色物體)在空中分離的電腦預想圖

NASA的「Hyper-X」極超音速飛行計畫共分為三次的試飛,主要的目的是想探索除了傳統的火箭動力外,將其他新動力系統用於太空飛行上的可能性。

X-43A的第一次試飛是在2001年6月2日進行,但很不幸的該次飛行是以失敗收場。由於試飛過程中,飛馬座火箭要穿越音障的瞬間發生預期外的共振問題,導致火箭失控偏離了預計的飛行路線,為了安全考量測試單位啟動機身上的自爆裝置主動摧毀了X-43A,而沒有達到預期的成果。

首次成功的極超音速飛行是發生在2004年3月27日,當時試飛的第二架X-43A實驗機在脫離飛馬座火箭後,在約95,000英尺的高空中以自身的動力飛行了11秒,到達約7馬赫(Mach 7,約等於8,000km/h)的高速,然後再逐漸滑翔直至落入美國西海岸外的太平洋中。這項紀錄事後也獲得金氏世界紀錄的認證,認證書上說明著X-43A在一持續了11秒的飛行中到達6.8316馬赫的速度,是當時世界上最快的進氣(Air Breathing)飛機。

第三次也是最後一次的飛行,原本預計是要在2004年11月15日時進行,但因為X-43A上的一個控制儀器出問題進行檢修,來不及在美國聯邦航空局(FAA)規定的美東時間下午七時前完成飛行,而延後到隔日的11月16日進行。由加州爱德華空軍基地起飛的NB-52B母機攜帶著飛馬座火箭與X-43A升空後,在40,000呎的高空中點燃火箭,將X-43A推到足以啟動的高度與速度狀態。X-43A最後在短暫的衝刺之後做出接近9.8馬赫(約為7,000英里/小時,或11,200公里/小時)的超高速飛行,飛到離地表超過35公里遠的高空。

這次的飛行,也是NB-52B母機服務於NASA四十年後,最後一次擔任母機任務。

歷代紀錄

在X-43A之前,大氣層內的最高飛行速度紀錄,是1967年時由威廉·J·耐特英语William J. Knight(William J. "Pete" Knight)所駕駛的X-15實驗機創下,為6.7馬赫,但當時使用的是火箭動力來推進,而本機雖然超過但仍然只是無人機。至於進氣引擎的最高速紀錄有人機在美國空軍的SR-71黑鳥式超音速偵察機創下約為3.2馬赫。

參考文獻

  • Bentley, Matthew A. Spaceplanes: From Airport to Spaceport (Astronomers' Universe). New York: Springer, 2008. ISBN 978-0-38776-509-9.
  • Swinerd, Graham. How Spacecraft Fly: Spaceflight Without Formulae. New York: Springer, 2010. ISBN 978-1-44192-629-6.

