X-15试验机

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北美X-15（North American X-15）是一架由北美航空所承制开发的火箭动力实验机。X-15可能是在贝尔X-1之后，美国空军／NASA／美国海军X系列试验机中最重要的一架。在1960年代，X-15打破了许多速度与高度的记录，由于其飞行高度到达大气层的边缘，为之后的研究提供了重要的资料。它同时也是美国建造的第一个载人亚轨道飞行器。

在整个X-15计划的飞行项目中，有13架次到达了80公里以上的高度，这是美国空军所制订宇宙飞行的标准高度，驾驶这13架次的八名飞行员因此获得太空人的身份。另外还有两名飞行员获颁NASA的太空人之翼勋章。

一些权威的航空学研究者设定的太空的起始高度比美国空军和NASA的标准高度都低，所以还有许多X-15飞行员也可被视作太空人。在距地球19mi的上空是适航大气层，这里的环境与太空基本相同，而许多X-15飞行员驾驶飞机都到达此高度以上。

另外还有两架次（由同一飞行员驾驶）到达国际航空联合会的宇宙飞行标准高度，即到达62.1英里高度（100公里）。

## 历史

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对机身的请求在1954年12月30日公布，1955年2月4日公布对火箭发动机的请求。1955年11月北美航空公司签订了制造机身的合约，反应发动机在1956年签订了制造发动机的合约。

与其他X系列试验机一样，X-15首先是挂在一架B-52机翼下被带到空中，然后火箭发动机开始工作。它的机身很长且为圆柱形。向后的整流片使机身看起来很平。背部及腹部的楔形垂直尾翼很厚。可收起的起落架包括机鼻起落架和两个滑橇。初始型X-15A的两具XLR-11火箭发动机提供36千牛顿推力，后来的XLR-99在海平面提供254千牛顿推力，在最高高度提供311千牛顿。

1958年之前，美国空军和美国国家航空咨询委员会（NACA，也就是NASA的前身）的官员提出了轨道运行式X-15（X-15B）的方案，这种X-15将会被一具SM-64纳瓦荷式火箭（SM-64 Navaho missile）送入太空。在NACA成为NASA之后这个方案被抛弃，取而代之的是水星计划。1959年，X-20Dyna-Soar太空滑翔机计划成为美国空军军用载人太空飞行器的优先计划。X-20计划在1960年代早期被中止。

X-15的首飞是在1959年6月8日，飞行员为史考特·克劳斯菲尔德（Scott Crossfield），这次飞行实际上是一次无动力滑翔。同年9月17日进行了第一次有动力飞行。1960年11月15日进行了第一次使用XLR-99发动机的飞行。

整个项目中一共建造了三架X-15，它们总共飞了199次，最后一次在1968年10月24日。原计划是在1968年11月21日，内华达州史密斯兰奇（Smith Ranch），由威廉·奈特（William J. Knight）进行第200次飞行。技术与天气的原因使这次飞行被延后了至少六次，直到1968年12月。最后因为天气原因，此次飞行在1968年12月20日被中止。地面人员将X-15从B-52上拆下，准备将它无限期地储存起来。一架存放在华盛顿特区的美国国家航空航天博物馆，一架存放在俄亥俄州代顿莱特派特森空军基地（Wright-Patterson AFB）内的国立美国空军博物馆（National Museum of the United States Air Force）。编号56-6672的第三架X-15则是于1967年11月15日坠毁。

一共有12名飞行员驾驶过X-15，包括第一个登上月球的人尼尔·阿姆斯壮和约瑟夫·恩格。

1963年7月和8月，驾驶X-15两次到达100公里以上高度，成为第一个两次进入太空的人。

1967年11月15日第三架X-15在下降时开始尾旋，重力加速度到达15G（147 m/s²），飞机在空中解体，残骸散布在50平方英里的范围内，飞行员麦可·亚当斯（Michael J. Adams）不幸在这起意外中牺牲。2004年6月8日，人们在加州兰兹堡（Randsburg）附近、那架X-15座舱被发现的地方，为他竖立了一个纪念碑。除此之外亚当斯也被追绶太空人之翼（Astronaut Wings）勋章。1991年，他的名字被放入佛罗里达州肯尼迪太空中心的太空人纪念馆。

第二架X-15在一次降落事故后被重建，它被加长了约0.74米，机身下加挂了两个副油箱，而且被进行了隔热处理。这架新飞机被命名为X-15A-2。它的首飞日期为1964年6月28日，最终设定了一项新的速度记录：7,274 km/h（4520mph或2021m/s）。

