飛得最快的無人機

X-43 是美國國家航空航天局（NASA）研制的實驗性無人高超聲速系列飛機，原計劃開發(fā)多種改型，以測試飛機在高超聲速飛行時的各項數(shù)據(jù)。該機屬于X-Plane 系列飛機的一部分，起源于美國國家航空航天局20 世紀90 年代末提出的Hyper-X 計劃。

一個瘋狂的念頭

1958 年成立的美國國防高級研究計劃局（DARPA）曾提出一個設想，希望設計一款飛行器，能在2 小時內抵達世界上任何一個角落。然而直到1994 年11 月航天飛機計劃取消，DARPA 都沒有探索出更合適的高超聲速飛行器發(fā)展方向。20 世紀90 年代末，NASA 提出了以“更好、更快、更便宜”為目標的Hyper-X 計劃。該計劃使用了航天飛機計劃中的部分技術成果，再次推動美國未來高超聲速飛行器的研發(fā)進程。

非常規(guī)的設計

Hyper-X 計劃的第一階段由蘭利研究中心主導，主要為驗證超燃沖壓發(fā)動機和高超聲速空氣動力學設計方面的研究結果。在這個階段，NASA 設計了名為X-43 的無人飛行器。該機外形酷似沖浪板，整機長度超過3.7 米，重約1400 千克，機身采用升力體設計。考慮到超聲速飛行時空氣摩擦產(chǎn)生的熱量可能會導致機體表面金屬熔化剝離，X-43 的機頭、機翼前緣、機身側壁等均設置了液體循環(huán)冷卻裝置，當飛行速度超過3 馬赫后會自動激活。

為將飛行器的飛行速度盡快提高到超聲速階段，X-43采用了兩段式推進裝置，一級發(fā)動機為改進后的“飛馬座”火箭發(fā)動機，連接方式與航天飛機類似——當飛行器達到一定飛行速度后，會與機體脫離。二級發(fā)動機為飛行器內部安裝的超燃沖壓發(fā)動機。該發(fā)動機通過氫氧反應提供強大的推動力。不過為了減輕重量，X-43 僅攜帶了氫燃料，同時在機頭下方設有巨大的進氣口，截面尺寸與機頭尺寸一致，即機身可看作完整的進氣道，以便超聲速飛行時能吸入足夠的空氣。

驚人的飛行測試

2001 年6 月，NASA 對X-43 飛行器進行了首次飛行測試。然而由于啟動時一級助推發(fā)動機出現(xiàn)控制故障，導致飛行器大大偏離預定航線，測試被迫中止。2004 年3 月，第二次測試時，X-43 飛行器由B-52 飛機攜帶升空，之后在一級助推發(fā)動機的推動下，成功爬升至29000 米高空。一級發(fā)動機分離后，超燃沖壓發(fā)動機點火成功，并以最大推力持續(xù)運行了約11 秒。

2004 年11 月，NASA 進行了第三次測試。在“飛馬座”火箭發(fā)動機的幫助下，X-43 最快飛行速度達到9.8馬赫。助推發(fā)動機分離后，依靠自身超燃沖壓發(fā)動機推動，X-43 仍飛出了9.68 馬赫的驚人速度，打破世界最快無人飛行器的世界紀錄。