X-1

X-1 試驗飛機作為人類歷史上一種劃時代的飛機，不僅僅是因為它的速度超過了音速，也是因為它是世界上第一種純粹為了試驗目的而設計製造的飛機。X-1 最初構想來自於 20 世紀 30 年代末飛機設計領域所遇到的問題，當時建造的風洞已經不能滿足飛機在亞音速和超音速飛行條件下各種參數的正確蒐集，因而研製一種專用的飛行試驗機勢在必行。

貝爾X-1是一架以火箭發動機為動力的、操縱性能良好、設計強度較高的飛機，其駕駛員的技術也很熟練。貝爾飛機多次成功地用M1或超出了M1的速度飛行，從而激發了人們對超音速飛行研究的興趣，打開了航空飛行嶄新的一頁。

基本介紹

• 中文名：X-1
• 類型：試驗飛機
• 隸屬：貝爾飛機公司
• 研製國家：美國
• 機長： 9.45 米
• 機高： 3.35 米
• 翼展：8.53 米
• 重要地位：第一架超音速飛機

X系列相關介紹

英文字母 X 是“Experimental”這個單詞的縮寫，即“試驗的”之意，同時也蘊涵著“未知的”深層含義。在飛行器設計領域，未知的技術障礙與難題比比皆是，即使是通過風洞、模擬器和計算機也只能構建出一個理想狀態下的模型而已，所以必須研製出專門用途的試驗機去探索那些未知領域。

為了探索航空航天領域眾多的未知領域，美國人開始了 X 系列試驗飛行器的研究工作。1945 年初，世界上第一架火箭動力試驗機 XS-1（後來命名為 X-1）在美國軍方的資助下首飛成功。這之後，X-3、X-4、X-5 等一大批試驗飛行器相繼飛上了藍天。在隨後近三十年的發展過程中，以 X 冠名的試驗飛行器幾乎每年都要研製一種，其研製速度也快得驚人，這段時間因而也成為了 X 系列試驗飛行器發展的黃金時期。

越南戰場上的節節失敗和蘇聯全球範圍內的戰略緊逼，讓美國開始進入戰略調整階段。在這種大環境下 X 系列試驗飛行器的研製計畫也陷入了停頓，從 1971 年至 1983 年美國沒有進行任何一種 X 型試驗機的研製工作。

強硬的里根總統上台後，沉寂了多年的 X 系列試驗飛行器計畫終於迎來了轉機，1984 年 X-29A 前掠翼試驗機的首飛成功重新拉響了美國向未知航空航天領域前進的號角。僅在上個世紀九十年代的十年間，就先後有 14 種 X 型試驗飛行器投入研製，X 系列試驗飛行器計畫的第二個黃金髮展時期來到了。

研製歷程

貝爾X --1飛機的設計幾乎是相當保守的，所有認為有疑問的設計、結構和加工技術都被謹慎的迴避了，也沒有採取後掠翼(儘管NACA早在1945年初就已導出了後掠翼的有關理論)，機身絕大部分的設計也是很常規的，比戰時美國任何一架戰鬥機的結構強度致少增加了50%。在沒有加速器的情況下，其完全機械操縱下計算結構強度為+I8g/一10g。尾翼的安裝角可以通過一個螺旋千斤頂來調整。

1945年夏末，就貝爾X-1飛機是單獨從地面起飛還是空中發射展開了討論，由於動力設計得比較保守，推力相對有限(以及超重)等原因，使得飛機的續航時間太短，以致於從地面起飛達不到檢測高度以及想要達到的飛行性能，因此，空中發射便成了唯一的選擇。於是，把X-1掛在一架B-29重型轟炸機的炸彈鉤上，升到30000英尺高空時拋下，開始檢測飛機的飛行性能。

X-1試驗機和B-29載機

結構特點

貝爾飛機公司製造的 3 架 X-1 機長 9.45 米，機高 3.35 米，翼展 8.53 米，其機身形狀與 12.7 毫米機槍子彈極其相似，這樣可在超音速飛行時保持機體的穩定。X-1 的機翼為平直翼，翼面厚度很小。XLR-11 火箭發動機為其提供動力，其燃料為液氧與酒精和水的混合物。

超音速飛行

1947 年 10 月 14 日，試飛員查理斯.耶格爾駕駛 X-1-1 在 43000 英尺的高空飛出了 1.06 馬赫的高速，從而邁出了人類超音速飛行的第一步。不久，X-1-2 在飛行試驗中速度也超過了音速。1950 年 5 月 12 日，X-1-1 在耶格爾的駕駛下完成了最後一次試驗光榮退休了。隨後，X-1-2 也停止了飛行開始進行改造。NACA 的工程師們為 X-1-2 設計了新的機翼和新型的渦輪泵燃油系統，另外還將試飛員從側面艙門進入駕駛艙的設計改為向上開啟的座艙蓋，這樣 X-1-2 就成為了 X-1E。X-1E 是用來驗證薄翼氣動特性的，它是第一架採用 4% 機翼厚度飛行成功的飛機。另外還有必要提一下 X-1-3，由於其燃料供給系統進行了改進，所以其理論最高速度可以達到 2.4 馬赫，遠遠超過了前兩者。但這架 X-1-3 運氣不太好，在一次試飛中由於燃料泄漏事故和載機 B-50 一起在空中炸成了碎片。X-1 總共試驗飛行了 157 次，最大飛行速度達到 1.45 馬赫，最大飛行高度 21000 米。

型號演變

貝爾飛機公司之後又建造了四架經過改進的 X-1，其中 X-1A 進行動力穩定試驗，X-1B 進行空中載荷研究，X-1C 搭載機炮進行武器測試（實體模型階段被取消），X-1D 則進行傳熱研究。X-1D 和 X-1A 先後在試驗過程中爆炸墜毀，事後調查發現和 X-1-3 一樣都是因為液氧油箱中皮革墊圈引起的，所以隨後 X-1B 和 X-2 機體上的皮革墊圈全部被除去。在多次速度為2馬赫的飛行試驗後，X-1B 在 1957 年被改裝用來進行反應控制系統（RCS，Reaction Control System）的試驗。它的翼尖上被裝上了數枚過氧化氫火箭，當動態壓力對於常規空氣動力控制過小的時候，其後機身和機尾就會提供控制，這些成果為隨後 X-15 的發展提供了寶貴的經驗。

X-1-1、X-1-2 於 1945 年相繼出廠開始了試驗飛行，與此同時 NACA（美國國家航空諮詢委員會，美國國家航空航天局 NASA 的前身）也加入了 X-1 項目的研製工作。