裝備 空天飛機X-30

洛克維爾 X-30，也稱國家空天飛機計劃（NASP），英文字母 X 是「試驗的」之意，同時也蘊涵著「未知的」深層含義。這是一個單段式入軌航天器計劃(即可從傳統機場跑道上起飛，而不需要藉助額外的火箭助推器升空)，但該計劃在原型機製造之前便被取消。

NASP的概念來源於國防部高級研究計劃局(DARPA)在1982年-1985年進行的「銅谷」計劃。1986 年美國總統里根開始重振大氣層太空梭計劃，國家空天飛機（NASP）是其重要組成部分。根據設想，NASP 將單級飛行進入低地軌道，並以12至25馬赫的速度在3萬到10萬米的跨大氣層中巡航。除了作為航天運載工具使用，NASP 還是一架超級轟炸機，其軍事上的作用潛力十分巨大，它能從華盛頓杜勒斯國際機場起飛以25倍音速在地球低軌道飛行然後抵達東京，全程僅需兩小時，如果這樣一個飛行器最終能夠成形，美國就能出其不意地打擊世界上任何一個角落。

研究指出搭載衝壓發動機的飛行器最大速度僅能達到8馬赫，這離20馬赫似乎遙不可及。但是設計師還是找到了解決方案：飛行器在高速飛行時表面會產生大量的熱能，X-30計劃則希望通過氫將這些熱能送入燃燒室來加強動力。

X-30項目由NASA和DARPA聯合參與研製。麥克唐納·道格拉斯、洛克維爾國際和通用動力三家公司競標研發極超音速單段式入軌空天飛機相關技術，洛克希德·馬丁以及 普拉特·惠特尼公司則競標研發X-30的動力部分。可見X-30項目起初是相當受關注。

1990年，多家公司由洛克維爾國際領導X-30研發並解決技術和預算障礙。

X-30採用了一種高度一體化的發動機架構。其布局為尖頭狹身機體大後掠三角翼單垂尾，鏟狀的前機身產生的震波能在空氣進入發動機之前將其壓縮，然後再從船尾噴口噴出。中段加裝一個衝壓噴射發動機，然而由於發動機技術的限制，當時設計的衝壓發動機距離「可使用」這一標準還很遙遠。

X-30的機翼面積很小，僅提供姿態控制，這種外形比較利於高速飛行，但是會使得起飛與低速飛行很困難。機身從前到後為頭錐、兩人駕駛艙、電子設備艙、燃料艙，在機體腹部的動力裝置由渦輪衝壓、超音速燃料衝壓和入軌和再入大氣火箭發動機構成。

飛行中的X-30機體結構表面的溫度預計會達到980°C ，發動機前部邊緣的溫度可達1650 °C。道格拉斯公司選擇了一種新的耐高溫複合材料用於建造機身部分，相關測試文檔堆起來足足可以塞滿一個大衣櫥，X-30機身材料複雜程度可見一斑。

1992年，用於存儲低溫氫的碳纖維增強聚合物燃料箱成功經受住了820°C的考驗。儘管必要的結構和推進技術研發仍在進行，但是NASA仍有一些技術障礙需要克服。而國防部方面則希望X-30能進行搭載兩名成員載人驗證飛行，如此一來試驗機需要加裝儀錶，環境控制系統，安全保險裝備等，這可以說是壓垮X-30項目的「最後一根稻草」。除了技術上的障礙難以解決，資金上的負擔也是非常沉重，設計方案的每一次改變都增加著高昂的研製費用，最終方案的可行性也成為一個「未知數」，X-30的下馬也就變得不可避免。

儘管美國的X-30失敗了，但也能看出美國的創新能力、想像能力，而且也為美國積累了寶貴的財富——可遇而不可求的經驗、數據、技術，也難怪美國能傲立於世界那麼多年依然是翹楚且無人可撼動，像X-30的X系列的驗證機不僅為構築美國在世界航空航天領域的技術領先地位作出了重要貢獻，也為人類實現突破音障、超失速機動、短距垂直起降、進入太空等一系列重要的航空航天發展目標立下了汗馬功勞。隨著技術的進步，再結合無人駕駛飛機技術，X-30項目當初的設想再度變得可行。

本文由鳥巢作者戰鷹撰稿，原文發表於中國航天報。接下來將推出驗證機版塊，敬請期待。

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