HX高超音速飛行器

HX高超音速飛行器

美國計畫在2016年試飛新型的HX高超音速飛行器,如果以20倍音速飛行,那就可以在1小時內到達全球任何地點。HX被認為是一種以20倍音速飛行的飛行器,它採用附加火箭動力以降低風險。

基本介紹

  • 中文名:HX高超音速飛行器
  • 動力:附加火箭
  • 速度:20倍音速
  • 屬性:飛行器
HX飛行器簡介,X51A試飛成功,加快開發研製,研製X-51,“乘波者”,

HX飛行器簡介

為了重塑美軍的戰略優勢,美國認為需要更為領先的速度、到達和射程優勢,而可以“一小時打遍全球”的高超音速飛行器技術,顯然具備這些特點。
如果一個飛行器能夠以20倍音速飛行,那么就可以在一小時內到達全球任何地點。美國國防高級研究計畫局美國陸軍、空軍先後啟動 了多個研究計畫,並取得了初步成果。為了解決尚存的未知問題,國防高級研究計畫局啟動了新的“一體化高超音速”計畫,希望通過該計畫,把以前在該領域的投資效果進一步擴大。
以20倍音速飛行的飛行器,必須經受2000度以上的氣動加熱,這一溫度足以熔化鋼鐵,此外飛行器還要承受極高的壓力,為此必須開發出能承受高溫和結構載荷的耐高溫材料。美國希望“一體化高超音速”計畫能解決現存的技術問題,在各項基本實驗結束之後,能夠在2016年試飛新型HX高超音速飛行器。HX被認為是一種可回收的新一代高機動性、遠程高超音速飛行器,它採用附加火箭動力以降低風險。

X51A試飛成功

美國空軍研究實驗室(AFRL)、波音公司X-51A“乘波者”試驗飛行器2013年5月1日成功進行最後一次試飛,實現了以吸氣式超燃衝壓發動機為動力的馬赫數5持續高超聲速飛行目標。
X-51A被認為是產生了正向加速度並加速至馬赫數5以上,而且持續完成了試驗計畫的有動力飛行階段。 飛行可能持續了300秒,隨後在500秒左右飛行器開始無動力滑行下降,墜落在加州西部太平洋試驗場的海域中。如果這些時間和速度數據被確認,這將是持續吸氣式高超聲速飛行的新記錄。
X-51A目的是為了驗證一種自由飛行、超燃衝壓發動機驅動的飛行器的可行性,被認為是高超聲速武器和其它高速平台發展必須突破的階段。除了2010年5月份首飛取得部分成功,達到馬赫數4.88之外,2011年3月和2012年8月進行的兩次飛行都因出現故障而過早結束。本次飛行成功對於空軍繼續開展後續研究以實現高超聲速能力建設的長期目標至關重要。本次試驗採用的是波音公司製造的四架飛行器中的最後一架,動力採用普惠洛克達因SJX61雙模態亞燃/超燃衝壓發動機,發動機根據前三次飛行試驗的經驗和教訓進行了改進。這些改進包括在發動機流道截面處採用更好的密封,防止重蹈首次飛行時燃氣侵入到飛行器內部導致飛行過早結束的覆轍;此外,針對第二次試飛進氣道未啟動的故障進行了軟硬體改進;針對第三次試飛時飛行器控制翼面故障進行了改進。本次試驗仍然採用了之前的任務模式,X-51A和改進的火箭助推器一起在B-52H飛行過程中釋放,助推器完成任務後與X-51A分離,然後超燃衝壓發動機點火工作。

加快開發研製

高超音速技術能夠確保軍事優勢,是未來完成在安全領域的國家任務所必需的。代號X-plane((HX)的新型高超音速飛機將在2016年開始進行全尺寸試驗。該機將從運載火箭上發射,完成任務後藉助於降落傘著陸。這將降低研發技術風險,提高未來高超音速武器系統的測試強度。
X-51A概念圖(圖片2)X-51A概念圖(圖片2)
速度為馬赫數20的高超音速飛行能使美國軍方在一小時內將有效載荷投送至全球任何位置。同時,無須使用非核彈道飛彈。發射非核彈道飛彈可能引發核回擊,況且能遠距離被發現。高超音速攻擊和偵察裝備具有平緩的軌跡,能夠出其不意地出現在敵人領空,迅速突破任何防空系統。

研製X-51

HX飛機將被加熱至超過2000攝氏度,這一溫度超過煉鋼爐的溫度。發熱和蒙皮隨後毀壞是X-51高超音速火箭和HTV-2高超音速轟炸機試驗失敗的主要原因。
在IH計畫框架內將沿五個方向對高超音速技術進行大規模研究:隔熱系統;空氣動力;制導;導航和控制;裝備和發動機。在以馬赫數20的速度飛行時,
IH計畫的最終目標是使高超音速飛行技術達到適於大規模生產的水平。美國軍方將因此獲得射程超過37000公里的全球打擊武器。這將使美國能從本土對地球上任何位置的目標進行打擊。任何一種現有的和未來的防空武器都無法擊落以馬赫數20的速度飛行的飛彈,可能只有功率為1兆瓦及其以上的自由電子雷射器是個例外。但是除美國外,還沒有一個國家在大規模研發基於自由電子雷射器的雷射防空系統。 
美國空軍的X-51高超音速測試飛行器在一次飛越太平洋的飛行測試中失敗。美國空軍在2012年8月15日的聲明中稱,2012年8月14日早晨一架飛過穆古岬海軍空戰中心的B-52轟炸機成功發射了名為“衝浪者”的X-51飛行器。但是16秒後證實其中一個巡航控制翼面失效了。
從B-52上脫離以後,X-51首先由一個火箭發動機來推動加速,然後再啟動超音速燃燒衝壓噴氣發動機。但是在這次測試中,當火箭發動機從X-51上分離以後,測試人員不能再通過破損的翼面來控制衝浪者,從而導致了飛行測試的失敗。空軍研究實驗室X-51A項目主管表示,我們所有的數據都顯示我們為發動機點火創造了合適的條件;我們本希望能夠看到我們的測試目標的。但是分系統的原因而導致了測試的失敗。
項目工作人員目前正在確定測試失敗的原因。在之前的兩次飛行測試中X-51的翼面都沒有出現問題。在2010年5月的測試中,一架X-51在4.88馬赫的速度下飛行了3分多鐘。X-51是由波音公司製造的。而普惠發動機公司製造的高超音速發動機。

“乘波者”

美空軍研究實驗室與波音公司、普拉特·惠特尼公司合作的X-51A“乘波者”高超音速飛行器,在太平洋上空進行了第二次超音速研究試驗,最終由於發動機進氣口故障,試驗沒有完全成功。
試驗當天,X-51飛行器由一架B-52飛機攜帶飛至發射點後放飛,火箭推進器成功將X-51的速度推進至5馬赫,即5倍音速,約1.7公里每秒。之後,本次試驗的重點超燃衝壓發動機,以乙烯為初始燃料成功點火。但隨後轉而使用JP-7碳氫燃料時,進氣道未能啟動,本次試驗宣告失敗。在操作人員的控制下,X-51飛行器落入加利福尼亞沿海。

相關詞條

熱門詞條

聯絡我們