贝尔X-1

Article

October 27, 2021

贝尔 X-1 是由贝尔飞机公司代表国家航空咨询委员会(NACA - NASA 的前身)和陆军空军(USAAF)开发和建造的美国实验导弹计划。 X-1 是美国为测试新技术和概念而制造的一系列实验飞机中的第一架,即所谓的 X 飞机。第一次试飞于 1946 年 1 月进行,1947 年 10 月 14 日,X-1 1 号成为第一架在受控飞机飞行中突破音障的有人驾驶飞机。第一代 X-1 制造了三个副本。测试计划取得了成功,这促使 NACA 和空军决定进一步开发该飞机。第二代 X-1 的飞行速度是音速(2 马赫)的两倍以上,订购了四架,建造了三架(X-1A、X-1B 和 X-1D)。 X-1 的最高速度是 2,435 马赫,这是查克·耶格尔在第二代 X-1A 飞机上实现的。在 6 架 X-1 飞机中,有 3 架在爆炸以及随后的火灾和坠机着陆中被摧毁。 1958 年 11 月,X-1 计划在 X-1E 的最后一次飞行后终止。 X-1共完成了211次试飞。

目的

第二次世界大战期间航空技术的快速发展导致螺旋桨驱动的飞机在悬崖上进入跨音速(0.8 马赫以上)。飞机不是为这些速度而设计的,结果是失去转向控制和解体飞机。二战即将结束时,德国喷气式战斗机 Messerschmitt Me 262 和导弹飞机 Messerschmitt Me 163 投入使用。这些飞机达到了接近超音速的速度,在空战中很难被击落。这让盟军飞行员和军事指挥官都感到震惊,为了重新获得技术领先,美国决定研究超音速飞行的可能性。 X-1 计划是一个纯粹的研究项目,从未打算将该飞机进一步发展为可作战的战斗机。因此,飞机设计师可以专注于制造一架飞机,简而言之,在此之前,它的飞行速度将比任何其他飞机都快。 X-1 主要是为研究超音速和超音速飞行而设计的。主要目标是开发在这些速度下工作的控制面(方向舵)。此外,还将对飞机在各种机动过程中所承受的空气动力载荷进行研究。根据合同,贝尔要保证飞机能够以 0.8 马赫的速度飞行,但不需要保证更高的速度。事实证明,X-1 超出了预期,除了成为第一架在受控平坦飞行中突破音障的飞机之外,该计划还为飞机设计和对超音速空气动力学的理解做出了重大进步。三架飞机在测试程序中幸存下来,目前在美国的不同地点展出: X-1 No. 1:华盛顿特区史密森学会的国家航空航天博物馆 X-1B:代顿赖特-帕特森空军基地的美国空军国家博物馆,俄亥俄州。 X-1E:美国宇航局位于加利福尼亚爱德华兹空军基地的德莱顿飞行研究中心。

历史

在 1930 年代末和 1940 年代初,飞机设计师面临着新的空气动力学挑战。喷气发动机的发展开辟了超音速飞行的可能性。这导致了许多问题,包括空气阻力增加、剧烈湍流、飞机平衡变化以及最严重的:冲击波导致操纵面(平衡舵、方向舵和侧舵)的作用急剧降低甚至逆转。飞行前 40 年的知识和经验突然变得不足以理解超音速的空气动力。当时风洞的测试数据是不可靠的,因为同样的空气动力学效应也适用于这里。在此基础上,NACA 的 John Stack、美国陆军空军的 Ezra Kotchner 和美国海军的 Walter Diehl 意识到,定制的实验飞机是从超音速(超音速)飞行中获得可靠空气动力学数据的唯一途径。 1944 年,X-1 计划作为 NACA 和 USAAF 之间的合作项目启动。自 1942 年以来,英国人一直在研究一种名为 Miles M.52 的超音速实验飞机。 1944 年,英国和美国签署了一项关于超音速飞行知识交流的协议,贝尔从 Miles M.52 项目中获得了测试数据和设计方案。1944 年,英国和美国签署了一项关于超音速飞行知识交流的协议,贝尔从 Miles M.52 项目中获得了测试数据和设计方案。1944 年,英国和美国签署了一项关于超音速飞行知识交流的协议,贝尔从 Miles M.52 项目中获得了测试数据和设计方案。

第一代 X-1

1945 年 3 月 16 日,贝尔飞机公司获得了建造 3 架试验飞机的合同,项目代码为 MX-653。这架飞机的机身与口径 50 机枪弹丸相同,因为众所周知,这些弹丸在超音速下是稳定的。1945 年,飞机设计师对火箭发动机持怀疑态度,NACA 和海军都更喜欢喷气动力实验飞机。然而,当时的喷气发动机不可靠且推力差,这导致美国陆军空军为 X-1 配备了由液氧和酒精驱动的火箭发动机。该飞机的原始名称是 XS-1(eXperimental Supersonic),但在测试计划期间更改为 X-1。贝尔的飞机内部名称是Model 44。三架第一代X-1飞机共完成了157次试飞。

