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美军俘获纳粹顶级科学家,打造史上最强高速飞机

时间:2017-06-12 17:01 作者:趣爱秀

有这么一台伟大的飞行器,它诞生于科技大发展的黄金岁月,它是智慧与激情的完美结晶,它横空出世、创下无数记录,它是人类征服宇宙的探路者,它的传奇故事历经半个世纪、经久不衰。它便是本文的主角——美国X-15验证机。

故事要从第二次世界大战结束说起,当时,世界各国重整旗鼓,在废墟之上重建家园。人类认识到地球发展空间的局限性,随即在火箭科技的促进下,开始将目光投向太空,开发宇宙的时代来临了。

1954年,NASA的前身——美国国家航空咨询委员会提出要发展一款试验飞机,用来测试火箭引擎、高空气动性能、材料学、以及高空高速环境下人类的生理反应。这款试验机的概念,是德裔火箭科学家沃尔特·多恩伯格博士提出的。

沃尔特·多恩伯格何许人也?第二次世界大战德国中将、复仇武器V-2弹道导弹项目主管、天才火箭科学家冯·布劳恩的顶头上司!

美军俘获纳粹顶级科学家,打造史上最强高速飞机

著名历史照片:冯·布劳恩向盟军投降,左方穿皮衣手拿烟头者就是他的顶头上司沃尔特·多恩伯格

经过竞标,这款X-15试验机的制造任务落在了北美飞机制造公司身上。在四五十年代,该公司先后设计出螺旋桨战斗机的巅峰P-51“野马”、战后第一代喷气式战斗机经典F-86“佩刀”,在航空领域的地位堪称如日中天。因而,挑战高速速度极限的史诗级任务,交给北美公司是当仁不让的选择。

在1954年,美国第一架超音速战斗机F-100“超配刀”才刚刚投产,X-15的速度指标立刻指向前所未有的六倍音速,这个跨度可谓相当惊人。为达到这个目标,北美公司的X-15设计实际上是一枚带机翼的载人火箭,由轰炸机携带至高空投放,再凭借自身动力进行高空高速飞行。试验任务完成后,X-15放下机头的起落架和机尾的滑撬,滑翔回跑道降落。

美军俘获纳粹顶级科学家,打造史上最强高速飞机

X-15实际上是一枚带机翼的载人火箭,起落架和滑撬仅在降落时使用

X-15机体内,大部分空间用以储存液氨燃料和液氧,用以驱动反作用发动机公司生产的两台XLR11发动机,后期更换为XLR99型。X-15的机体全重为15吨,而在三万米以上的高空,XLR99火箭发动机的推力高达32吨。这意味着飞机的推重比大大超过1,能够以惊人的高速垂直爬升!

美军俘获纳粹顶级科学家,打造史上最强高速飞机

X-15尾部特写,一台XLR99发动机的配置

火箭发动机每秒钟都要吞噬上百公斤的燃料,飞行时间只有短短的几十秒。不过,就在这几十秒内,X-15能够迅速攀升到令人咋舌的高速。机身蒙皮受到空气摩擦升温,可高达1200华氏度!为此,机身蒙皮用一层称作Inconel X 的镍铬铁合金制作。

随着飞机向上爬升,高空的大气密度接近真空,X-15已经无法依靠普通飞机的操纵面完成高速飞行时的机动动作。因而,飞机的机头和机翼下方专门安装多套升降矢量火箭,用以控制飞机的上下俯仰。

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X-15剖视图,箭头处为升降矢量火箭的安装位置

为适应高空飞行环境,飞行员均配备有特殊的密封飞行服,甚至包括一台小型的手提式空调!实际上,X-15飞行服的大量相关技术直接应用到日后航天计划的宇航服当中。

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X-15飞行员的飞行服,注意黄色的箱子便是手提式空调

按照计划,X-15飞行试验一般在美国西海岸,人迹罕至的莫哈维沙漠上空进行。经过特别改装的B-52轰炸机翼下挂载X-15,爬升到8.5英里(13.7公里)高度,在500英里/小时(805公里/小时)速度下投掷这架价值连城的试验机。随后,X-15发动机点火,朝向更高的高度冲刺,机上各种设备开始记录各种使用数据。试验完成后,飞行员打开升降矢量火箭,压低机头滑翔,最后滑翔至200公里开外的爱德华兹空军基地降落。

