X-59A靜音超音速技術(shù)驗(yàn)證機(jī)安裝發(fā)動機(jī) 美國宇航局又要搞什么研究
美國國家航空航天局(簡稱美國宇航局,NASA)的X-59A靜音超音速技術(shù)驗(yàn)證機(jī)(QueSST)現(xiàn)在安裝了F414-GE-100渦扇發(fā)動機(jī),這是該機(jī)計(jì)劃明年進(jìn)行首飛的重要一步。

洛克希德·馬丁公司的“臭鼬工廠”高級項(xiàng)目部門正在建造這架X-59A驗(yàn)證機(jī),它將用于探索可能顯著改善超音速飛行帶來的音爆的緩解技術(shù),這種新技術(shù)將在商業(yè)領(lǐng)域有著巨大的意義。
本文為美國“The Drive”網(wǎng)站“戰(zhàn)爭地帶(War Zone)”專欄文章,作者Joseph Trevithick,本人翻譯并編輯給大家分享。

根據(jù)美國宇航局11月15日發(fā)布的新聞稿,本月早些時候,“臭鼬工廠”位于加利福尼亞州帕姆代爾的美國空軍第42工廠,正在為這架唯一的X-59A驗(yàn)證機(jī)安裝F414系列發(fā)動機(jī)。這臺渦扇發(fā)動機(jī)打開全加力燃燒室,會產(chǎn)生大約22000磅(10噸)的推力,能夠讓這架驗(yàn)證機(jī)在55000英尺(16764米)的高空,達(dá)到1.4馬赫的速度。

X-59A項(xiàng)目推進(jìn)性能負(fù)責(zé)人雷·卡斯特納(Ray Castner)在一份聲明中說:“發(fā)動機(jī)的安裝是美國宇航局、洛克希德·馬丁和通用電氣航空團(tuán)隊(duì)多年來設(shè)計(jì)和規(guī)劃的結(jié)晶。我對這個聯(lián)合團(tuán)隊(duì)在過去幾個月中,研發(fā)關(guān)鍵程序,并順利完成發(fā)動機(jī)的安裝感到印象深刻和自豪?!?br>
2020年,通用電氣向美國宇航局交付了專門為QueSST計(jì)劃研制的F414-GE-100。該發(fā)動機(jī)是F414-GE-39E的定制衍生型號,用于薩博JAS 39E/F“鷹獅”戰(zhàn)斗機(jī),本身針對單發(fā)飛機(jī)的需求進(jìn)行了優(yōu)化。目前,F(xiàn)414系列主要用于波音F/A-18E/F“超級大黃蜂”戰(zhàn)斗機(jī)和EA-18G“咆哮者”電子戰(zhàn)機(jī)。

通用電氣領(lǐng)導(dǎo)X-59A驗(yàn)證機(jī)新型發(fā)動機(jī)研發(fā)團(tuán)隊(duì)的工程師安東尼·哈茲萊特(Anthony Hazlett),早在2020年就表示:“(F414-GE-100)發(fā)動機(jī)久經(jīng)考驗(yàn),所有渦輪結(jié)構(gòu)與(F414-GE-39E)相同或非常相似。但發(fā)動機(jī)的外部設(shè)計(jì)和發(fā)動機(jī)的運(yùn)行方式都進(jìn)行了升級?!?br>
美國宇航局表示,F(xiàn)414-GE-100的改進(jìn)包括用于發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)的新軟件,以及允許發(fā)動機(jī)與X-59A交互的附加代碼,同時對燃料管線進(jìn)行了改進(jìn)。

美國宇航局表示:“為了減輕重量和節(jié)約空間,X-59A配備的F414發(fā)動機(jī)沒有安裝軌道,因此發(fā)動機(jī)需要放置到機(jī)身下方,然后向上抬起,依靠工程師的肉眼對準(zhǔn)機(jī)身的固定位置,然后用手動方式進(jìn)行安裝。一旦機(jī)械螺栓固定到位,電氣、燃料和其他各種管線將被連接起來,并對整個發(fā)動機(jī)/飛機(jī)組合系統(tǒng)進(jìn)行測試。還將進(jìn)行發(fā)動機(jī)的首次機(jī)內(nèi)試車,飛機(jī)將用剎車和固定纜繩保持靜止?fàn)顟B(tài)?!?br>
目前,X-59A的確切試飛時間表尚不清楚。今年1月,人們還希望這架飛機(jī)能夠在年底前完成首飛。盡管在4月已經(jīng)完成關(guān)鍵的地面結(jié)構(gòu)測試,但由于不明原因,首飛日期已經(jīng)推遲到2023年。

無論什么原因造成了計(jì)劃延誤,都意味著美國宇航局要到2025年才能開始在美國地區(qū)上空進(jìn)行實(shí)際的數(shù)據(jù)收集飛行,而不是先前計(jì)劃的2024年。希望X-59A獨(dú)特的設(shè)計(jì)和其他功能,包括擋住了飛行員所有前向視野的超細(xì)長機(jī)頭,這將有利于減輕音爆對地面居民區(qū)的影響。美國宇航局和“臭鼬工廠”都曾表示過,他們的目標(biāo)是讓地面聽到的超音速飛機(jī)聲音與雷聲、關(guān)車門的聲音一樣大。

目前,美國聯(lián)邦航空管理局嚴(yán)格限制本土的超音速飛行,所以幾乎所有的超音速飛行都是美國軍方執(zhí)行的。由于此類飛行產(chǎn)生的噪音,以及對地面造成損害的可能性,許多國家的民航機(jī)構(gòu)也都采取了同樣的限制措施。近年來,人們對商業(yè)超音速飛行的興趣再度復(fù)蘇,希望X-59A能夠有助于在這方面開創(chuàng)一個新新時代。出于各種與作戰(zhàn)和訓(xùn)練相關(guān)的原因,各國軍隊(duì)同樣對更加安靜、實(shí)用的超音速飛行感興趣。

QueSST計(jì)劃完成后,無論結(jié)果如何,X-59A還可以用于各種其他超音速飛行的研究項(xiàng)目。
雖然X-59A何時能夠完成首飛還有待觀察,但這款獨(dú)特的超音速測試飛機(jī)肯定會得以完成。因此,近日安裝的F414-GE-100發(fā)動機(jī)只能算是一個里程碑。