X-1 nr.1

第一架 X-1(序列号 46-062)于 1945 年 12 月由贝尔交付给美国空军。当时,NACA 被纳入该计划以负责测试数据的仪器和分析。第一次无动力飞行于 1946 年 1 月 19 日在佛罗里达州的派恩卡斯尔机场进行。这架飞机是从一架改装过的波音 B-29 超级堡垒轰炸机上释放出来的,贝尔的试飞员杰克伍拉姆斯在控制后面。伍拉姆斯进行了 10 次无动力滑动测试,以检查 X-1 在低速下的飞行特性。 1946 年 3 月,它返回贝尔安装发动机,同年 10 月,整架飞机抵达穆洛克陆军空军基地(现爱德华兹空军基地)进行机动测试。在飞机获得批准并移交给空军之前,贝尔继续进行试飞。Charles Elwood "Chuck" Yeager 船长是被选中打破音障的飞行员。他以妻子的名字将 X-1 命名为“迷人的格伦尼斯”第一名。耶格尔于 1947 年 8 月 6 日、7 日和 8 日进行了他的第一次无动力滑翔。他的第一次机动飞行于同年 8 月 29 日进行,达到的速度为 0.85 马赫。在接下来的六周里,耶格尔越来越接近音速,10 月 10 日,他达到了 0.997 马赫。 NACA 的工程师负责飞行的仪表和数据分析,他们认为 Yeager 和空军的进展有点快。 NACA 习惯于更加小心,并且一次采取更短的步骤。 1947 年 10 月 14 日,耶格尔和 X-1 1 号在 13,100 米(43,000 英尺)的高度达到了 1.06 马赫的速度,从而成为第一个以超音速飞行的人和飞机。由于冷战期间的军备竞赛,飞行和所有测试数据在两小时后被保密。直到 1947 年 12 月消息才传到媒体上,但空军直到 1948 年 3 月才提供任何官方确认。 在耶格尔的 1 马赫飞行之后,X-1 1 号被用于收集稳定性、转向控制、机翼和尾翼载荷、高空飞行和飞行员训练。 1950 年 5 月 12 日,这架飞机在查克·耶格尔 (Chuck Yeager) 的控制下进行了最后一次飞行。这次飞行后,X-1 1 号退役并捐赠给史密森学会,并在国家航空航天博物馆展出。但空军直到 1948 年 3 月才提供任何官方确认。在耶格尔的 1 马赫飞行之后,X-1 1 号被用于收集稳定性、转向控制、机翼和尾翼载荷、高空飞行和飞行员训练的数据。 1950 年 5 月 12 日,这架飞机在查克·耶格尔 (Chuck Yeager) 的控制下进行了最后一次飞行。这次飞行后,X-1 1 号退役并捐赠给史密森学会,并在国家航空航天博物馆展出。但空军直到 1948 年 3 月才提供任何官方确认。在耶格尔的 1 马赫飞行之后,X-1 1 号被用于收集稳定性、转向控制、机翼和尾翼载荷、高空飞行和飞行员训练的数据。 1950 年 5 月 12 日,这架飞机在查克·耶格尔 (Chuck Yeager) 的控制下进行了最后一次飞行。这次飞行后,X-1 1 号退役并捐赠给史密森学会,并在国家航空航天博物馆展出。1 号退役并捐赠给史密森学会,在那里它在国家航空航天博物馆展出。1 号退役并捐赠给史密森学会,在那里它在国家航空航天博物馆展出。

