X - 15 ： 扩展飞行边界

目录前瞻 ： 威廉 · H · 达纳Chapter 1新科学X 平面取得了什么成就 ？ 超群导弹影响军事支持一个令人信服的案例道格拉斯模型 671 第 2 章开发一致发动机选项的高超声速研究飞机竞争机体评价的第二个问题CHAPTER 3冲突与创新变化第一次工业会议 (1956) 模拟检查高海拔地梁结构制造撤离系统开发稳定平台开发球鼻开发飞行控制系统起落架进化第二届工业会议 （ 1958 ） 第四章百万马力发动机发动机建议发动机评估发动机奖TR - 1391956 年工业会议更多问题高沙漠中的岩石继续挑战X - 15 AEROJET LR91 后反应马达 XLR11 第 5 章高范围和干湖 MuROC 到 EDWARDS高速飞行站高范围干湖第 6 章准备工作模拟载体飞机追逐和支持飞机对 SPUTNIK 更多 X - 15S 的影响 ？成本超额第 7 章飞行程序 ROLLOUT飞行日原始承包商计划原始政府计划修订它能飞吗 ？1959 飞行周期1960 飞行周期1961 飞行周期1962 飞行期间1963 飞行周期1964 飞行周期1965 飞行周期1966 飞行周期1967 飞行周期1968 年飞行周期纠正监督CHAPTER 8研究计划生物医学研究MH - 96 自适应控制系统的后续实验项目早期规划已批准的试验床实验其他流动实验可恢复的增压系统 RAMJETSThin DELTA 翅膀 HIRES附录 A精选传记MICHAEL J. ADAMS ， 美国空军 NEIL A. ARMSTRONG ， NASA JOHN V. BECKER, NASA PAUL F. BIKLE, NASAA. SCOTT CROSSFIELD, NAA WILLIAM H. DANA, NASA HUGH L. DRYDEN, NASA JOE H. ENGLE, USAF CHARLES H. FELTZ, NAAIVEN C. KINCHELOE, JR., USAF WILLIAM J. Knight, USAF JOHN A. MANKE, NASAJOHN B. MCKAY, NASA FORREST S. PETERSON, USN ROBERT A. RUSHWORTH, USAF Hartley A. SOUL, NASA HARRISON A. STORMS, JR., NAA MILTON O. THOMPSON, NASA JOSEPH A WALKER, NASA ALVIN S. WHITE, NAA罗伯特 · 怀特 ， 美国空军沃尔特 · 威廉姆斯 ， 美国宇航局附录 BX - 15 飞行日志附录 CX - 15 飞机的物理特性前瞻 ： 威廉 · H · 达纳X - 15 是一架加速飞机。当 X - 15 飞行员回顾他的 X - 15 飞行时，他记得的是加速度。这些感觉中的第一个是 B - 52 升力引起的加速度，这使 X - 15 保持在发射高度并防止其坠落到地球。当 X - 15 飞行员击中发射开关时，X - 15 不再可以使用 B - 52 升降机。由于地球的重力，X - 15 在加速度下坠落，飞行员将其识别为 “自由落体 ” 或“ 零 g ” 。“只有当飞行员启动发动机并在 X - 15 上放了一些“ g ” 时，这种坠落的感觉才得以缓解。X - 15 飞行中遇到的下一个印象是在发射后几秒钟发动机点燃时。一架重达 33, 000 磅的飞机由 57, 000 磅的发动机加速，导致胸部到背部的加速度几乎为 2 克。然后，随着推进剂的燃烧和大气随着高度的增加而变薄，胸背加速度增加，大气引起的阻力减小。对于标准的高空任务 （ 250, 000 英尺 ），关闭时的重量和推力接近 15, 000 磅和 60, 000 磅，导致几乎 4 克的胸部到背部加速度。人体在 4 克胸部到背部没有压力，通过关闭，提升开始变得有点痛苦。