Боинг Х-51 Вэйврайдер
X-51 Вейврайдер | |
---|---|
![]() | |
Художественный концепт Х-51А во время полета. | |
Роль | робототехнических Демонстратор технологий , гиперзвуковой испытательный самолет |
Национальное происхождение | Соединенные Штаты |
Производитель | Боинг |
Первый полет | 26 мая 2010 г. |
Ушедший на пенсию | 2013 [ нужна ссылка ] |
Статус | Ушедший на пенсию [ нужна ссылка ] |
Основной пользователь | ВВС США |
Количество построенных | 4 [ 1 ] |
Boeing X-51 Waverider — это беспилотный исследовательский с прямоточным воздушно -реактивным двигателем экспериментальный самолет для гиперзвукового полета со скоростью 5 Маха (3300 миль в час; 5300 км/ч) и на высоте 70 000 футов (21 000 м). В 2005 году самолет получил обозначение X-51. Свой первый гиперзвуковой полет с двигателем он совершил 26 мая 2010 года. После двух неудачных испытательных полетов X-51 совершил полет продолжительностью более шести минут и достиг скорости более 5 Маха за 210 секунд. 1 мая 2013 г. - самый продолжительный гиперзвуковой полет с двигателем.
Waverider в целом относится к самолетам, которые используют подъемную силу сжатия, создаваемую собственными ударными волнами . Программа X-51 была совместным проектом ВВС США , DARPA , НАСА , Boeing и Pratt & Whitney Rocketdyne . Программой руководило Управление аэрокосмических систем Исследовательской лаборатории ВВС США (AFRL). [ 2 ] [ 3 ]
Проектирование и разработка
[ редактировать ]В 1990-х годах Исследовательская лаборатория ВВС (AFRL) начала программу HyTECH по созданию гиперзвуковых двигателей . Pratt & Whitney получила контракт от AFRL на разработку , работающего на углеводородном топливе ГПВРД , что привело к разработке двигателя SJX61. Двигатель SJX61 изначально предназначался для NASA X-43C , который в конечном итоге был отменен. Двигатель был применен в программе демонстрации ГПВРД AFRL в конце 2003 года. [ 4 ] 27 сентября 2005 года летно-испытательная машина с ГПВРД получила обозначение X-51. [ 5 ]

В ходе летных демонстраций X-51 поднимается на B-52 на высоту около 50 000 футов (15 км; 9,5 миль), а затем выпускается над Тихим океаном. [ 6 ] X-51 первоначально приводится в движение твердотопливным ракетным ускорителем MGM-140 ATACMS до скорости примерно 4,5 Маха (3000 миль в час; 4800 км/ч). Затем ускоритель выбрасывается, и ГПВРД Pratt & Whitney Rocketdyne SJY61 разгоняет его до максимальной скорости полета около 6 Маха (4000 миль в час; 6400 км/ч). [ 7 ] [ 8 ] В X-51 используется топливо JP-7 для ГПВРД SJY61, несущее на борту 270 фунтов (120 кг). [ 1 ]
Приложения для гиперзвуковых технологий
[ редактировать ]DARPA когда-то рассматривало X-51 как ступеньку на пути к Blackswift . [ 9 ] запланированный гиперзвуковой демонстратор, отмененный в октябре 2008 года. [ 10 ]
В мае 2013 года ВВС США планировали применить технологию X-51 для создания High Speed Strike Weapon (HSSW) — ракеты, аналогичной по размерам X-51. Ожидалось, что HSSW совершит полет в 2020 году и поступит в строй в середине 2020-х годов. Он должен был иметь дальность полета 500–600 морских миль (930–1110 км), летать со скоростью 5–6 Маха и помещаться на F-35 или во внутреннем отсеке бомбардировщика B-2 . [ 11 ]
Тестирование
[ редактировать ]
Наземные и автономные испытания
[ редактировать ]Наземные испытания Х-51А начались в конце 2005 года. [ нужна ссылка ] Предварительная версия X-51, «Наземный демонстрационный двигатель № 2», завершила испытания в аэродинамической трубе в Исследовательском центре НАСА в Лэнгли 27 июля 2006 года. [ 12 ] Испытания продолжались там до тех пор, пока 30 апреля 2007 года не был успешно завершен моделируемый полет X-51 на скорости 5 Маха. [ 13 ] [ 14 ] Целью испытаний является наблюдение за ускорением от 4 до 6 Маха и демонстрация того, что гиперзвуковая тяга «это не просто удача». [ 15 ] [ 16 ] Первоначально на 2009 год было запланировано четыре испытательных полета в неволе. Однако первый полет X-51A на B-52 был проведен 9 декабря 2009 года. [ 17 ] [ 18 ] с дальнейшими полетами в начале 2010 года. [ 19 ] [ 20 ]
Летные испытания с электроприводом
[ редактировать ]Первый полет X-51 с двигателем был запланирован на 25 мая 2010 года, но присутствие грузового корабля , проходящего через часть морского хребта военно-морской авиабазы Пойнт-Мугу, вызвало 24-часовую задержку. [ 21 ] X-51 успешно совершил свой первый полет с двигателем 26 мая 2010 года. Он достиг скорости 5 Маха (3300 миль в час; 5300 км / ч), высоты 70 000 футов (21 000 м) и пролетел более 200 секунд; Однако он не уложился в запланированную продолжительность полета в 300 секунд. [ 22 ] [ 23 ] Испытание имело самое продолжительное время гиперзвукового полета - 140 секунд при использовании ГПВРД. [ 23 ] У X-43 было предыдущее самое продолжительное время полета - 12 секунд. [ 23 ] [ 24 ] [ 25 ] установив новый рекорд скорости - 9,68 Маха.
