超级飞机飞出10倍音速(图)

http://www.sina.com.cn 2004年11月18日08:59 北京日报

　　当地时间16日下午1时10分，美国航空航天局研制的一架无人驾驶Ｘ－43Ａ型超音速实验飞机试飞成功，在太平洋上空创下了接近10倍音速、也就是每小时11260公里、每秒约3．2公里的新世界纪录。

　　美科学家称，Ｘ－43Ａ型飞机如应用于商业飞行，可在两个小时之内飞到世界上的任何一个角落，而不是现在的十几个小时；用在军事上，它可在两个小时内携6吨炸弹或巡航导弹飞抵全球任何地点。

　　当地时间16日下午（北京时间昨天上午），一个新的飞行世界纪录诞生了。

　　新飞行里程碑

　　太平洋时间16日下午1时10分（北京时间17日上午5时10分），美国航空航天局一架经过改装的Ｂ－52型轰炸机从洛杉矶北部沙漠中的爱德华兹空军基地起飞，其机腹下方悬挂的就是此次试飞的主角———Ｘ－43Ａ型超音速实验飞机。

　　美国航天局的录像显示，在到达太平洋上空1．2万米高度后，这架3．65米长、翼展1．5米的小飞机就脱离了Ｂ－52，在助推火箭的推动下用了大约90秒时间冲到3．3万米高空。然后助推火箭脱离，飞行器上的超音速燃烧冲压式喷气发动机点火。

　　在保持了大约20秒的9．6马赫（马赫为飞行器的空速与当地音速之比，9．6马赫即9．6倍于音速）飞行速度后，Ｘ－43Ａ开始失速坠落，最终按预定计划落入太平洋。科学家说，在飞行过程中，如此高的飞行速度产生的空气摩擦能使飞机的局部温度高达2000摄氏度，因此特别给它加强了隔热保护措施。

　　此次试飞原计划于15日下午进行，但由于飞机电子系统出现故障而导致试飞推迟到16日。这也是8个月来美国航天局第2次宣布刷新飞行时速的世界纪录。

　　“今天是一个重大的日子，”航天局女发言人莱斯利·威廉斯说。宇航局局长肖恩·奥基夫在一份新闻公告中表示，此次飞行是一个重要的里程碑，它向未来以更可靠、安全和耗资较少的方式向太空发射大型助推工具迈出了一大步，并有助于促进商业航空技术的发展。

　　据报道，超音速燃烧冲压式喷气发动机技术能用于开发超音速导弹、飞机和可重复使用的航天器，有可能实现15马赫的最高速度。

　　发动机采用新原理

　　16日的试飞是美国航天局Ｘ－43Ａ超音速实验飞机3次试飞计划中的最后一次。这一系列试验耗资达2．3亿美元，目的是要检测航天局研制的超音速燃烧冲压式喷气发动机。

　　超音速燃烧冲压式喷气发动机是一种新型发动机，其燃料的燃烧利用了高速飞行所产生的压缩气流，能直接从空气中获取氧气。通常，火箭要携带大量固态或液态氧和氢，供燃烧使用。新型发动机摈弃了沉重的氧气箱，降低了航空航天飞行的成本。宇航局说，超音速燃烧冲压式喷气发动机最终能在大气层内和进入绕地轨道的第一阶段，提供更安全、更灵活且耗资较少的高速飞行。与火箭不同的是，采用这种发动机的飞机可以减速，与普通飞机相似。

　　超音速燃烧冲压式喷气发动机最大的缺点是，它必须在5倍音速条件下才能投入运作。也就是说，装备了这种引擎的飞机必须首先依靠助推火箭动力提速至5倍音速之后，才能由超音速冲压喷射引擎继续推动。

　　不过，在2001年6月举行第一次试飞时，研究人员受到了不小的挫折。当时，由于出现紧急情况，他们不得不在空中销毁了第一架Ｘ－43Ａ飞机及其助推火箭。而今年3月举行的第二次试飞取得了成功，创下了飞行速度6.83马赫（约每小时8045公里）的世界纪录，当时，吉尼斯世界纪录委员会还特意向美国航天局颁发了证书。

　　此前的飞行速度纪录由Ｘ－15飞机在1967年10月创下，为6.7马赫。Ｘ－15以火箭作动力，自身带有燃料和氧化剂。目前最快的吸气型飞机是ＳＲ－71“黑鸟”侦察机，速度为3马赫多。

