小知識
    音速：音速約為每秒鍾340米。馬赫：超高速單位，物體運動的速度與音

    速的比值為馬赫或馬赫數。亞音速：速度小於1馬赫。超音速：速度在1至5馬赫間。高超音速：速度在5馬赫以上。

　　高超音速飛機怎樣試飛
？

    3月27日，太平洋標準時間中午12時40分
，一架B－52轟炸機攜帶“包裹”著X－43A試驗機的“飛馬”火箭離開地麵。經過1個多小時的飛行，於下午2時在離太平洋海麵大約12000米的高空投下了“飛馬”火箭，這個高度為“飛馬”火箭的正常發射高度
，有助於減少火箭控製表麵承受的大氣載荷。隨即，火箭點火爬升到大約28500米的高空。這時，X－43A從火箭中分離出來，依靠自身的超音速燃燒衝壓發動機工作了大約10秒鍾，最高時速達到8000公裏，相當於7馬赫。這一速度遠遠超過了美國高空偵察機“SR－71”（俗稱“黑鳥”）於1964年創下的3.2馬赫的紀錄，同時也超過了美國航空航天局采用火箭助推的X－15試驗機的最高速度6.7馬赫。此後

，發動機停止工作，X－43A在空中自由滑行約6分鍾後
，按預定計劃墜入加利福尼亞州附近的太平洋海域。

　　高超音速飛機什麼樣？

    1994年11月，鑒於經費緊張，美國政府取消了航空航天局耗資龐大的國家天空飛機計劃
，研製中的X－30試驗機被迫下馬。順應航空航天局新提出的“更好、更快、更廉價”的航空航天戰略，Hyper－X計劃項目孕育而生，它研究的核心內容為X－43試驗飛機。

    “Hyper”代表“高超音速”；“X”代表“試驗”。“Hyper－X”表示的是“高超音速試驗”，而“X－43”表示的是美國航空航天局第43種試驗飛機。X－43有3種型號，它們分別是X－43A
、X－43B和X－43C。目前，除X－43A進行了兩次試飛外
，其他兩種還在研製過程中。

    X－43A同下馬的X－30有人駕駛單級入軌NASP飛機不僅外型相仿，而且所要試驗的發動機方案也相同，它們均為與機身一體化的超音速燃燒衝壓發動機。X－43A的前機體設計成能產生激波的形狀，以對進入超音速燃燒衝壓發動機進氣道（安裝在機體下方）的空氣進行壓縮。X－43A試驗飛機擁有先進的扁平小巧的機身，機身長3.6米
，翼展1.5米
，重量約為1噸。在X－43A研究眾多的目的中，驗證同機身一體化的衝壓發動機/超音速燃燒衝壓發動機名列榜首，其次為空氣動力學數據的開發、設計工具的驗證和吸氣高超音速飛行器的多種方式。

    為何要借助B－52轟炸機？

    高超音速飛行X－43A采用的是高超音速衝壓發動機。該發動機的燃料為飛機上攜帶的液態氫
，助燃劑（氧化劑）為空氣中的氧。顯然，在靜止狀態下，高超音速衝壓發動機無法獲得足夠的氧，因此X－43A飛機不能像戰鬥機或民航客機那樣靠自身的動力自行從地麵起飛。隻能借助B－52型轟炸機和“飛馬”助推火箭。

　　強大推力靠什麼產生

？

    飛行速度達到7馬赫
，新的記錄誕生了！其最為重要的原因是超音速燃燒衝壓發動機產生的強大推力。

    高超音速飛機采用的是超音速燃燒衝壓發動機，它類屬於衝壓發動機。衝壓發動機的原理由法國人雷恩?洛蘭於1913年提出
，1939年首次被德國用於V－1飛彈上。衝壓發動機由進氣道、燃燒室、推進噴管三部分組成
，它比渦輪噴氣發動機簡單得多。衝壓是利用迎麵氣流進入發動機後減速
、提高靜壓的過程。該過程不需要高速旋轉的、複雜的壓氣機。高速氣流經擴張減速，氣壓和溫度升高後，進入燃燒室與燃油混合燃燒
，溫度為2000—2200℃，甚至更高
，經膨脹加速，由噴口高速排出，產生推力。

