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飞行速度达到了超乎想像的9.8马赫
美国X－43A验证机再续高超音速神话
作者：King 点击数：10543
如果问两分钟的时间你能做些什么？相信对很多人而言，这还真是道难题。泡杯茶？不够，抽支烟？也不够，甚至连打个盹都不够。可是美国宇航局的科学家告诉你：两分钟，足以从北京到天津跑一个来回！这绝不是耸人听闻，11月16日，美国宇航局的X－43A高超音速验证机在第三次试飞中创造了这一奇迹。
刷新试飞纪录
11月16日下午，一架经过改装后的B－52轰炸机搭载着X－43A验证机从爱德华兹空军基地起飞。两架F－18战斗机在空中担任护航工作，它们配备了高清晰摄像机，以便地面专家及时掌握试验情况。在飞行到1.2万米的高空后，B－52轰炸机与“X－43A”分离，同时，捆绑在“X－43A”上的飞马座火箭点火，将“X－43A”推至大约3万米的高空。随后“X－43A”打开进气室，启动冲压式发动机，依靠自身动力以每小时11260千米的速度飞行了大约10秒钟，坠入预先划定的太平洋上的限制试验区。
在大约3万米的高空，它的飞行速度达到了超乎想像的9.8马赫数（约3千米/每秒），刷新了今年3月“X－43A”第二次试飞时所创造的6.8马赫数的吉尼斯世界纪录。
“X－43A”再创极速神话的奥秘在于其独特的超音速燃料冲压式喷气发动机。与普通民航机不同，它可以吸进空气中的氧气以作为一种补充动力，这样不仅能为飞机提供无比强大的动力，而且还极大减轻了飞行燃料载荷。而普通飞机在进入高空稀薄大气层时，必须使用自身携带的固态或液态氧，才能保证燃料充分燃烧，以提供足够推力。
能呼吸的发动机
这个动力强劲的飞天客究竟是怎么工作的呢？简单说来，核心在于“冲压”两字。冲压是迎面气流进入发动机后减速、增压的过程。高速气流（氧气包含在其中）经扩张减速，气压和温度升高后，进入燃烧室与燃料氢混合燃烧，所产生的热气体膨胀加速后由喷口急速排出，从而产生强大推力。这种吸气和排气过程同我们的呼吸相似，因此被人们称为“能呼吸的发动机”。
冲压发动机的推力与进气速度有关，以3倍音速进气时，在地面产生的静推力可高达20万牛顿。“X－43A”的进气速度约为4马赫数，它的理论飞行速度最高可达15马赫数。冲压发动机构造简单，质量轻、体积小，推重比大，非常适合驱动高超音速飞行器，如航天飞机、先进反舰导弹等。但冲压发动机没有压气机，不能在地面静止情况下启动，所以不适合作为普通飞机的动力装置。通常需要搭载一个助推器，使飞行器获得一定的飞行速度，然后再启动冲压发动机。这也就是为什么“X－43A”要搭载在B－52轰炸机上起飞的原因。
以新技术引领未来
除了动力强劲的引擎，“X－43A”的其他方面也有很多过人之处。在时速上万千米的高速下，“X－43A”尾翼边缘与大气的剧烈摩擦能产生3600度左右的高温，足以融化任何金属，在它的碳－碳热保护材料上还加上了专门的热保护涂层。另外，地面实验室不可能用风洞模拟出每小时上万千米高速气流下的物理状况，因此本次X－43A发动机的所有设计数据都通过计算得来，这对设计师是一个巨大的挑战。令人惊奇的是，他们通过数学模型计算出来的数据与实验采集的数据的误差只有2％。这为今后的进一步改进打下了坚实基础。
“X－43A”飞行试验共耗时8年，耗资2.3亿美元。2001年，由于导航系统故障，“X－43A”进行第一次试飞时以失败而告终。今年3月，“X－43A”进行的第二次试飞取得成功，它以将近7倍音速(约8300千米/小时)飞行了约22千米，把当时的世界纪录提高了一倍多。11月的这次飞行是“X－43A”进行的第三次试验，也是最后一次试验。美国将在未来5年内实施第二阶段的试验，飞行器代号为“X－43B”，第二阶段的试验目标是验证飞向太空的高速发动机的性能和耐用性。
（李鉴）
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