X-1 nr.2

第二架 X-1(序列号 46-063)于 1946 年 9 月在穆洛克陆军机场移交给 NACA。1946 年 10 月 11 日,该飞机完成了首飞。这是 4 次无动力滑翔中的第一次,贝尔的试飞员查尔默斯 H.“Slick”Goodlin 负责控制。古德林在 1946 年 12 月 9 日的第一次机动飞行中也是一名飞行员,飞行速度达到了 0.79 马赫。到 1947 年 6 月,贝尔已经完成了其测试计划,并且两架 X-1 都被证明能够按照合同要求以 0.8 马赫的速度飞行。在此之后,NACA 开始了其测试程序。 1947 年 10 月 21 日,NACA 的试飞员 Herbert H. Hoover 完成了一次无动力滑翔飞行,并于当年 12 月 16 日以 0.84 马赫的速度进行了机动飞行。NACA 的初始试飞收集了有关飞机机动性和方向舵效率的数据。直到 1948 年 3 月 4 日,胡佛才以 1029 马赫的速度突破音障。胡佛因此成为在 NACA 的第一次超音速飞行中打破音障的第二个人类和第一个平民。 1948 年 3 月 31 日,NACA 试飞员 Howard C. Lilly 以 1.1 马赫的速度驾驶 X-1 2 号。 1951年,第一代X-1的试验计划开始告一段落。第二代 X-1 正在开发中,这些新型 X-1 飞机的飞行速度几乎是第一代飞机的两倍。此外,氮气罐的使用寿命已接近尾声,1951 年 10 月 23 日第 54 次飞行后,NACA 决定将 X-1 2 号放在地面上。后来对其进行了大量改装并更名为 X-1E。1948 年 3 月,胡佛以 1029 马赫的速度突破了音障。胡佛因此成为在 NACA 的第一次超音速飞行中打破音障的第二个人类和第一个平民。 1948 年 3 月 31 日,NACA 试飞员 Howard C. Lilly 以 1.1 马赫的速度驾驶 X-1 2 号。 1951年,第一代X-1的试验计划开始告一段落。第二代 X-1 正在开发中,这些新型 X-1 飞机的飞行速度几乎是第一代飞机的两倍。此外,氮气罐的使用寿命已接近尾声,1951 年 10 月 23 日第 54 次飞行后,NACA 决定将 X-1 2 号放在地面上。后来对其进行了大量改装并更名为 X-1E。1948 年 3 月,胡佛以 1029 马赫的速度突破了音障。胡佛因此成为在 NACA 的第一次超音速飞行中打破音障的第二个人类和第一个平民。 1948 年 3 月 31 日,NACA 试飞员 Howard C. Lilly 以 1.1 马赫的速度驾驶 X-1 2 号。 1951年,第一代X-1的试验计划开始告一段落。第二代 X-1 正在开发中,这些新型 X-1 飞机的飞行速度几乎是第一代飞机的两倍。此外,氮气罐的使用寿命已接近尾声,1951 年 10 月 23 日第 54 次飞行后,NACA 决定将 X-1 2 号放在地面上。后来对其进行了大量改装并更名为 X-1E。胡佛因此成为在 NACA 的第一次超音速飞行中打破音障的第二个人类和第一个平民。 1948 年 3 月 31 日,NACA 试飞员 Howard C. Lilly 以 1.1 马赫的速度驾驶 X-1 2 号。 1951年,第一代X-1的试验计划开始告一段落。第二代 X-1 正在开发中,这些新型 X-1 飞机的飞行速度几乎是第一代飞机的两倍。此外,氮气罐的使用寿命已接近尾声,1951 年 10 月 23 日第 54 次飞行后,NACA 决定将 X-1 2 号放在地面上。后来对其进行了大量改装并更名为 X-1E。胡佛因此成为在 NACA 的第一次超音速飞行中打破音障的第二个人类和第一个平民。 1948 年 3 月 31 日,NACA 试飞员 Howard C. Lilly 以 1.1 马赫的速度驾驶 X-1 2 号。 1951年,第一代X-1的试验计划开始告一段落。第二代 X-1 正在开发中,这些新型 X-1 飞机的飞行速度几乎是第一代飞机的两倍。此外,氮气罐的使用寿命已接近尾声,1951 年 10 月 23 日第 54 次飞行后,NACA 决定将 X-1 2 号放在地面上。后来对其进行了大量改装并更名为 X-1E。第二代 X-1 正在开发中,这些新型 X-1 飞机的飞行速度几乎是第一代飞机的两倍。此外,氮气罐的使用寿命已接近尾声,1951 年 10 月 23 日第 54 次飞行后,NACA 决定将 X-1 2 号放在地面上。后来对其进行了大量改装并更名为 X-1E。第二代 X-1 正在开发中,这些新型 X-1 飞机的飞行速度几乎是第一代飞机的两倍。此外,氮气罐的使用寿命已接近尾声,1951 年 10 月 23 日第 54 次飞行后,NACA 决定将 X-1 2 号放在地面上。后来对其进行了大量改装并更名为 X-1E。

