航天飞机前传：X-15、太空滑翔机和升力体

万磁王

艾格斯博士的M2-F1小型验证机

　　毫不意外的是人们仍然怀疑M2的气动设计到底能不能飞，为此NASA德莱顿中心一位名叫罗伯特•D•“戴尔”•里德的工程师制造了一架60公分长的无线电遥控M2模型，用另一架遥控飞机挂载升空后释放，结果M2模型滑翔起来非常稳定。里德凭借模型成功游说NASA同意先制造一架M2-F1小型验证机。
　　M2-F1的整个制造过程走了极简主义的极端，并或多或少进行了秘密，经费从设施维护预算中挤出来，大部分工作都是志愿者完成的。一开始，M2-F1在NASA总部的报告中被形容为一个“全尺寸风洞试验模型。”显然，那时官僚主义在德莱顿还没有盛行。
　　完工后的M2-F1是一架低技术含量、钢制框架胶合板机身、固定起落架的升力体飞机。内部安装的固体燃料火箭并不是帮助该机起飞，而是用于降落。由于升力体的滑翔比不高，所以飞行员可以通过火箭发动机来减缓下滑角度，让降落更加顺畅。M2-F1最初的试飞都是用拖车拖曳升空的，由于M2-F1相对于汽车来说相当沉重，所以在时速超过160千米时才会升空。拖车是一辆改装了大马力发动机的庞蒂亚克敞篷车，能成功放飞M2-F1。在1963年8月16日M2-F1首次由飞机拖曳升空前，庞蒂亚克完成了约90次地面拖曳试飞，当天M2-F1被一架R4D运输机（道格拉斯DC-3海军型）拖曳升空。

一开始，M2-F1在NASA总部的报告中被形容为一个“全尺寸风洞试验模型。”

拖车是一辆改装了大马力发动机的庞蒂亚克敞篷车，能成功放飞M2-F1

1963年8月16日，M2-F1被一架R4D运输机（道格拉斯DC-3海军型）拖曳升空

　　升力体的表现出奇地好，但需要飞行员胆大心细。首先该机的滑翔比，也就是飞行的距离和下降的高度之比预期的要低，大约只有2.8，而小型飞机的滑翔比一般为10，滑翔机的滑翔比一般为60。其次升力体有绕横滚和偏航轴摆动的趋势，至少有两次M2-F1在拖曳时翻转成肚皮朝天的姿势，好在两次飞行员都释放拖缆后安全恢复姿态。

万磁王

百花齐放的升力体项目

　　M2-F1在退役并被史密森学会航天博物馆保存前公进行了约77次空中拖曳飞行和200次地面拖曳飞行。尽管还存在种种缺点，但M2-F1证明了升力体概念的可行性，所以NASA同意制造全尺寸的M2-F2。事实上此时NASA对升力体的概念的热情高涨，总部又授权制造NASA兰利研究中心设计的第二种升力体原型机——HL-10。
　　实际上兰利一直和艾姆斯中心平行研究升力体概念，不过他们并不是以弹道再入载具为研究起点，而是想设计出一种能高速滑翔再入的三角翼飞行器。他们的解决方案和艾姆斯的M2有许多相似之处，但更加流线。

ASSET测试机由麦克唐纳公司制造，1963到1965年间有6架测试机被架在“托尔”助推器上发射升空

万磁王

ASSET测试机再入大气层时可以进行横向机动，但并不能胜任在大气层内的低速飞行，需要打开降落伞溅落在海洋中

SV-5D具有真正的升力体设计，和NASA兰利中心的设计大体相似

　　无独有偶，美国空军此时也在研究升力体，当时美国航天技术研究的活跃程度可见一斑。在动力滑翔机计划夭折后，美国空军也开始沿着艾格斯博士最初的设想，琢磨起升力体再入载具，这就是“气动热力弹性结构系统环境试验”（ASSET）计划。ASSET测试机由麦克唐纳公司制造，1963到1965年间有6架测试机被架在“托尔”助推器上发射升空。虽然ASSET测试机再入大气层时可以进行横向机动，但并不能胜任在大气层内的低速飞行，需要打开降落伞溅落在海洋中。
　　ASSET计划的成功导致美国空军开始了一个更复杂“航天器技术和先进再入测试”（START）计划。马丁公司为START设计了SV-5升力体，其设计基于该公司竞标动力滑翔机计划失败的方案。SV-5具有真正的升力体设计，和NASA兰利中心的设计大体相似。
　　START计划分两阶段进行，首先是“包括机动再入的精准恢复”（PRIME）阶段，参加实验的是SV-5D。1966到1967年间3架SV-5D由“阿特拉斯”助推器发射升空。本来还计划发射第4架，不过前三架SV-5D的测试都非常顺利，所以这次测试被认为是多余的。于是空军开始了第二阶段测试，准备发射SV-5P，其编号中的“P”表示“有人驾驶”之意，很快该机的编号就改为X-24A，代表空军参加升力体竞争。

万磁王

　　NASA的M2-F2和HL-10由诺斯罗普公司制造，美国空军的X-24A由马丁制造，这些升力体都安装了大推力火箭发动机以进行高速飞行试验，并在研制中尽量节约成本，例如安装了从博物馆回收的二手XLR-11火箭发动机。
　　1965年6月M2-F2下线，1966年7月进行第一次滑翔飞行。所有3架升力体都在爱德华兹空军基地加进行评估试飞。M2-F2的总体结构和M2-F1相似，当然尺寸更大，该机全由金属制成，并有可收放起落架。但M2-F2也继承了M2-F1的许多操纵特性，结果导致了严重的麻烦。

