Боинг X-51 Waverider - Boeing X-51 Waverider

X-51 Waverider
X-51A Waverider.jpg
Художественный концепт X-51A во время полета
РольРоботизированный демонстратор технологий, гиперзвуковой испытательный самолет
национальное происхождениеСоединенные Штаты
ПроизводительБоинг
Первый полет26 мая 2010
Положение делЛетные испытания
Основной пользовательВВС США
Количество построенных4[1]

В Боинг X-51 Waverider является беспилотный исследование ГПВРД экспериментальный самолет за гиперзвуковой полет на скорости 5 Махов (3300 миль / ч; 5300 км / ч) и высоте 70 000 футов (21 000 м). В 2005 году самолет получил обозначение X-51. Он совершил свой первый гиперзвуковой полет 26 мая 2010 года. После двух неудачных испытательных полетов X-51 выполнил полет продолжительностью более шести минут и достиг скорости более 5 Махов за 210 секунд. 1 мая 2013 года на самый продолжительный гиперзвуковой полет с двигателем.

Waverider в целом относится к самолетам, использующим лифт сжатия производятся собственными ударные волны. Программа X-51 была результатом совместных усилий ВВС США, DARPA, НАСА, Боинг, и Пратт и Уитни Рокетдайн. Программой руководило Управление аэрокосмических систем США. Исследовательская лаборатория ВВС (AFRL).[2][3] Технология X-51 предлагается для использования в высокоскоростном ударном оружии (HSSW), ракете со скоростью 5+ Маха, которая может поступить на вооружение в середине 2020-х годов.

Дизайн и развитие

В 1990-х годах Исследовательская лаборатория ВВС (AFRL) начала HyTECH программа для гиперзвуковых движение. Pratt & Whitney получила контракт от AFRL на разработку на углеводородном топливе ГПВРД двигатель, который привел к разработке двигателя SJX61. Двигатель SJX61 изначально предназначался для НАСА X-43C, который в итоге был отменен. Двигатель был использован в программе AFRL для демонстрации двигателей Scramjet Engine Demonstrator в конце 2003 года.[4] 27 сентября 2005 года летательный аппарат с ГПВРД получил обозначение X-51.[5]

Х-51А под крылом Б-52 на База ВВС Эдвардс, Июль 2009 г.

В летных демонстрациях X-51 перевозится В-52 на высоту около 50 000 футов (15 км; 9,5 миль), а затем выпущен над Тихим океаном.[6] X-51 изначально приводится в движение MGM-140 ATACMS твердотопливный ракетный ускоритель до примерно 4,5 Маха (3000 миль / ч; 4800 км / ч). Затем ракета-носитель сбрасывается, и ГПВР Pratt & Whitney Rocketdyne SJY61 разгоняет его до максимальной скорости полета около 6 Махов (4000 миль / ч; 6400 км / ч).[7][8] X-51 использует JP-7 топливо для ГПВРД SJY61, несущего на борту 270 фунтов (120 кг).[1]

Приложения для гиперзвуковых технологий

DARPA когда-то рассматривало X-51 как ступеньку к Blackswift,[9] запланированный гиперзвуковой демонстратор, который был отменен в октябре 2008 года.[10]

В мае 2013 года ВВС США планировали применить технологию X-51 в High Speed ​​Strike Weapon (HSSW), ракете, аналогичной по размеру X-51. HSSW может вылететь в 2020 году и вступить в строй в середине 2020-х годов. Предполагается наличие ряда 500–600 нм, летите со скоростью 5–6 Маха и садитесь на F-35 или во внутреннем отсеке БИ 2 бомбардировщик.[11]

Тестирование

Двигатель SJX61-2 успешно прошел наземные испытания, моделируя режим полета со скоростью 5 Маха.