X-1 nr.3

第三个 X-1(序列号 46-064)是第一代 X-1 的最后一个副本。在外部,它与其他两个相同,但燃料系统的计划不同。燃料供应不应依赖于压缩氮气,而应使用涡轮泵。这消除了对重型氮气罐的需求,从而导致计算出的最高速度为 2.4 马赫。预算削减和涡轮泵开发的问题将建设推迟了三年。那时,空军已经与贝尔签订了建造第二代 X-1 的合同,对 X-1 3 号的兴趣消失了。空军取消了这架飞机,但 NACA 想拥有自己的 2 马赫飞机进行试验,并接管了该项目。 X-1 No. 3 于 1951 年 4 月交付给爱德华兹空军基地。贝尔的试飞员约瑟夫·坎农完成了一架无动力滑翔机 20。1951 年 7 月。 11 月 9 日,这架飞机连接到母机,一架改装的 B-50 超级堡垒,起飞。这是一次使用发动机动力的首次飞行练习,X-1 加满了燃料。该计划也是为了测试燃料倾倒,但氮气压力下降导致该测试被取消。机腹下装有 X-1 的 B-50 安全着陆,开始准备清空飞机油箱中的液氧。当加农给氧气罐加压时,听到一声闷响,接着是嘶嘶声和白色蒸汽从船体中央传来。强烈的爆炸将X-1和母机都笼罩在火焰和黑烟中,两架飞机都被彻底摧毁。坎农在事故中幸免于难,但在身体、手臂和腿部严重烧伤后,在医院住了将近一年。11 月,这架飞机与母机(一架改装的 B-50 Superfortress)相连并起飞。这是一次使用发动机动力的首次飞行练习,X-1 加满了燃料。该计划也是为了测试燃料倾倒,但氮气压力下降导致该测试被取消。机腹下装有 X-1 的 B-50 安全着陆,开始准备清空飞机油箱中的液氧。当加农给氧气罐加压时,听到一声闷响,接着是嘶嘶声和白色蒸汽从船体中央传来。强烈的爆炸将X-1和母机都笼罩在火焰和黑烟中,两架飞机都被彻底摧毁。坎农在事故中幸免于难,但在身体、手臂和腿部严重烧伤后,在医院住了将近一年。11 月,这架飞机与母机(一架改装的 B-50 Superfortress)相连并起飞。这是一次使用发动机动力的首次飞行练习,X-1 加满了燃料。该计划也是为了测试燃料倾倒,但氮气压力下降导致该测试被取消。机腹下装有 X-1 的 B-50 安全着陆,开始准备清空飞机油箱中的液氧。当加农给氧气罐加压时,听到一声闷响,接着是嘶嘶声和白色蒸汽从船体中央传来。强烈的爆炸将X-1和母机都笼罩在火焰和黑烟中,两架飞机都被彻底摧毁。坎农在事故中幸免于难,但在身体、手臂和腿部严重烧伤后,在医院住了将近一年。一架改装过的 B-50 Superfortress,并被占用。这是一次使用发动机动力的首次飞行练习,X-1 加满了燃料。该计划也是为了测试燃料倾倒,但氮气压力下降导致该测试被取消。机腹下装有 X-1 的 B-50 安全着陆,开始准备清空飞机油箱中的液氧。当加农给氧气罐加压时,听到一声闷响,接着是嘶嘶声和白色蒸汽从船体中央传来。强烈的爆炸将X-1和母机都笼罩在火焰和黑烟中,两架飞机都被彻底摧毁。坎农在事故中幸免于难,但在身体、手臂和腿部严重烧伤后,在医院住了将近一年。一架改装过的 B-50 Superfortress,并被占用。这是一次使用发动机动力的首次飞行练习,X-1 加满了燃料。该计划也是为了测试燃料倾倒,但氮气压力下降导致该测试被取消。机腹下装有 X-1 的 B-50 安全着陆,开始准备清空飞机油箱中的液氧。当加农给氧气罐加压时,听到一声闷响,接着是嘶嘶声和白色蒸汽从船体中央传来。强烈的爆炸将X-1和母机都笼罩在火焰和黑烟中,两架飞机都被彻底摧毁。坎农在事故中幸免于难,但在身体、手臂和腿部严重烧伤后,在医院住了将近一年。这是一次使用发动机动力的首次飞行练习,X-1 加满了燃料。该计划也是为了测试燃料倾倒,但氮气压力下降导致该测试被取消。机腹下装有 X-1 的 B-50 安全着陆,开始准备清空飞机油箱中的液氧。当加农给氧气罐加压时,听到一声闷响,接着是嘶嘶声和白色蒸汽从船体中央传来。强烈的爆炸将X-1和母机都笼罩在火焰和黑烟中,两架飞机都被彻底摧毁。坎农在事故中幸免于难,但在身体、手臂和腿部严重烧伤后,在医院住了将近一年。这是一次使用发动机动力的首次飞行练习,X-1 加满了燃料。该计划也是为了测试燃料倾倒,但氮气压力下降导致该测试被取消。机腹下装有 X-1 的 B-50 安全着陆,开始准备清空飞机油箱中的液氧。当加农给氧气罐加压时,听到一声闷响,接着是嘶嘶声和白色蒸汽从船体中央传来。强烈的爆炸将X-1和母机都笼罩在火焰和黑烟中,两架飞机都被彻底摧毁。坎农在事故中幸免于难,但在身体、手臂和腿部严重烧伤后,在医院住了将近一年。但氮气压力下降导致该测试被取消。机腹下装有 X-1 的 B-50 安全着陆,开始准备清空飞机油箱中的液氧。当加农给氧气罐加压时,听到一声闷响,接着是嘶嘶声和白色蒸汽从船体中央传来。强烈的爆炸将X-1和母机都笼罩在火焰和黑烟中,两架飞机都被彻底摧毁。坎农在事故中幸免于难,但在身体、手臂和腿部严重烧伤后,在医院住了将近一年。但氮气压力下降导致该测试被取消。机腹下装有 X-1 的 B-50 安全着陆,开始准备清空飞机油箱中的液氧。当加农给氧气罐加压时,听到一声闷响,接着是嘶嘶声和白色蒸汽从船体中央传来。强烈的爆炸将X-1和母机都笼罩在火焰和黑烟中,两架飞机都被彻底摧毁。坎农在事故中幸免于难,但在身体、手臂和腿部严重烧伤后,在医院住了将近一年。强烈的爆炸将X-1和母机都笼罩在火焰和黑烟中,两架飞机都被彻底摧毁。坎农在事故中幸免于难,但在身体、手臂和腿部严重烧伤后,在医院住了将近一年。强烈的爆炸将X-1和母机都笼罩在火焰和黑烟中,两架飞机都被彻底摧毁。坎农在事故中幸免于难,但在身体、手臂和腿部严重烧伤后,在医院住了将近一年。

二代X-1

第一代 X-1 的成功促使空军和 NACA 进一步开发它。第二代 X-1 的飞行速度是音速(2 马赫)的两倍。计划了 4 架飞机,但只完成了 3 架,其中两架因爆炸和空中起火而坠毁。从外观上看,它们与第一代 X-1 没有什么不同。不同之处在于低压涡轮增压燃油泵(与使用压缩氮气系统的 X-1 不同)、驾驶舱的新设计、更长的船体和增加的燃油容量。使用燃料泵代替压缩氮气,可以重建用于氮气和燃料的球形罐并使其更轻,这有助于提高预期的最高速度。三架二代X-1共完成了54次试飞。

