X档案:从X-1到X-50——美国X系列试验飞行器简史(12)
X-37 无人可重复使用航天飞行器由波音公司的“鬼怪工程队”研制完成,它不仅可以进行轨道飞行也可做再入地球轨道飞行。X-37 机长 8.38 米,机高 2.74 米,翼展 4.57 米,可由载人航天飞机带入轨道,作为第二载荷运载体以节省飞行费用。
X-38 是一种太空站成员返回飞行器(CRV)原型机,作为宇航员紧急逃逸装置使用。根据设计构想,CRV 将由绕轨道飞行的航天飞机从货舱中释放,然后与太空站进行对接,最后携载最多 7 名宇航员离开。CRV 上的生命维持系统最长工作时间为 7 个小时,当它进入地球大气层后到达 12,000 米高度后着陆降落伞会展开保证安全降落。
X-38 机长 7.31 米,机高 2.22 米,翼展 3.81 米,其外形借鉴了早期美国空军 X-24A 等升力体的设计,同样是标志性的钝头锥无主翼形体。X-38 外壳采用了大量的复合材料如玻璃纤维和碳纤维环氧树脂等,并在受力点上使用钢材料和铝材料进行加固。此外,为了抵御返回大气层时的高温,外壳上还覆盖有一层特殊的热防护层(TPS)。除了使用降落伞实施降落以外,X-38 机体底部还安装有和 X-15 类似的滑撬降落装置。X-38 使用惯性导航和 GPS 定位系统,并由自动飞行控制系统驾驶,按预先指定好的着陆路线 携带有一组蓄电池为其航电、导航、飞控等系统提供必要的电力,同时它还安装有能够短时间使用的姿态调整火箭。
从左至右依次是 X-31、F-15ACTIVE、SR-71、F-106、F-16XL、X-38、无线 三视图
X-39至今仍然没有被公开命名,但却早已预留给美国空军研究实验室。据外界猜测,X-39 即是该实验室研制正在进行未来战斗机技术提升(FATE)项目的验证机代号。FATE 项目将会为战斗机设计带来新一轮的技术革新浪潮,它将使未来美国空军获得一种真正意义上的空天飞机。FATE 项目的关键技术包括:低可探测系统、主动空气弹性变形机翼、复合材料机体、自适应飞行控制系统等。
X-40A 是波音公司在上个世纪 90 年代中期研制一种无人航天飞行器,最早是作为美国空军航天机动飞行器(SMV)项目的 90% 缩尺比例原型机,但实际上基本是作为 X-37 的亚音速空气动力验证机来使用。X-40A 只进行过 1 次 SMV试验,而参与 X-37 项目投放的试验则有 7 次之多。X-40A 长 6.7 米,高 2.19 米,翼展 3.50 米,重 1.13 吨,机身采用碳纤维环氧树脂和铝制造,将依靠运载火箭发射升空。因为 X-40A 体积较小,它最长可以在轨道中运行 1 年时间。X-40 的发射准备时间只要数天,而目前的太空船和不可回收火箭的发射都需要进行数周的准备。一旦进入轨道,X-40 就能马上开始工作。任务完成后,X-40 依靠全球定位系统 GPS 返回大气层,再通过自动着陆系统安全降落在地面跑道上。X-40A 是无动力的,据称另外一种具有动力的 X-40B 也在秘密研制中。
由于 X-40A 只能将卫星或武器带到 160.4 公里至 320.8 公里之间的近地轨道,但如果要将卫星和武器发射到更高轨道,则 X-40A 将不能被回收。于是,美国军方开始了飞得更高的 X-41 和 X-42 研制计划。X-41 通用航空飞行器(CAV)是一种机动性再入可回收试验飞行器,可携带各种类别的太空载荷,沿亚轨道飞行,再入大气层时在大气层将所携载荷放出。作为美国军方军用空间计划(MSP)的重要一环,X-41 可由弹道导弹、飞机或航天飞机进行部署,其可能配备的武器载荷包括一枚 450 千克侵彻战斗部炸弹、4 枚小直径炸弹或 6 枚微型导弹。由于具有亚轨道飞行能力,相较于目前常规火力投放平台 X-41 具有攻击范围更广、作战费用更低等优势。
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