X-1試驗機

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貝爾X-1
Bell X-1 color.jpg
編號46-062的X-1,綽號「迷人葛蘭妮號」。
類型 火箭飛機
生產公司 貝爾航空公司
首次飛行 1946年1月19日
使用狀態 退役
主要用戶 美國陸軍航空隊
其它用戶 NACA

貝爾X-1,原編號XS-1,是第一款有人駕駛的超音速飛機,由NACA美國陸軍航空隊共同研製。它是所謂「X」系列試驗機中的第一架。「X」系列試驗機是美國用於測試尖端技術的試驗機計劃,對外高度保密。

XS-1[編輯]

研發歷史[編輯]

XLR-11火箭發動機

1946年3月16日,美國陸軍航空隊試飛大隊和美國國家航空諮詢委員會NACA,現為NASA)與貝爾公司簽訂了建造三架XS-1(「XS」為「超音速試驗機」的縮寫)的合同,NACA美國陸軍航空隊將會使用這些飛機獲得有關高亞音速飛行的數據。XS-1是第一款專門為研究而建造的高速飛機,從來沒有大規模生產。

1946年1月25日,在佛羅里達州Pinecastle空軍基地的一次滑翔中,貝爾公司的首席試飛員Jack Woolams成為了第一名XS-1的飛行員。1946年3月前Woolams又完成了9次滑翔,在此之後,XS-1被送回貝爾公司進行改進,改進後它將在加利福尼亞州愛德華茲空軍基地進行有動力飛行。1946年8月30日Woolams犧牲後,Chalmlers 「Slick」 Goodlin成為了貝爾公司X-1-1的首席試飛員。在1946年9月至1947年6月這段時間裏,他駕駛兩架X-1進行了26次成功的有動力飛行。美國陸軍航空隊貝爾公司緩慢的進展很不滿,於是由貝爾公司來試飛編號46-062的X-1的合同被取消。在幾個月的談判後,最終決定由美國陸軍航空隊試飛大隊在1947年6月24日進行試飛。X-1-2(編號46-063)被NACA接管,為以後的生產型高性能飛機提供數據。[1][2][3]

1947年10月14日(即美國空軍成為一個獨立部門一個月之後),整個項目在第一次載人超音速飛行後結束了。這次飛行由美國空軍上校查克·葉格 駕駛編號46-062完成,他給這架飛機起了個綽號叫「迷人葛蘭妮號」(他妻子的名字)。這架火箭飛機掛在一架改進後的B-29機腹下升空,在空中啟動火箭發動機,然後滑翔到地面。XS-1的第50次飛行是X-1的第一次超音速飛行,最高速度1.06馬赫。但是,查克·葉格和其他許多人認為第49次飛行(也由葉格駕駛)才是,儀器記錄的最高速度是0.997馬赫,在事實上可能已經突破音障,因為當時的儀器不太精確,也沒有音爆的記錄。

作為X-1首次超音速飛行的的結果,國際航空聯合會決定將1948年的科利爾獎頒給X-1計劃中的3名主要參加人員。在白宮接受杜魯門總統頒獎的是Larry Bell, 查克·葉格John Stack。許多年後,葉格透露他的父親,一個堅定的共和黨員,拒絕與民主黨杜魯門握手。

現狀[編輯]

46-062號現在華盛頓特區國家航空航天博物館飛行里程碑陳列室展出。在它旁邊的是聖路易斯精神號太空船一號。46-063號,即X-1E,在NASADryden飛行研究中心總部大樓前展示。46-064號,在1951年11月9日的一次失火中被摧毀,在此之前它只在1951年7月20日滑翔過一次。[4]

影響及貢獻[編輯]

X-1計劃的研究方法成為了之後研製「X」系列試驗機的樣板。1960年代,NACA研製X-1的方法和人員幫助打下了美國太空計劃的基礎。X-1計劃將戰後的美軍與工業部門和研究部門聯合了起來。X-1提供的數據使美國在20世紀後半葉保持空中霸主的地位。

值得注意的是,X-1的最初目的不是超越音速,而是要確定並最終展示可控制且能長時間飛行的飛機能否突破音障。如果音障是被一架俯衝時的飛機突破的,那麼便不能得知在這個速度下是否能獲得升力。