一直到2004年太空船一号（SpaceShipOne）的第三次试飞之前，除了航天飞机以外还没有飞行器能打破X-15的高度记录。当然，无人空射火箭，例如“飞马座”火箭，经常超越X-15的速度与高度记录。被广泛报导的X-43A超高音速飞机的新速度记录，只是无人机新的记录。这架小得出奇的飞机在2004年11月16日在29公里高度上达到了接近10马赫的速度（10620km/h或6600mph或2.95km/s）。

## 数据

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### 诸元

- 乘员：1
- 长度： 50.7 ft（15.45 m）
- 翼展： 22.3 ft（6.8 m）
- 高度： 13.5 ft（4.12 m）
- 机翼面积： 200 ft²（18.6 m²）
- 空重： 14,600 lb（6,620 kg）
- 装载燃料及飞行员后： 34,000 lb（15,420 kg）
- 最大起飞重量： 34,000 lb（15,420 kg）
- 动力：1x Thiokol XLR99-RM-2液体燃料火箭发动机，70,400 lbf（313 kN）推力（30公里高时）使用液氧与液氨推进剂。由于氨分子过于稳定很难烧，燃烧不稳定的声音巨大，使用一个复杂的喷注器强行向燃料中加注乙炔。

### 性能

- 最高速度： 4,520 mph (7,274 km/h) Mach 6.85
- 航程： 280 miles（450 km）
- 最高飞航纪录： 67 miles (108 km), 354,330 ft
- 爬升速度： 60,000 ft/min（18,000 m/min）
- 机翼负荷： 829 kg/m²（170 lb/ft²）
- 推重比：2.07
- 序列号：（X-15计划中用到了五架飞机，包括三架X-15和两架NB-52）
- X-15A-1 - 56-6670, 82次有动力飞行
- X-15A-2 - 56-6671, 53次有动力飞行
- X-15A-3 - 56-6672, 64次有动力飞行
- NB-52A - 52-003（1969年10月退役）
- NB-52B - 52-008（2004年11月退役）

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## 破纪录的飞行

### 高度纪录

在美国，对于一个人要到达怎样的高度才能被称为“太空人”两种说法。美国空军决定颁给任何到达80公里高的人太空人之翼勋章，但是国际航空联合会将太空定义在100公里以上的高度。13架次的X-15到达了80公里高，其中两个架次到达了100公里。驾驶飞机进入与太空环境相似的“适航大气层”的飞行员们应该得到赏识，也许他们可以作为将来的中级或初级太空人，尽管他们没有被官方授予“太空人”称号。