X-1A

X-1A(序列号 48-1384)于 1953 年 1 月 7 日抵达爱德华兹空军基地。这架飞机于 1953 年 2 月 14 日与贝尔的试飞员让“斯基普”齐格勒一起完成了首航。首航是无动力滑翔飞行,6天后又进行了一次无动力滑翔飞行,1953年2月21日,他完成了第一次机动飞行。齐格勒在供应商测试完成之前又完成了4次机动飞行。这架飞机被移交给空军并送到贝尔进行改装。 1953 年 10 月,改装完成,飞机抵达爱德华兹空军基地,开始 2 马赫飞行。 1953 年 12 月 12 日,查克·耶格尔 (Chuck Yeager) 和 X-1A 以 2,435 马赫的速度打破了速度记录。然而,当燃料耗尽和发动机熄火时,事情变得非常糟糕。耶格尔失去控制,飞机开始滚动和旋转。耶格尔在驾驶舱内被抛掷超过 8 克时,他失去了知觉。随着飞机下降到更密集的大气层(约 8,800 米,或 29,000 英尺),它稳定到足以让耶格尔恢复意识。他设法重新控制飞机并着陆,尽管他在狂野的旅程后头晕目眩。他经历过一种叫做高速滚动耦合或惯性耦合的现象。这种现象意味着方向舵不工作,或者产生与方向舵偏转应该指示的相反的效果。除了通常受方向舵偏转影响的轴外,飞机还可以沿轴进行无动机的机动(平衡方向舵产生的效果就好像方向舵被激活 - 偏航)。空气动力学专家曾预测可能会发生这样的事情,但耶格尔是第一个在现实生活中体验它的人。 Yeager 的竞争对手,NACA 试飞员 Albert Scott Crossfield 在他的自传《Always Another Dawn》中写道:“可能没有其他飞行员能够经历同样的事情并幸存下来”在 Yeager 差点发生事故后,空军决定不再进行更高的——速度飞行。相反,X-1A 将用于高空试飞。 1954年春夏进行了一系列高空飞行,但只有4次成功。 1954 年 8 月 26 日,飞行员 Arthur Murray 驾驶 X-1A 达到了 27,566 米(90,440 英尺)的高度。在这次飞行和后来的飞行中,出现了与耶格尔相同的稳定性问题。由于速度较低且高度较高,飞机在这些事件中并未完全失控。后来的贝尔 X-2 和道格拉斯 X-3 试验机也受到这种高速不稳定性的困扰。 1954 年 9 月,这架飞机被移交给 NACA,后者将其送到贝尔公司安装弹射座椅。 1955 年 7 月 20 日,这架飞机在试飞员约瑟夫·沃克 (Joseph Walker) 的带领下完成了其第一次也是唯一一次 NACA 飞行。同年 8 月 8 日,沃克计划进行下一次飞行。在这架飞机从母机(B-29 Superfortress)上释放前不久,X-1A 发生了爆炸。约瑟夫沃克毫发无损地爬回了母机,但 X-1A 的损坏使得在飞机连接的情况下着陆是不合适的。因此,X-1A 被释放到空中并在坠毁在沙漠中时被完全摧毁。 X-1A 共完成了 29 次试飞(包括取消的航班)。1954 年 9 月,这架飞机被移交给 NACA,后者将其送到贝尔公司安装弹射座椅。 1955 年 7 月 20 日,这架飞机在试飞员约瑟夫·沃克 (Joseph Walker) 的带领下完成了其第一次也是唯一一次 NACA 飞行。同年 8 月 8 日,沃克计划进行下一次飞行。在这架飞机从母机(B-29 Superfortress)上释放前不久,X-1A 发生了爆炸。约瑟夫沃克毫发无损地爬回了母机,但 X-1A 的损坏使得在飞机连接的情况下着陆是不合适的。因此,X-1A 被释放到空中并在坠毁在沙漠中时被完全摧毁。 X-1A 共完成了 29 次试飞(包括取消的航班)。1954 年 9 月,这架飞机被移交给 NACA,后者将其送到贝尔公司安装弹射座椅。 1955 年 7 月 20 日,这架飞机在试飞员约瑟夫·沃克 (Joseph Walker) 的带领下完成了其第一次也是唯一一次 NACA 飞行。同年 8 月 8 日,沃克计划进行下一次飞行。在这架飞机从母机(B-29 Superfortress)上释放前不久,X-1A 发生了爆炸。约瑟夫沃克毫发无损地爬回了母机,但 X-1A 的损坏使得在飞机连接的情况下着陆是不合适的。因此,X-1A 被释放到空中并在坠毁在沙漠中时被完全摧毁。 X-1A 共完成了 29 次试飞(包括取消的航班)。1955 年 7 月,这架飞机在试飞员约瑟夫·沃克 (Joseph Walker) 的带领下完成了第一次也是唯一一次 NACA 飞行。同年 8 月 8 日,沃克计划进行下一次飞行。在这架飞机从母机(B-29 Superfortress)上释放前不久,X-1A 发生了爆炸。约瑟夫沃克毫发无损地爬回了母机,但 X-1A 的损坏使得在飞机连接的情况下着陆是不合适的。因此,X-1A 被释放到空中并在坠毁在沙漠中时被完全摧毁。 X-1A 共完成了 29 次试飞(包括取消的航班)。1955 年 7 月,这架飞机在试飞员约瑟夫·沃克 (Joseph Walker) 的带领下完成了第一次也是唯一一次 NACA 飞行。同年 8 月 8 日,沃克计划进行下一次飞行。在这架飞机从母机(B-29 Superfortress)上释放前不久,X-1A 发生了爆炸。约瑟夫沃克毫发无损地爬回了母机,但 X-1A 的损坏使得在飞机连接的情况下着陆是不合适的。因此,X-1A 被释放到空中并在坠毁在沙漠中时被完全摧毁。 X-1A 共完成了 29 次试飞(包括取消的航班)。但是 X-1A 的损坏使得无法在飞机连接的情况下着陆。因此,X-1A 被释放到空中并在坠毁在沙漠中时被完全摧毁。 X-1A 共完成了 29 次试飞(包括取消的航班)。但是 X-1A 的损坏使得无法在飞机连接的情况下着陆。因此,X-1A 被释放到空中并在坠毁在沙漠中时被完全摧毁。 X-1A 共完成了 29 次试飞(包括取消的航班)。

