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世界上飞得最高的飞机,其飞行高度达到人造卫星的最低运行轨道高度

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1963年7月19日,美国爱德华兹空军基地上空,试飞员约瑟夫·沃克驾驶一架外形瘦长的黑色试验机冲向高空。仪表最终停在354200英尺,约合107.96公里。这不是普通意义上的“飞得高”,而是人类驾驶有翼飞行器抵达过的最高高度。

这架飞机名叫X—15。严格来说,它既不像民航客机那样从跑道起飞,也不能完全按照普通飞机的方式持续飞行。它先由一架改装后的B—52轰炸机带到高空,脱离母机后点燃火箭发动机,短时间内高速爬升,完成试验,再像无动力滑翔机一样返回机场。



看起来简单,实际极其危险。

在二十世纪五十年代,飞机突破音障已经不再是幻想,但飞行速度越快,空气阻力、结构强度和机体温度就越难控制。美国国家航空咨询委员会,也就是后来美国国家航空航天局的前身,决定制造一种专门研究高超音速飞行的试验机。

1954年,相关研究正式启动。1955年,北美航空公司获得制造X—15的合同。第一架飞机完成后,试飞工作并没有急于追求高度,而是从发动机、操纵系统、材料和返回程序一点点摸索。每一次升空,都是在给未来的航天器探路。

X—15最特别的地方,在于它使用火箭发动机。普通喷气发动机需要吸入空气,在高空空气稀薄后,效率会迅速下降;火箭发动机自带燃料和氧化剂,不依赖外界空气,因此能够把飞机推向更高的位置。



1960年8月12日,美国空军飞行员罗伯特·怀特驾驶X—15升至41495米,创造了当时有人驾驶飞机的高度纪录。这个数字已经远远超过民航客机的巡航高度,也超过了大多数高空侦察机的活动范围。

但X—15的目标并不是停在四十公里附近。1962年7月17日,试飞员罗伯特·怀特再次驾驶X—15,升至约95936米。此时飞机已经接近通常所说的太空边缘,飞行员面对的也不再是普通航空问题,而是航天环境下的姿态控制和再入风险。

一年后,约瑟夫·沃克把纪录推到107.96公里。这个高度超过了国际上常用的100公里卡门线,也高于美国当时授予宇航员资格所采用的50英里标准。因此,驾驶X—15完成这种飞行的人,既可以被称作试飞员,也被正式视为宇航员。



不过,“进入太空”并不等于飞机能够像卫星那样绕地球飞行。卫星需要达到足够的水平速度,才能持续绕地运行;X—15主要依靠火箭发动机向上爬升,速度方向和飞行任务都不同。它只是短暂进入高空,随后在地球引力作用下返回。

高度纪录之外,X—15还留下了速度纪录。1967年10月3日,美国空军少校威廉·奈特驾驶改进型X—15A—2,达到每小时约7274公里,约为6.7马赫。这一纪录至今仍是有人驾驶、以火箭动力升空的飞机中极具代表性的一项。

高速飞行带来的麻烦同样惊人。机体表面温度超过一千摄氏度,部分区域甚至可能达到一千二百度以上。X—15使用镍铬铁合金制造关键外壳,X—15A—2还加装了特殊涂层和外部燃料箱。高速试验后,部分部件出现严重烧蚀,地面设备也曾因高温受损。



试飞员面对的并非单一危险。发动机燃料有限,升空时间很短;返回时,飞机没有足够动力重新爬升,只能依靠滑翔寻找跑道。稍有偏差,就可能在荒漠中迫降。每位飞行员都要反复训练航线、姿态和紧急处置,才能把这架“带翅膀的火箭”安全带回来。

X—15项目最终完成了近两百次飞行,积累了大量关于高温材料、火箭发动机、超高速操纵和大气层边缘飞行的数据。它没有直接成为一架实用飞机,却为水星计划、阿波罗计划以及后来航天飞机的研制提供了重要经验。

从跑道上起飞的飞机,通常受限于发动机和空气;X—15则把飞机推到了空气几乎失去作用的高度。它的纪录之所以特殊,不只是因为数字大,更因为那次飞行仍由人操纵,仍依靠机翼返回,仍要在极短时间内完成从航空到航天的转换。

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