飛得最快的無人機(jī)

X-43 是美國國家航空航天局（NASA）研制的實(shí)驗(yàn)性無人高超聲速系列飛機(jī)，原計(jì)劃開發(fā)多種改型，以測試飛機(jī)在高超聲速飛行時的各項(xiàng)數(shù)據(jù)。該機(jī)屬于X-Plane 系列飛機(jī)的一部分，起源于美國國家航空航天局20 世紀(jì)90 年代末提出的Hyper-X 計(jì)劃。

一個瘋狂的念頭

1958 年成立的美國國防高級研究計(jì)劃局（DARPA）曾提出一個設(shè)想，希望設(shè)計(jì)一款飛行器，能在2 小時內(nèi)抵達(dá)世界上任何一個角落。然而直到1994 年11 月航天飛機(jī)計(jì)劃取消，DARPA 都沒有探索出更合適的高超聲速飛行器發(fā)展方向。20 世紀(jì)90 年代末，NASA 提出了以“更好、更快、更便宜”為目標(biāo)的Hyper-X 計(jì)劃。該計(jì)劃使用了航天飛機(jī)計(jì)劃中的部分技術(shù)成果，再次推動美國未來高超聲速飛行器的研發(fā)進(jìn)程。

非常規(guī)的設(shè)計(jì)

Hyper-X 計(jì)劃的第一階段由蘭利研究中心主導(dǎo)，主要為驗(yàn)證超燃沖壓發(fā)動機(jī)和高超聲速空氣動力學(xué)設(shè)計(jì)方面的研究結(jié)果。在這個階段，NASA 設(shè)計(jì)了名為X-43 的無人飛行器。該機(jī)外形酷似沖浪板，整機(jī)長度超過3.7 米，重約1400 千克，機(jī)身采用升力體設(shè)計(jì)。考慮到超聲速飛行時空氣摩擦產(chǎn)生的熱量可能會導(dǎo)致機(jī)體表面金屬熔化剝離，X-43 的機(jī)頭、機(jī)翼前緣、機(jī)身側(cè)壁等均設(shè)置了液體循環(huán)冷卻裝置，當(dāng)飛行速度超過3 馬赫后會自動激活。

為將飛行器的飛行速度盡快提高到超聲速階段，X-43采用了兩段式推進(jìn)裝置，一級發(fā)動機(jī)為改進(jìn)后的“飛馬座”火箭發(fā)動機(jī)，連接方式與航天飛機(jī)類似——當(dāng)飛行器達(dá)到一定飛行速度后，會與機(jī)體脫離。二級發(fā)動機(jī)為飛行器內(nèi)部安裝的超燃沖壓發(fā)動機(jī)。該發(fā)動機(jī)通過氫氧反應(yīng)提供強(qiáng)大的推動力。不過為了減輕重量，X-43 僅攜帶了氫燃料，同時在機(jī)頭下方設(shè)有巨大的進(jìn)氣口，截面尺寸與機(jī)頭尺寸一致，即機(jī)身可看作完整的進(jìn)氣道，以便超聲速飛行時能吸入足夠的空氣。

驚人的飛行測試

2001 年6 月，NASA 對X-43 飛行器進(jìn)行了首次飛行測試。然而由于啟動時一級助推發(fā)動機(jī)出現(xiàn)控制故障，導(dǎo)致飛行器大大偏離預(yù)定航線，測試被迫中止。2004 年3 月，第二次測試時，X-43 飛行器由B-52 飛機(jī)攜帶升空，之后在一級助推發(fā)動機(jī)的推動下，成功爬升至29000 米高空。一級發(fā)動機(jī)分離后，超燃沖壓發(fā)動機(jī)點(diǎn)火成功，并以最大推力持續(xù)運(yùn)行了約11 秒。

2004 年11 月，NASA 進(jìn)行了第三次測試。在“飛馬座”火箭發(fā)動機(jī)的幫助下，X-43 最快飛行速度達(dá)到9.8馬赫。助推發(fā)動機(jī)分離后，依靠自身超燃沖壓發(fā)動機(jī)推動，X-43 仍飛出了9.68 馬赫的驚人速度，打破世界最快無人飛行器的世界紀(jì)錄。