砺道智库2025年11月14日
图：X-51A乘波者（图片来源：Creative Commons）
要点速度：
波音公司的X-51A“Waverider乘波者”是一款高超音速技术验证机，由波音公司与美国空军研究实验室(AFRL)、美国国防高级研究计划局(DARPA)和普惠罗克达因公司联合建造，用于验证超燃冲压发动机的飞行。
这架几乎没有机翼的飞行器由B-52轰炸机空投，其SJY61超燃冲压发动机中燃烧JP-7燃料，并利用自身冲击波产生的压缩升力飞行。
在2010年首次飞行达到约5马赫后，其于2013年5月1日实现一个自身的记录：在约60,000英尺的高度达到5.1马赫，并进行了210秒的动力飞行，然后按计划溅落在太平洋上。
X-51A采用先进的热防护和复合材料，它不是一种武器，而是一种验证机——为美国未来的高超音速打击、ISR以及潜在的低成本太空进入概念提供了测试信息。
X-51A乘波者飞机的历史
一听到或看到“wave rider”这个词，人们很可能会把它想象成一个航海术语——用来形容船只或冲浪者“在浪尖上保持10度姿势”。然而，“乘波体”一词也可用于航空领域——声波和电磁波也在空气中传播。该术语还可以指飞行器利用自身冲击波产生的压缩升力进行飞行的方式。
X-51A Waverider由波音公司制造，该公司还制造了巨型B-52战略轰炸机，而Waverider正是以B-52为发射平台的。它是波音幻影工厂（大概相当于洛克希德·马丁公司的“臭鼬工厂”部门）、普惠罗克达因公司、空军研究实验室（AFRL）和国防高级研究计划局（DARPA）之间的合作项目。
该飞机于2003年末作为AFRL的超燃冲压发动机演示器计划的一部分构思出现，并于2005年9月27日正式获得X-51的字母数字编号。X-51的设计目的并非作为特定武器系统的原型，而是作为技术验证机，为美军未来的高超音速武器、高超音速情报、监视和侦察(ISR)以及进入太空提供知识基础。
X-51A是自50年前的火箭动力的X-15项目以来，美国空军在超音速飞行方面最重要的一笔投资。历史上X-15曾飞行并达到了惊人的6.7马赫的空速纪录。
图：X-15远摄照片及其发动机照片（图片来源：美国《国家安全杂志》）
图：X-15正面照（图片来源：美国《国家安全杂志》）
X-51A技术规格和关键数据
长度：全长25英尺；飞行段14英尺；级间段5英尺；固体火箭助推器6英尺
翼展：“这架几乎没有机翼的飞机，被设计成能够借助自身的冲击波飞行，因此得名‘乘波者’”
重量：约4,000磅。
动力装置：JP-7燃料/冷却的SJY61超音速燃烧冲压发动机（又称“超燃冲压发动机”）
燃油容量：约270磅JP-7（与SR-71黑鸟侦察机使用的燃油相同，SR-71黑鸟至今仍是速度最快的吸气式飞机）
航程：400海里以上
实用升限：70,000英尺以上
最大空速：每小时3600英里以上（6马赫）
该飞机采用了超燃冲压发动机技术——超燃冲压发动机燃烧大气中的氧气，从而无需像传统火箭那样携带装有氧化剂的大型燃料箱，并有可能提供一种更有效地将有效载荷发射到轨道的方法。
Waverider的超燃冲压发动机——被认为是该系统的核心——位于鲨鱼鼻状的机体内，该机没有真正的机翼，而是用装有可控的鳍片来稳定飞行。该飞行器主要由铝、钢、因科镍合金（即铬镍铁合金）和钛等标准航空航天材料制造而成。同时，其应用一些碳纤维和碳纤维复合材料于鳍片和整流罩的前缘。对于一架以如此高的速度飞行的飞机来说，或许最重要的是，X-51采用了波音公司设计的二氧化硅基隔热系统，以及类似于NASA航天飞机轨道飞行器上的波音公司的可重复使用隔热瓦。
据悉，波音总共为美国空军建造了四架X-51A。
服役历史
据悉，“X-51乘波者”于2009年12月9日进行了首次所谓的系留飞行测试。当天，该飞机仍然连接在同温层堡垒的机翼上，该测试旨在验证轰炸机搭载X-51发动机后的高空性能和操控性能，同时还测试了通信和遥测系统。
X-51的首次作战飞行于2010年5月26日在南加州太平洋沿岸进行。
美国空军在相关的情况说明书中表示，“官员们表示，进行飞行测试的飞行器按预期飞行了近200秒，超燃冲压发动机将飞行器加速到大约5马赫，接近每小时3400英里。其燃料冷却式超燃冲压发动机按计划运行，正常传输遥测数据超过140秒，然后观察到推力和加速度在接下来的30秒内下降。随后出现异常情况，导致遥测数据丢失，测试终止，飞行控制人员下令销毁了该飞行器。”
2013年5月1日，“X-51乘波者”进行了第四次也是最成功的一次飞行测试，在60,000英尺的高度达到了5.1马赫，并依靠自身动力飞行了210秒，之后燃料耗尽。任务结束后，它在美国加州穆古角附近可控地潜入太平洋。
美军声称，“X-51乘波者”飞机在设计之初就没有考虑回收问题，因此没有一架被保存下来。