X-1B

X-1B(序列号 48-1385)于 1954 年 10 月 8 日完成了首次机动飞行,并在一系列成功的试飞中使用,之后空军试飞员于 1954 年 12 月 3 日将飞机移交给 NACA。与 X-1A 一样,X-1B 也返回给贝尔进行修改。改进型 X-1B 于 1955 年 8 月上旬交付,就在 X-1A 被爆炸摧毁前一周。在调查期间,X-1B 必须作为模型来比较已发现的残骸。在查明其他火箭飞机(X-1 3 号、X-1A 和 X-2 2 号)爆炸原因后,NACA 继续准备 X-1B 的工作。安装了 300 个温度传感器来收集高速摩擦热的数据。 1956 年 8 月 14 日,NACA 试飞员 John B. McKay 完成了第一次 NACA 飞行。到 1957 年 1 月,麦凯已经完成了 6 次飞行、2 次介绍性飞行和 4 次测试摩擦热的飞行。来自温度传感器的数据被认为是令人满意的,X-1B 随后在 1957 年 5 月至 8 月之间进行了一系列 7 次飞行,以检查高马赫数下的稳定性和转向控制。完成这些测试后,飞机在一个翼尖、机身后部和尾部安装了一个反应控制系统(RCS),该系统由小型过氧化氢火箭组成。当传统的方向舵不再有足够的空气动力来发挥作用时,这些火箭将提供转向控制。 RCS 系统主要是为了在未来的北美 X-15 中使用而进行测试。 27、1957年11月,麦凯用反应控制系统进行了第一次试飞。 1958 年 1 月,在跑道被洪水关闭之前,又完成了 2 次飞行。计划是在冬雨消退后的春天继续试飞,但对液氧罐的检查发现有裂缝。如果要继续飞行,就必须建造一个新的坦克。这变得太贵了,飞机被永远放在地上。 RCS 系统被转移到洛克希德 F-104 星际战斗机,而 X-1B 被转移到空军博物馆。 X-1B 与来自空军的 8 名不同飞行员和来自 NACA 的 2 名不同飞行员共进行了 27 次试飞(滑翔和机动飞行)。它在俄亥俄州代顿赖特-帕特森空军基地的美国空军国家博物馆展出。1958 年 1 月,在跑道被洪水关闭之前,又完成了 2 次飞行。计划是在冬雨消退后的春天继续试飞,但对液氧罐的检查发现有裂缝。如果要继续飞行,就必须建造一个新的坦克。这变得太贵了,飞机被永远放在地上。 RCS 系统被转移到洛克希德 F-104 星际战斗机,而 X-1B 被转移到空军博物馆。 X-1B 与来自空军的 8 名不同飞行员和来自 NACA 的 2 名不同飞行员共进行了 27 次试飞(滑翔和机动飞行)。它在俄亥俄州代顿赖特-帕特森空军基地的美国空军国家博物馆展出。1958 年 1 月,在跑道被洪水关闭之前,又完成了 2 次飞行。计划是在冬雨消退后的春天继续试飞,但对液氧罐的检查发现有裂缝。如果要继续飞行,就必须建造一个新的坦克。这变得太贵了,飞机被永远放在地上。 RCS 系统被转移到洛克希德 F-104 星际战斗机,而 X-1B 被转移到空军博物馆。 X-1B 与来自空军的 8 名不同飞行员和来自 NACA 的 2 名不同飞行员共进行了 27 次试飞(滑翔和机动飞行)。它在俄亥俄州代顿赖特-帕特森空军基地的美国空军国家博物馆展出。计划是在冬雨消退后的春天继续试飞,但对液氧罐的检查发现有裂缝。如果要继续飞行,就必须建造一个新的坦克。这变得太贵了,飞机被永远放在地上。 RCS 系统被转移到洛克希德 F-104 星际战斗机,而 X-1B 被转移到空军博物馆。 X-1B 与来自空军的 8 名不同飞行员和来自 NACA 的 2 名不同飞行员共进行了 27 次试飞(滑翔和机动飞行)。它在俄亥俄州代顿赖特-帕特森空军基地的美国空军国家博物馆展出。计划是在冬雨消退后的春天继续试飞,但对液氧罐的检查发现有裂缝。如果要继续飞行,就必须建造一个新的坦克。这变得太贵了,飞机被永远放在地上。 RCS 系统被转移到洛克希德 F-104 星际战斗机,而 X-1B 被转移到空军博物馆。 X-1B 与来自空军的 8 名不同飞行员和来自 NACA 的 2 名不同飞行员共进行了 27 次试飞(滑翔和机动飞行)。它在俄亥俄州代顿赖特-帕特森空军基地的美国空军国家博物馆展出。这变得太贵了,飞机被永远放在地上。 RCS 系统被转移到洛克希德 F-104 星际战斗机,而 X-1B 被转移到空军博物馆。 X-1B 与来自空军的 8 名不同飞行员和来自 NACA 的 2 名不同飞行员共进行了 27 次试飞(滑翔和机动飞行)。它在俄亥俄州代顿赖特-帕特森空军基地的美国空军国家博物馆展出。这变得太贵了,飞机被永远放在地上。 RCS 系统被转移到洛克希德 F-104 星际战斗机,而 X-1B 被转移到空军博物馆。 X-1B 与来自空军的 8 名不同飞行员和来自 NACA 的 2 名不同飞行员共进行了 27 次试飞(滑翔和机动飞行)。它在俄亥俄州代顿赖特-帕特森空军基地的美国空军国家博物馆展出。它在俄亥俄州代顿赖特-帕特森空军基地的美国空军国家博物馆展出。它在俄亥俄州代顿赖特-帕特森空军基地的美国空军国家博物馆展出。

