Қысқашарақ гиперүнді ұшқыш аппараттар эксперименті

Кіріспе

Адамсыз гипердыбыстық эксперименталды ұшақ

{|Infobox aircraft type
|type= Роботизациялық технология демонстраторы, гипердыбыстық сынақ ұшағы
|national origin= АҚШ
|manufacturer= Boeing
|designer=
|first flight= 26 мамыр 2010
|introduced=
|retired= 2013
|status= Қызметтен шығарылған
|primary user= АҚШ Әуе күштері
|more users=
|produced=
|number built = 4

Жобалау және әзірлеу

1990 жылдары Әуе күштері ғылыми-зерттеу зертханасы (AFRL) гипердыбыстық қозғалтқыш үшін HyTECH бағдарламасын бастады. Pratt & Whitney компаниясы AFRL-дан SJX61 қозғалтқышын жасауға әкелген көмірсутекті отынмен жұмыс істейтін скрамджеттік қозғалтқышты әзірлеу туралы келісімшарт алды. SJX61 қозғалтқышы бастапқыда NASA X 43C үшін жасалды, бірақ кейіннен жоба тоқтатылды. Қозғалтқыш 2003 жылдың соңында AFRL Scramjet Engine Demonstrator бағдарламасында қолданылды. Скрамджет ұшу сынақ көлігі 2005 жылдың 27 қыркүйегінде X 51 деп аталды. Ұшу көрсетулерінде X 51 ұшағы B 52 ұшағымен шамамен 50000 фут (15240 м) биіктікке көтеріліп, содан кейін Тынық мұхиты үстінде босатылады. X 51 бастапқыда MGM 140 ATACMS қатты ракеталық күшейткішімен шамамен жылдамдыққа дейін жетеледі. Күшейткіш кейін тасталады және көліктің Pratt & Whitney Rocketdyne SJY61 скрамджеті оны максималды ұшу жылдамдығына дейін үдетіп жібереді. X 51 SJY61 скрамджеті үшін JP 7 отынын пайдаланады, бортында.

Гипердыбыстық технологияны қолдану

DARPA бір кезде X 51-ді Blackswift-ке бастапқы қадам ретінде қарастырды, ол 2008 жылдың қазанында жобасы тоқтатылған жоспарланған гипердыбыстық демонстратор еді. 2013 жылдың мамырында АҚШ Әскери-әуе күштері X 51 технологиясын X 51-ге шамамен ұқсас өлшемдегі Жоғары Жылдамдықты Соққы Қаруына (HSSW) қолдануды жоспарлады. HSSW 2020 жылы ұшуға және 2020 жылдардың ортасында пайдалануға кіруі күтілді. Оның ұшу қашықтығы белгісіз, Mach 5–6 жылдамдығымен ұшуға және F-35 немесе B-2 бомбалаушы ұшағының ішкі бөліміне орналасуға мүмкіндігі болған.

Жердегі және қозғалтқышы жоқ сынақтар

X 51A-ның жердегі сынақтары 2005 жылдың соңында басталды. X-51-дің алдын ала нұсқасы, "Жердегі демонстрациялық қозғалтқыш №2", 2006 жылдың 27 шілдесінде NASA Лэнгли зерттеу орталығында жел тоннеліндегі сынақтарды аяқтады. Сынақтар 2007 жылдың 30 сәуірінде 5 Мах жылдамдығында симуляцияланған X 51 ұшуының сәтті аяқталуымен жалғасты. Сынақтың мақсаты 4 Мах және 6 Мах арасындағы үдеуді бақылау және гипердыбыстық итерме күшінің "жай ғана сәттілік емес" екенін көрсету болды. 2009 жылы төрт ұшқышсыз сынақ ұшуы жоспарланған. Дегенмен, X 51A-ның B-52 ұшағына ілініп жасалған алғашқы сынақ ұшуы 2009 жылдың 9 желтоқсанында өтті, ал 2010 жылдың басында қосымша ұшулар орындалды.