Наземные и автономные испытания

Наземные испытания Х-51А начались в конце 2005 года.[нужна цитата ] Завершена предварительная версия Х-51 «Наземный демонстрационный двигатель № 2». аэродинамическая труба тесты в НАСА Исследовательский центр Лэнгли 27 июля 2006 г.[12] Там испытания продолжались до тех пор, пока 30 апреля 2007 года не был успешно завершен имитационный полет X-51 на скорости 5 Махов.[13][14] Тестирование предназначено для наблюдения ускорение между 4 и 6 Махами и продемонстрировать, что гиперзвуковой толкать «не только удача».[15][16] Изначально на 2009 г. планировалось провести четыре испытательных полета. Однако первый полет X-51A на B-52 был проведен 9 декабря 2009 г.[17][18] с дальнейшими рейсами в начале 2010 г.[19][20]

Летные испытания с приводом

Первый полет X-51 с двигателем был запланирован на 25 мая 2010 г., но наличие грузовое судно путешествуя по части Авиабаза ВМФ Пойнт Мугу Sea Range вызвал 24-часовую задержку.[21] X-51 успешно завершил свой первый полет с двигателем 26 мая 2010 года. Он достиг скорости 5 Махов (3300 миль в час; 5300 км / ч), высоты 70 000 футов (21 000 м) и пролетел более 200 секунд; Однако он не соответствовал запланированной продолжительности полета в 300 секунд.[22][23] У испытания было самое продолжительное время гиперзвукового полета в 140 секунд в режиме ГПВРД.[23] В Х-43 имело предыдущее самое долгое время горения полета 12 секунд,[23][24][25] при этом был установлен новый рекорд скорости - 9,68 Маха.

Были запланированы еще три испытательных полета и использовался тот же полет. траектория.[25] Boeing предложила Исследовательской лаборатории ВВС (AFRL) добавить два испытательных полета, чтобы увеличить общее количество до шести, причем полеты будут выполняться с интервалами от четырех до шести недель при условии отсутствия сбоев.[26]

Второй испытательный полет первоначально был запланирован на 24 марта 2011 г.[27] но не проводился из-за неблагоприятных условий испытаний.[28] Полет состоялся 13 июня 2011 года. Однако полет над Тихим океаном закончился досрочно из-за бухты. отключать событие после увеличения скорости до 5 Маха. Исследуются летные данные испытаний.[29] B-52 выпустил X-51 на высоте около 50 000 футов (15 000 м). Горит ГПВП Х-51. этилен, но не смогла должным образом перейти на работу на топливе JP-7.[30]

Третий испытательный полет состоялся 14 августа 2012 года.[31] X-51 должен был совершить 300-секундный (5 минут) экспериментальный полет на скорости 5 Махов (3300 миль / ч; 5312 км / ч).[32] После отделения от ракетного ускорителя корабль потерял управление и упал в Тихий океан.[33] Исследовательская лаборатория ВВС США (AFRL) определила, что проблема заключалась в том, что верхний правый аэродинамический стабилизатор X-51 разблокировался во время полета и стал неконтролируемым; все четыре киля необходимы для аэродинамического контроля. Самолет потерял управление до того, как загорелся ГПВРД.[34][35]

1 мая 2013 года X-51 провел свои первые полностью успешные летные испытания в своем четвертом испытательном полете. X-51 и ракета-носитель отделились от B-52H и разгонялись до 4,8 Маха (3200 миль / ч; 5100 км / ч). Затем он полностью отделился от ускорителя и зажег собственный двигатель. Затем испытательный самолет разогнался до 5,1 Маха (3400 миль / ч; 5400 км / ч) и пролетел 210 секунд до тех пор, пока не закончилось топливо и не погрузился в Тихий океан у мыса Мугу на более шести минут общего времени полета; этот тест был самым продолжительным воздушным дыханием гиперзвуковой полет. Исследователи собрали данные телеметрии за 370 секунд полета. Тест означал завершение программы.[36][37][38] Исследовательская лаборатория ВВС считает, что успешный полет послужит исследованием для практического применения гиперзвукового полета, такого как ракета, разведка, транспорт и дышащий воздухом первая ступень космической системы.[39]