相關條目

外部連結

43試驗機, 43是美國國家航空暨太空總署, nasa, 旗下德萊頓飛行研究中心, 英语, neil, armstrong, flight, research, center, dryden, flight, research, center, 所開發的極音速, hypersonic, 飛行實驗機, 曾經是飛行器速度最快的紀錄保持者, 在系列家族中, 除了最早開發的x, 43a外, 還另外有x, c與d型等幾種衍生版本, 剛點燃了飛馬座火箭, 正在加速到超音速的x, 43a實驗機, 目录, 原理與試飛方式, 實際試. X 43是美國國家航空暨太空總署 NASA 旗下德萊頓飛行研究中心 英语 Neil A Armstrong Flight Research Center Dryden Flight Research Center 所開發的極音速 Hypersonic 飛行實驗機 曾經是飛行器速度最快的紀錄保持者 在系列家族中 除了最早開發的X 43A外 還另外有X 43B C與D型等幾種衍生版本 剛點燃了飛馬座火箭 正在加速到超音速的X 43A實驗機 目录 1 原理與試飛方式 2 實際試飛 3 歷代紀錄 4 參考文獻 5 相關條目 6 外部連結原理與試飛方式 编辑 在2001年6月2日所進行的第一次試飛中 NB 52B 八號球 母機將X 43A拋出 但飛馬座火箭尚未點火的瞬間 原理和構造跟本機相似的機型 首見於1950年代的X 7試驗機 之後技術成果便被轉移向太空技術上 直到21世紀初才再度發展可以在大氣層內水平高速飛行的飛機 X 43A是一架無人駕駛的飛行器 狀似一個滑板 長約3 6公尺 X 43A使用獨特的超音速燃燒衝壓引擎 Supersonic Combustion Ramjet 簡稱為Scramjet 作為動力 這種動力系統屬於內燃機的一種 與傳統高速飛行時所使用的火箭引擎不同 是從大氣中吸入空氣燃燒 由於超音速衝壓發動機在運作時 燃燒室的進氣流速必須超過音速 相比之下 衝壓引擎的燃燒室進氣則處於次音速狀態 雖然工程師可以透過進氣道造型設計等方式提升氣流速度 但一般來說除非飛行器本身已處於超音速飛行狀態 否則很難啟動機上的超音速衝壓引擎 為滿足這前提 X 43A必須先掛載在一架暱稱 八號球 英语 Balls 8 Balls 8 的NB 52B母機 以B 52同溫層堡壘式轟炸機改裝而來 翼下飛至高空後 點燃連結在X 43A上的飛馬座火箭 Pegasus Booster 原本是作為反低軌道人造衛星飛彈用的推進系統 將X 43A推進到超音速的狀態後 再點燃自身的超音速衝壓引擎進行極音速飛行 實際試飛 编辑 X 43A與飛馬座火箭 後方較大白色物體 在空中分離的電腦預想圖 NASA的 Hyper X 極超音速飛行計畫共分為三次的試飛 主要的目的是想探索除了傳統的火箭動力外 將其他新動力系統用於太空飛行上的可能性 X 43A的第一次試飛是在2001年6月2日進行 但很不幸的該次飛行是以失敗收場 由於試飛過程中 飛馬座火箭要穿越音障的瞬間發生預期外的共振問題 導致火箭失控偏離了預計的飛行路線 為了安全考量測試單位啟動機身上的自爆裝置主動摧毀了X 43A 而沒有達到預期的成果 首次成功的極超音速飛行是發生在2004年3月27日 當時試飛的第二架X 43A實驗機在脫離飛馬座火箭後 在約95 000英尺的高空中以自身的動力飛行了11秒 到達約7馬赫 Mach 7 約等於8 000km h 的高速 然後再逐漸滑翔直至落入美國西海岸外的太平洋中 這項紀錄事後也獲得金氏世界紀錄的認證 認證書上說明著X 43A在一持續了11秒的飛行中到達6 8316馬赫的速度 是當時世界上最快的進氣 Air Breathing 飛機 第三次也是最後一次的飛行 原本預計是要在2004年11月15日時進行 但因為X 43A上的一個控制儀器出問題進行檢修 來不及在美國聯邦航空局 FAA 規定的美東時間下午七時前完成飛行 而延後到隔日的11月16日進行 由加州爱德華空軍基地起飛的NB 52B母機攜帶著飛馬座火箭與X 43A升空後 在40 000呎的高空中點燃火箭 將X 43A推到足以啟動的高度與速度狀態 X 43A最後在短暫的衝刺之後做出接近9 8馬赫 約為7 000英里 小時 或11 200公里 小時 的超高速飛行 飛到離地表超過35公里遠的高空 這次的飛行 也是NB 52B母機服務於NASA四十年後 最後一次擔任母機任務 歷代紀錄 编辑在X 43A之前 大氣層內的最高飛行速度紀錄 是1967年時由威廉 J 耐特 英语 William J Knight William J Pete Knight 所駕駛的X 15實驗機創下 為6 7馬赫 但當時使用的是火箭動力來推進 而本機雖然超過但仍然只是無人機 至於進氣引擎的最高速紀錄有人機在美國空軍的SR 71黑鳥式超音速偵察機創下約為3 2馬赫 參考文獻 编辑Bentley Matthew A Spaceplanes From Airport to Spaceport Astronomers Universe New York Springer 2008 ISBN 978 0 38776 509 9 Swinerd Graham How Spacecraft Fly Spaceflight Without Formulae New York Springer 2010 ISBN 978 1 44192 629 6 相關條目 编辑X 51乘波者試驗機 繼承X 43發展方向的機種 WU 14高超音速飛行器 中國的類似研究實驗計畫外部連結 编辑维基共享资源中相关的多媒体资源 X 43試驗機X 43 Launch NASA Animation 页面存档备份 存于互联网档案馆 NASA page for the X 43 project 页面存档备份 存于互联网档案馆 Dryden Flight Research Center X 43 Photo Collection 页面存档备份 存于互联网档案馆 International components of the X 43a 页面存档备份 存于互联网档案馆 Launch from B 52 页面存档备份 存于互联网档案馆 infrared 页面存档备份 存于互联网档案馆 维基共享资源中相关的多媒体资源 X 43試驗機 取自 https zh wikipedia org w index php title X 43試驗機 amp oldid 73609803, 维基百科,wiki,书籍,书籍,图书馆,

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