□作者: 易轩

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　　由于电子装置故障，此次试飞比预定时间推迟了一天。去年11月16日下午，一架经过改装后的B-52轰炸机搭载着X-43A无人驾驶飞机从爱德华兹空军基地起飞。两架F-18战斗机在空中担任护航工作，它们配备了高清晰摄像机，以便地面专家及时掌握试验情况。美国东部时间下午5点5分，在飞行到1.2万米的高空后，B-52轰炸机与X-43A分离，同时，捆绑在X-43A上的“飞马座”火箭点火，将X-43A推至大约3万米的高空。随后X-43A打开进气室，启动冲压式发动机，依靠自身动力以11260千米的时速飞行了大约10秒钟，坠入预先划定的太平洋上的限制试验区。这短暂而辉煌的10秒钟，不仅见证了一项新世界纪录的诞生，而且标志着人类飞行器制造史进入一个新的纪元。
　　
　　超强功能的“心脏”
　　
　　 X-43A再创极速神话的奥秘在于其独特的超音速燃料冲压式喷气发动机。与普通民航机不同，它可以吸进空气中的氧气以作为一种补充动力，这样不仅能为飞机提供无比强大的动力，而且还极大地减轻了飞行燃料载荷。而普通飞机在进入高空稀薄大气层时必须使用自身携带的固态或液态氧才能保证燃料充分燃烧，以提供足够推力。
　　发动机是飞行器的心脏，早期的飞机使用活塞式发动机速度普遍比较低。为了进一步提高速度，1939年德国人亨克尔设计了世界首台采用涡轮喷气发动机的单翼机，飞行速度达到每小时700千米。二战末期时，德国的Me-262新型战斗机最大时速可达870千米，是世界上第一种实战喷气式战斗机。1954年，苏联的米格-19和美国的F-100“超佩刀”问世，标志着超音速飞机正式登上历史舞台。经过材料、工艺以及技术上的不断改良，超音速飞机时速现在已实现了3马赫数的梦想。虽然这个速度已经接近喷气式发动机的极限，但是人们却并没有因此而裹足不前，向更高速度迈进的步伐反而越走越快。1967年，美国X-15型实验机曾达到了6.7倍音速，但由于X-15使用的是火箭推进动力，因此有别于传统意义上的独立引擎飞机。20世纪60年代以来，高超音速冲压喷气发动机成为研究热点，美、俄、法、德、日、印和澳大利亚等国纷纷斥巨资向终极高速发起冲击，美国航宇局的高超音速X飞行器(Hyper-X)计划就是其中的代表。
　　当飞行速度超过５马赫数以后，飞机在温度、压力等方面会遇到和低速飞行时差别极大的严酷环境，因此超过这一速度，就被认为是“高超音速”。而突破这种速度所需要的发动机，就是所谓的“能呼吸”的发动机——超高音速燃料冲压式喷气发动机，它实际上是冲压喷气发动机的一种。冲压喷气发动机分为亚音速、超音速、高超音速三类，高超音速冲压发动机使用碳氢燃料或液氢燃料，是目前方兴未艾的一种新型发动机，飞行时马赫数可高达5～16。X-43A的三次试飞就是为了验证美国科学家在这一领域内的研究成果，结果表明，凝聚了他们40多年心血的高超音速燃料冲压喷气发动机果然不负众望，以一个漂亮的极速飞跃证明了自己的价值。在此之前，采用冲压喷气发动机的美国“SR-71”战斗机曾傲视群雄，飞行速度为3.2马赫数，而X-43A横空出世以来，飞行速度达到划时代的6.8和9.8马赫数，连续两次以绝对优势摘得极速王者的桂冠，显示了新技术的巨大威力。
　　
　　精良的设计
　　
　　除了动力强劲的引擎，X-43A的其他方面也有很多过人之处。在时速上万千米的高速下，X-43A尾翼边缘与大气的剧烈摩擦能产生3600度左右的高温，足以融化任何金属，在它的碳-碳热保护材料上还加上了专门的热保护涂层。另外，地面实验室不可能用风洞模拟出每小时上万千米高速气流下的物理状况，因此本次X-43A发动机的所有设计数据都通过计算得来，这对设计师是一个巨大的挑战。令人敬佩的是，他们通过数学模型计算出来的数据与实验采集的数据的误差只有2％！这为今后的进一步工作打下了坚实基础。
　　X-43A飞行实验共耗时8年、耗资2.3亿美元。2001年进行第一次试飞时以失败而告终。当时，B-52轰炸机成功发射出了运载火箭，但不久就出现了导航系统故障，地面指挥专家果断下达了启动自爆程序的命令，火箭残骸和X-43A无人机随后坠入了太平洋。去年3月，X-43A进行的第二次试飞取得成功，它以将近7倍音速(约8300千米/小时)飞行了约22千米，把当时的世界纪录提高了一倍多。11月的这次飞行是X-43A进行的第三次试验，也是最后一次试验。它百尺竿头，更进一步，再次以一个精彩的冲刺刷新了世界纪录。实际上，X-43A只是美国航宇局航空与太空运输技术公司主持的大型科研计划“Hyper-X”计划的第一阶段，第二阶段的飞行器代号为“X-43B”，初步定于未来5年内实施。第二阶段的试验目标是验证飞向太空的高速发动机的性能和耐用性。
　　最后顺便提一句，虽然X-43A飞行试验证明了这种飞行器可以达到上万千米的时速，而且还具有可以减速的优点，但是有专家指出，高超音速飞机未必适用于商业用途，因为高速飞行产生的高温、极度加速等问题会令乘客难以适应，因此这种飞机将来最大的可能是运用在军事上。例如，若将它们改造成无人驾驶的轰炸机，美国只需要在东西两岸部署，便可在极短的时间内轰炸全球任何地方。看来，这些新技术能造福人类的日子还需要耐心的等待。