米勒 · 汤普森曾经观察到，X - 15 是他曾经飞行过的唯一一架飞机，当发动机停止运转时，他很高兴。 X - 15 准备在飞行线上飞行 （ NASA ）在执行高海拔 （ 超过 250, 000 英尺 ） 的任务时，飞行员直到大约 180, 000 英尺才重新获得任何合理的空气来执行撤离，并且直到 130, 000 英尺才能拉动 1 克升力。再入时以恒定的迎角飞行，飞行员允许 g 增加到 5，然后保持 5 g，直到飞机达到约 80, 000 英尺的水平。在着陆跑道上从 80, 000 英尺处的 5 马赫减速到 1 马赫左右，飞行员通过使用速度制动器确定了减速的幅度。这结束了飞行的高 g 部分，除了一名飞行员选择在 50, 000 英尺和 2 马赫的位置开始他的交通模式，并从该起点飞行了 360 度的高架模式。到高空飞行约占 199 架 X - 15 飞行的三分之二。到高速或高动压的航班占另外三分之一，这些航班在整个任务中都保持在大气层内。在助推过程中，高速飞行的飞行员对胸部到背部的加速度有一点感觉 （ 推力仍然大于阻力，但没有像高空飞行那样大 ） 。倦怠后的减速是一种新的感觉。这种情况是高阻力和零推力，飞行员挂在肩带上，汗水从鼻尖滴落到面板内侧。Milt Thompson 收集了有关 X - 15 的轶事 ， 直到今天仍然令人惊讶。 Milt 指出 ， 在 5 马赫时 ， 简单的 20 度航向变化需要 5 g 的正常加速度持续 10 秒。 Milt 还指出 ， 在高速飞行中 ， （ 未经修改的 ） X - 15 - 1 在六秒钟内从 5 马赫加速到 6 马赫。这些是 X - 15 计划时令人大开眼界的数字。我们这些在 190 航班上的人认为 X - 15 将无限期地继续飞行。然后，在 191 航班上，迈克尔 · J 少校亚当斯经历了电气不规则性，这使惯性飞行仪器不可靠，并且可能使他迷失方向。无论如何，在最高高度 （ 266, 000 英尺 ），X - 15 开始向右偏航。它重新进入大气层，与飞行路线交叉偏航，进入高速旋转。它最终脱离了旋转，但分手了。 在折返过程中杀死了飞行员.飞机和飞行员的损失是整个计划的丧钟。计划管理层决定不再飞行 X - 15A - 2 ， 而仅在 1968 日历年飞行 X - 15 - 1 。 X - 15 于当年 10 月 24 日进行了最后一次飞行 ， 然后淡出了航空历史。威廉 · H · 达纳德莱顿飞行研究中心飞行员 ， 最后一次 X - 15 飞行1968 年 10 月 24 日 ， 在 X - 15 计划的最后一次飞行之后 ， 比尔 · 达纳向他的家人致意。前言 ： 高荒地上的火箭尼尔 · 阿姆斯特朗等人将 X - 15 称为 “历史上最成功的研究飞机 ” 。这可能是一个要点 ， 但它肯定是高速 X 飞机中最成功的。鉴于 40 年代在材料和计算机技术方面取得的重大进展 自飞行计划结束多年以来，许多实际的硬件课程不太可能仍然适用。话虽如此，从高超音速建模和飞行在环模拟中吸取的教训，以及通过能够评估针对风洞和理论预测的实际 X - 15 飞行测试结果而获得的洞察力，极大地扩大了研究人员在 20 世纪 70 年代和 80 年代的信心。[1].对于实际的 X - 15 技术没有找到进一步的应用，任何人都不会感到惊讶。Joh Becer 和 Norris Dow 等研究人员以及 Harriso Storms 和 Charlie Feltz 等工程师从未打算将设计代表除了获取航空热数据的便捷平台之外的任何东西。贝克尔曾经认为，对于 X - 15 的最终成功至关重要的是，采用一般的研究配置而不是旨在实现特定任务的车辆原型。贝克尔认为，如果采用原型路线，“我们会选择错误的任务，错误的结构，错误的空气动力学形状和错误的推进。“他们是忠告的好话。[2].事实上，追求纯粹研究形式的决定在一开始就有些争议。凯利 · 约翰逊 （ Kelly Johso ） 认为，这种飞行器应该适合作为战略侦察机。