X-15試驗機

X-15
類型	火箭飛機
製造商	北美航空
首飛	1959年6月8日
起役日期	1959年9月17日
退役日期	1968年12月
狀態	博物館收藏
主要用戶	美國空軍; NASA
製造數量	3

北美X-15（North American X-15）是一架由北美航空所承製開發的火箭動力實驗機。X-15可能是在貝爾X-1之後，美國空軍／NASA／美國海軍X系列試驗機中最重要的一架。在1960年代，X-15打破了許多速度與高度的記錄，由於其飛行高度到達大氣層的邊緣，為之後的研究提供了重要的資料。它同時也是美國建造的第一個有人亞軌道飛行器。

在整個X-15計畫的飛行項目中，有13架次到達了80公里以上的高度，這是美國空軍所制訂宇宙飛行的標準高度，駕駛這13架次的八名飛行員因此獲得太空人的身份。另外還有兩名飛行員獲頒NASA的太空人之翼勳章（英語：Astronaut Badge）。^[1]

一些權威的航空學研究者設定的太空的起始高度比美國空軍和NASA的標準高度都低，所以還有許多X-15飛行員也可被視作太空人。在距地球19英里（31公里）的上空是適航大氣層（英語：aeropause），這裏的環境與太空基本相同，而許多X-15飛行員駕駛飛機都到達此高度以上。

另外還有兩架次（由同一飛行員駕駛）到達國際航空聯合會的宇宙飛行標準高度，即到達62.1英里高度（100公里）。

歷史

對機身的請求在1954年12月30日公佈，1955年2月4日公佈對火箭發動機的請求。1955年11月北美航空公司簽訂了製造機身的合約，反應發動機（英語：Reaction Motors）在1956年簽訂了製造發動機的合約。

與其他X系列試驗機一樣，X-15首先是掛在一架B-52機翼下被帶到空中，然後火箭發動機開始工作。它的機身很長且為圓柱形。向後的整流片使機身看起來很平。背部及腹部的楔形垂直尾翼很厚。可收起的起落架包括機鼻起落架和兩個滑橇。初始型X-15A的兩具XLR-11 火箭發動機提供36千牛頓推力，後來的XLR-99在海平面提供254千牛頓推力，在最高高度提供311千牛頓。

1958年之前，美國空軍和美國國家航空諮詢委員會（NACA，也就是NASA的前身）的官員提出了軌道運行式X-15（X-15B）的方案，這種X-15將會被一具SM-64納瓦荷式火箭（SM-64 Navaho missile）送入太空。在NACA成為NASA之後這個方案被拋棄，取而代之的是水星計畫。1959年，X-20Dyna-Soar太空滑翔機計畫成為美國空軍軍用載人太空飛行器的優先計畫。X-20計畫在1960年代早期被中止。

X-15的首飛是在1959年6月8日，飛行員為史考特·克勞斯菲爾德（Scott Crossfield），這次飛行實際上是一次無動力滑翔。同年9月17日進行了第一次有動力飛行。1960年11月15日進行了第一次使用XLR-99發動機的飛行。

整個項目中一共建造了三架X-15，它們總共飛了199次，最後一次在1968年10月24日。原計劃是在1968年11月21日，內華達州史密斯蘭奇（Smith Ranch），由威廉·奈特（William J. Knight）進行第200次飛行。技術與天氣的原因使這次飛行被延後了至少六次，直到1968年12月。最後因為天氣原因，此次飛行在1968年12月20日被中止。地面人員將X-15從B-52上拆下，準備將它無限期地儲存起來。一架存放在華盛頓特區的美國國家航空航天博物館，一架存放在俄亥俄州代頓萊特派特森空軍基地（Wright-Patterson AFB）內的國立美國空軍博物館（National Museum of the United States Air Force）。編號56-6672的第三架X-15則是於1967年11月15日墜毀。

一共有12名飛行員駕駛過X-15，包括第一個登上月球的人尼爾·阿姆斯壯和約瑟夫·恩格。

1963年7月和8月，駕駛X-15兩次到達100公里以上高度，成為第一個兩次進入太空的人。

1967年11月15日第三架X-15在下降時開始尾旋，重力加速度到達15G（147 m/s²），飛機在空中解體，殘骸散佈在50平方英里的範圍內，飛行員麥可·亞當斯（Michael J. Adams）不幸在這起意外中犧牲。2004年6月8日，人們在加州蘭茲堡（Randsburg）附近、那架X-15座艙被發現的地方，為他豎立了一個紀念碑。除此之外亞當斯也被追綬太空人之翼（Astronaut Wings）勳章。1991年，他的名字被放入佛羅里達州甘迺迪太空中心的太空人紀念館。

第二架X-15在一次降落事故後被重建，它被加長了約0.74米，機身下加掛了兩個副油箱，而且被進行了隔熱處理。這架新飛機被命名為X-15A-2。它的首飛日期為1964年6月28日，最終設定了一項新的速度記錄：7,274 km/h（4520mph或2021m/s）。

