Boeing X-51 Waverider - Boeing X-51 Waverider

X-51 Waverider
X-51A Waverider.jpg
Künstlerisches Konzept der X-51A während des Fluges
Rolle Demonstrator für Robotertechnologie , Hyperschall-Testflugzeug
nationale Herkunft Vereinigte Staaten
Hersteller Boeing
Erster Flug 26. Mai 2010
Status Flugerprobung
Hauptbenutzer Luftwaffe der Vereinigten Staaten
Anzahl gebaut 4

Die Boeing X-51 Waverider ist ein unbemanntes Forschungs- Scramjet- Experimentalflugzeug für Hyperschallflüge bei Mach 5 (3.300 mph; 5.300 km/h) und einer Höhe von 70.000 Fuß (21.000 m). Das Flugzeug erhielt die Bezeichnung X-51 im Jahr 2005. Am 26. Mai 2010 absolvierte es seinen ersten motorisierten Hyperschallflug. Nach zwei erfolglosen Testflügen absolvierte die X-51 einen Flug von über sechs Minuten und erreichte 210 Sekunden lang Geschwindigkeiten von über Mach 5 1. Mai 2013 für den längsten angetriebenen Hyperschallflug.

Waverider bezieht sich im Allgemeinen auf Flugzeuge, dieden durch ihre eigenen Stoßwellen erzeugten Kompressionsauftrieb nutzen . Das X-51-Programm war eine Kooperation der United States Air Force , DARPA , NASA , Boeing und Pratt & Whitney Rocketdyne . Das Programm wurde vom Aerospace Systems Directorate innerhalb des US Air Force Research Laboratory (AFRL) verwaltet.

Design und Entwicklung

In den 1990er Jahren begann die Air Force Research Laboratory (AFRL) das Hytech Programm für hypersonischen Antrieb . Pratt & Whitney erhielt von der AFRL einen Auftrag zur Entwicklung eines kohlenwasserstoffbetriebenen Scramjet- Triebwerks, das zur Entwicklung des SJX61-Triebwerks führte. Das SJX61-Triebwerk war ursprünglich für die NASA X-43C gedacht , die schließlich eingestellt wurde. Das Triebwerk wurde Ende 2003 im Scramjet-Triebwerksdemonstratorprogramm des AFRL eingesetzt. Das Scramjet-Flugtestfahrzeug erhielt am 27. September 2005 die Bezeichnung X-51.

X-51A unter den Flügeln einer B-52 auf der Edwards Air Force Base , Juli 2009

Bei Flugdemonstrationen wird die X-51 von einer B-52 auf eine Höhe von etwa 50.000 Fuß (15 km) gebracht und dann über dem Pazifischen Ozean freigesetzt. Die X-51 wird zunächst von einem MGM-140 ATACMS Feststoffraketen-Booster auf etwa Mach 4,5 (3.000 mph; 4.800 km/h) angetrieben . Der Booster wird dann abgeworfen und der Scramjet Pratt & Whitney Rocketdyne SJY61 des Fahrzeugs beschleunigt es auf eine Höchstfluggeschwindigkeit nahe Mach 6 (4.000 mph; 6.400 km/h). Die X-51 verwendet JP-7- Treibstoff für den Scramjet SJY61, der 270 lb (120 kg) an Bord trägt.

Anwendungen für Hyperschalltechnologie

Die DARPA betrachtete X-51 einst als Sprungbrett für Blackswift , einen geplanten Hyperschall-Demonstrator, der im Oktober 2008 abgesagt wurde.

Im Mai 2013 plante die US-Luftwaffe, die X-51-Technologie auf die High Speed ​​Strike Weapon (HSSW) anzuwenden, eine Rakete von ähnlicher Größe wie die X-51. Die HSSW könnte 2020 fliegen und Mitte der 2020er Jahre in Dienst gestellt werden. Es ist vorgesehen, eine Reihe von500-600 sm , fliegen mit Mach 5-6 und passen auf eine F-35 oder in die interne Bucht eines B-2- Bombers.

Testen

Das Triebwerk SJX61-2 absolviert erfolgreich Bodentests zur Simulation von Mach-5-Flugbedingungen.

Masse- und stromlose Tests

Bodentests der X-51A begannen Ende 2005. Eine vorläufige Version der X-51, das "Ground Demonstrator Engine No. 2", absolvierte am 27. Juli 2006 Windkanaltests im NASA Langley Research Center ein simulierter X-51 Flug bei Macht 5 wurde am 30. April 2007. Die Prüfung soll beobachten erfolgreich abgeschlossen Beschleunigung daß hypersonischer Mach zwischen 4 und 6 und Mach zu demonstrieren Schub „Glück ist nicht nur“. Für 2009 waren zunächst vier Testflüge in Gefangenschaft geplant. Der erste Gefangenenflug der X-51A auf einer B-52 wurde jedoch am 9. Dezember 2009 durchgeführt, weitere Flüge Anfang 2010.