後來的X-1測試了超音速飛行的各個方面。其中有一次由葉格駕駛的X-1A不經意地示範了「慣性力偶」現象,在2馬赫以上的飛行中這是很危險的。葉格的豐富經驗救了他,但是貝爾X-2的飛行員Mel Apt卻在相似的環境下犧牲了。

爭論[編輯]

有些人聲稱X-1的設計很大程度上是基於英國Miles M.52噴氣機。理由是M.52計劃在原型機的首飛日期僅幾個月前被英國政府中止,貝爾公司得到了有關它的一切數據。但是在那時X-1的設計工作已經基本完成。XS-1從M.52獲得的最重要的部分是它的全動尾翼,這是控制一架超音速飛機的關鍵部分。後來的測試使人們意識到,如果M.52的試飛被批准,它可能成為第一架突破音障的飛機。

一個名叫Hans Guido Mutke的德國飛行員聲稱他才是第一個突破音障的人,他說這個記錄是他在1945年4月9日駕駛一架梅塞施米特Me-262噴氣戰機時打破的,但是他的說法備受爭議。有些人說在1947年10月1日,即X-1首飛兩星期前,George Welch駕駛一架XP-86佩刀式戰鬥機,在一次俯衝中突破了音障。儘管他很可能在1947年10月至11月間不止一次地突破音障(甚至可能真的在10月1日),但是仍然沒有足夠證據證明他是第一個駕駛飛機突破音障的人。

X-1 三視圖

基本規格

  • 飛行員:1
  • 長度:30 ft 11 in(9.4 m)
  • 翼展:28 ft 0 in(8.5 m)
  • 高度:10 ft 10 in(3.3 m)
  • 翼面積:130 ft²(12 m²)

性能

  • 最高速度:957 mph (1,541 km/h)
  • 航程5分鐘(powered endurance)
  • 實用升限:71,900 ft(21,900 m)
  • 翼負荷:94 lb/ft²(463 kg/m²)
  • 推重比0.49
1947年10月14日,查爾斯·耶格爾駕駛X-1突破音障

X-1A[編輯]

美國空軍在1948年4月2日訂購了一架X-1A(編號48-1384)。這架飛機將會協助人們研究高度在90000英尺以上,速度在2馬赫以上時的現象,尤其是穩定性和空氣負載。這架飛機的第一次無動力飛行是在1953年2月14日,在愛德華茲空軍基地進行的,同年2月21日為該機第一次有動力飛行的日期。執行這兩次任務的飛行員是貝爾公司的Jean Ziegler。1954年8月,這架飛機被移交到NACA,在那裏它被加裝了彈射座椅。1955年8月8日,在準備與它的母機RB-50分離時這架飛機爆炸了。[5]

資料來源:[6]

基本規格

  • 飛行員:1
  • 長度:35 ft 8 in(m)
  • 翼展:28 ft 0 in(m)
  • 高度:10 ft 8 in(m)
  • 翼面積:130 ft²(m²)

性能

  • 最高速度:1,650 mph (2.44 Mach) (km/h)
  • 航程4 minutes 40 seconds((powered endurance))
  • 實用升限:90,000+ ft(m)
  • 翼負荷:lb/ft²(kg/m²)
  • 推重比??

X-1B[編輯]

資料來源:[7]

基本規格

  • 飛行員:1
  • 長度:35 ft 8 in(m)
  • 翼展:28 ft 0 in(m)
  • 高度:10 ft 8 in(m)
  • 翼面積:130 ft²(m²)

性能

  • 最高速度:1,650 mph (2.44 Mach) (km/h)
  • 航程4 minutes 40 seconds((powered endurance))
  • 實用升限:90,000+ ft(m)
  • 翼負荷:lb/ft²(kg/m²)
  • 推重比??

X-1C[編輯]

X-1C被用來測試在高亞音速超音速飛行時的武器系統。但是,北美F-86佩刀式戰鬥機和F-100超佩刀式戰鬥機的誕生使人們不再需要專門的測試平台,於是還在設計中的X-1C被取消了。[8]

X-1D[編輯]

資料來源:[9]

基本規格

  • 飛行員:1
  • 長度:35 ft 8 in(m)
  • 翼展:28 ft 0 in(m)
  • 高度:10 ft 8 in(m)
  • 翼面積:130 ft²(m²)

性能

  • 最高速度:1,650 mph (2.44 Mach) (km/h)
  • 航程4分40秒((powered endurance))
  • 實用升限:90,000+ ft(m)
  • 翼負荷:lb/ft²(kg/m²)
  • 推重比??