M2-F2的总体结构和M2-F1相似，当然尺寸更大，该机全由金属制成，并有可收放起落架

M2-F2在第16次飞行时，降落时因横滚振荡而猛烈翻滚坠毁，试飞员布鲁斯•彼得森受重伤

万磁王

M2-F2结构图

M2-F2经过修复后成为了增加了一片中置垂尾的M2-F3，解决了横滚不稳定问题

　　M2-F2在第16次飞行时，降落时因横滚振荡而猛烈翻滚坠毁，试飞员布鲁斯•彼得森受重伤，在医院里一只眼睛因感染而失明，但是他康复后仍继续从事飞行事业。M2-F2的残骸经过评估后被认为可以修复，于是被运回诺斯罗普进行重建。70年代ABC电视网播放了以彼得森为原型创作的电视科幻剧集《无敌金刚》（The  Six Million Dollar Man），颇受欢迎。
　　M2-F2经过修复后成为了增加了一片中置垂尾的M2-F3，解决了横滚不稳定问题。顺便说一下，其它两架升力体从一开始就具有中置垂尾。1970年6月，重生的M2-F3首飞，然后顺利进行了5次滑翔和22次动力试飞，未出现重大问题。该机飞到了21800米的最大高度和1.61马赫的最大速度。

万磁王

　HL-10在1966年1月下线并进行了首飞，试飞员也是布鲁斯•彼得森。1966年12月该机被证明在操控性上存在一定危险，于是被停飞直到设计师找出解决方案。1968年3月，HL-10的第二次飞行进行得很顺利，飞行员发现该机操控响应良好，飞行愉悦。

HL-10在1966年1月下线并进行了首飞

HL-10结构图

万磁王

　　HL-10最终完成了10次滑翔和24次动力飞行，飞到27500米的最大高度和1.86马赫的最大速度，比两名“竞争对手”更高更快。HL-10在最后两次试飞中安装了小推力火箭进行动力降落试验，结论是动力降落比滑翔降落更麻烦，并且发动机带来的二次降落机会抵消不了为此付出的代价。
　　美国空军的X-24A在1967年7月下线，随后进行了28次试飞。由于其操控性不甚理想，因此空军和马丁公司又回到了绘图板前。马丁修改了X-24A的外形，拉宽机身使升力体呈三角形熨斗的样子，编号为X-24B。如果X-24B涂成黑色，看起来就像是一部科幻电影《邪恶帝国》中的太空战斗机。

美国空军的X-24A在1967年7月下线，随后进行了28次试飞

怪物集中营，干湖床上的X-24A、M2-F3、HL-10升力体

X-24B作为升力体有作弊之嫌，几乎已经长出了三角翼

　　1972年秋，X-24B开始了一系列的试飞，新构型大大提高了升力体的操控性，甚至飞行员把该机和战斗机相提并论。虽然这三种升力体都是在爱德华兹的干湖床降落的，但并不意味着三架升力体在降落表现上没有高下之分。试飞员觉得X-24B满足了他们驾驶该机准确降落在跑道上的所有操纵需求，并且该机最后两次试飞也证明了这一点。

万磁王

　　20世纪60年代后期，NASA曾考虑以HL-10为基础研制实用化的载具，内部可容纳载荷或乘坐两名飞行机组和六名乘客，由“泰坦III”或其他运载火箭发射，但后来不了了之。不过这并不是NASA的升力体研究的终结。

20世纪60年代后期，NASA曾考虑以HL-10为基础研制实用化的载具，内部可容纳载荷或乘坐两名飞行机组和六名乘客，由“泰坦III”或其他运载火箭发射

米格-105-11在1976~1978年进行了8次试飞

米格-105和美国的升力体有一些相似之处，但区别也很大。例如该机装有涡喷发动机，可自行起飞

米格-105的“机翼”可变上反角

BOR-4缩比模型

万磁王

　　无独有偶，苏联在“实验客运轨道航天器”（EPOS）计划中也曾考虑过升力体，该项目代号“螺旋”。米格设计局为EPOS设计了一种有人驾驶亚音速试验升力体——米格-105-11，在1976~1978年进行了8次试飞。
　　米格-105和美国的升力体有一些相似之处，但区别也很大。例如该机装有涡喷发动机，可自行起飞，不过该机在大多数试飞中是被载机带到天上的。米格-105其它有趣的特征是滑撬式起落架收入机身上表面两侧，使起落架的热保护更为简单，并且机翼可以上折作为垂尾。该机有着一个平底雪橇般的外观，所以获得了“木鞋”的绰号。米格-105生产型将在一架吸气式超音速载机背上发射。
　　米格-105最后被取消，苏联人用该机的BOR-4缩比模型进行了类似美国空军PRIME的飞行试验，使用消耗性助推器把模型推入亚轨道。苏联人在20世纪80年代曾计划沿米格-105的路线发展一种航天飞机，代号“Uragan”（飓风），由一枚“天顶”号（泽尼特）火箭发射，但从来没有脱离纸面。

苏联人在20世纪80年代曾计划沿米格-105的路线发展一种航天飞机，代号“Uragan”（飓风），由一枚“天顶”号（泽尼特）火箭发射，但从来没有脱离纸面