Характеристики

Данные из Боинг,[40] Воздушные силы[1]

Спектакль

  • Максимальная скорость: 3900 миль / ч (6200 км / ч, 3400 узлов)
  • Максимальная скорость: 5,1 Маха
  • Классифицировать: 460 миль (740 км, 400 миль)
  • Практический потолок: 70,000 футов (21,300 м)

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c "Информационные бюллетени: X-51A Waverider". ВВС США. Получено 6 апреля 2015.
  2. ^ «Успешная проверка конструкции и испытания двигателя приближают Boeing X-51A к полету». Боинг. 1 июня 2007 г. Архивировано с оригинал 11 июня 2008 г.
  3. ^ "Новое управление аэрокосмических систем AFRL обретает форму". USAF. 27 июня 2012 г. Архивировано с оригинал на 2013-03-09.
  4. ^ Уорик, Грэм. «Х-51А продемонстрирует первый практический ГПВП» В архиве 8 февраля 2010 г. Wayback Machine. Международный рейс, 20 июля 2007 г.
  5. ^ «Ежемесячный отчет Управления ГРП» (PDF). ВВС США. Сентябрь 2005 г. Архивировано с оригинал (PDF) 12 декабря 2006 г.
  6. ^ «WaveRider совершает первый полет». Air Force Times. 21 декабря 2009 г. Архивировано с оригинал 1 января 2013 г.. Получено 22 декабря 2009.
  7. ^ «Успешная проверка конструкции и испытания двигателя приближают Boeing X-51A к полету» В архиве 11 июня 2008 г. Wayback Machine. Boeing, 1 июня 2007 г. Дата обращения: 28 июля 2008 г.
  8. ^ «Полет X-51A Waverider запланирован на 25 мая» В архиве 20 октября 2012 г. Wayback Machine. ВВС США, 20 мая 2010 г. Дата обращения: 20 мая 2010 г.
  9. ^ Бергер, Брайан.«НАСА помогает ВВС США готовиться к полетам X-51 в 2009 году» В архиве 5 июня 2009 г. Wayback Machine. Space.com, 8 сентября 2008 г.
  10. ^ Тримбл, Стивен. «DARPA закрывает гиперзвуковой испытательный стенд Blackswift» В архиве 20 мая 2011 г. Wayback Machine. Flight Global, 13 октября 2008 г.
  11. ^ Норрис, Гай (20 мая 2013 г.). «Скоростное ударное оружие, созданное на основе полета X-51». Авиационная неделя и космические технологии.
  12. ^ «Завершены испытания гиперзвуковой двигательной установки на скорости 5 Махов». Космос ежедневно. Получено 28 июля 2008.
  13. ^ «Революционный двигатель ГПВР от Pratt & Whitney Rocketdyne успешно обеспечивает первый имитационный полет X-51A» В архиве 19 марта 2012 г. Wayback Machine. Pratt & Whitney Rocketdyne, 30 апреля 2007 г.
  14. ^ "Первый информационный бюллетень программного комитета AIAA HyTASP" В архиве 26 июля 2011 г. Wayback Machine. AIAA, апрель 2008 г.
  15. ^ Коппингер, Роб. "Дата запуска Hypersonic X-51A - декабрь В архиве 9 августа 2009 г. Wayback Machine ". Flight Global, 6 августа 2009 г. Дата обращения: 29 апреля 2010 г.
  16. ^ "Гиперзвуковой испытательный полет на трассе"[постоянная мертвая ссылка ]. Авиационная неделя, 5 августа 2009 г.[мертвая ссылка ]
  17. ^ «X-51A WaveRider впервые совершит поездку на борту B-52» В архиве 7 июня 2011 г. Wayback Machine. Edwards AFB News, 11 декабря 2009 г.
  18. ^ "X-51A WaveRider впервые поднялся на борт B-52". Космическое путешествие. 18 декабря 2009 г.
