Boeing X -51 Waverider - Boeing X-51 Waverider

X-51 Waverider
X-51A Waverider.jpg
Kunstnerens konsept om X-51A under flyging
Rolle Robotteknologisk demonstrator , hypersonisk testfly
nasjonal opprinnelse forente stater
Produsent Boeing
Første fly 26. mai 2010
Status Flytesting
Primær bruker USAs luftvåpen
Antall bygget 4

Den Boeing X-51 Waverider er et ubemannet forskning scramjet eksperimentelle fly for hypersonisk uren ved Mach 5 (3300 mph; 5300 km / t) og en høyde på 70.000 fot (21000 meter). Flyet ble betegnet X-51 i 2005. Det fullførte sin første drevne hypersoniske flytur 26. mai 2010. Etter to mislykkede testflyvninger fullførte X-51 en flytur på over seks minutter og nådde hastigheter på over Mach 5 i 210 sekunder på 1. mai 2013 for den lengste varigheten drevet hypersonisk flytur.

Waverider refererer generelt til fly som drar fordel av kompresjonsheis produsert av sine egne sjokkbølger . X-51-programmet var en samarbeidsinnsats av United States Air Force , DARPA , NASA , Boeing og Pratt & Whitney Rocketdyne . Programmet ble administrert av Aerospace Systems Directorate i US Air Force Research Laboratory (AFRL).

Design og utvikling

På 1990 -tallet begynte Air Force Research Laboratory (AFRL) HyTECH -programmet for hypersonisk fremdrift . Pratt & Whitney mottok en kontrakt fra AFRL for å utvikle en hydrokarbondrevet scramjet- motor som førte til utviklingen av SJX61-motoren. SJX61-motoren var opprinnelig ment for NASA X-43C , som til slutt ble kansellert. Motoren ble brukt på AFRLs Scramjet Engine Demonstrator-program i slutten av 2003. Scramjet flight testkjøretøy ble betegnet X-51 27. september 2005.

X-51A under vingen av en B-52 ved Edwards Air Force Base , juli 2009

I flygedemonstrasjoner bæres X-51 av en B-52 til en høyde på omtrent 50 000 fot (15 km; 9,5 mi) og slippes deretter over Stillehavet. X-51 drives i utgangspunktet av en MGM-140 ATACMS solid rakettforsterker til omtrent Mach 4,5 (3000 mph; 4800 km/t). Forsterkeren blir deretter stoppet, og bilens Pratt & Whitney Rocketdyne SJY61 scramjet akselererer den til en toppfartshastighet nær Mach 6 (6.000 km/t). X-51 bruker JP-7 drivstoff til SJY61 scramjet, med 120 kg ombord.

Søknader om hypersonisk teknologi

DARPA så en gang på X-51 som et springbrett for Blackswift , en planlagt hypersonisk demonstrator som ble avlyst i oktober 2008.

I mai 2013 planla det amerikanske luftvåpenet å bruke X-51-teknologi til High Speed ​​Strike Weapon (HSSW), et missil som var omtrent like stort som X-51. HSSW kan fly i 2020 og gå i drift på midten av 2020-tallet. Det er tenkt å ha en rekke500–600 nm , fly på Mach 5–6, og pass på en F-35 eller i den indre bukten til et B-2- bombefly.

Testing

SJX61-2-motoren fullfører vellykket bakketester som simulerer Mach 5 flyforhold.

Testing uten bakken og uten strøm

Jordtester av X-51A begynte i slutten av 2005. En foreløpig versjon av X-51, "Ground Demonstrator Engine No. 2", fullførte vindtunneltester ved NASA Langley Research Center 27. juli 2006. Testingen fortsatte der til kl. en simulert X-51 flytur på Mach 5 ble vellykket gjennomført 30. april 2007. Testingen er ment å observere akselerasjon mellom Mach 4 og Mach 6 og for å demonstrere at hypersonisk kraft "ikke bare er flaks". Fire testflyvninger i fangenskap ble opprinnelig planlagt for 2009. Imidlertid ble den første flyvningen av X-51A på en B-52 gjennomført 9. desember 2009, med ytterligere flyvninger i begynnelsen av 2010.

