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无翼飞翔:NASA“升力体”如何颠覆航空认知为空天飞机铺平道路

作者:小编 点击: 发布时间:2025-05-26 22:26

  

无翼飞翔:NASA“升力体”如何颠覆航空认知为空天飞机铺平道路(图1)

  在“航天飞机”(Space Shuttle)以滑翔方式重返地球大气层,并像飞机一样顺利着陆之前,美国宇航局(NASA)的工程师们面临一个大胆的挑战:没有机翼的飞行器真的能成功飞行吗?这个问题的答案蕴藏在一系列被称为“升力体”(Lifting Bodies)的实验飞行器中。这些独特的飞行器通过其机身的外形产生升力,早在20世纪60年代,它们便开始验证了无翼飞行在空气动力学上的可行性,深刻影响了后来的空天飞机设计。

  1963年,NASA推出了M2-F1,它是首款载人升力体飞行器。其结构轻巧,由钢管框架和胶合板蒙皮构成,外形独特,因此被戏称为“飞行浴缸”。与常规飞机不同,M2-F1没有机翼,它依赖于水滴形的机身,通过改变气流的方向来实现升力,维持飞行。最初的试飞相当原始:在一片干涸的湖床上,一辆庞大的庞蒂亚克·卡特琳娜轿车牵引着M2-F1进行滑跑。随后,为了进行高空滑翔测试,M2-F1被道格拉斯C-47运输机从空中投放。通过这些试飞,工程师们成功验证了无翼设计能够实现稳定的飞行,并且飞行器可以在常规跑道上安全着陆。虽然外形怪异,但这一“飞行浴缸”为后续更大胆的飞行器设计奠定了基础。

  M2-F1的成功催生了更先进的升力体飞行器。诺斯罗普公司(Northrop)研制的M2-F2(1966年首飞)和M2-F3(1969年)是M2-F1的后继者,它们采用了全金属的结构,比前者更加坚固。尽管M2-F2在1967年因事故坠毁,但经过改进后的M2-F3表现出色,并增加了垂直尾翼,极大改善了操控性能。同样由诺斯罗普公司研发的HL-10(1966年首飞),成为升力体项目中的一款成功飞行器。它拥有流线公里每小时),飞行高度突破90,000英尺(约27432米)。HL-10的卓越表现证明了升力体飞行器在超音速和高空环境中的适应性。

  与此同时,马丁·玛丽埃塔公司(Martin Marietta)推出的X-24A(1970年)和X-24B(1973年)进一步探索了不同的机身外形及其在再入大气层时的飞行方式。尤其是X-24B,它的设计接近航天器的再入形态,对未来航天器的着陆空气动力学特性起到了至关重要的作用。这些升力体飞行器通常由B-52战略轰炸机投放到高空,之后进行无动力滑翔,并在干涸的湖床上着陆,以模拟航天器从太空返回并安全回收的过程。

  升力体项目最直接且最为人熟知的遗产,便是美国的航天飞机。航天飞机那种依靠机身产生升力并能如滑翔机般无动力着陆的设计,正是源自早期升力体飞行器的技术与理念。今天,升力体的概念依然在现代航天器设计中得到应用。例如,内华达山脉公司(Sierra Nevada Corporation)开发的“追梦者”号(Dream Chaser)宇宙飞船便采用了升力体设计。它计划未来为国际空间站(ISS)运送货物,甚至可能搭载宇航员,并能够像飞机一样在传统跑道上完成着陆。

  NASA的升力体项目以实际成果证明,机翼并非飞行的唯一必备条件,只要拥有合适的气动外形,飞行同样可以实现。这些没有机翼的飞行器,不仅是工程技术上的创新,更是科学实验中的大胆尝试,它们成功弥补了从一次性运载火箭到可重复使用航天器之间的技术空白。升力体的成功,不仅在航天技术方面开辟了一条新的道路,也深刻改变了航天战略的格局,为人类进出太空并安全返回地球创造了可能。Kaiyun入口网址Kaiyun入口网址

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