  19. ^ «Х-51 готовится к первому полету» В архиве 8 марта 2010 г. Wayback Machine. USAF Edwards AFB News, 4 марта 2010 г.
  20. ^ «Полет X-51A запланирован 25 мая» В архиве 25 мая 2010 г. Wayback Machine. ВВС США, 20 мая 2010 г.
  21. ^ «Судоходство задерживает запуск X-51A». USAF. 26 мая 2010. Архивировано с оригинал 8 июня 2010 г.
  22. ^ Уорик, Грэм (26 мая 2010 г.). "Первый гиперзвуковой полет X-51A признан успешным". Авиационная неделя.[мертвая ссылка ]
  23. ^ а б c Крофт, Джон (27 мая 2010 г.). "X-51A Waverider достигает 5 Маха за 140 секунд полета на ГПВП". Международный рейс. Полет глобальный.
  24. ^ «Boeing X-51A WaveRider побил рекорд первого полета». Боинг (Пресс-релиз). 26 мая 2010 г.
  25. ^ а б «X-51 Waverider совершает исторический гиперзвуковой полет». ВВС США. 26 мая 2010. Архивировано с оригинал на 2016-04-10.
  26. ^ Тримбл, Стивен (31 марта 2009 г.). «Полет X-51A может привести к версии B». Международный рейс: 9.
  27. ^ Хенниган, У.Дж., "Повторное тестирование гиперзвукового корабля", Лос-Анджелес Таймс, 24 марта 2011 г., стр. БИ 2.
  28. ^ Крофт, Джон. «ВВС начинают миссию, но не хотят сбрасывать X-51A» В архиве 26 марта 2011 г. Wayback Machine. Международный рейс, 25 марта 2011 г.
  29. ^ «Второй гиперзвуковой полет Х-51 закончился преждевременно». Международный рейс. Flightglobal. 15 июня 2011 г.
  30. ^ Мехурон, Тамар А. (август 2011 г.). "Air Force World, второй этап испытаний X-51" (PDF). Журнал ВВС. 94 (8): 17. Получено 4 августа 2011.
  31. ^ Шахтман, Ной (август 2012 г.). "Сделай или умри для Ракеты Мах 5". Комната опасности. Получено 14 августа 2012.
  32. ^ «Гиперзвуковой самолет долетит Нью-Йорк – Лос-Анджелес за час». Ежедневные новости Нью-Йорка.
  33. ^ Вайнбергер, Шарон (15 августа 2012 г.). "X-51 Waverider: амбиции гиперзвукового реактивного самолета терпят неудачу". BBC. Получено 15 августа 2012.
  34. ^ Маджумдар, Дэйв (15 августа 2012 г.). «Испытательный полет X-51A Waverider закончился неудачей». Международный рейс. Получено 15 августа 2012.
  35. ^ «Августовский сбой Boeing X-51, вероятно, из-за плавника, резонанса» В архиве 14 октября 2016 г. Wayback Machine. Flightglobal.com, 25 октября 2012 г.
  36. ^ «Boeing X-51A WaveRider установил рекорд успешного 4-го полета» В архиве 4 марта 2016 г. Wayback Machine. Боинг, 3 мая 2013 г.
  37. ^ «Программа Hypersonic X-51 завершилась успехом» В архиве 11 октября 2016 г. Wayback Machine. Flight International, 3 мая 2013 г.
  38. ^ "X-51A Waverider достиг гиперзвуковой цели в последнем полете" В архиве 12 апреля 2016 г. Wayback Machine. Авиационная неделя, 2 мая 2013 г.
  39. ^ «Скоростное ударное оружие, созданное на основе полета X-51» В архиве 4 января 2014 г. Wayback Machine. Авиационная неделя, 20 мая 2013 г.
  40. ^ "X-51A Waverider Backgrounder" В архиве 6 сентября 2012 г. Wayback Machine. Боинг, сентябрь 2012 г.

внешняя ссылка