X-43試驗機

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剛點燃了飛馬座火箭,正在加速到超音速的X-43A實驗機

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,也是迄今為止人類所造出使用外進氣動力的飛行器中,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。

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。

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烧冲压发动机(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,衝壓發動機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發動機。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發動機進行極音速飛行。

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。由加州爱德華兹空軍基地起飛的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(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。至於進氣引擎的最高速紀錄是美國空軍的SR-71黑鳥式超音速偵察機創下,約為3.2馬赫。

外部連結[编辑]