X-1C

X-1C(序列号 48-1387)旨在以超音速和超音速进行武器测试。它应该在机头安装一挺 50 口径机枪,并为飞行员配备一个反射器瞄准具。然而,北美F-86佩刀和北美F-100超级佩刀等跨音速和超音速战斗机已经投入生产,无需X-1C,而X-1C仍处于模型阶段就被取消了。

X-1D

X-1D(序列号 48-1386)用于对高速下产生的摩擦热载荷进行测试。它是第一架交付的第二代 X-1,于 1951 年 7 月抵达爱德华兹空军基地。7 月 24 日,贝尔的试飞员让·齐格勒完成了首航,这是一次无动力滑翔飞行。飞行很成功,但在着陆过程中前轮损坏了,需要数周时间才能修复。修理完成后,这架飞机被移交给空军,弗兰克·埃弗里斯特(Frank Everest)被任命为飞机的试飞员。第一次机动飞行将于 1951 年 8 月 22 日进行。 X-1D 连接在母机的腹部下方,并在机组人员起飞前加满燃料。飞机因机械故障停止脱钩,珠峰倾倒燃料时,X-1D 发生轻微爆炸后起火。护航飞机上的飞行员将情况告知了母机,珠峰得以逃回母机。决定释放X-1D,它在罗杰斯干湖床南端附近坠毁并被彻底摧毁。

X-1E

按照计划,空军用X-1D开始试飞,NACA很快就收到了X-1 3号。这两架飞机都能够以2马赫的速度飞入,但都在爆炸中被摧毁在他们可以贡献测试数据之前。 X-1A 和 X-1B 直到两年后才能交付,而且由于空军已经退役了 X-1 1 号,NACA 的 X-1 2 号是唯一可以飞行的 X-1。不久之后,NACA 确定球形氮气罐因材料疲劳而减弱,这意味着 X-1 2 号被放置在地面上。 NACA 决定以跨音速测试非常薄的机翼。工程师们提议修改 X-1 No. 2,用薄机翼和涡轮泵作为燃料,从而消除了对氮气罐的需求。NACA的高速飞行站(现为NASA德莱顿飞行研究中心)拆除了侧舱盖,并用弹射座椅和可以打开的驾驶舱玻璃重建了驾驶舱。技术人员为燃料安装了新的涡轮泵系统,而斯坦利航空公司则建造了机翼根部仅 8.6 厘米厚的新机翼。机翼配备了 200 多个用于压力传感器的开口,以及 343 个用于测量载荷和摩擦热的传感器。这架飞机被命名为 X-1E,希望它能从 2 马赫飞行中收集测试数据。修改完成后,接下来是几个月的地面测试。 NACA 的 Joseph Walker 被指定为这架飞机的试飞员,他于 1955 年 12 月 15 日完成了第一次滑翔飞行。燃油泵的问题意味着 X-1E 直到 1956 年 4 月才再次飞行。在飞机的第六次试飞中,沃克在改装后的第一次超音速飞行中达到了 1.55 马赫的速度。 6 月 18 日获得了 1.74 马赫,8 月 31 日获得了 2 马赫,9 月 14 日获得了 2.1 马赫。这些成功的飞行之后是 3 次出现涡轮泵问题的飞行。直到 1957 年 4 月才恢复试飞,但在 5 月 15 日飞机在着陆事故中严重损坏。 1957 年整个夏天都在修理,直到 1957 年 9 月 19 日才恢复飞行。 然而,当 X-1E 于 10 月 8 日达到 2.24 马赫时,麻烦的一年以胜利告终。这是飞机的最高速度。试飞表明飞机在高速下存在稳定性问题,为了解决这个问题,在机身后部的腹部下方安装了两个垂直尾翼。这些在 1958 年 5 月恢复飞行时进行了测试。约瑟夫沃克离开了 X-1E 计划,由约翰麦凯取代,他于 1958 年 9 月完成了 2 次检查飞行。这架飞机现在用于测试发动机改装和新型燃料。燃烧室中的压力增加,并安装了更长的喷嘴,这增加了发动机的推力。预计发动机的改进和名为“U-Deta”的新燃料将使 X-1E 的最高速度接近 3 马赫。 在麦凯于 1958 年 11 月 6 日进行第五次飞行后,飞机被放置在地面上用于检查和安装新的弹射器座椅。 X 光检查显示油箱壁有裂缝。修理坦克的成本,以及北美 X-15 测试飞机很快就能投入使用的确定性,终止了该计划。其余的试飞由洛克希德 F-104 星际战斗机进行,而 X-1E 则在美国加利福尼亚州爱德华兹空军基地的 NASA 德莱顿飞行研究中心外展出。 X-1E 一共完成了 26 次飞行。