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X-15试验流程

1959年7月8日,X-15成功首飞。值得一提的是,这次飞行是无动力滑翔测试。飞机从B-52上投下后,发动机并没有点火,单纯依靠飞机的势能滑翔着陆。

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X-15首飞第一人——斯科特·克莱斯菲尔德

1959年9月17日,X-15进行了首次动力试飞,结果非常完满。X-15的飞行如同北美公司的其他经典产品一样,表现尽善尽美。


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B-52挂载X-15正在飞行中

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B-52投放X-15的一瞬间

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X-15发动机点火,高速飞行


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地面拍摄到X-15近乎垂直爬升的惊人场面

虽然刷新记录不是它的设计初衷,但是X-15自从投入测试以来一次又一次地打破世界记录,把过去所有的高性能飞机远远抛在脑后:

1960年8月12日,X-15爬升到41496米,打破X-2试验机在四年前创下的38364米高度记录。

1961年3月7日,X-15首次实现四倍音速飞行。

1961年6月23日,X-15首次实现五倍音速飞行。

1961年10月10日,X-15首次爬升到20万英尺(610000米)以上高度。

1961年11月9日,X-15首次实现六倍音速飞行。

1962年7月17日,X-15首次爬升到30万英尺(915000米)以上高度。

1963年8月22日,在第91次飞行任务中,飞行员约瑟夫·A·沃克尔驾驶X-15达到空前的354200英尺高度。

354200英尺是什么概念?这相当于108公里的高度。根据国际航空联合会的标准:在100公里以上高度的飞行即为宇宙飞行。因而,驾驶X-15的约瑟夫·A·沃克尔获得了一个新的身份——与苏联的加加林一样,正式成为一名宇航员!


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约瑟夫·A·沃克尔是唯一驾驶飞机获得宇航员资格的传奇人物

飞行结束后,X-15正式成为了人类第一种载人空天飞机,这个高度记录也一直保持到50年后的今天!

在刷新高度记录后,北美公司依然不满足,制造了一架特殊改装的X-15A2,机腹下挂载了两个巨大的副油箱,这能让它多保持60秒的发动机运行时间。

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专门用来突破速度记录的飞机,X-15A2

1967年10月3日,试飞员威廉·奈特驾驶该机进行极速测试,并且成功创下了人类历史上最快飞行器记录:6.72倍音速、折合每小时7270公里、每秒钟超过2公里,比出膛的炮弹还快!

这个速度纪录,直到50年后,依然没有任何有人驾驶飞机能够挑战。

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飞行中的X-15A2,注意巨大的副油箱

然而,X-15不是单纯的破纪录飞行器,它更是人类进军更高更远的宇宙的先行者。在199次飞行任务中,三架X-15试验机提供了大量宝贵的科学数据,涵盖所有的测试范围。NACA据此发布700多份报告和论文,广泛应用于日后的宇航计划当中。多名宇航员参与到X-15的试飞计划中、获得进入太空之前的类似体验,包括日后成为登月第一人的尼尔·阿姆斯特朗。

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尼尔·阿姆斯特朗在X-15的座舱中正准备做他的第一次飞行

1968年10月,完成第199次试飞后,X-15光荣退休。仅仅八个月之后,尼尔·阿姆斯特朗便踏上了月球的表面。很少有人知道的是,在这个宏大的阿波罗计划中,X-15的探索和试验是其中不可或缺的一环。

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X-15飞行员尼尔·阿姆斯特朗登上月球

在X-15之后,多恩伯格博士的高空高速飞机概念继续演进,并发展成X-20试验机,以至于大名鼎鼎的美国航天飞机。而航天飞机项目中,初期极为关键的飞行员约瑟夫·恩格当年正是在X-15上进行一系列试飞!

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X-15的概念最终演进为航天飞机

至此,一代名机X-15业已功成身退,美国政府决定将其开放展示给社会公众。目前尚存的两架X-15中,一架保存在首都华盛顿的国家航空航天博物馆,而另外一架保存在俄亥俄州的国立美国空军博物馆。昔日传奇,静静地作为历史的见证供人瞻仰。

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国家航空航天博物馆展出的X-15

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