X-1試驗機
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贝尔X-1 | |
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编号46-062的X-1,绰号“迷人葛兰妮号”。 | |
类型 | 試驗火箭飞机 |
制造商 | 贝尔航空公司 |
首飞 | 1946年1月19日 |
状态 | 退役 |
主要用户 |
美国陆军航空队 NACA |
制造数量 | 7 |
贝尔X-1,原编号XS-1,是第一款有人驾驶的超音速飞机,由NACA和美国陆军航空队共同研制。它于1944年期间提出,在1945年期间设计和制造,并于1948年达成了1,000英里每小時(1,600公里每小時;870節)的速度。贝尔X-1A是贝尔X-1的衍生型号,具有更大的燃料容量,其在1954年超过了1,600英里每小時(2,600公里每小時;1,400節)。它是所谓“X”系列试验机中的第一架。“X”系列试验机是美国用于测试尖端技术的试验机计划,对外高度保密。
XS-1
[编辑]研发历史
[编辑]1946年3月16日,美国陆军航空队试飞大队和美国国家航空咨询委员会(NACA,现为NASA)与贝尔公司签订了建造三架XS-1(“XS”为“超音速试验机”的缩写)的合同,NACA和美国陆军航空队将会使用这些飞机获得有关高亚音速飞行的数据。XS-1是第一款专门为研究而建造的高速飞机,从来没有大规模生产。
1946年1月25日,在佛罗里达州的Pinecastle空军基地的一次滑翔中,贝尔公司的首席试飞员Jack Woolams成为了第一名XS-1的飞行员。1946年3月前Woolams又完成了9次滑翔,在此之后,XS-1被送回贝尔公司进行改进,改进后它将在加利福尼亚州爱德华兹空军基地进行有动力飞行。1946年8月30日Woolams牺牲后,Chalmlers “Slick” Goodlin成为了贝尔公司X-1-1的首席试飞员。在1946年9月至1947年6月这段时间里,他驾驶两架X-1进行了26次成功的有动力飞行。美国陆军航空队对贝尔公司缓慢的进展很不满,于是由贝尔公司来试飞编号46-062的X-1的合同被取消。在几个月的谈判后,最终决定由美国陆军航空队试飞大队在1947年6月24日进行试飞。X-1-2(编号46-063)被NACA接管,为以后的生产型高性能飞机提供数据。[1][2][3]
1947年10月14日(即美国空军成为一个独立部门一个月之后),整个项目在第一次载人超音速飞行后结束了。这次飞行由美国空军上校查克·叶格 驾驶编号46-062完成,他给这架飞机起了个绰号叫“迷人葛兰妮号”(他妻子的名字)。这架火箭飞机挂在一架改进后的B-29机腹下升空,在空中启动火箭发动机,然后滑翔到地面。XS-1的第50次飞行是X-1的第一次超音速飞行,最高速度1.06马赫。但是,查克·叶格和其他许多人认为第49次飞行(也由叶格驾驶)才是,仪器记录的最高速度是0.997马赫,在事实上可能已经突破音障,因为当时的仪器不太精确,也没有音爆的记录。
作为X-1首次超音速飞行的的结果,国际航空联合会决定将1948年的科利尔奖颁给X-1计划中的3名主要参加人员。在白宫接受杜鲁门总统颁奖的是Larry Bell, 查克·叶格和John Stack。许多年后,叶格透露他的父亲,一个坚定的共和党员,拒绝与民主党的杜鲁门握手。
现状
[编辑]46-062号现在华盛顿特区的国家航空航天博物馆的飞行里程碑陈列室展出。在它旁边的是圣路易斯精神号和太空船一号。46-063号,即X-1E,在NASADryden飞行研究中心总部大楼前展示。46-064号,在1951年11月9日的一次失火中被摧毁,在此之前它只在1951年7月20日滑翔过一次。[4]
影响及贡献
[编辑]X-1计划的研究方法成为了之后研制“X”系列试验机的样板。1960年代,NACA研制X-1的方法和人员帮助打下了美国太空计划的基础。X-1计划将战后的美军与工业部门和研究部门联合了起来。X-1提供的数据使美国在20世纪后半叶保持空中霸主的地位。
值得注意的是,X-1的最初目的不是超越音速,而是要确定并最终展示可控制且能长时间飞行的飞机能否突破音障。如果音障是被一架俯冲时的飞机突破的,那么便不能得知在这个速度下是否能获得升力。
后来的X-1测试了超音速飞行的各个方面。其中有一次由叶格驾驶的X-1A不经意地示范了“惯性力偶”现象,在2马赫以上的飞行中这是很危险的。叶格的丰富经验救了他,但是贝尔X-2的飞行员Mel Apt却在相似的环境下牺牲了。
争论
