溫 杰
2009年6月25日,波音公司將首架x-51A驗證機運抵愛德華茲空軍基地的710工廠,從7月6日正式開始各項地面試驗。作為美國空軍、NASA和DARPA聯合提出了一項計劃,X-51A驗證機采用了一臺SJX61-2(簡稱x-2)超燃沖壓發動機,旨在驗證吸氣式高超音速推進技術的可行性。目前,各項關鍵技術均取得了重大突破,已經進入到飛行試驗準備階段,首次試飛正在蓄勢待發。
x-51驗證機采用了楔形頭部、升力體機身和腹部進氣道,后部采用了4個控制面,長度為4.26米,空重約635公斤。它采用了乘波構型,通過專門設計的尖銳頭部,精確組織和分布所需的激波系,所產生的壓力直接作用在機體下方,從而提供升力。頭部采用了鎢材料,外部覆蓋了二氧化硅隔熱層,以承受高溫載荷。
x-2超燃沖壓發動機具有兩個工作模態,采用了閉環熱管理系統,使碳氫燃料直接通過超燃沖壓發動機的殼體,利用高超音速所產生的熱量實現熱交換平衡,不僅解決了發動機的結構冷卻問題,還將JP-7燃料裂解成為更容易揮發的成份。全權限數字式發動機控制系統根據不同工作狀態的需要,將這些氣態成份噴射到超音速氣流中,實現完全燃燒,產生所需推力。
按照試飛程序,B-52在大約15000米高空投放整個X-51A試驗系統。首先,助推器持續燃燒30秒鐘,將整個系統加速到M4.6~4.8。在助推過程中,空氣將進入X-2超燃沖壓發動機內,通過級間段流出,先起動進氣道,然后逐漸加熱發動機及其燃油。在助推器分離后,X-51A驗證機將借助慣性繼續滑行數秒鐘,其后在X-2發動機內部首先點燃乙烯,再燃燒JP-7燃油,借助于產生的推力不斷加速。整個動力飛行過程大約300秒,預期飛行速度達到M6.5。隨著全部燃料消耗殆盡,X-51A驗證機將開始減速,墜落進太平洋。
按照試飛計劃,x-51第一次系留飛行試驗將于今年8月在愛德華茲試驗場進行,主要測試各條通信與遙測
線路。模擬演練預計將于9月在太平洋上空進行。從2009年10月底至2010年2月底,美國空軍預計將陸續實施4次飛行試驗,旨在順利實現點火并加速到設計馬赫數。
如果X-51A驗證機的發射試驗達到預期目標,這項計劃將直接推動高超音速武器的型號研制,還將成為發展吸氣式空間飛行器和全球打擊/偵察系統的關鍵一步。美國空軍希望借助于這項計劃,在2015-2020年間研制出巡航速度M6的遠距空地導彈,從而實現醞釀多年“全球敏捷打擊”計劃。