Drevet flytest

Den første motorflyging av X-51 var planlagt 25. mai 2010, men tilstedeværelsen av et lasteskip som reiste gjennom en del av Naval Air Station Point Mugu Sea Range forårsaket en 24-timers forsinkelse. X-51 fullførte sin første drevne flytur med suksess 26. mai 2010. Den nådde en hastighet på Mach 5 (5.300 km/t), en høyde på 70.000 fot (21.000 m) og fløy i over 200 sekunder; den oppfylte imidlertid ikke den planlagte flyvningen på 300 sekunder. Testen hadde den lengste hypersoniske flytiden på 140 sekunder mens den var under scramjet -effekten. Den X-43 hadde forrige lengste flyturen brenntid på 12 sekunder, mens sette en ny fartsrekord på Mach 9,68.

Ytterligere tre testflyvninger ble planlagt og brukte samme flybane . Boeing foreslo Air Force Research Laboratory (AFRL) at to testflyvninger skulle legges til for å øke totalen til seks, med flyvninger som foregår med fire til seks ukers mellomrom, forutsatt at det ikke er noen feil.

Den andre testflyvningen var opprinnelig planlagt til 24. mars 2011, men ble ikke gjennomført på grunn av ugunstige testforhold. Flyet fant sted 13. juni 2011. Imidlertid endte flyturen over Stillehavet tidlig på grunn av en startstart ved innløp etter å ha blitt økt til Mach 5 -hastighet. Flydataene fra testen ble undersøkt. En B-52 ga ut X-51 i en omtrentlig høyde på 50 000 fot (15 000 m). X-51s scramjet-motor tente på etylen , men gikk ikke ordentlig over til JP-7 drivstoffdrift.

Den tredje testflyging fant sted 14. august 2012. X-51 skulle foreta en eksperimentell flyvning på 300 sekunder (5 minutter) med hastigheter på Mach 5 (5.300 km/t). Etter å ha skilt seg fra rakettforsterkeren, mistet fartøyet kontrollen og krasjet inn i Stillehavet. Air Force Research Laboratory (AFRL) bestemte at problemet var X-51s øvre høyre aerodynamiske finne ulåst under flyging og ble ukontrollerbar; alle fire finner er nødvendige for aerodynamisk kontroll. Flyet mistet kontrollen før scramjet -motoren kunne tenne.

Mai 2013 utførte X-51 sin første fullt vellykkede flytest på sin fjerde testflyging. X-51 og booster løsnet fra en B-52H og ble drevet til Mach 4,8 (3,200 mph; 5,100 km/t) av boosterraketten. Den skilte deretter rent fra boosteren og tente sin egen motor. Testflyet akselererte deretter til Mach 5,1 (3,400 mph; 5,400 km/t) og fløy i 210 sekunder til det gikk tom for drivstoff og stupte ned i Stillehavet utenfor Point Mugu i over seks minutter av total flytid; denne testen var den lengste luftpustende hypersoniske flyturen. Forskere samlet telemetredata for 370 sekunders flytur. Testen betydde at programmet var fullført. Air Force Research Laboratory tror den vellykkede flyvningen vil tjene som forskning for praktiske anvendelser av hypersonisk flyging, for eksempel en missil, rekognosering, transport og luftpustende første etappe for et romsystem.

Spesifikasjoner

Data fra Boeing, Air Force

Opptreden

  • Maksimal hastighet: 3.200 mph (6.200 km/t, 3400 kn)
  • Maksimal hastighet: Mach 5.1
  • Rekkevidde: 740 km, 400 nmi
  • Servicetak: 21 300 m

Se også

Referanser

Eksterne linker