事故原因

X-1A 是第四枚因爆炸和随后起火而丢失的火箭。其他分别是X-1 3号、X-1D和X-2 2号。前 3 次爆炸后的调查没有发现任何常见原因。 X-1A 坠毁后,飞机残骸被收集起来放在机库地板上。刚刚完成改装工作返回的X-1B停在残骸旁边。当检查 X-1B 液氧罐时,在罐和通向发动机的管道中都发现了磷酸三甲苯酯 (TCP)。 TCP 用于浸渍罐和管道中的皮革垫圈。测试表明,当插入TCP的皮革包裹与液氧接触时,它们会被冲击和打击点燃。在不幸的情况下,储罐的增压可能会导致系统产生足够的振动,使储罐爆炸。X-1B 和剩下的 X-2 上更换了皮革垫圈,没有发生进一步的爆炸。

设计

所有 X-1 飞机均由优质铝制成,并具有 3 点折叠起落架。发动机是由 Reaction Motors Inc 提供的 XLR-11 4 室火箭发动机。燃料是水混合液氧和酒精。这些发动机没有可调油门;相反,推力被调节,以便每个燃烧室都可以从驾驶舱单独启动和停止。完全施用时的燃烧时间在 4.5 到 5 分钟之间。两个钢罐装有燃料,12 个球形氮气罐提供驾驶舱内的燃料压力和超压。展示翅膀只是为了给人一种比例感。它们非常薄,尽管不同飞机的机翼厚度略有不同。除了方向舵,水平尾翼的迎角也可以调整。在跨音速下,方向舵附近会形成冲击波,使它们无法使用。修剪尾翼被用作高速方向舵的替代品,这是一种保密的解决方案,后来用于 F-86 Sabre 和其他超音速飞机。为了进入第一代 X-1 的驾驶舱,飞行员必须爬过右侧的舱口。这意味着在空中疏散将涉及非常大的风险,因为舱口位于前翼边缘的正前方。第二代X-1拥有可以打开的驾驶舱顶盖,最终还配备了弹射座椅。然而,疏散/发射从来没有必要。 X-1 可以从跑道起飞,但只有一次飞行是这样开始的。在高海拔地区最容易达到高速,有限的燃料不足以让飞机爬到足够高的位置,然后进行超音速飞行。一次典型的试飞开始于将 X-1 安装在改进型轰炸机的机腹下。机组人员爬升到预定高度,X-1飞行员爬进驾驶舱做好准备。通过无线电通讯,开始倒计时,X-1被母机上的飞行员释放。几秒钟后,飞行员启动了火箭发动机,X-1 进一步爬升,然后实际的速度飞行开始,所有四个燃烧室都被激活。燃料用完后,飞机滑翔返回地面降落。机组人员爬升到预定高度,X-1飞行员爬进驾驶舱做好准备。通过无线电通讯,开始倒计时,X-1被母机上的飞行员释放。几秒钟后,飞行员启动了火箭发动机,X-1 进一步爬升,然后实际的速度飞行开始,所有四个燃烧室都被激活。燃料用完后,飞机滑翔返回地面降落。机组人员爬升到预定高度,X-1飞行员爬进驾驶舱做好准备。通过无线电通讯,开始倒计时,X-1被母机上的飞行员释放。几秒钟后,飞行员启动了火箭发动机,X-1 进一步爬升,然后实际的速度飞行开始,所有四个燃烧室都被激活。燃料用完后,飞机滑翔返回地面降落。将飞机滑翔返回地面并着陆。将飞机滑翔返回地面并着陆。

规格

第一代 X-1

尺寸船员:1 长度:9.45 m 翼展:8.53 m 翼面积:12.01 m² 高度:3.31 m 重量(空):2,220 kg 最大起始重量:6,080 kg 性能发动机:1 pc XLR11-RM3 4 室火箭发动机推力:26.5 kN 最高速度:1.45 马赫(1,540 公里/小时) 航程:未知 最大飞行高度:21,935 m(71,900 英尺)

二代X-1

尺寸船员:1 长度:10.82 m 翼展:8.53 m 翼面积:12.01 m² 高度:3.31 m 重量(空):未知公斤 最大起始重量:7 525 kg 性能发动机:1 件 XLR11-RM6 4 腔火箭发动机推力: 26.7 kN 最高速度:2,435 马赫着陆速度:273 公里/小时航程:未知最大飞行高度:27,556 米(90,440 英尺)

参考

来源

NASA - 美国 X-vehicles, An Inventory - X-1 to X-50 (pdf) 2003 年 6 月发布,2015 年 3 月 5 日访问 NASA - Bell X-1 系列飞机描述 2015 年 3 月 5 日访问 NASA - 情况说明书:第一代X-1 于 2015 年 3 月 5 日访问 NASA - 情况说明书:下一代 X-1 于 2015 年 3 月 5 日访问 NASA - 测试第一架超音速飞机。NF166 by WG Williams (英文) (pdf) 1992 年 1 月出版 2015 年 3 月 5 日访问 Aerospaceweb.org - 贝尔 X-1 高速研究飞机 2015 年 3 月 5 日访问 Mach-buster.co.uk - X-Planes (英文)于 2019 年 4 月 22 日在 Wayback Machine 提交。2015 年 3 月 5 日访问

外部链接

Bell X-1 - Commons 上的图像、视频或音频类别 (en) Bell X-1 - Commons 上的图像、视频或音频库