X-15试验机

**北美 X-15**（North American X-15）是一架由北美航空所承製開發的火箭動力實驗機。X-15 可能是在貝爾 X-1 之後，美國空軍／NASA／美國海軍 X 系列試驗機中最重要的一架。在 1960 年代，X-15 打破了許多速度與高度的記錄，由於其飛行高度到達大氣層的邊緣，為之後的研究提供了重要的資料。它同時也是美國建造的第一個有人亞軌道飛行器。

在整個 X-15 計畫的飛行項目中，有 13 架次到達了 80 公里以上的高度，這是美國空軍所制訂宇宙飛行的標準高度，駕駛這 13 架次的八名飛行員因此獲得太空人的身份。另外還有兩名飛行員獲頒 NASA 的太空人之翼勳章。

一些權威的航空學研究者設定的太空的起始高度比美國空軍和 NASA 的標準高度都低，所以還有許多 X-15 飛行員也可被視作太空人。在距地球 19 英里（31 公里）的上空是適航大氣層，這裏的環境與太空基本相同，而許多 X-15 飛行員駕駛飛機都到達此高度以上。

另外還有兩架次（由同一飛行員駕駛）到達國際航空聯合會的宇宙飛行標準高度，即到達 62.1 英里高度（100 公里）。

## 歷史

對機身的請求在 1954 年 12 月 30 日公佈，1955 年 2 月 4 日公佈對火箭發動機的請求。1955 年 11 月北美航空公司簽訂了製造機身的合約，反應發動機在 1956 年簽訂了製造發動機的合約。

與其他 X 系列試驗機一樣，X-15 首先是掛在一架 B-52 機翼下被帶到空中，然後火箭發動機開始工作。它的機身很長且為圓柱形。向後的整流片使機身看起來很平。背部及腹部的楔形垂直尾翼很厚。可收起的起落架包括機鼻起落架和兩個滑橇。初始型 X-15A 的兩具 XLR-11 火箭發動機提供 36 千牛頓推力，後來的 XLR-99 在海平面提供 254 千牛頓推力，在最高高度提供 311 千牛頓。

1958 年之前，美國空軍和美國國家航空諮詢委員會（NACA，也就是 NASA 的前身）的官員提出了軌道運行式 X-15（X-15B）的方案，這種 X-15 將會被一具 SM-64 納瓦荷式火箭（SM-64 Navaho missile）送入太空。在 NACA 成為 NASA 之後這個方案被拋棄，取而代之的是水星計畫。1959 年，X-20Dyna-Soar 太空滑翔機計畫成為美國空軍軍用載人太空飛行器的優先計畫。X-20 計畫在 1960 年代早期被中止。

X-15 的首飛是在 1959 年 6 月 8 日，飛行員為史考特・克勞斯菲爾德（Scott Crossfield），這次飛行實際上是一次無動力滑翔。同年 9 月 17 日進行了第一次有動力飛行。1960 年 11 月 15 日進行了第一次使用 XLR-99 發動機的飛行。

整個項目中一共建造了三架 X-15，它們總共飛了 199 次，最後一次在 1968 年 10 月 24 日。原計劃是在 1968 年 11 月 21 日，內華達州史密斯蘭奇（Smith Ranch），由威廉・奈特（William J. Knight）進行第 200 次飛行。技術與天氣的原因使這次飛行被延後了至少六次，直到 1968 年 12 月。最後因為天氣原因，此次飛行在 1968 年 12 月 20 日被中止。地面人員將 X-15 從 B-52 上拆下，準備將它無限期地儲存起來。一架存放在華盛頓特區的美國國家航空航天博物館，一架存放在俄亥俄州代頓萊特派特森空軍基地（Wright-Patterson AFB）內的國立美國空軍博物館（National Museum of the United States Air Force）。編號 56-6672 的第三架 X-15 則是於 1967 年 11 月 15 日墜毀。

一共有 12 名飛行員駕駛過 X-15，包括第一個登上月球的人尼爾・阿姆斯壯和約瑟夫・恩格。

1963 年 7 月和 8 月，駕駛 X-15 兩次到達 100 公里以上高度，成為第一個兩次進入太空的人。

1967 年 11 月 15 日第三架 X-15 在下降時開始尾旋，重力加速度到達 15G（147 m/s²），飛機在空中解體，殘骸散佈在 50 平方英里的範圍內，飛行員麥可・亞當斯（Michael J. Adams）不幸在這起意外中犧牲。2004 年 6 月 8 日，人們在加州蘭茲堡（Randsburg）附近、那架 X-15 座艙被發現的地方，為他豎立了一個紀念碑。除此之外亞當斯也被追綬太空人之翼（Astronaut Wings）勳章。1991 年，他的名字被放入佛羅里達州甘迺迪太空中心的太空人紀念館。