[编辑]有些人声称X-1的设计很大程度上是基于英国的Miles M.52喷气机。理由是M.52计划在原型机的首飞日期仅几个月前被英国政府中止,贝尔公司得到了有关它的一切数据。但是在那时X-1的设计工作已经基本完成。XS-1从M.52获得的最重要的部分是它的全动尾翼,这是控制一架超音速飞机的关键部分。后来的测试使人们意识到,如果M.52的试飞被批准,它可能成为第一架突破音障的飞机。
一个名叫Hans Guido Mutke的德国飞行员声称他才是第一个突破音障的人,他说这个记录是他在1945年4月9日驾驶一架梅塞施米特Me-262喷气战机时打破的,但是他的说法备受争议。有些人说在1947年10月1日,即X-1首飞两星期前,George Welch驾驶一架XP-86佩刀式战斗机,在一次俯冲中突破了音障。尽管他很可能在1947年10月至11月间不止一次地突破音障(甚至可能真的在10月1日),但是仍然没有足够证据证明他是第一个驾驶飞机突破音障的人。
衍生型号
[编辑]X-1的衍生型号被用来测试超音速飞行的不同方面。其中的X-1A型号在叶格的操作下无意中暴露出超音速飞行(2马赫以上)中的一个危险特性:惯性耦合。叶格的飞行技术避免了事故的发生;但梅尔-阿普特(Mel Apt)在测试X-2试验机时遭遇类似情形导致机毁人亡。
X-1A
[编辑]美国空军在1948年4月2日订购了一架X-1A(编号48-1384)。这架飞机将会协助人们研究高度在90000英尺以上,速度在2马赫以上时的现象,尤其是稳定性和空气负载。这架飞机的第一次无动力飞行是在1953年2月14日,在爱德华兹空军基地进行的,同年2月21日为该机第一次有动力飞行的日期。执行这两次任务的飞行员是贝尔公司的Jean Ziegler。1954年8月,这架飞机被移交到NACA,在那里它被加装了弹射座椅。1955年8月8日,在准备与它的母机RB-50分离时这架飞机爆炸了。[4]
X-1B
[编辑]X-1B与X-1A类似,只是机翼略有不同。X-1B从1954年10月开始被美国空军用于高速研究,其在1955年1月被移交给NACA。NACA继续使用该飞机直到1958年1月,因为油箱出现裂缝迫使其停飞。X-1B总共完成了27次飞行。X-1B目前在美国俄亥俄州的美国空军国家博物馆进行展出。
X-1C
[编辑]X-1C被用来测试在高亚音速和超音速飞行时的武器系统。但是,北美F-86佩刀式战斗机和F-100超佩刀式战斗机的诞生使人们不再需要专门的测试平台,于是还在设计中的X-1C被取消了。[5]
X-1D
[编辑]X-1D(编号48-1386)是第二代超音速火箭飞机的第一架。其搭载平台为一架EB-50A,它将用于热传导相关研究。X-1D配备了一个新的低压燃料系统,燃料容量略有提升。航电套件也有一些变动。1951年7月24日,X-1D在罗杰斯干湖(Rogers Dry Lake)上空成功试飞,这也是其职业生涯中唯一一次成功飞行。
X-1E
[编辑]X-1E由X-1-2(编号46-063)经过大量改进而成。它将完成X-1D和X-1-3的任务,因为这两架飞机在1951年爆炸了。
这些改进包括:
- 一个涡轮泵燃料系统,它代替了46-062和46-063中的高压氮燃料系统。对高压氮燃料系统中金属疲劳的担心是X-1-2在第54次飞行后进行大修的原因。[6].
- 一个拥有新外形的超薄机翼(翼根处厚度为3⅜英尺),这种基于X-3外形的机翼使X-1E能够达到2马赫的速度。
- 用刀刃式玻璃取代了原来的温室式玻璃。一个向上打开的座舱盖取代了原来的侧门,这导致了弹射座椅的加装。
- 增加了200个测量气压的端口和343个压力计,为的是测量结构负荷和机体与机翼产生的热量。[6]
X-1E在1955年12月15日首飞,这是由美国空军试飞员Joe Walker操纵的一次无动力飞行。在完成了21次飞行,达到了2.212马赫的最大速度后,Joe Walker于1958年离开了X-1E计划。 NASA的John B. McKay在1958年9月取代了他。为了达到3马赫的速度,X-1E又飞了五次。1958年11月,在第26次飞行之后,油箱上的裂缝使X-1E不得不退役。X-1E现在爱德华兹空军基地的 NASADryden飞行研究中心总部大楼前展示。
技术数据
[编辑]参考资料:Bell Aircraft since 1935,<ref name="Pelletier">Pelletier, Alain J. Bell Aircraft since 1935 1st. Annapolis: Naval Institute Press. 1992: 83–90. ISBN 1-55750-056--8.