Motorisierte Flugtests

Der erste Motorflug der X-51 war für den 25. Mai 2010 geplant, aber die Anwesenheit eines Frachtschiffs, das durch einen Teil der Naval Air Station Point Mugu Sea Range fuhr, verursachte eine Verzögerung von 24 Stunden. Die X-51 absolvierte ihren ersten Motorflug erfolgreich am 26. Mai 2010. Sie erreichte eine Geschwindigkeit von Mach 5 (3.300 mph; 5.300 km/h), eine Höhe von 70.000 Fuß (21.000 m) und flog über 200 Sekunden lang; die geplante Flugdauer von 300 Sekunden wurde jedoch nicht eingehalten. Der Test hatte die längste Hyperschall-Flugzeit von 140 Sekunden unter seiner Scramjet-Leistung. Die X-43 hatte die bisher längste Flugbrennzeit von 12 Sekunden und stellte gleichzeitig einen neuen Geschwindigkeitsrekord von Mach 9,68 auf.

Drei weitere Testflüge waren geplant und nutzten dieselbe Flugbahn . Boeing schlug dem Air Force Research Laboratory (AFRL) vor, zwei Testflüge hinzuzufügen, um die Gesamtzahl auf sechs zu erhöhen, wobei die Flüge in Abständen von vier bis sechs Wochen stattfinden sollten, sofern keine Ausfälle auftreten.

Der zweite Testflug war ursprünglich für den 24. März 2011 geplant, wurde aber aufgrund ungünstiger Testbedingungen nicht durchgeführt. Der Flug fand am 13. Juni 2011 statt. Der Flug über dem Pazifischen Ozean endete jedoch aufgrund eines Einlass- Unstart- Ereignisses vorzeitig , nachdem er auf Mach 5-Geschwindigkeit angehoben wurde . Die Flugdaten aus dem Test wurden untersucht. Eine B-52 setzte die X-51 in einer Höhe von ungefähr 15.000 m frei. Das Scramjet-Triebwerk der X-51 wurde mit Ethylen gezündet , ging jedoch nicht richtig auf JP-7-Kraftstoffbetrieb über.

Der dritte Testflug fand am 14. August 2012 statt. Die X-51 sollte einen 300 Sekunden (5 Minuten) langen Versuchsflug mit Geschwindigkeiten von Mach 5 (3.300 mph; 5.312 km/h) durchführen. Nach der Trennung von seinem Raketenbooster verlor das Fahrzeug die Kontrolle und stürzte in den Pazifik. Das Air Force Research Laboratory (AFRL) stellte fest, dass das Problem darin bestand, dass die obere rechte aerodynamische Flosse der X-51 während des Fluges entriegelt wurde und unkontrollierbar wurde; alle vier Flossen werden für die aerodynamische Kontrolle benötigt. Das Flugzeug verlor die Kontrolle, bevor das Scramjet-Triebwerk zünden konnte.

Am 1. Mai 2013 absolvierte die X-51 bei ihrem vierten Testflug ihren ersten vollständig erfolgreichen Flugtest. Die X-51 und der Booster lösten sich von einer B-52H und wurden von der Boosterrakete auf Mach 4,8 (3.200 mph; 5.100 km/h) angetrieben. Anschließend trennte er sich sauber vom Booster und zündete seinen eigenen Motor. Das Testflugzeug beschleunigte dann auf Mach 5,1 (3.400 mph; 5.400 km/h) und flog 210 Sekunden lang, bis der Treibstoff ausging und für über sechs Minuten Gesamtflugzeit vor Point Mugu in den Pazifischen Ozean stürzte. Dieser Test war der längste luftatmende Hyperschallflug . Die Forscher sammelten Telemetriedaten für 370 Flugsekunden. Der Test bedeutete den Abschluss des Programms. Die Air Force Research Laboratory glaubt der erfolgreiche Flug als Forschung für praktische Anwendungen von Hyperschallflug dienen wird, wie eine Rakete, Aufklärung, Transport und luftatmenden erste Stufe für ein Raumsystem.

Spezifikationen

Daten von Boeing, Air Force

Leistung

  • Höchstgeschwindigkeit: 3.900 mph (6.200 km/h, 3.400 kn)
  • Höchstgeschwindigkeit: Mach 5,1
  • Reichweite: 460 mi (740 km, 400 sm)
  • Service-Decke: 70.000 ft (21.300 m)

Siehe auch

Verweise

Externe Links