第二架 X-15 在一次降落事故後被重建，它被加長了約 0.74 公尺，機身下加掛了兩個副油箱，而且被進行了隔熱處理。這架新飛機被命名為 X-15A-2。它的首飛日期為 1964 年 6 月 28 日，最終設定了一項新的速度記錄：7,274 km/h（4520mph 或 2021m/s）。

一直到 2004 年太空船一號（SpaceShipOne）的第三次試飛之前，除了太空梭以外還沒有飛行器能打破 X-15 的高度記錄。當然，無人空射火箭，例如「飛馬座」火箭，經常超越 X-15 的速度與高度記錄。被廣泛報導的 X-43A 超高音速飛機的新速度記錄，只是無人機新的記錄。這架小得出奇的飛機在 2004 年 11 月 16 日在 29 公里高度上達到了接近 10 馬赫的速度（10620km/h 或 6600mph 或 2.95km/s）。

## 數據

### 諸元

* **乘員：**1
* **長度：** 50.7 ft（15.45 m）
* **翼展：** 22.3 ft（6.8 m）
* **高度：** 13.5 ft（4.12 m）
* **機翼面積：** 200 ft²（18.6 m²）
* **空重：** 14,600 lb（6,620 kg）
* **裝載燃料及飛行員後：** 34,000 lb（15,420 kg）
* **最大起飛重量：** 34,000 lb（15,420 kg）
* **動力：**1x Thiokol XLR99-RM-2 液體燃料火箭發動機，70,400 lbf（313 kN）推力（30 公里高時）使用液氧與液氨推進劑。由於氨分子過於穩定很難燒，燃燒不穩定的聲音巨大，使用一個複雜的噴注器強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）
* **最高飛航紀錄：** 67 miles (108 km), 354,330 ft
* **爬升速度：** 60,000 ft/min（18,000 m/min）
* **機翼負荷：** 829 kg/m²（170 lb/ft²）
* **推重比：**2.07
* **序列號：**（_X-15 計劃中用到了五架飛機，包括三架 X-15 和兩架 NB-52_）
  * **X-15A-1** - _56-6670_, 82 次有動力飛行
  * **X-15A-2** - _56-6671_, 53 次有動力飛行
  * **X-15A-3** - _56-6672_, 64 次有動力飛行
  * **NB-52A** - _52-003_（1969 年 10 月退役）
  * **NB-52B** - _52-008_（2004 年 11 月退役）

## 破紀錄的飛行

### 高度紀錄

在美國，對於一個人要到達怎樣的高度才能被稱為「太空人」兩種說法。美國空軍決定頒給任何到達 80 公里高的人太空人之翼勳章，但是國際航空聯合會將太空定義在 100 公里以上的高度。13 架次的 X-15 到達了 80 公里高，其中兩個架次到達了 100 公里。駕駛飛機進入與太空環境相似的「適航大氣層」的飛行員們應該得到賞識，也許他們可以作為將來的中級或初級太空人，儘管他們沒有被官方授予「太空人」稱號。

†墜毀

### 速度紀錄

## X-15 飛行員

† Iven Kincheloe 上尉在 1957 年 9 月被選中成為空軍的 X-15 試飛員（Bob White 上尉作為他的替補），但是在 X-15 試飛前的一次 F-104 事故中犧牲。

††在第 191 架次中犧牲。

\* 這兩名飛行員在離開 X-15 計畫後到達了 100 公里高（尼爾・阿姆斯特朗在雙子星座計畫和阿波羅計畫中進入太空，而約瑟夫・恩格則是在太空梭計畫中達成）。

## 參考

* 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) （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* X-15 research results with a selected bibliography - NASA report (PDF format) （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* Flight experience with shock impingement and interference heating on the X-15-2 research airplane 1968 - NASA (PDF format) （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* Thermal protection system X-15A-2 Design report 1968 - NASA report (PDF format) （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* _American X-Vehicles: An Inventory X-1 to X-50_, SP-2000-4531 - June 2003; NASA online PDF Monograph （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）

## 相關內容

* X-20

## 外部連結

* NASA 的 X-15 介紹 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* _X-15 的研究結果與精選的參考書目_（NASA SP-60, 1965） （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* "Transiting from Air to Space: The North American X-15" (1998) （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* "Proceedings of the X-15 First Flight 30th Anniversary Celebration of June 8, 1989" （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* (PDF) _Hypersonics Before the Shuttle: A Concise History of the X-15 Research Airplane_ (NASA SP-2000-4518, 2000) （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* X-15 非官方網站 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* X-15 Research Results (1964) （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* X-15 photos at Dryden （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* Encyclopedia Astronautica's X-15 chronology
* Major Michael Adams Monument
* X15 site in French, with detailed flight reports （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* Aerospace Legacy Foundation （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）