X-1E[編輯]

X-1E由X-1-2(編號46-063)經過大量改進而成。它將完成X-1D和X-1-3的任務,因為這兩架飛機在1951年爆炸了。

綽號「Little Joe」的X-1E與Joe Walker.

這些改進包括:

  • 一個渦輪泵燃料系統,它代替了46-062和46-063中的高壓氮燃料系統。對高壓氮燃料系統中金屬疲勞的擔心是X-1-2在第54次飛行後進行大修的原因。[10].
  • 一個擁有新外形的超薄機翼(翼根處厚度為3⅜英尺),這種基於X-3外形的機翼使X-1E能夠達到2馬赫的速度。
  • 用刀刃式玻璃取代了原來的溫室式玻璃。一個向上打開的座艙蓋取代了原來的側門,這導致了彈射座椅的加裝。
  • 增加了200個測量氣壓的端口和343個壓力計,為的是測量結構負荷和機體與機翼產生的熱量。[11]

飛行歷史[編輯]

X-1E在1955年12月15日首飛,這是由美國空軍試飛員Joe Walker操縱的一次無動力飛行。在完成了21次飛行,達到了2.212馬赫的最大速度後,Joe Walker於1958年離開了X-1E計劃。 NASA的John B. McKay在1958年9月取代了他。為了達到3馬赫的速度,X-1E又飛了五次。1958年11月,在第26次飛行之後,油箱上的裂縫使X-1E不得不退役。

現狀[編輯]

X-1E現在愛德華茲空軍基地NASADryden飛行研究中心總部大樓前展示。

X-1B[編輯]

資料來源:[12]

基本規格

  • 飛行員:1
  • 長度:31 ft 0 in(m)
  • 翼展:22 ft 10 in(m)
  • 高度:10 ft 10 in(m)
  • 翼面積:115 ft²(m²)

性能

  • 最高速度:1,450 mph (2.24 Mach) (km/h)
  • 航程4分45秒((powered endurance))
  • 實用升限:90,000+ ft(m)
  • 翼負荷:lb/ft²(kg/m²)
  • 推重比??

參考文獻[編輯]

  1. ^ Yeager, Chuck and Janos, Leo. Yeager: An Autobiography. Page 121 (paperback). New York: Bantam Books, 1986. ISBN 0-553-25674-2.
  2. ^ Wolfe, Tom, The Right Stuff. Pages 52-53 (hardcover). Farrar-Straus-Giroux, New York. 1979. ISBN 0-374-25033-2.
  3. ^ 存檔副本. [2006-12-03]. (原始內容存檔於2007-04-02). 
  4. ^ Miller, Jay. (2001). The X-Planes: X-1 to X-45, Hinckley, UK: Midland. ISBN 1-85780-109-1.
  5. ^ Miller, Jay. (2001). The X-Planes: X-1 to X-45, Hinckley, UK: Midland. ISBN 1-85780-109-1.
  6. ^ Miller, Jay. (2001). The X-Planes: X-1 to X-45, Hinckley, UK: Midland. ISBN 1-85780-109-1.
  7. ^ Miller, Jay. (2001). The X-Planes: X-1 to X-45, Hinckley, UK: Midland. ISBN 1-85780-109-1.
  8. ^ 存檔副本. [2006-12-03]. (原始內容存檔於2006-12-07). 
  9. ^ Miller, Jay. (2001). The X-Planes: X-1 to X-45, Hinckley, UK: Midland. ISBN 1-85780-109-1.
  10. ^ http://www.nasa.gov/centers/dryden/news/FactSheets/FS-083-DFRC.html
  11. ^ http://www.nasa.gov/centers/dryden/news/FactSheets/FS-083-DFRC.html
  12. ^ Miller, Jay. (2001). The X-Planes: X-1 to X-45, Hinckley, UK: Midland. ISBN 1-85780-109-1.

外部連結[編輯]

參看[編輯]