X-43A

Boeing X-43 er en hypersonisk fly, eksperimenterende, ubemandet, en teknologi demonstrant med planlagte varianter i forskellige størrelser til at teste forskellige aspekter af den højtydende supersoniske fly; den X43A er en del af NASAs Hyper-X-program.

X-43 har vundet flere hastighedsrekord for jetfly.

Projekt historie

Den første version af X-43A, er designet til at opnå en hastighed højere end Mach 7, omkring 8050 km / t i en højde af ca. 30 000 m. X-43A er et fly brugbar én gang, og er designet til at falde i havet uden mulighed for at blive genvundet. Hidtil tre er blevet bygget; den første er blevet ødelagt, mens de to andre med succes har fløjet med scramjet motor i drift i cirka 10 sekunder, efter at der indtraf en nedstigning på 10 minutter og derefter programmeret virkningen med havet.

X-43 er en del af NASAs Hyper-X-program, der er involveret store virksomheder, såsom Boeing, MicroCraft Inc, Orbital Sciences Corp og "General Applied Science Laboratory." Budgettet for dette program er stadig aktiv 250 mio. Et efterfølgende program til at udvikle X-43C var blevet planlagt, men er i øjeblikket suspenderet.

De blev planlagt andre fly af X-43, men efter testen i november 2004 deres planer er suspenderet. De ville være nødt til at have den samme grundlæggende struktur i »X-43A, selv om flyet skulle være dimensioneret moderat eller betydeligt større.

  • X-43B: det næste skridt, X-43B, ville have været en flyvemaskine af større dimensioner, med en indbygget kombineret cyklus turbinemotor eller en raketmotor kombineret cyklus ISTAR. Jet turbiner eller raketter ville oprindeligt bragt flyet til supersonisk hastighed. En ramjet ville gå i aktion med en hastighed på Mach 2,5, derefter flyttet til scramjet konfiguration omkring Mach 5.
  • X-43C: X-43C ville være en smule 'største X-43A og ville have til at teste brugen af ​​motorbrændstof kulbrinter, eventuelt med scramjet motor HyTech. Mens de fleste af de projekter af scramjet brug som brændstof brint, HyTech arbejder med brændstof ligner petroleum, som er mere praktisk for driften af ​​operationelle fly. Det var planlagt opførelsen af ​​en motor faktiske størrelse, der var til at bruge samme brændsel som kølemiddel. Systemet med varmevekslere brændstof / luft-motoren ville blive brugt som en kemisk reaktor for at bryde de langkædede carbonhydrider og omdanne dem til kortere carbonhydrider, der brænder ud hurtigere. I marts 2004 var annonceringen af ​​ubestemt suspension af projektets X-43C. I midten af ​​2005, men de blev tildelt midler til at fortsætte sin udvikling frem til udgangen af ​​året.
  • X-43D: X-43D skulle være væsentlige identisk med X-43A, som er en model af reducerede dimensioner, men med det mål at nå Mach 15. Indtil september 2007 blev det kun gennemført en forundersøgelse til del af Donald B. Johnson af Boeing og Jeffrey S. Robinson af NASAs Langley Research Center. Som rapporteret i indledningen til deres projekt, var formålet med X-43D at indhente de oplysninger om driftsbetingelserne og drift af motoren under flyvning ved høj Mach numre, oplysninger, der er svært, hvis ikke umuligt, at få fra jorden .

Teknik

Celle

Flyet X-43A er en lille eksperimenterende fly, ubemandede, måling kun 3,65 m længde.
X-43 har en aerodynamisk form stand til at generere lift til flyvningen selv med kroppen af ​​den enhed, der er en enhed med vinger. Den samlede vægt af flyet er omkring 1 300 kg. X-43A er udformet således, at den kan styres både de meget høje hastigheder flyvning i fase af afstamning glide i fravær fremdrift. Men det er blottet for landingssystemer og kan derfor ikke genbruges. De fly, der anvendes i forsøgene blev udfældet i Stillehavet ved afslutningen af ​​testen.

En raket med vinger med X-43 findes i spidsen, en konfiguration kaldes "stak", der blev lanceret af et fly. Efter at raketmotorer har bragt til at dele og til målet hastighed, er X-43 adskilt fra stakken og kan flyve frit ved hjælp af sin egen motor, en scramjet.

Motorer

Flyet er designet til at teste og udvikle nye typer af motorer kaldet supersoniske forbrænding ramjet supersoniske eller mere kortfattet: "scramjet", en variation af Ramjet hvor den eksterne forbrændingen foregår inde luft, der strømmer med overlydshastighed. Designerne af X-43A har sørget for, at formen på flyet påvirker fremdrift, samt traditionelt påvirke aerodynamik: i dette projekt, den forreste del af flyet er en del af luftindtaget systemet, mens Den sidste del fungerer som en dyse.