　　可能先用于军事目的

　　X-43A飞机试飞成功，标志着人类的航空技术进入高超音速飞行时代。美国航天局认为，超音速燃烧冲压式喷气发动机最终能为人们提供更安全、更快捷和更廉价的高速飞行，然而，在此之前，还有许多瓶颈需要解决，如高超音速飞行时产生的高温、高速飞行使人产生的不适应等等。分析人士认为，高超音速飞机真正用于商业，最起码也要等到2025年之后。

　　但在高超音速实现航空客运、航空货运之前，很可能将首先用于军事领域。一旦高超音速飞行技术成熟，美国空军的快速反应能力将出现质的变化。有消息称，美军正寻求利用这种发动机来建造新型的高超音速轰炸机。这种设想中的“超级轰炸机”将能在不到两个小时的时间内携带6吨炸弹或巡航导弹飞抵全球任何一个地点。

　　美国国防部和澳大利亚国防部还定于明年3月10日进行另一项超音速燃烧冲压式喷气发动机飞行器试飞计划。这一合作项目的目的是研究利用这种发动机把卫星送上绕地轨道的可行性，以降低发射卫星的成本。

　　短期内难以实际应用

　　北京航空航天大学流体动力学研究所的李椿萱院士告诉记者，按照X-43A的设计理念，能够飞到10倍音速，的确是创纪录的。据李院士介绍，战斗机的飞行速度可以达到3倍音速，而人们乘坐的一般类型的民航客机都是低于音速飞行的，只有已经停飞的协和式飞机的飞行速度是音速的2倍。

　　“X-43A飞机的核心是它的发动机。美国从几十年前便着手这种发动机的研制。目前，在该发动机试验过程中，已取得成功的，只有美国和俄罗斯。当然，中国以及世界许多国家也在积极地研制和开发此种类型的发动机和高超音速的飞机。”

　　此外，李椿萱院士认为，X-43A飞机仍有许多难题待解，该技术在短期内难以实现应用。

　　文/赵卓昀侯健美

　　特别资料

　　超级“X系列”

　　美国航空航天局的极超音速系列飞机包括三个型号：Ｘ-43Ａ、Ｘ-43Ｂ和Ｘ-43Ｃ。X-43A飞机只是美国宇航局的航空与太空运输技术公司主持的大型科研项目“Hyper-X”计划的第一阶段，X-43A实际上是个无人驾驶飞机。试飞目的是检测超音速燃烧冲压式喷气发动机。

　　“Hyper-X”计划第二阶段的实验飞机代号为X-43B。Ｘ-43Ｂ是超级“Ｘ系列”飞机中体积最大的一款，预计将在2010年进行飞行实验。试验目的是验证飞向太空的新型发动机的性能和耐用能力。

　　Ｘ-43Ｃ安装了新型的超音速冲压喷射引擎，该引擎由美国空军制造。这款飞机目前还正在研发阶段，航天局计划在2008年进行Ｘ-43Ｃ的飞行测试。

　　特别链接

　　借助X-43A研制超级巡航导弹

　　据英国《观察家报》报道，美国科学家正在X-43A的基础上，研制有“超级巡航导弹”之称的高超音速巡航导弹，它的飞行速度将是目前美国所使用的导弹的10倍，弹头可以钻入很深的地下，摧毁敌人的防御工事。这种导弹可以从世界上任何地点发射，射程为9000英里（约14500公里）。一旦研制成功，这种超级巡航导弹可以在两小时内击中地球上任何一个角落。

　　《观察家报》称，第一枚超级巡航导弹的原型弹有望在明年进行试验，但真正部署则可能要到2010年。设在美国加利福尼亚州的劳伦斯国家实验室航空航天工程师卡特表示：“到时候，如果有人从很远的地方找我们的麻烦，我们就可以用这种导弹直接予以重击。”

　　据悉，研制这种超级巡航导弹有赖于美国在“超音速燃烧冲压式喷气发动机”技术上的进步。《国际飞行》杂志的美国编辑格拉哈姆·瓦维克表示：“新导弹在两小时内基本可以打到地球的任何一个角落。而现在的巡航导弹要发动远程打击的话，必须用B-52等大型轰炸机携带，从开始计划到击中目标，至少需要24小时。所以美国希望寻找一种更迅速的解决方案，这样，如果他们知道本·拉登在某个咖啡馆里品咖啡的话，两小时内导弹就会落到他的头上。”

　　（据《新闻晨报》）

　　网络编辑：陈岩

　　