基本信息
- 机组:1
- 長度:30英尺11英寸(9.42米)
- X-1A, X-1B, X-1D: 35英尺8英寸(10.87米)
- X-1C: 35.0英尺(10.67米)
- 翼展:28英尺0英寸(8.53米)
- X-1E: 22英尺10英寸(6.96米)
- 高度:10英尺10英寸(3.30米)
- 机翼面积:130平方英尺(12平方米)⠀
- X-1E 115 sq ft(10.7 m2)
- 翼型:'#1' NACA 65-110
- #2, X-1A, X-1B, X-1D NACA 65-108
- X-1E NACA 64A004
- 空重:7,000英磅(3,175公斤)
- X-1A, X-1B, X-1C, X-1D: 6,880磅(3,120公斤)
- X-1E: 6,850磅(3,110公斤)
- 总重:12,250英磅(5,557公斤)
- X-1A, X-1B, X-1C, X-1D: 16,487磅(7,478公斤)
- X-1E: 14,750磅(6,690公斤)
- 发动机:1台Reaction Motors XLR11-RM-34-chamber liquid-fuelled rocket engine,6,000英磅力(27千牛頓)推力
- X-1E: Reaction Motors RMI LR-8-RM-5 6,000 lbf(27 kN)
性能
- 最大速度:1,612英里每小時(2,594公里每小時;1,401節)
- X-1E: 1,450 mph(1,260 kn;2,330 km/h)
- 最大速度:2.44
- X-1E: M2.24馬赫
- 续航时间:5分钟
- X-1A, X-1B, X-1C, X-1D: 4分40秒
- X-1E: 4分45秒
- 升限:70,000英尺(21,000米)
- X-1A, X-1B, X-1C, X-1D: 90,000英尺(27,000米)
- X-1E: 75,000英尺(23,000米)
参考文献
[编辑]- ^ Yeager, Chuck and Janos, Leo. Yeager: An Autobiography. Page 121 (paperback). New York: Bantam Books, 1986. ISBN 0-553-25674-2.
- ^ Wolfe, Tom, The Right Stuff. Pages 52-53 (hardcover). Farrar-Straus-Giroux, New York. 1979. ISBN 0-374-25033-2.
- ^ 存档副本. [2006-12-03]. (原始内容存档于2007-04-02).
- ^ 4.0 4.1 Miller, Jay. (2001). The X-Planes: X-1 to X-45, Hinckley, UK: Midland. ISBN 1-85780-109-1.
- ^ 存档副本. [2006-12-03]. (原始内容存档于2006-12-07).
- ^ 6.0 6.1 存档副本. [2007-01-29]. (原始内容存档于2022-05-15).
参考书目
[编辑]- "Breaking the Sound Barrier". Modern Marvels (TV program). 2003.
- Hallion, Dr. Richard P. "Saga of the Rocket Ships". AirEnthusiast Five, November 1977 – February 1978. Bromley, Kent, UK: Pilot Press Ltd., 1977.
- Miller, Jay. The X-Planes: X-1 to X-45. Hinckley, UK: Midland, 2001. ISBN 1-85780-109-1.
- Pisano, Dominick A., R. Robert van der Linden and Frank H. Winter. Chuck Yeager and the Bell X-1: Breaking the Sound Barrier. Washington, D.C.: Smithsonian National Air and Space Museum (in association with Abrams, New York), 2006. ISBN 0-8109-5535-0.
- Winchester, Jim. "Bell X-1". Concept Aircraft: Prototypes, X-Planes and Experimental Aircraft (The Aviation Factfile). Kent, UK: Grange Books plc, 2005. ISBN 978-1-59223-480-6.
- Wolfe. Tom. The Right Stuff. New York: Farrar, Straus and Giroux, 1979. ISBN 0-374-25033-2.
- Yeager, Chuck, Bob Cardenas, Bob Hoover, Jack Russell and James Young. The Quest for Mach One: A First-Person Account of Breaking the Sound Barrier. New York: Penguin Studio, 1997. ISBN 0-670-87460-4.
- Yeager, Chuck and Leo Janos. Yeager: An Autobiography. New York: Bantam, 1986. ISBN 0-553-25674-2.
外部链接
[编辑]- Bell X-1 Milestones of Flight
- NASA's History of the X-1 (页面存档备份,存于互联网档案馆)
- Goodlin's NASA biography (页面存档备份,存于互联网档案馆)
- American X-Vehicles: An Inventory X-1 to X-50, SP-2000-4531 - June 2003; NASA online PDF Monograph (页面存档备份,存于互联网档案馆)
- Photo of Glamorous Glennis on display (页面存档备份,存于互联网档案馆) at the National Air and Space Museum in Washington, DC.
- Yeager's personal website
参看
[编辑]- List of experimental aircraft
- List of rocket planes
- List of X-1 flights - list of XS-1 pilots and flights.
- List of X-1A flights - list of X-1A pilots and flights.
- List of X-1B flights - list of X-1B pilots and flights.
- List of X-1D flights - list of X-1D pilots and flights.
- List of X-1E flights - list of X-1E pilots and flights.
- Mach number
- Miles M.52 - An earlier British design which may have substantially influenced the development of the X-1