Motoren af ​​X-43A havde som vigtigste brændstof brint. I testen vellykket, er det blevet brugt omkring et kilo brændstof. Men på grund af vanskelighederne ved at transportere og opbevare hydrogen, og også i fremstilling af den, vil X-43 bruge følgende brændstoffer baseret på carbonhydrider, den mest almindelige. I modsætning til raketter, skal du gøre scramjet ikke bære den nødvendige ilt til motorens funktion. Elimineringen af ​​dette krav reducerer størrelsen og vægten af ​​flyet. I fremtiden kan en sådan veivoli lys føre tungere last, eller bære belastninger med samme vægt mere effektivt.

Den scramjet arbejde kun på hypersonisk hastigheder fra Mach 4,5, så vi har brug for nogle raketter eller andre jetmotorer til at lancere flyet til den minimale hastighed. I tilfælde af X-43A blev luftfartøjet accelereres til høj hastighed af en Pegasus raket affyres fra en B-52 modificeret.

Motorerne af testen flyet X-43A var specielt designet til en bestemt hastighed, og kunne komprimere og antænde luft-brændstofblandingen, når luften strømmer som forventet. De første to X-43A var designet til en flyvning med en hastighed på omkring Mach 7, mens den tredje er designet til at flyve på omkring Mach 10.

Succesen med den anden flyvning af X-43A gjorde ham den hurtigste fly i verden mellem dem, der bruger luft, selv om det ikke var den første scramjet kører. Dette påvirker australske titel HyShot: stadig knyttet til missil, at det havde lanceret HyShot gik i land i flyvning fremdrift i 2002.

Systemer og installationer

Rejser med supersonisk hastighed frembringer en betydelig mængde varme, der genereres ved friktionen produceret af luftmodstanden. Ved høje hastigheder, kan varmen blive så intens, at nogle metalliske dele af luftfartøjet kan nå smeltetemperatur. For at forhindre dette i at ske, blev X-43A forventes at cirkulere vand omkring kappen af ​​motoren og under kanterne af angreb af flankerne af flyet, således at køle overflader. I tester vandet cirkulationen blev aktiveret fra Mach 3. I fremtiden kunne du cirkulere i disse zoner brændstoffet, som allerede sker i dyserne mange flydende brændstof raketter i høj hastighed fly såsom Lockheed SR-71.

Operationel historie

Den første test af "X-43A lavet af NASA Jun 2, 2001 mislykkedes på grund af tabet af kontrol over Pegasus raket fandt sted 13 sekunder efter adskillelse fra B-52. Raketten, mens der i transsonisk regime, undergik en gynge til de betjeningselementer, som til sidst førte til svigt af højre.
Dette forårsagede en signifikant afvigelse fra den programmerede bane af raketten, og derfor stakken blev ødelagt af sprængladningen om bord raketten som en sikkerhedsforanstaltning. Undersøgelse af hændelsen fastslået, at bidrage til ulykken var de ukorrekte oplysninger om adfærd raketten og dens fly kapacitet i denne form, men det blev ikke identificeret en enkelt faktor som den vigtigste årsag til fiasko.

I den anden test af 7 mar 2004 blev Pegasus optændt held og udgivet testen flyet højde af cirka 29.000 meter. Efter separation luftindtag motoren var åben, startes motoren og flyet vendte væk fra raketten nå Mach 6,83
. Brændstoffet fodret motoren i 11 sekunder, hvorunder luftfartøjet rejste 24 km derfra. Efter frakobling, controllerne var stadig i stand til at flyve flyet og kontrolleret i flere minutter under afmatning forårsaget af modstand og afstamning luften i en lang dykke i Stillehavet. Tophastigheden blev indspillet ved nedlukning af Pegasus men scramjet motor fremskyndet luftfartøj under flyvning cabrato efter den lille nedgang i hastighed efter separation.

Den tredje flyvning af Boeing X-43A sat en ny hastighedsrekord for en fly: 11 200 km / t, tæt på Mach 10.
NASA fløj en tredje udgave November 16, 2004, nåede en hastighed på Mach 9.68 i en højde af 34.000 meter, der giver dem mulighed for yderligere at teste evnen af ​​flyet til at sprede store mængder af varme, der genereres. X-43A blev lanceret af en modificeret Pegasus raket, til gengæld faldet fra et B-52 på 13,157 meter. Efter en flyvning varede 10 sekunder takket være scramjet, X-43A styrtede ud for kysten i det sydlige Californien.