实际上，X - 15 的一些建议试图设计一种具有未来应用的车辆。尽管如此，经过优化以尽可能安全地收集所需数据的车辆的原始兰利概念最终赢得了胜利。正如 HarleySol é 告诉 Harriso Storms 的那样，“你有一架小飞机和一个推力裕度大的大发动机。我们想去 25 万英尺的高度和 6 马赫。我们要研究空气动力学加热。我们不想担心空气动力学稳定性和控制力，也不想担心飞机解体。所以，如果你犯了任何错误，把它们放在强大的一面。你应该有足够的推力来做这项工作。“北美取得了辉煌的成功。[3].从 “小鹰号 ” 到查克 · 耶格尔在 X - 1 上的首次超音速飞行花了 44 年的时间。斯科特 · 克罗斯菲尔德在 D - 558 - 2 Syrocet 中达到 2 马赫之前还需要六年时间。当 Mel Apt 在 3 马赫以上哄骗 X - 2 时，非常短暂的三年过去了，然后失控致死。那里的进展停滞不前，等待三架小型黑色飞机的到来，这将使速度和高度里程碑增加一倍以上。X - 15 飞行计划开始缓慢，主要是因为 XLR99 尚未准备好。这无疑对该计划有利，因为它迫使工程师和飞行员在将包络线推得太远之前获得飞机及其系统的经验。前 20 个月，X - 15 从 Crossfield 的滑翔飞行中基本上复制了 X - 2 的性能 ： 3.5 马赫和 136, 500 英尺。然后 XLR99s 来了，事情变得很严重。在使用临时 XLR11 进行最后一次飞行六天后，鲍勃 · 怀特乘坐 X - 15 - 2 超过了 4 马赫，这是飞行员第一次如此快速地飞行。四个月后，5 马赫也下跌了鲍勃 · 怀特。6 马赫，再次到怀特，又花了六个月的时间。一旦 X - 15 开始使用终极引擎飞行，只花了 15 次飞行就将 X - 2 的最大马赫数提高了一倍。海拔也是类似的故事。 1956 年 9 月 7 日 ， Iven Kincheloe 在 X - 2 上是第一个在 100, 000 英尺以上飞行的人。使用大型发动机进行的 13 次飞行使 Bob White 首次在 200, 000 英尺以上飞行。三个月后 ， 他突破了 300, 000 英尺。一旦它开始飞行有了终极引擎 ， X - 15 只花了 19 个月的时间就将 X - 2 的最大高度提高了一倍。这些都是惊人的成就。有趣的是 ， 尽管 X - 15 通常被认为是 6 马赫的飞机 ， 但三架飞机中只有两架飞过那么快 ， 然后只有四次。另一方面 ， 其他 108 次飞行超过 5 马赫 ， 累计 1 小时 25 分 33 秒的高超音速飞行 ， 在光谱的另一端 ， 只有两次飞行不是超音速的 (其中一次是第一次滑翔飞行) ， 只有 14 次其他飞行没有超过 2 马赫 ， 是一架快速的飞机 ， 同样 ， 30 万英尺以上只有四次飞行 (全部是 X - 15 - 3) ， 但只有最初的滑翔飞行低于 4 万英尺。 [4]尽管出现了，但该程序并不是要设置记录。[5] 该程序达到的实际速度和高度并不是最终的测试，而基本飞机从未达到其宣传的每秒 6, 600 英尺的速度这一事实并没有什么意义。研究人员感兴趣的是飞机飞行的环境。他们想研究动态压力，加热速率和总温度。更具体地说，目标是 ：1.验证现有 （ 1954 年 ） 理论和风洞技术2.研究高 （ 2, 000 psf ） 动压下的飞机结构以及稳定性和控制3.研究高温 （ 1, 200 ° F ） 加热下的飞机结构4.研究与高空提升和再入相关的稳定性和控制问题5.研究失重飞行和高 g 飞行的生物医学效果X - 15 实现了所有这些设计目标 ， 尽管水星计划和其他载人航天工作迅速掩盖了飞机对失重研究的贡献。该计划最终实现了 6, 629 fps 的速度 （ X - 15A - 2 ） ， 354, 200 英尺高度 ， 1, 350 ° F ， 动态压力超过 2, 200 psf 。经过 40 年的事后观察，很明显，从 X - 15