一直到2004年太空船一號（SpaceShipOne）的第三次試飛之前，除了太空梭以外還沒有飛行器能打破X-15的高度記錄。當然，無人空射火箭，例如「飛馬座」火箭，經常超越X-15的速度與高度記錄。被廣泛報導的X-43A 超高音速飛機的新速度記錄，只是無人機新的記錄。這架小得出奇的飛機在2004年11月16日在29公里高度上達到了接近10馬赫的速度（10620km/h或6600mph或2.95km/s）。

數據

諸元

乘員：1
長度： 50.7 ft（15.45 m）
翼展： 22.3 ft（6.8 m）
高度： 13.5 ft（4.12 m）
機翼面積： 200 ft²（18.6 m²）
空重： 14,600 lb（6,620 kg）
裝載燃料及飛行員後： 34,000 lb（15,420 kg）
最大起飛重量： 34,000 lb（15,420 kg）
動力：1x Thiokol XLR99-RM-2液體燃料火箭發動機，70,400 lbf（313 kN）推力（30公里高時）使用液氧與液氨推進劑。由於氨分子過於穩定很難燒，燃燒不穩定的聲音巨大，使用一個複雜的噴注器強行向燃料中加注乙炔。

性能

最高速度： 4,520 mph (7,274 km/h) Mach 6.85
航程： 280 miles（450 km）
最高飛航紀錄： 67 miles (108 km), 354,330 ft
爬升速度： 60,000 ft/min（18,000 m/min）
機翼負荷： 829 kg/m²（170 lb/ft²）
推重比：2.07
序列號：（X-15計劃中用到了五架飛機，包括三架X-15和兩架NB-52）
- X-15A-1 - 56-6670, 82次有動力飛行
- X-15A-2 - 56-6671, 53次有動力飛行
- X-15A-3 - 56-6672, 64次有動力飛行
- NB-52A - 52-003（1969年10月退役）
- NB-52B - 52-008（2004年11月退役）

破紀錄的飛行

高度紀錄

在美國，對於一個人要到達怎樣的高度才能被稱為「太空人」兩種說法。美國空軍決定頒給任何到達80公里高的人太空人之翼勳章，但是國際航空聯合會將太空定義在100公里以上的高度。13架次的X-15到達了80公里高，其中兩個架次到達了100公里。駕駛飛機進入與太空環境相似的「適航大氣層」的飛行員們應該得到賞識，也許他們可以作為將來的中級或初級太空人，儘管他們沒有被官方授予「太空人」稱號。

到達80公里高的架次
架次	日期	最高速度	高度	飛行員
62	1962年6月17日	6,167 km/h	95,940 m	羅伯特·邁克爾·懷特
77	1963年1月17日	5,918 km/h	82,810 m	約瑟夫·艾伯特·沃克
87	1963年6月27日	5,512 km/h	86,870 m	羅伯特·A·拉什沃斯（英語：Robert A. Rushworth）
90	1963年7月19日	5,971 km/h	106,010 m	約瑟夫·艾伯特·沃克
91	1963年8月22日	6,106 km/h	107,960 m	約瑟夫·艾伯特·沃克
138	1965年6月29日	5,523 km/h	85,527 m	約瑟夫·恩格
143	1965年8月10日	5,713 km/h	82,601 m	約瑟夫·恩格
150	1965年9月28日	6,006 km/h	90,099 m	約翰·B·麥凱（英語：John B. McKay）
153	1965年10月14日	5,720 km/h	81,230 m	約瑟夫·恩格
174	1966年11月1日	6,035 km/h	93,543 m	Bill Dana（英語：William H. Dana）
190	1967年10月17日	6,206 km/h	85,500 m	Pete Knight（英語：William J. Knight）
191	1967年11月15日	5,745 km/h	81,080 m	Michael J. Adams（英語：Michael J. Adams）^†
197	1968年8月21日	5,541 km/h	81,530 m	Bill Dana（英語：William H. Dana）

^†墜毀

速度紀錄

前十速度紀錄
架次	日期	最高速度	高度	飛行員
45	1961年11月9日	6,587 km/h	30,968 m	尼爾·阿姆斯壯
59	1962年6月27日	6,605 km/h	37,704 m	約瑟夫·艾伯特·沃克
64	1962年7月26日	6,420 km/h	30,145 m	尼爾·阿姆斯壯
86	1963年6月25日	6,294 km/h	34,077 m	約瑟夫·艾伯特·沃克
89	1963年7月18日	6,317 km/h	31,943 m	Robert A. Rushworth（英語：Robert A. Rushworth）
97	1963年12月5日	6,466 km/h	30,785 m	Robert A. Rushworth（英語：Robert A. Rushworth）
105	1964年4月29日	6,286 km/h	30,968 m	Robert A. Rushworth（英語：Robert A. Rushworth）
137	1965年6月22日	6,338 km/h	47,518 m	John B. McKay（英語：John B. McKay）
175	1966年11月18日	6,840 km/h	30,145 m	Pete Knight（英語：William J. Knight）
188	1967年10月3日	7,274 km/h	58,552 m	Pete Knight（英語：William J. Knight）