Были запланированы еще три испытательных полета по той же траектории полета . [ 25 ] Boeing предложил Исследовательской лаборатории ВВС (AFRL) добавить два испытательных полета, чтобы увеличить общее количество до шести, при этом полеты будут осуществляться с интервалом в четыре-шесть недель при условии отсутствия сбоев. [ 26 ]
Второй испытательный полет первоначально был запланирован на 24 марта 2011 года. [ 27 ] но не было проведено из-за неблагоприятных условий испытаний. [ 28 ] Полет состоялся 13 июня 2011 года. Однако полет над Тихим океаном завершился досрочно из-за отказа воздухозаборника после разгона до скорости 5 Маха. Исследуются летные данные испытаний. [ 29 ] B-52 выпустил X-51 на высоте примерно 50 000 футов (15 000 м). ГПВРД Х-51 загорелся на этилене , но не перешел на работу на топливе JP-7 должным образом. [ 30 ]
Третий испытательный полет состоялся 14 августа 2012 года. [ 31 ] Х-51 должен был совершить 300-секундный (5 минут) экспериментальный полет на скорости 5 Маха (3300 миль в час; 5300 км/ч). [ 32 ] Отделившись от ракетного ускорителя, корабль потерял управление и рухнул в Тихий океан. [ 33 ] Исследовательская лаборатория ВВС (AFRL) определила, что проблема заключалась в том, что верхний правый аэродинамический киль X-51 разблокировался во время полета и стал неуправляемым; все четыре плавника необходимы для аэродинамического управления. Самолет потерял управление до того, как успел загореться прямоточный воздушно-реактивный двигатель. [ 34 ] [ 35 ]
1 мая 2013 года X-51 выполнил свои первые полностью успешные летные испытания в своем четвертом испытательном полете. X-51 и ракета-носитель отсоединились от B-52H и разогнались до скорости 4,8 Маха (3200 миль в час; 5100 км / ч) от ракеты-носителя. Затем он аккуратно отделился от ускорителя и зажег собственный двигатель. Затем испытательный самолет разогнался до 5,1 Маха (3400 миль в час; 5400 км/ч) и летел 210 секунд, пока не кончилось топливо и он не упал в Тихий океан у мыса Мугу, проведя более шести минут общего времени полета; это испытание стало самым продолжительным полетом на воздушно-реактивном гиперзвуковом самолете. Исследователи собрали данные телеметрии за 370 секунд полета. Тест означал завершение программы. [ 36 ] [ 37 ] [ 38 ] В научно-исследовательской лаборатории ВВС полагают, что успешный полет послужит исследованием практических применений гиперзвукового полета, таких как ракета, разведка, транспорт и воздушно-реактивная первая ступень космической системы. [ 39 ]
Технические характеристики
[ редактировать ]Данные Боинга, [ 40 ] ВВС [ 1 ]
- Экипаж: Нет
- Длина: 25 футов 0 дюймов (7,62 м)
- Пустой вес: 4000 фунтов (1814 кг)
- Силовая установка: 1 × MGM-140 ATACMS. ракетный ускоритель
- Силовая установка: 1 Pratt & Whitney Rocketdyne SJY61. ГПВРД
Производительность
- Максимальная скорость: 3900 миль в час (6200 км/ч, 3400 узлов)
- Максимальная скорость: 5,1 Маха.
