关于x-51a的调研报告

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1、关于X-51A的调研报告班级：1018203姓名：路子威学号：1101800315摘要：从计划的背景、飞行器的构造、超燃冲压发动机的研发测试以及实际飞行试验等四个方面对X-51A的发展计划作了较为详细的介绍，并据此对美国发展高超声速飞行技术的研究流程和理念有个一定的了解与认识。关键词：巡航导弹高超声速X-51A引言巡航导弹在美国的武器系统中具有特殊的地位和作用，是美国未來信息化条件下的首选空袭武器，也是美军实施远程精确打击的重耍武器之一。美国于20世纪90年代启动的“全球敏捷打击”计划自推岀以来一直处于低速发展过程中，直至近年该计划开始迅速发展。美国从改造三叉戟导弹开始，陆续推出一系

2、列的先进攻击武器概念，包括新一代的E机、无人机和导弹。美国军方认为，在未来的数年内美国必须具备能针对各种稍纵即逝的时间关键FI标(乂称时敏目标，例如处于行动中的恐怖组织头目、走私核或牛化武器的船只等)，在一小时内、具至数分钟内做出反应，并用超高速武器实施致命打击。为此，美国国防部正在探索和研制各种先进的能够全球打击时敏目标的高技术武器，包括无人轰炸机、高超声速巡航导弹以及空间再人的高超声速飞行器等等。在这些高技术武器当中,X-51A就是--种比目前美国武器库屮任何一种导弹的速度都要快的全球打击武器。可以在lh内攻击地球任意位置上的目标。X-51A是美国空军研究实验室(AFRL)与国防

3、高级研究计划局(DARPA)联合主持研制的超燃冲压发动机验证机.乘波飞行器(SED・WR,ScramjetEngineDemonstrator.Waverider)o它由波咅公同与普拉特・惠特尼(以下简称普惠)公司共同开发，由一台JP-7碳氢燃料超燃冲压发动机推动，设计飞行马赫数在6〜6.5之间。1、X-51A计划的背景美国空军认为，高超声速推进技术是美国亟须发展的关键领域之一,为了达到这一目的,必须走“阶梯式发展”的道路。1979年首次发射的先进战略空射导弹(ASLAM)是早期的高超声速导弹，它使用高速冲压发动机实现了马赫数为5.5的飞行，虽然达到了高超声速，但山于冲压发动机的燃烧

4、是在亚声速状态下进行，效率非常低。解决这一问题的方法是使用超燃冲压发动机，于是X-51A计划应运而主。2()世纪9()年代屮期，国家空天飞机(NASP,NationalAerospacePlane)计划终止后，美国空军转而投资HyTcch(HypcrsonicTechnology)计划以延续英对高超声速技术的研究。2003年初，AFRL制定了吸热式燃料超燃冲压发动机飞行验证机(EFSEFD)计划，后来该计划更名为SED.WR计划。SED—WR计划实际是以DARPA的可负担得起快速反应导弹验证机(ARRMD)计划屮的乘波器研究为基础。2004年1月，AFRL选择波音公司与普惠公司共同制

5、造SED-WR的验证机，由波音公司制造机身，普惠公司生产发动机。2005年9刀，美国空军正式将该计划编号为X-51AoX-51A计划的主要口的Z—是对美国空军的HyTeeh超燃冲压发动机进行飞行试验。这种发动机使用吸热型碳蛍燃料，能将飞行器的飞行马赫数从4.5提升到6.5。此外，还有以卜「El的：具一是获取超燃冲压发动机的地面及飞行试齡数据，以加深对物理现象的理解以及开发可用于超燃冲压发动机设计的计算工具;其二是验证吸热式燃料超燃冲压发动机在实际飞行状态下的生存能力；其三是通过自由飞行试验來验证超燃冲压发动机能够产生足够的推力。虽然X-51A计划的主要部分是进行推进试验，但它不仅仅是

6、一个对HyTceh超燃冲压发动机的测试计划。发动机与飞行器的整合需要两方面研究过程的协调发展：高超声速推进飞行试验以及航空器的研发。高超声速飞行试验过程主要包括：获取地面测试数据、获取飞行测试数据、关联地面/飞行数据并做相应的分析以及选定高超声速飞行器的设计工具。另一方面，航空器的研发过程也具有同样重要的意义。对高超声速飞行器來说，发动机与机身的一体化设计是关键问题之一。除此之外，用于投放X-51A的B・52H轰炸机必须与陆军战术导弹系统(ATACMS)的助推器集成为一个完整系统，ATACMS的助推器将X-51A加速到适合超燃冲压发动机工作的飞行条件，包括飞行高度・飞行速度。所有的子

7、系统为航电设备都必须满足设计要求，同时还需要将发动机与飞行器的控制软件集成进去。2、X-51A飞行器的构造X-51A飞行器的整体构造如图1所示，它是由巡航体、级间以及助推器三部分组成，整个飞行器长7.62m,质量1780kg,最人宽度为584.2mm,其中巡航体长4.27in,质量为671kgoX-51A的主体部分是在金属材料的基本结构外覆盖着轻质TPS泡沫为陶瓷材料。机体部分的框架板壁等由铝制成。前鼻端内部是金属鸭，外部则是二氧化硅隔热层，•其作川是承受