    衝壓噴氣發動機目前分為亞音速
、超音速、超音速燃燒（或高超音速）三類。亞音速衝壓發動機以航空煤油為燃料

，采用擴散形進氣道和收斂形噴管
，飛行時增壓比不超過1.89。速度在小於0.5馬(ma)赫(he)時(shi)一(yi)般(ban)無(wu)法(fa)工(gong)作(zuo)。超(chao)音(yin)速(su)衝(chong)壓(ya)發(fa)動(dong)機(ji)采(cai)用(yong)超(chao)音(yin)速(su)進(jin)氣(qi)道(dao)，燃(ran)燒(shao)室(shi)入(ru)口(kou)為(wei)亞(ya)音(yin)速(su)氣(qi)流(liu)，采(cai)用(yong)收(shou)斂(lian)形(xing)或(huo)收(shou)斂(lian)擴(kuo)散(san)形(xing)噴(pen)管(guan)。用(yong)航(hang)空(kong)煤(mei)油(you)或(huo)烴(ting)類(lei)作(zuo)為(wei)燃(ran)料(liao)。推(tui)進(jin)速(su)度(du)為(wei)2至5馬赫，可用於超音速靶機和地對空導彈。超音速燃燒（高超音速）發動機是一種使用碳氫燃料或液氫燃料新穎的發動機，空氣在發動機內的流速始終保持為超音速
，飛行速度高達5至16馬赫。

    與噴氣發動機有何不同？

    今天噴氣式飛機使用的最普通的噴氣發動機是渦扇噴氣發動機。帶有外涵道的噴氣發動機的早期設計出現在20世紀30年代。40和50年代，人們對早期的渦扇發動機進行了試驗。然而
，由於對風扇葉片設計製造的要求非常高，因此直到60年代，人們才得以製造出符合渦扇發動機要求的風扇葉片，從而揭開了渦扇發動機實用化的階段。渦扇噴氣發動機由進氣道、壓氣機
、燃燒室
、渦wo輪lun和he尾wei噴pen管guan組zu成cheng
，發fa動dong機ji利li用yong氣qi壓ya機ji先xian對dui進jin入ru發fa動dong機ji的de空kong氣qi進jin行xing壓ya縮suo
，壓ya縮suo的de空kong氣qi和he燃ran料liao混hun合he並bing被bei點dian燃ran
，隨sui後hou氣qi體ti爆bao炸zha推tui動dong飛fei機ji前qian進jin
，後hou麵mian的de渦wo扇shan和he前qian麵mian的de壓ya縮suo機ji處chu在zai同tong一yi根gen軸zhou承cheng上shang。

    超音速燃燒發動機同渦扇噴氣發動機存在不同。其實，它也有別於火箭發動機。雖然，多級火箭的速度極高
，可達20多馬赫


，但是它攜帶著全部的燃料
，因而在相同體積的情況下，其有效負載低於安裝有超音速燃燒衝壓發動機的飛行器。

    為何進行高超音速試驗？

    此項試驗重要目的在於演示與機身一體化的吸氣超高音速衝壓發動機技術。采用該技術的發動機在工作時，所需要的


、同tong液ye態tai氫qing進jin行xing燃ran燒shao的de氧yang氣qi來lai自zi大da氣qi層ceng中zhong的de空kong氣qi，而er不bu是shi飛fei機ji或huo飛fei行xing器qi自zi身shen攜xie帶dai的de液ye態tai氧yang。吸xi氣qi超chao高gao音yin速su衝chong壓ya發fa動dong機ji技ji術shu被bei認ren為wei在zai未wei來lai將jiang廣guang泛fan用yong於yu高gao超chao音yin速su飛fei機ji和he重zhong複fu使shi用yong的de發fa射she器qi。其qi原yuan因yin是shi這zhe些xie飛fei行xing器qi在zai使shi用yong吸xi氣qi超chao高gao音yin速su衝chong壓ya發fa動dong機ji後hou，由you於yu免mian除chu了le液ye態tai氧yang的de位wei置zhi和he重zhong量liang
，因yin而er能neng夠gou提ti高gao有you效xiao負fu載zai量liang或huo減jian小xiao自zi身shen體ti積ji。

    Hyper-X計劃的目標是為人類通向高超音速積累知識、樹立信心和完善技術。X-43A試(shi)飛(fei)成(cheng)功(gong)
，為(wei)進(jin)一(yi)步(bu)研(yan)究(jiu)采(cai)用(yong)吸(xi)氣(qi)超(chao)音(yin)速(su)燃(ran)燒(shao)衝(chong)壓(ya)發(fa)動(dong)機(ji)的(de)高(gao)超(chao)音(yin)速(su)飛(fei)機(ji)打(da)下(xia)了(le)基(ji)礎(chu)。然(ran)而(er)，高(gao)超(chao)音(yin)速(su)何(he)時(shi)能(neng)實(shi)際(ji)應(ying)用(yong)至(zhi)今(jin)還(hai)是(shi)一(yi)個(ge)未(wei)知(zhi)數(shu)。無(wu)論(lun)今(jin)後(hou)進(jin)展(zhan)快(kuai)或(huo)慢(man)，有(you)一(yi)點(dian)可(ke)以(yi)肯(ken)定(ding)，那(na)就(jiu)是(shi)盡(jin)管(guan)在(zai)今(jin)後(hou)20年內，美國航空航天局表麵上講隻是打算開發
、測ce試shi和he試shi飛fei高gao超chao音yin速su技ji術shu，以yi支zhi持chi開kai發fa未wei來lai重zhong複fu使shi用yong的de發fa射she器qi和he加jia強qiang太tai空kong探tan索suo。但dan是shi，一yi旦dan該gai發fa動dong機ji的de技ji術shu成cheng熟shu
，它ta將jiang有you潛qian力li用yong於yu其qi他ta目mu的de。例li如ru，攜xie帶dai（常規或核）武器實施同導彈相同的遠程攻擊任務
，其將氧燃料的重量換成武器負荷的能力使得它具有更強打擊力

