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X-38是为国际空间站研制的升力体(lifting body)再入(re-entry)式乘员返回载具的原型机。在2002年因资金问题被终止之前,X-38计划已经有了一架试验机。

武器性能

  • 中文名:X-38试验机
  • 外文名:X-38
  • 生产公司:Scaled Composites公司
  • 使用状态:整个计划在2002年4月29日被终止
  • 主要用户:NASA
  • 角    色:乘员返回载具
  • 首    飞:1999
  • 建造数:2架大气层内原型,1架轨道原型
  • 研发原型:马丁·玛丽埃塔 X-24
  • 目录

    简介编辑本段

    X-38 是一种太空站成员返回飞行器(CRV)原型机,作为宇航员紧急逃逸装置使用。
    根据设计构想,CRV 将由绕轨道飞行的航天飞机从货舱中释放,然后与太空站进行对接,最后携载最多 7 名宇航员离开。CRV 上的生命维持系统最长工作时间为 7 个小时,当它进入地球大气层后到达 12,000 米高度后着陆降落伞会展开保证安全降落。
    X-38 最初打算作为国际空间站(ISS)的宇航员紧急救生船 80% 缩比大气层试验原型机使用,但后来 NASA 认为其功能太单一而不得不进行大的修改,以使它既能运送宇航员上空间站,又能用于宇航员撤离空间站。

    研发历史编辑本段

    X-38是由NASA约翰逊太空中心领导的一系列乘员返回载具项目中的一个。对于X系列试验机来说很不寻常的是,欧洲空间局和德国航空航天中心也参与了X-38的研制工作。X-38起初被称为“X-35”。这个项目的总监为John Muratore,飞行测试工程师为Michael E. Fossum,他后来成为了NASA的宇航员。
    X-38应用了美国空军在1960年代中期X-24计划中研制的升力体布局,这个是John Muratore的点子。
    为了测试新的乘员返回载具,X-38计划使用了无人的原型机复制品。用于飞行测试的X-38有:
    X-38 V-131
    X-38 V-132
    X-38 V-131R,由X-38 V-131换装新的蒙皮而成
    X-38 V-201,这是由航天飞机送入太空的轨道飞行器
    在X-38计划进行到一定程度时,人们还提出要建造X-38 V-133和X-38 V-202,但是它们最终没有被建造
    X-38 V-131和V-132与X-24拥有相似的空气动力外型。当用在乘员返回载具上时,这个外型需要被增大(因为它需要运载七个人),而且它还需要做一些改动,特别是尾部需要增厚。
    X-38 V-131R的尺寸为乘员返回载具需要的尺寸的0.8倍大,并且外形与最后定型的乘员返回载具完全相同,而后来的V-133和V-201的尺寸则与定型后的乘员返回载具一模一样。用作轨道飞行器的X-38 V-201 已有80%被完成,但是它从来没有飞过。
    在测试中,V-131, V-132和V-131R会在45000英尺(13700米)的高空中与B-52母机分离,然后开始以接近音速的速度滑翔,最后打开一个漏斗状降落伞,速度减到60英里/时(95千米/时)。后来的原型机会借助一个面积为7500平方英尺(700平方米)的降落伞降落,这是有史以来最大的降落伞。X-38会自动完成这些任务,如果遇到紧急情况,地面上的工作人员会通过遥控来操纵它着陆。
    由于资金不足,X-38计划在2002年4月29日被终止了。
    X-38X-38

    外形性能编辑本段

    X-38 机长 7.31 米,机高 2.22 米,翼展 3.81 米,其外形借鉴了早期美国空军 X-24A 等升力体的设计,同样是标志性的钝头锥无主翼形体。X-38 外壳采用了大量的复合材料如玻璃纤维和碳纤维环氧树脂等,并在受力点上使用钢材料和铝材料进行加固。此外,为了抵御返回大气层时的高温,外壳上还覆盖有一层特殊的热防护层(TPS)。除了使用降落伞实施降落以外,X-38 机体底部还安装有和 X-15 类似的滑撬降落装置。X-38 使用惯性导航和 GPS 定位系统,并由自动飞行控制系统驾驶,按预先指定好的着陆路线飞行。X-38 携带有一组蓄电池为其航电、导航、飞控等系统提供必要的电力,同时它还安装有能够短时间使用的姿态调整火箭。
    X-38三视图 X-38三视图

    设计编辑本段

    发动机将X-38推出轨道之后,它会用一个可调节方向的翼伞滑翔到地面。升力体飞机极高的速度使降落变得很危险。而翼伞会减低速度,从而使降落变得更安全。X-38的起落架用的是滑橇而不是轮胎。滑橇就像雪橇一样,使飞机在地面上滑行一段时间后才停住。
    X-38的形状和尺寸都不与航天飞机相同。因为乘员返回载具需要能被装进航天飞机的货舱里面。但是这并不意味着它会变得很小。X-38有10660千克重,9.1米长。提供动力并运行其他设施的电池能持续提供电力长达九小时。它从国际空间站返回地球只需要二至三小时。
    X-38的降落伞应用了美国空军的技术。这个重量很大的降落伞会将它的性能发挥到极限。X-38首先会从后部放出一个减速伞。这个减速伞会帮助保持飞机平衡,并且会减慢它的速度。在这之后,那个687平方米大的翼伞会被释放出来。它会分四步被展开,每一步只会耗费45秒。按照一个好的步骤来展开翼伞是非常重要的,这会避免狂风将翼伞撕裂。
    X-38的降落是全自动的。各种仪器会将数据送到机上的电脑中,而且电脑还会用空速管和GPS提供的信息来规划一条安全的返回路线。设计乘员返回载具的初衷是在紧急情况下将宇航员送回地球,所以它必须在没有人能控制(例如宇航员生病或受伤)时自动返回地面。如果需要的话,宇航员会将它切换到手动操作模式。
    人们为X-38设计了一个先进的对接系统,约翰逊太空中心接手了这个工作,并且在这基础上展开了为后来的星座计划试验机量身定制的“低碰撞对接系统”计划。

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