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成功完成关键设计评审和发动机试验使X,51骑波超燃冲压发动机验证机完成关键设计评审

2019-11-28 02:24

[美国《航宇日报》2007年5月30日报道]X-51超燃冲压发动机验证机已经通过关键设计评审,而且该项目已经开始采购飞行硬件,供在2009年夏天开始的一系列马赫数6~7的飞行试验用。在一系列成功的全尺寸超燃冲压发动机风洞试验后,项目的官员预计第二台超燃冲压发动机将在9月前完成,代号为"放飞发动机"。 由空军研究实验室和国防部国防预先研究计划局领导的该项目的目标是验证有多种用途的可行的高超声速推进系统,从快速打击的高速空地导弹到全球到达侦察和进入空间的吸空气推进器。由波音公司和普·惠公司罗克达因分公司组成的合资企业为主承包商。波音公司的X-51项目经理Joseph T. Vogel说,"关键设计评审是我们批准制造飞行器的图章。" 飞行器的唯一目的是在几分钟的飞行中验证超燃冲压发动机,并且在坠入海洋前发回飞行数据。空军研究实验室X-51项目经理Brink说,留下的最重要的问题是X-51A固体火箭助推器的点火器。该助推器是美国陆军的战术导弹系统,它是设计是从海平面发射的。迄今为止,已经在兰利研究中心试验了30多次全尺寸超燃冲压发动机,用的是J-7燃料。本周将恢复马赫数达6.5的试验。

X-51A助推器-与-实验飞行器组合体在15.24 千米高空从母机上释放,当时速度为马赫数0.8。X-51A与母机完全脱离后,助推器按计划点火,将X-51A的速度提高为马赫数4.8,这时实验飞行器分离,并按计划做了一次翻滚机动。

[英国《防务新闻》2007年6月4日报道]波音公司的X-51A骑波超燃冲压发动机验证机近来完成了关键设计评审并首次点燃发动机,这是首次飞行所必须的两个项目里程碑。,由美国空军、国防预先研究计划局、NASA、波音公司和普·惠公司罗克达因分公司组成的集团目标是,通过X-51A项目验证高超声速飞行能力。上周进行的CDR让政府和工业界的官员评审和证实飞行器的设计、装配、一体化和飞行试验计划。评审是该项目的一个关键部分,它表明飞行器的设计对于其要求来说已经成熟,采购、制造和装配流程也已经确定。在成功点燃普·惠公司X-1发动机验证机期间,试验工程师用全权数字电子发动机控制器来模拟马赫数5的空速。碳氢燃料的超燃冲压发动机也验证了一种闭路热管理系统,该系统冷却发动机硬件并调节进入燃烧室的燃料。X-1是该项目的两台地面试验发动机中的第一台。成功完成CDR和X-1地面验证表明,X-51A正在按2009年首次飞行试验的目标前进。波音公司先进系统总裁George Muellner说,"CDR和发动机试验是X-51A项目的关键证实点。X-51A是一个重要的系统,它将回答为研制未来高超声速飞行器所必须的许多问题,这种飞行器可以用于向空间投放有效载荷以及用于大气层飞行。" 下一步,X-51A团队将进行飞行前风险评估,该评估将冻结研制进度并解决遗留的采购、制造、装配和飞行试验计划的问题。当评估完成并且飞行后,X-51A将验证在马赫数4.5~6.5范围内的可缩放的超燃冲压发动机的推进技术、高温材料、机体/发动机一体化和其他关键技术。X-51A将为包括进入空间在内若干高超声速用途打下基础。

本次飞行首次使用了以碳氢为燃料的超燃冲压发动机,发动机中的燃料起到制冷发动机的作用,热量则用于裂化燃料使其经过喷射形成超声速气流时能够燃烧。这种热均衡能让发动机一直运行下去,只要有燃料。

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布林克说:已经决定暂停另外三次飞行试验,目的是节省剩余资金,这些资金将在2010年7月用完。不过他表示,要将该项目扩展至10月或11月,以保留关键技术。2010年空军实验室已经没有更多可用资金,布克林希望2011财年能有资金投入。

波音公司项目经理表示,飞行控制软件性能很好。飞行器在所有方向下都不稳定。虽然尚无确凿的证据,不过研究人员找出了问题所在,并解决它。可能的原因是出现缝隙,或是作动器失灵,或是错误计算了X-51A在较低马赫数时的阻力。

下一步要做什么,取决于投资情况。虽然安排了四次飞行试验,不过由于首次发射在很大程度上取得了成功,后续的试验中可能会增加试验目标。布林克说,波音公司已经提出改进软件,验证航点制导,这是未来发展远程打击导弹所需的技术。

爱德华空军基地的空军飞行测试中心因为B-52轰炸机的问题多次推迟试验而遭受谴责,不过布林克赞扬试验团队实现了26日的发射飞行。

达到马赫数5之后,X-51A开始减速。遥测数据流中断时,靶场安全官员确认实验飞行器已经按计划坠毁,飞行试验结束。

X-51A超燃冲压发动机制造商普惠-洛克达因公司负责超声技术的主任表示,初步数据显示发动机性能非常好。首次发射使研究人员获得了很多重要信息:用乙烯点火、转而燃烧乙烯和JP-7、使JP-7达到燃烧状态、单独燃烧JP-7并燃烧200秒。飞行器接受指令坠毁时,其上还有剩余燃料。

为省资金后续试验暂停

2010年5月26日,X-51A 在太平洋上空点燃超燃冲压发动机并加速,不过发动机只燃烧了200秒,而不是预计的300秒。飞行器速度达到马赫数5,并没有超过马赫数6。之后飞行器开始减速,遥测数据流中断,飞行试验结束,飞行器按计划坠毁。

超燃冲压发动机首次以碳氢为燃料

高超试验首飞取得95%成功

美国空军研究实验室项目经理查尔斯•布林克说:我们取得了95%的成功,不过加速缓慢以及燃烧时间短的原因尚不清楚。另外三个X-51A飞行器已经建造完毕,不过暂时不进行飞行试验,因为第一次飞行遭到推迟已经消耗了大部分可用资金。试验团队希望本次成功飞行可以带来新的投资源,在2011年继续实施系列试验。

2004年NASA由超燃冲压发动机提供动力的X-43A速度达到马赫数9.7,不过它的发动机只燃烧了10秒钟就融化了。

[据美国aviationweek网站近日报道] 美国X-51A 乘波者进行了迄今最长时间的吸气式超燃冲压发动机试验后,X-51A试验团队正在等待本次成功能否带来投资、推动项目继续发展的消息。

X-51A速度降至马赫数4.73之后,使用乙烯点燃超燃冲压发动机,之后转而使用JP-7碳氢燃料。X-51A开始加速,但是加速度比预期的要低——最高只达到0.15g,而不是预计的0.22g。研究人员注意到发动机舱背部温度较高,但不清楚原因。

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