- Диапазон: 460 миль (740 км, 400 миль)
- Практический потолок: 70 000 футов (21 300 м)
См. также
[ редактировать ]- Концепция малой ракеты-носителя Boeing включает в себя гиперзвуковой волновой корабль в качестве второй ступени.
- Рекорд скорости полета
- Программы ГПВРД
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с «Информационные бюллетени: X-51A Waverider» . ВВС США . Проверено 6 апреля 2015 г.
- ^ «Успешная проверка конструкции и испытания двигателя приближают Boeing X-51A к полету» . Боинг. 1 июня 2007 г. Архивировано из оригинала 11 июня 2008 г.
- ^ «Новое Управление аэрокосмических систем AFRL обретает форму» . ВВС США. 27 июня 2012 г. Архивировано из оригинала 9 марта 2013 г.
- ^ Уорик, Грэм. «X-51A продемонстрирует первый практический ГПВРД». Архивировано 8 февраля 2010 года в Wayback Machine . Flight International , 20 июля 2007 г.
- ^ «Ежемесячный отчет о достижениях Управления двигательной установки» (PDF) . ВВС США. Сентябрь 2005 г. Архивировано из оригинала (PDF) 12 декабря 2006 г.
- ^ «WaveRider совершает первый полет» . Времена ВВС. 21 декабря 2009 г. Архивировано из оригинала 1 января 2013 г. Проверено 22 декабря 2009 г.
- ^ «Успешная проверка конструкции и испытания двигателя приближают Boeing X-51A к полету». Архивировано 11 июня 2008 г., в Wayback Machine . Боинг, 1 июня 2007 г. Дата обращения: 28 июля 2008 г.
- ^ «Полет X-51A Waverider запланирован на 25 мая». Архивировано 20 октября 2012 года в Wayback Machine . ВВС США, 20 мая 2010 г. Дата обращения: 20 мая 2010 г.
- ^ Бергер, Брайан. «НАСА помогает ВВС США подготовиться к полетам X-51 в 2009 году». Архивировано 5 июня 2009 года в Wayback Machine . Space.com, 8 сентября 2008 г.
- ^ Тримбл, Стивен. «DARPA отменяет гиперзвуковой испытательный стенд Blackswift». Архивировано 20 мая 2011 года в Wayback Machine . Flight Global, 13 октября 2008 г.
- ^ Норрис, Гай (20 мая 2013 г.). «Высокоскоростное ударное оружие, созданное на базе самолета X-51» . Неделя авиации и космических технологий .
- ^ «Завершены испытания гиперзвуковой двигательной установки на скорости 5 Маха» . Космос ежедневно . Проверено 28 июля 2008 г.
- ^ «Революционный прямоточный воздушно-реактивный двигатель Pratt & Whitney Rocketdyne успешно обеспечивает работу первого моделируемого полета X-51A». Архивировано 19 марта 2012 года, в Wayback Machine . Пратт и Уитни Рокетдайн, 30 апреля 2007 г.
- ^ «Инаугурационный информационный бюллетень программного комитета AIAA HyTASP». Архивировано 26 июля 2011 г., в Wayback Machine . АИАА, апрель 2008 г.
- ^ Коппингер, Роб. « Hypersonic X-51A получает дату запуска в декабре. Архивировано 9 августа 2009 года на Wayback Machine ». Flight Global , 6 августа 2009 г. Дата обращения: 29 апреля 2010 г.
- ^ "Гиперзвуковой испытательный полет на ходу" [ постоянная мертвая ссылка ] . Неделя авиации , 5 августа 2009 г.
- ^ «X-51A WaveRider совершает первую поездку на борту B-52». Архивировано 7 июня 2011 года в Wayback Machine . Новости авиабазы Эдвардс, 11 декабря 2009 г.
- ^ «X-51A WaveRider впервые совершил поездку на борту B-52» . Космические путешествия. 18 декабря 2009 г.
- ^ «X-51 готовится к первому полету». Архивировано 8 марта 2010 года в Wayback Machine . Новости ВВС США Эдвардс AFB, 4 марта 2010 г.
- ^ «Полет X-51A запланирован на 25 мая». Архивировано 25 мая 2010 года в Wayback Machine . ВВС США, 20 мая 2010 г.
- ^ «Судоходное сообщение задерживает запуск X-51A» . ВВС США. 26 мая 2010 г. Архивировано из оригинала 8 июня 2010 г.