Қозғалтқышты ұшу сынағы

X 51-дің алғашқы ұшуы 2010 жылдың 25 мамырына жоспарланған еді, бірақ Әскери-теңіз күштерінің Point Mugu теңіз полигонының бір бөлігі арқылы өтіп жатқан жүк кемесінің болуына байланысты 24 сағатқа кешіктірілді. X 51 алғашқы қуатты ұшуын 2010 жылдың 26 мамырында сәтті аяқтады. Ол жылдамдыққа жетіп, 70000 фут (21336 м) биіктікке көтерілді және 200 секундтан астам ұшты; алайда, жоспарланған 300 секундтық ұшу ұзақтығына жете алмады. Жаңа жылдамдық рекордын – 9,68 Мах орнатып жатып. Осы траектория бойынша тағы үш сынақ ұшуы жоспарланған. Екінші сынақ ұшуы бастапқыда 2011 жылдың 24 наурызына белгіленген еді, бірақ қолайсыз сынақ жағдайларына байланысты өткізілмеді. Ұшу 2011 жылдың 13 маусымында орындалды. Дегенмен, Тынық мұхиты үстіндегі ұшу 5 Мах жылдамдыққа жеткеннен кейін, қозғалтқыштың тұрақтанбауы салдарынан ерте аяқталды. Сынақтан алынған ұшу деректері зерттелуде. B 52 ұшағы X 51-ді шамамен 50000 фут (15240 м) биіктікте босатып жіберді. X 51-дің скрамджет қозғалтқышы этиленмен іске қосылды, бірақ JP 7 отынына дұрыс ауыса алмады. Үшінші сынақ ұшуы 2012 жылдың 14 тамызында өтті. X 51-дің 300 секундтық (5 минуттық) тәжірибелік ұшуы жоспарланған, жылдамдығы . Ракета күштерінсізденгеннен кейін, аппарат бақылауын жоғалтып, Тынық мұхитына құлады. Әскери-әуе зерттеу зертханасы (AFRL) X 51-дің жоғарғы оң жақ аэродинамикалық қанаты ұшу кезінде құлыптан шығып, басқарылмайтын болғанын анықтады; аэродинамикалық басқару үшін барлық төрт қанат қажет. Ұшақ скрамджет қозғалтқышы іске қосылғанға дейін басқаруын жоғалтты. 2013 жылдың 1 мамырында X 51 төртінші сынақ ұшуында толыққанды сәтті сынақ ұшуын жүзеге асырды. X 51 және күштеуші ракетасы B 52H ұшағынан ажыратылып, күштеуші ракетасымен жылдамдыққа дейін жеделдетілді. Содан кейін ол күштеуші ракетадан таза бөлініп, өз қозғалтқышын іске қосты. Сынақ ұшағы жылдамдыққа дейін үдеп, отыны бітіп, Point Mugu маңындағы Тынық мұхитына құлайтынша 210 секунд ұшты; бұл сынақ ауамен тыныс алатын гипердыбыстық ұшудың ең ұзақ уақыты болды. Зерттеушілер 370 секундтық ұшу деректерін жинады. Сынақ бағдарламаның аяқталғанын көрсетті. Әскери-әуе зерттеу зертханасы сәтті ұшудың гипердыбыстық ұшутың практикалық қолданылуына, мысалы, зымыранға, барлауға, тасымалдауға және ғарыш жүйесі үшін ауамен тыныс алатын бірінші сатыға зерттеулер жүргізуге көмектесетініне сенімді.

The first powered flight of the X 51 was planned for 25 May 2010, but the presence of a cargo ship traveling through a portion of the Naval Air Station Point Mugu Sea Range caused a 24 hour delay. The X 51 completed its first powered flight successfully on 26 May 2010. It reached a speed of , an altitude of 70000 feet (21336 m) and flew for over 200 seconds; it did not meet the planned 300 second flight duration, however. while setting a new speed record of Mach 9.68. Three more test flights were planned and used the same flight trajectory. The second test flight was initially scheduled for 24 March 2011, but was not conducted due to unfavorable test conditions. The flight took place on 13 June 2011. However, the flight over the Pacific Ocean ended early due to an inlet unstart event after being boosted to Mach 5 speed. The flight data from the test was being investigated. A B 52 released the X 51 at an approximate altitude of 50000 feet (15240 m). The X 51's scramjet engine lit on ethylene, but did not properly transition to JP 7 fuel operation. The third test flight took place on 14 August 2012. The X 51 was to make a 300 second (5 minutes) experimental flight at speeds of After separating from its rocket booster, the craft lost control and crashed into the Pacific. The Air Force Research Laboratory (AFRL) determined the problem was the X 51's upper right aerodynamic fin unlocked during flight and became uncontrollable; all four fins are needed for aerodynamic control. The aircraft lost control before the scramjet engine could ignite. On 1 May 2013, the X 51 performed its first fully successful flight test on its fourth test flight. The X 51 and booster detached from a B 52H and was powered to by the booster rocket. It then separated cleanly from the booster and ignited its own engine. The test aircraft then accelerated to and flew for 210 seconds until running out of fuel and plunging into the Pacific Ocean off Point Mugu for over six minutes of total flight time; this test was the longest air breathing hypersonic flight. Researchers collected telemetry data for 370 seconds of flight. The test signified the completion of the program. The Air Force Research Laboratory believes the successful flight will serve as research for practical applications of hypersonic flight, such as a missile, reconnaissance, transport, and air breathing first stage for a space system.