如何飛到6.72馬赫---X-15的穿越之路(一)

在我的前幾期專欄中,我詳細(xì)說(shuō)了X-15為了克服高空高超音速的超高溫環(huán)境下飛行所用的設(shè)計(jì)。
接下來(lái)我會(huì)說(shuō)X-15是如何在高空高超音速環(huán)境下維持飛行器的穩(wěn)定性以及機(jī)體的各項(xiàng)控制系統(tǒng)的運(yùn)作。
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? ? ? ? 飛行的飛行器的穩(wěn)定性和機(jī)體控制也是X-15的主要研究領(lǐng)域之一。
風(fēng)洞和模型試驗(yàn)為X-15在極端飛行條件下的飛行能力提供了足夠的數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)表明X-15項(xiàng)目中所遇到的問(wèn)題并非無(wú)法克服。
? ? ? ? 一個(gè)主要影響是在非常高的馬赫數(shù)下機(jī)體的穩(wěn)定性降低,以及在大氣壓降至非常低的飛行條件下的穩(wěn)定性和控制有效性的完全喪失。

? ? ? ? 對(duì)前一個(gè)問(wèn)題的建議解決方案將是提供對(duì)稱的分速制動(dòng)器,它可以將基本的雙楔垂直穩(wěn)定器翼型后緣轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄬?duì)鈍的鈍楔。
? ? ? ? 這種配置極大地增加了高馬赫數(shù)時(shí)的尾升力曲線斜率,從而提供了足夠的方向穩(wěn)定性,而不會(huì)實(shí)際增加尾翼的面積。

? ? ? ? 飛機(jī)重心與機(jī)翼超音速氣動(dòng)中心的相對(duì)位置克服了縱向不穩(wěn)定的趨勢(shì),因此常規(guī)的水平尾翼大角度偏轉(zhuǎn)就足夠有效控制了。
? ? ? ? 太空飛行期間的控制問(wèn)題將通過(guò)使用額外的噴射器噴口來(lái)解決,這些噴射器噴口被布置為三個(gè)飛機(jī)主軸提供控制力矩。
? ? ? ? 這種空間控制系統(tǒng)的主要用途是在飛機(jī)重返大氣層之前保持飛機(jī)的姿態(tài)控制能力。
? ? ? ? 這些控制噴口通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬分析確定最佳的控制力矩。

? ? ? ? X-15的配置讓其可以隨心所欲的選擇再入軌道的航線。
? ? ? ? 飛機(jī)可以在零升力曲線上重新進(jìn)入,使用減速板進(jìn)行減速,然后以較低的馬赫數(shù)拉起。
? ? ? ? 在這種情況下,機(jī)翼所承受的溫差值將會(huì)很小。
? ? ? ? 在相反的極端情況下,可以在不使用減速板的情況下保持高升力系數(shù)和由此產(chǎn)生的高阻力以進(jìn)行減速,但不會(huì)遇到過(guò)高的負(fù)載系數(shù),底部蒙皮所承受的溫度也不會(huì)很高。
? ? ? ? 飛行路徑規(guī)劃的靈活性可以讓其在測(cè)試飛行期間探索更廣大的未知,并且提供更寬泛的安全裕度。

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