- ^ Уорвик, Грэм (26 мая 2010 г.). «Первый гиперзвуковой полет X-51A признан успешным» . Авиационная неделя . [ мертвая ссылка ]
- ^ Jump up to: а б с Крофт, Джон (27 мая 2010 г.). «X-51A Waverider достигает скорости 5 Маха за 140 секунд полета на ГПВРД» . Рейс Интернешнл . Полет глобальный.
- ^ «Boeing X-51A WaveRider бьет рекорд в первом полете» . Боинг (Пресс-релиз). 26 мая 2010 г.
- ^ Jump up to: а б «X-51 Waverider совершил исторический гиперзвуковой полет» . ВВС США . 26 мая 2010 г. Архивировано из оригинала 10 апреля 2016 г.
- ^ Тримбл, Стивен (31 марта 2009 г.). «Полет X-51A может привести к версии B» . Международный рейс : 9.
- ^ Хенниган, У.Дж., «Назначены повторные испытания гиперзвуковых кораблей», Los Angeles Times , 24 марта 2011 г., стр. Б2.
- ^ Крофт, Джон. «ВВС запускают миссию, но предпочитают не сбрасывать X-51A». Архивировано 26 марта 2011 года в Wayback Machine . Flight International , 25 марта 2011 г.
- ^ «Второй гиперзвуковой полет Х-51 завершается преждевременно» . Рейс Интернешнл . Флайтглобал. 15 июня 2011 г.
- ^ Мехурон, Тамар А. (август 2011 г.). «Мир ВВС, второе испытание X-51 прервано» (PDF) . Журнал ВВС . 94 (8): 17 . Проверено 4 августа 2011 г.
- ^ Шахтман, Ной (август 2012 г.). «Ракета со скоростью 5 Маха — это сделай или умри» . Опасная комната . Проверено 14 августа 2012 г.
- ^ «Гиперзвуковой самолет перелетит Нью-Йорк–Лос-Анджелес за час» . Ежедневные новости Нью-Йорка.
- ^ Вайнбергер, Шэрон (15 августа 2012 г.). «X-51 Waverider: амбиции гиперзвукового реактивного самолета не оправдывают ожиданий» . Би-би-си . Проверено 15 августа 2012 г.
- ^ Маджумдар, Дэйв (15 августа 2012 г.). «Испытательный полет X-51A Waverider закончился неудачей» . Рейс Интернешнл . Проверено 15 августа 2012 г.
- ^ «Августовский отказ Boeing X-51, вероятно, из-за резонанса плавника». Архивировано 14 октября 2016 года в Wayback Machine . Flightglobal.com, 25 октября 2012 г.
- ^ «Boeing X-51A WaveRider устанавливает рекорд, выполнив успешный четвертый полет». Архивировано 4 марта 2016 г., в Wayback Machine . Боинг, 3 мая 2013 г.
- ^ «Программа Hypersonic X-51 завершилась успехом». Архивировано 11 октября 2016 года в Wayback Machine . Flight International, 3 мая 2013 г.
- ^ «X-51A Waverider достигает гиперзвуковой цели в последнем полете». Архивировано 12 апреля 2016 г., в Wayback Machine . Неделя авиации, 2 мая 2013 г.
- ^ «Высокоскоростное ударное оружие, созданное на базе X-51». Архивировано 4 января 2014 г., в Wayback Machine . Неделя авиации, 20 мая 2013 г.
- ^ "Справочная информация о X-51A Waverider". Архивировано 6 сентября 2012 года в Wayback Machine . Боинг, сентябрь 2012 г.
Внешние ссылки
[ редактировать ]
- Информационный бюллетень X-51 на сайте ВВС США
- «Страница WaveRider на сайте Boeing.com» . Архивировано из оригинала 14 ноября 2012 года.
- «AFRL рассматривает возможность расширения возможностей гиперзвуковых испытаний X-51A Waverider» . Flight International, март 2009 г.
- «ГПВРД Pratt & Whitney Rocketdyne показал отличные результаты в испытаниях ВВС США». Архивировано 5 апреля 2022 г. в Wayback Machine . Авиационная неделя - подписка
- Видео репортажа FoxNews на YouTube, предшествующее испытательному полету
- Видео испытательного полета на YouTube, снятое с самолета-преследователя НАСА
- Гиперзвуковой самолет
- Экспериментальный самолет США 2000-х годов
- самолет Боинг
- Самолет с прямоточным воздушно-реактивным двигателем
- Беспилотные летательные аппараты США
- Одномоторный реактивный самолет
- Самолеты со вспомогательными ракетными двигателями
- Проекты исследовательской лаборатории ВВС
- Самолет совершил первый полет в 2010 году.