洛克希德導彈與空間公司研製的X-7驗證機綽號“飛行大煙囪”(Flying Stove Pipe),主要用來進行高速衝壓噴氣發動機和導彈制導技術的研究,技術基礎是洛克希德後來的AQM-60“翠鳥”(Kingfisher),驗證美國的防空系統防範核導彈攻擊的能力,其主要型號有X-7A-1、X-7A-3和X-7B。

X-7的技術基礎AQM-60“翠鳥”.

AQM-60“翠鳥”從1946年12月就開始研發,由於能夠滿足美國空軍關於發展無人高速衝壓噴氣飛機的需求,因此得以延續了技術生命。按照美軍的目標,這種無人高速衝壓噴氣飛機的馬赫數至少爲3,也就是3701千米的時速。

“翠鳥”項目主要用來驗證對抗三種面對空導彈,這種對抗能力也是對於X-7的作戰需求。試驗過程中,美軍使用了SAM-A-7/MIM-3“耐克-阿基克斯”(Nike Ajax)、SAM-A-25/MIM-14“耐克-赫爾克里斯”(Nike Hercules)和IM-99/CIM-10“波馬克”(Bomarc)三種導彈進行測試,在SAM導彈測試過程中,X-7的性能成功剋制了導彈。在面對空導彈測試之外,X-7還能夠驗證通信裝備、空氣動力特性、助推器推進、熱力學特性和降落傘的性能。

X-7原型機由美國空軍研發

X-7項目在MX-883項目之下發展,最初的研發型號是L-151,命名爲PTV-A-1驗證機,但是最終被承認的官方代號是1951年命名的X-7。X-7的外形很特別,與前面的鈦合金技術驗證機比如A-12和YF-10都完全不同,這2種飛機機翼採用不鏽鋼材質,機身使用鎳合金。美軍之所以使用鋼材,主要是由於鋁材無法控制在極超聲速飛行時的空氣阻力,性能優異的鈦合金當時還沒有被引入。

X-7長9.99米,翼展6.34 米,高2.13米,直徑50.8釐米,重3628千克,升限30480米,航程209千米。作爲世界上第一架採用衝壓噴氣發動機速度達到3馬赫的飛行器,在試驗飛行時由二戰時火燒東京的B-29轟炸機或B-50作爲載機在空中發射,脫離載機後X-7的尾部助推器點火發動從而自行飛行,衝壓發動機開始工作後,助推器則隨即與X-7脫離。

X-7機頭插入沙漠之後回收

X-7的回收方式也很特別,美軍爲此設計了多級降落傘系統,在噴氣燃料耗盡之後分階段打開使飛機減速,最終“降落”在沙漠上。到達地面之後,機頭上的金屬桿直接插入沙漠,防止機身有任何結構損壞。

X-7經過多年試驗,面臨很多結構挑戰,最終設計採用衝壓發動機,由進氣道、燃燒室、推進噴管三部分組成,利用迎面氣流進入發動機後減速、提高靜壓的過程,將高速氣流經擴張減速,使氣壓和溫度升高後進入燃燒室與燃油混合燃燒,溫度達到2000~2200℃以上之後膨脹加速,由噴口高速排出,不需要高速旋轉的、複雜的壓氣機即可產生推力。

X-7準備裝載到載機之上

X-7和AQM-60使用的發動機專門爲這2款機型設計,壽命非常短,但是能夠保證短時間的核動力噴射。阿利蓋尼彈道學實驗室的X202-C3固體燃料推進器,能夠燃燒4秒,推力467千牛。這種動力模式也應用在CIM-10“波馬克”導彈上。後來,這些技術都應用到洛馬的D-21無人機、SR-71“黑鳥”等驗證機上。

1951年4月,X-7驗證機首飛,飛行速度從時速1600公里發展到最終的馬赫數4.3,4506的時速至今仍讓航空愛好者歎爲觀止。在此後9年的試驗飛行中,X-7除了進行衝壓發動機的測試外,還進行了導航與控制試驗、助推器推進試驗、高速降落傘試驗、熱力學試驗等諸多研究項目。

X-7模型仍在新墨西哥州展示

1954年,X-7經過一系列的改裝,重新命名爲X-7A-3,機身長度增加到11.3米,機翼形狀變化,翼展減小到3米,機翼下方加裝了2個小型助推器,空投方式更加簡單,在1960年7月進行了試飛。美國空軍、陸軍和海軍均參與了X-7的試驗飛行,這在X系列試驗飛機研製史上是不多見的,預示了衝壓噴氣發動機在軍用航空領域的強勁發展勢頭。

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