；或者說，它小巧的體積更難讓對手捕捉到自己。

    首次試飛為什麼失敗
？

    根據原計劃，X－43A應在2000年1月至2001年9月內完成擬訂的3次試飛。但是，由於種種原因，特別是2001年6月的第一次試飛失敗，整個項目被迫推遲。在那次試飛中
，“包裹”著X－43A的助推火箭在7000多米的空中由B－52型轟炸機放下後
，雖然順利點火
，但是不久就偏離航線，同時出現翻滾的現象
，無奈之中研究人員隻好啟動緊急按鈕，帶有X－43A的火箭在空中自毀。盡管X－43A當時沒有來得及同火箭分離
，但是研究人員表示他們仍然獲得了不少寶貴的
、有助於下次試飛的資料。

    第二次試飛原定於今年2月，由於11日在對X－43A的de方fang向xiang舵duo致zhi動dong器qi進jin行xing試shi驗yan時shi
，因yin一yi名ming技ji術shu人ren員yuan操cao作zuo失shi誤wu導dao致zhi致zhi動dong器qi出chu現xian故gu障zhang，盡jin管guan該gai故gu障zhang可ke能neng不bu會hui影ying響xiang致zhi動dong器qi的de功gong能neng。但dan是shi
，為wei保bao險xian起qi見jian，航hang空kong航hang天tian局ju還hai是shi決jue定ding更geng換huan致zhi動dong器qi
，並bing重zhong新xin計ji算suan飛fei行xing剖pou麵mian。

　　下一步還要進行哪些試驗？

    2010年以前
，最大的吸氣高超音速試驗機X－43B將進行試飛。X－43B將jiang采cai用yong渦wo輪lun發fa動dong機ji和he吸xi氣qi超chao音yin速su燃ran燒shao衝chong壓ya發fa動dong機ji的de組zu合he動dong力li。這zhe種zhong發fa動dong機ji組zu合he十shi分fen適shi合he高gao超chao音yin速su飛fei機ji，因yin為wei它ta可ke以yi自zi動dong調tiao整zheng推tui動dong力li以yi使shi飛fei行xing達da到dao最zui佳jia速su度du。當dang飛fei機ji的de速su度du隻zhi有you兩liang倍bei音yin速su左zuo右you時shi，飛fei機ji借jie助zhu渦wo扇shan噴pen氣qi發fa動dong機ji前qian進jin
，這zhe同tong普pu通tong飛fei機ji沒mei有you兩liang樣yang；當飛機在以高超音速飛行時（5至15馬赫），它就開始利用吸氣超音速燃燒衝壓發動機推進。

    現在，美國航空航天局的一研究中心已領命研究高馬赫渦輪推進技術———革命性渦輪加速器（RTA）。計劃在2010年內，讓采用了以RTA技術的燃氣輪機聯合循環發動機能將飛行器的速度提升到4馬赫以上。通常，超音速飛機發動機產生的推力同飛機重量的比值不超過4
，而未來利用RTA技術的發動機的這一比值可達15至20。如果可能的話，航空航天局準備將小型的渦輪加速器演示機同雙模式超音速燃燒衝壓發動機聯合用於X－43B試驗機的試飛。

    X－43C是X－43A計劃的繼續，X－43A用於演示飛行器在7馬赫和10馬赫速度的時候超音速燃燒衝壓發動機的短期飛行性能
，而X－43C計劃將演示裝有超音速燃燒衝壓發動機的飛行器從5馬赫加速到7馬赫時的自由飛行性能和超音速燃燒衝壓負電荷的性能。X－43C試驗機采用的發動機將有普通衝壓發動機和超音速衝壓發動機這兩種工作模式。X－43C演示飛行時
，它將被火箭推進器加速到5馬赫的速度
，並送到大約24000米的高度。隨後，X－43C將與推進器分離
，並使用自身的動力和自動控製係統將速度提高到7馬赫。 (科技日報 記者 毛黎)

轉    自：新華網

本文編輯：李遷