架次｜日期｜最高速度｜高度｜飞行员

62｜1962年6月17日｜6,167 km/h｜95,940 m｜罗伯特·迈克尔·怀特

77｜1963年1月17日｜5,918 km/h｜82,810 m｜约瑟夫·艾伯特·沃克

87｜1963年6月27日｜5,512 km/h｜86,870 m｜Robert Rushworth

90｜1963年7月19日｜5,971 km/h｜106,010 m｜约瑟夫·艾伯特·沃克

91｜1963年8月22日｜6,106 km/h｜107,960 m｜约瑟夫·艾伯特·沃克

138｜1965年6月29日｜5,523 km/h｜85,527 m｜约瑟夫·恩格

143｜1965年8月10日｜5,713 km/h｜82,601 m｜约瑟夫·恩格

150｜1965年9月28日｜6,006 km/h｜90,099 m｜John B. McKay

153｜1965年10月14日｜5,720 km/h｜81,230 m｜约瑟夫·恩格

174｜1966年11月1日｜6,035 km/h｜93,543 m｜William H. Dana

190｜1967年10月17日｜6,206 km/h｜85,500 m｜William J. Knight

191｜1967年11月15日｜5,745 km/h｜81,080 m｜Michael J. Adams†

197｜1968年8月21日｜5,541 km/h｜81,530 m｜William H. Dana

†坠毁

### 速度纪录

架次｜日期｜最高速度｜高度｜飞行员

45｜1961年11月9日｜6,587 km/h｜30,968 m｜尼尔·阿姆斯壮

59｜1962年6月27日｜6,605 km/h｜37,704 m｜约瑟夫·艾伯特·沃克

64｜1962年7月26日｜6,420 km/h｜30,145 m｜尼尔·阿姆斯壮

86｜1963年6月25日｜6,294 km/h｜34,077 m｜约瑟夫·艾伯特·沃克

89｜1963年7月18日｜6,317 km/h｜31,943 m｜Robert A. Rushworth

97｜1963年12月5日｜6,466 km/h｜30,785 m｜Robert A. Rushworth

105｜1964年4月29日｜6,286 km/h｜30,968 m｜Robert A. Rushworth

137｜1965年6月22日｜6,338 km/h｜47,518 m｜John B. McKay

175｜1966年11月18日｜6,840 km/h｜30,145 m｜William J. Knight

188｜1967年10月3日｜7,274 km/h｜58,552 m｜William J. Knight

## X-15飞行员

飞行员｜隶属于｜飞行次数｜在美国空军进行的太空飞行｜在国际航空协会进行的太空飞行｜最高马赫数｜最高速度（km/h）｜最高高度（m）

迈克尔·詹姆斯·亚当斯††｜美国空军｜7｜1｜0｜5.59｜6,151｜81,077

尼尔·阿姆斯壮｜NASA｜7｜0｜0、｜5.74｜6,420｜63,246

Albert Scott Crossfield｜北美航空｜14｜0｜0｜2.97｜3,154｜24,725

William H. Dana｜NASA｜16｜2｜0｜5.53｜6,272｜93,543

约瑟夫·恩格｜美国空军｜16｜3｜0、｜5.71｜6,257｜85,527

William J. Knight｜美国空军｜16｜1｜0｜6.70｜7,274｜85,496

John B. McKay｜NASA｜29｜1｜0｜5.65｜6,217｜90,099

福里斯特·S·彼得森｜美国海军｜5｜0｜0｜5.3｜5,794｜31,029

Robert A. Rushworth｜美国空军｜34｜1｜0｜6.06｜6,466｜86,868

Milton O. Thompson｜NASA｜14｜0｜0｜5.48｜5,993｜65,258

约瑟夫·艾伯特·沃克｜美国空军｜25｜3｜2｜5.92｜6,605｜107,960

罗伯特·迈克尔·怀特｜美国空军｜16｜1｜0｜6.04｜6,587｜95,936

† Iven Kincheloe上尉在1957年9月被选中成为空军的X-15试飞员（Bob White上尉作为他的替补），但是在X-15试飞前的一次F-104事故中牺牲。

††在第191架次中牺牲。

`*`这两名飞行员在离开X-15计划后到达了100公里高（尼尔·阿姆斯特朗在双子座计划和阿波罗计划中进入太空，而约瑟夫·恩格则是在航天飞机计划中达成）。

## 参考

- Robert Godwin，ed., X-15（The NASA Mission Reports），（Apogee Books, 2001）ISBN 978-1-896522-65-4
- Milton O. Thompson and Neil Armstrong，At the Edge of Space: The X-15 Flight Program（Smithsonian Institution Press，1992）ISBN 978-1-56098-107-7
- Richard Tregaskis，X-15 Diary: The Story of America's First Space Ship（iUniverse.com, 2000）ISBN 978-0-595-00250-4
- Hypersonics Before the Shuttle: A Concise History of the X-15 Research Airplane - NASA report (PDF format)
- X-15 research results with a selected bibliography - NASA report (PDF format)
- Flight experience with shock impingement and interference heating on the X-15-2 research airplane 1968 - NASA (PDF format)
- Thermal protection system X-15A-2 Design report 1968 - NASA report (PDF format)
- American X-Vehicles: An Inventory X-1 to X-50, SP-2000-4531 - June 2003; NASA online PDF Monograph

## 相关内容

- X-20

## 外部链接

- NASA的X-15介绍
- X-15的研究结果与精选的参考书目（NASA SP-60, 1965）
- "Transiting from Air to Space: The North American X-15" (1998)
- "Proceedings of the X-15 First Flight 30th Anniversary Celebration of June 8, 1989"
- (PDF) Hypersonics Before the Shuttle: A Concise History of the X-15 Research Airplane (NASA SP-2000-4518, 2000)
- X-15非官方网站
- X-15 Research Results (1964)
- X-15 photos at Dryden
- Encyclopedia Astronautica's X-15 chronology
- Major Michael Adams Monument
- X15 site in French, with detailed flight reports
- Aerospace Legacy Foundation

## 基本资料

- 日语原文：X-15
- 类型：火箭飞机
- 制造商：北美航空
- 首飞：1959年6月8日
- 起役日期：1959年9月17日
- 退役日期：1968年12月
- 状态：博物馆收藏
- 主要用户：美国空军
- 主要用户：NASA
- 制造数量：3