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1、情报交流美国的X51A高超声速发展计划宋博沈娟摘要从计划的背景、飞行器的构造、超燃冲压发标。动机的研发测试以及实际飞行试验等四个方面对X51A的X51A是美国空军研究实验室(AFRL)与国防发展计划作了较为详细的介绍,并据此对美国发展高超声高级研究计划局(DARPA)联合主持研制的超燃冲速飞行技术的研究流程和理念有个一定的了解与认识。压发动机验证机乘波飞行器(SEDWR,Scramjet关键词巡航导弹高超声速X51AEngineDemonstratorWaverider)。它由波
2、音公司与普拉特!惠特尼(以下简称普惠)公司共同开发,由引言一台JP7碳氢燃料超燃冲压发动机推动,设计飞行巡航导弹在美国的武器系统中具有特殊的地位马赫数在6~6.5之间。和作用,是美国未来信息化条件下的首选空袭武器,也是美军实施远程精确打击的重要武器之一。1X51A计划的背景美国于20世纪90年代启动的全球敏捷打美国空军认为,高超声速推进技术是美国亟须击计划自推出以来一直处于低速发展过程中,直发展的关键领域之一,为了达到这一目的,必须走至近年该计划开始迅速发展。美国从改造三叉戟导阶梯式发展的道路。1979年首次发射
3、的先进战弹开始,陆续推出一系列的先进攻击武器概念,包略空射导弹(ASLAM)是早期的高超声速导弹,它括新一代的飞机、无人机和导弹。使用高速冲压发动机实现了马赫数为5.5的飞行,美国军方认为,在未来的数年内美国必须具备虽然达到了高超声速,但由于冲压发动机的燃烧是能针对各种稍纵即逝的时间关键目标(又称时敏目在亚声速状态下进行,效率非常低。解决这一问题标,例如处于行动中的恐怖组织头目、走私核或生的方法是使用超燃冲压发动机,于是X51A计划应化武器的船只等),在一小时内、甚至数分钟内做运而生。出反应,并用超高速武器实施致命打击。
4、20世纪90年代中期,国家空天飞机(NASP,为此,美国国防部正在探索和研制各种先进的NationalAerospacePlane)计划终止后,美国空军转能够全球打击时敏目标的高技术武器,包括无人轰而投资HyTech(HypersonicTechnology)计划以延续炸机、高超声速巡航导弹以及空间再入的高超声速其对高超声速技术的研究。2003年初,AFRL制定飞行器等等。了吸热式燃料超燃冲压发动机飞行验证机(EF在这些高技术武器当中,X51A就是一种比目SEFD)计划,后来该计划更名为SEDWR计划。前美国武器库中
5、任何一种导弹的速度都要快的全球SEDWR计划实际是以DARPA的可负担得起快速打击武器。可以在1h内攻击地球任意位置上的目反应导弹验证机(ARRMD)计划中的乘波器研究为本文20090106收到,宋博系北京航空航天大学博士生,沈娟系中国航天科工集团第三研究院三一〇所助工!36!飞航导弹2009年第5期情报交流基础。2004年1月,AFRL选择波音公司与普惠公司共同制造SEDWR的验证机,由波音公司制造机身,普惠公司生产发动机。2005年9月,美国空军正式将该计划编号为X51A。X51A计划的主要目的之一是对美
6、国空军的HyTech超燃冲压发动机进行飞行试验。这种发动机使用吸热型碳氢燃料,能将飞行器的飞行马赫数从4.5提升到6.5。此外,还有以下目的:其一是获取超燃冲压发动机的地面及飞行试验数据,以加深图1X51A飞行器对物理现象的理解以及开发可用于超燃冲压发动机设计的计算工具;其二是验证吸热式燃料超燃冲压二氧化硅隔热层,其作用是承受飞行器头部高强度发动机在实际飞行状态下的生存能力;其三是通过的气动热载荷,并实现纵向配平,以保证飞行器的自由飞行试验来验证超燃冲压发动机能够产生足够纵向稳定性。巡航体与机体的过渡部分采用了铬镍的推力
7、。铁合金,目的是阻止热量传导到飞行器的其余部虽然X51A计划的主要部分是进行推进试验,分。巡航体与级间部分的蒙皮,包括助推器的四个但它不仅仅是一个对HyTech超燃冲压发动机的测全动尾翼均为铝制。此外,为了在推进段保持稳试计划。发动机与飞行器的整合需要两方面研究过定,助推器上还另外安装了两个铝制的水平尾翼。程的协调发展:高超声速推进飞行试验以及航空器超燃冲压发动机的舱壁则是用由燃料冷却的薄壁铬的研发。高超声速飞行试验过程主要包括:获取地镍铁合金板制成,巡航体的四个可动小翼除在前缘面测试数据、获取飞行测试数据、关联地面/飞行
8、采用了碳碳复合热结构材料外,也均使用铬镍铁数据并做相应的分析以及选定高超声速飞行器的设合金制成。整个飞行器仅在级间部分的某些结构以计工具。另一方面,航空器的研发过程也具有同样及助推器的尾锥上使用了钛合金。助推器的外表面重要的意义。对高超声速飞行器来说,发动机与机仍由钢制成,不过钢质的尾喷