X-15飛行員

飛行員	隸屬於	飛行次數	在美國空軍進行的太空飛行	在國際航空協會進行的太空飛行	最高馬赫數	最高速度（km/h）	最高高度（m）
邁克爾·詹姆斯·亞當斯^††	美國空軍	7	1	0	5.59	6,151	81,077
尼爾·阿姆斯壯	NASA	7	0	0*	5.74	6,420	63,246
Scott Crossfield（英語：Albert Scott Crossfield）	北美航空	14	0	0	2.97	3,154	24,725
Bill Dana（英語：William H. Dana）	NASA	16	2	0	5.53	6,272	93,543
約瑟夫·恩格	美國空軍	16	3	0*	5.71	6,257	85,527
Pete Knight（英語：William J. Knight）	美國空軍	16	1	0	6.70	7,274	85,496
John B. McKay（英語：John B. McKay）	NASA	29	1	0	5.65	6,217	90,099
福里斯特·S·彼得森	美國海軍	5	0	0	5.3	5,794	31,029
Robert A. Rushworth（英語：Robert A. Rushworth）	美國空軍	34	1	0	6.06	6,466	86,868
Milt Thompson（英語：Milton O. Thompson）	NASA	14	0	0	5.48	5,993	65,258
約瑟夫·艾伯特·沃克	美國空軍	25	3	2	5.92	6,605	107,960
羅伯特·邁克爾·懷特	美國空軍	16	1	0	6.04	6,587	95,936

^† Iven Kincheloe（英語：Iven Kincheloe）上尉在1957年9月被選中成為空軍的X-15試飛員（Bob White（英語：Bob White）上尉作為他的替補），但是在X-15試飛前的一次F-104事故中犧牲。

^††在第191架次中犧牲。

*這兩名飛行員在離開X-15計畫後到達了100公里高（尼爾·阿姆斯特朗在雙子星座計畫和阿波羅計畫中進入太空，而約瑟夫·恩格則是在太空梭計畫中達成）。

參考

^ Jenkins, Dennis R. Space Shuttle: The History of the National Space Transportation System 3rd. Voyageur Press. 2001. ISBN 978-0-9633974-5-4.

Robert Godwin，ed., X-15（The NASA Mission Reports），（Apogee Books, 2001）ISBN 978-1-896522-65-4
Milton O. Thompson and Neil Armstrong，At the Edge of Space: The X-15 Flight Program（Smithsonian Institution Press，1992）ISBN 978-1-56098-107-7
Richard Tregaskis，X-15 Diary: The Story of America's First Space Ship（iUniverse.com, 2000）ISBN 978-0-595-00250-4
Hypersonics Before the Shuttle: A Concise History of the X-15 Research Airplane - NASA report (PDF format) （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
X-15 research results with a selected bibliography - NASA report (PDF format) （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
Flight experience with shock impingement and interference heating on the X-15-2 research airplane 1968 - NASA (PDF format) （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
Thermal protection system X-15A-2 Design report 1968 - NASA report (PDF format) （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
American X-Vehicles: An Inventory X-1 to X-50, SP-2000-4531 - June 2003; NASA online PDF Monograph （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）

外部連結

NASA的X-15介紹（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
X-15的研究結果與精選的參考書目（NASA SP-60, 1965）（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
"Transiting from Air to Space: The North American X-15" (1998) （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
"Proceedings of the X-15 First Flight 30th Anniversary Celebration of June 8, 1989" （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
(PDF) Hypersonics Before the Shuttle: A Concise History of the X-15 Research Airplane (NASA SP-2000-4518, 2000) （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
X-15非官方網站（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
X-15 Research Results (1964) （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
X-15 photos at Dryden （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
Encyclopedia Astronautica's X-15 chronology
Major Michael Adams Monument
X15 site in French, with detailed flight reports （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
Aerospace Legacy Foundation （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）

[Jenkins-1] Jenkins, Dennis R. Space Shuttle: The History of the National Space Transportation System 3rd. Voyageur Press. 2001. ISBN 978-0-9633974-5-4.

[1]

閱論編美國X系列試驗飛行器列表
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50–	X-51 X-52¹ X-53 X-54 X-55 X-56 X-57 X-58¹ X-59 X-60 X-61 X-62 X-63¹ X-64¹ X-65 X-66
另見	AD-1 HiMAT（英語：Rockwell HiMAT） HL-10（英語：Northrop HL-10） M2-F1（英語：NASA M2-F1） M2-F2（英語：Northrop M2-F2） M2-F3（英語：Northrop M2-F3） XQ-58 X-67
¹ 未分配

閱論編載人航天器
現役	中國神舟飛船俄羅斯聯盟號美國龍飛船2號星際客機新雪帕德
研發中	中國夢舟飛船攬月着陸器印度加岡揚飛船俄羅斯鷹宇宙飛船美國獵戶座星艦星艦人類登陸系統藍月着陸器逐夢者太空飛機
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