X-15高超音速飞机项目在1959至1968年间创下多项飞行纪录并推动航天技术发展

北美航空公司 (NAA) 制造的X-15高超音速火箭动力飞机极大地扩展了我们对速度超过 6 马赫、高度超过 250,000 英尺的飞行知识。作为 NASA、美国空军和美国海军的联合项目，X-15 的首次动力飞行于 1959 年 9 月 17 日在加利福尼亚州爱德华兹空军基地 (AFB) 的飞行研究中心（现为阿姆斯特朗飞行研究中心）进行。在美国宇航局和空军接管该飞机之前，NAA 首席试飞员 A. Scott Crossfield 驾驶过此次飞行和其他早期试飞。1959 年至 1968 年间，12 名飞行员完成了 199 次任务，实现了更高的速度和高度，他们的知识和经验后来影响了航天飞机等未来项目的发展。 

X-15 的起源可以追溯到 1952 年，当时美国国家航空咨询委员会 (NACA) 的空气动力学委员会通过了一项决议，扩大其研究范围，以研究飞行高度在 12 至 50 英里之间、马赫数在 4 至 10 之间的飞行。空军和海军同意并在 NACA 的现场中心进行了联合可行性研究。1955 年，空军选择了位于洛杉矶的北美航空公司 (NAA) 来建造三架 X-15 高超音速飞机。  

1958 年 10 月 1 日，新成立的国家航空航天局(NASA) 合并了 NACA 中心并继承了 X-15 项目。两周后，即 1958 年 10 月 15 日，三架飞机中的第一架在 NAA 的洛杉矶工厂亮相，包括克罗斯菲尔德在内的几位早期 X-15 飞行员都参加了此次亮相。仪式结束后，工人们将飞机包装好，放在一辆平板卡车上，连夜将其运往高速飞行站，NASA 于 1959 年 9 月将其更名为飞行研究中心，所有 X-15 飞行都在此进行。在第一架飞机升空之前，NAA 于 1959 年 2 月 27 日推出了 X-15-2。X-15-3 于 1960 年初加入小型机队。 

与早期的 X-plane 一样，一架运载机（在本例中是一架经过改装的 B-52 同温层堡垒）在 45,000 英尺的高度释放了 34,000 磅重的 X-15，以节省燃料用于研究任务。飞行在高空进行，这是一条从犹他州温德沃空军基地延伸到毗邻爱德华兹空军基地的罗杰斯干湖着陆区的飞行走廊，沿途设有紧急着陆区。典型的研究任务持续 8 到 12 分钟，在从 B-52 发射并点火 X-15 的火箭发动机后，遵循高空或高速飞行轨迹。发动机燃尽后，飞行员驾驶飞机在湖床跑道上无动力着陆。为了承受高超音速飞行和再入时的高温，X-15 的外壳由当时新推出的镍铬合金 Inconel-X 制成。由于在大气层中用于飞行控制的传统气动表面在近真空的太空中无法工作，因此 X-15 在大气层外飞行时使用弹道控制系统推进器进行姿态控制。由于专为 X-15 制造的 57,000 磅推力 XLR-99 火箭发动机的开发延迟，NAA 用八台较小的 XLR-11 发动机替换了该发动机，这些发动机仅产生 16,000 磅推力。在试飞的前 17 个月，X-15 的动力仍然严重不足。在将飞机移交给 NASA 和空军之前，NAA 首席飞行员 Crossfield 负责执行 X-15 的初始试飞。 

1959 年 3 月 10 日，克罗斯菲尔德驾驶 X-15-1 进行了首次系留飞行，在此期间 X-15 一直附着在 B-52 的机翼上。6 月 8 日，克罗斯菲尔德完成了 X-15-1 的首次无动力滑翔飞行，飞行时间仅持续了五分钟。

9 月 17 日，克罗斯菲尔德驾驶 X-15-2 完成了 X-15 的首次动力飞行。在 224 秒内，所有 8 个 XLR-11 发动机全部启动，速度达到 2.11 马赫，即每小时 1,393 英里，飞行高度达到 52,341 英尺。在克服了一些硬件问题后，他驾驶飞机在飞行了九分钟多一点、飞行了 88 英里后成功着陆。在接下来的 12 次飞行中，克罗斯菲尔德将飞机的飞行包线扩大到 2.97 马赫和 88,116 英尺，同时收集了有关其飞行特性的重要数据。他最后三次飞行使用了专为该飞机设计的推力更大的 XLR-99 发动机。1960 年 12 月 6 日，克罗斯菲尔德的第 14 次飞行标志着合同测试计划的结束，北美公司将 X-15 移交给了空军和 NASA。 

九年间，克罗斯菲尔德和其他 11 名飞行员（5 名来自 NASA、5 名来自美国空军和 1 名来自美国海军）共完成了 199 次 X-15 飞行，收集了飞机飞向太空边缘并返回地球的空气动力学和热性能数据。飞行员还进行了一系列实验，充分利用了飞机独有的特性和飞行环境。NASA 首席飞行员约瑟夫“乔”A. 沃克于 1960 年 3 月进行了 25 次飞行中的第一次飞行。在 1963 年 8 月 22 日的最后一次飞行中，他驾驶 X-15-3 飞到了 354,200 英尺（67.1 英里）的高度，这是 X-15 计划达到的最高高度，同时也创下了有人驾驶飞机的记录，直到 2004 年 10 月 4 日的太空船一号最后一次飞行才打破这一记录。  

1967 年 10 月 3 日，空军飞行员威廉 J。“皮特”奈特驾驶X-15A-2挂满外部油箱，创下了 6.70 马赫（4520 英里每小时）的有人驾驶有翼飞行器的非官方速度记录。该记录一直保持到1981 年 4 月 14 日哥伦比亚号航天飞机重返大气层时被打破。美国国家航空航天局飞行员尼尔 A。阿姆斯特朗和空军飞行员乔 H。恩格尔在加入美国国家航空航天局宇航员队伍之前都驾驶过 X-15。阿姆斯特朗在成为宇航员之前曾七次驾驶 X-15 升空，1966 年他执行了双子座八号任务，并于 1969 年 7 月迈出了人类在月球上的第一步。恩格尔是唯一一位同时驾驶过 X-15（16 次）和航天飞机（两次在大气层，两次在太空）的人。恩格尔表示，X-15 的首次动力飞行“是该项目的一个真正里程碑，至今我们仍从中受益”。