杰森

在NASA蘭利研究中心的第五個十年里，人類進(jìn)入了太空時代。

NASA機(jī)構(gòu)改組所帶來的混亂，也沒能阻止蘭利研究中心的進(jìn)步。憑借在航空研究領(lǐng)域打下的基礎(chǔ)，蘭利研究中心在美國的“水星”、阿波羅、“雙子座”等一系列航天計(jì)劃中，都做出了很大貢獻(xiàn)。

在航天領(lǐng)域獲得成就的同時，蘭利研究中心還繼續(xù)保持了其在航空研究上的領(lǐng)導(dǎo)地位?？勺兒舐右矸桨福曀龠\(yùn)輸機(jī)計(jì)劃，高超聲速氣動構(gòu)型……

在這個十年里，航空航天技術(shù)進(jìn)步的速度很快，讓蘭利研究中心付出很大努力，也僅僅只能稍微領(lǐng)先一點(diǎn)。

但這并不妨礙蘭利研究中心在許多領(lǐng)域進(jìn)行的開創(chuàng)性研究工作。這些工作為美國航空科技實(shí)力和空中力量的強(qiáng)大奠定了基礎(chǔ)。

變革與進(jìn)步的第五個十年——1958年—1967年

10年概述

在NACA蘭利實(shí)驗(yàn)室第五個十年開始時，世界航空航天的現(xiàn)狀是這樣的。

蘇聯(lián)成功發(fā)射了人造衛(wèi)星；航空運(yùn)輸領(lǐng)域里，采用活塞式發(fā)動機(jī)的飛機(jī)仍然是主流，只是其巡航速度已經(jīng)達(dá)到了二戰(zhàn)中戰(zhàn)斗機(jī)的飛行速度。

在1958年，噴氣式運(yùn)輸機(jī)還未正式投入航線運(yùn)營。不過，新型客機(jī)的載客量已經(jīng)達(dá)到了70人。橫跨大西洋的旅客大多選擇乘坐郵輪而不是飛機(jī)。

在航天領(lǐng)域，人類還未進(jìn)入太空，觀察地球的高度最高也不過1萬多米。在一般人的心目中，月球到地球的距離與地球到太陽的距離差不多一樣遠(yuǎn)。

當(dāng)時的空間探索活動，還只能從地面將探空火箭發(fā)射到高空大氣層。倒是幾名深潛愛好者憑借便攜式氧氣設(shè)備開展了深海潛水活動，發(fā)現(xiàn)了海洋深處是一處新的探險圣地。

而在這個十年結(jié)束的1967年，世界各條空中航線上，噴氣式運(yùn)輸機(jī)已經(jīng)牢牢占據(jù)了主流的地位。最先進(jìn)的客機(jī)可以搭載超過250名乘客，以高亞聲速在接近同溫層的高度上飛行。

正在研制中的大型客機(jī)，設(shè)計(jì)載客人數(shù)是上個十年普通客機(jī)的10倍。在研的超聲速運(yùn)輸機(jī)，其巡航速度是世界上第一架噴氣式飛機(jī)速度的3倍還多；與十年前采用活塞式發(fā)動機(jī)的運(yùn)輸機(jī)相比，速度的差距就更大了。

與跨越大西洋空中航線的旅客運(yùn)量相比，大西洋海上運(yùn)輸?shù)目瓦\(yùn)量幾乎可以忽略不計(jì)。

到了1967年，航天領(lǐng)域也得到了很大發(fā)展。

載人航天方面，航天員完成了環(huán)繞地球軌道的飛行、進(jìn)行了太空行走、從事艙內(nèi)/艙外作業(yè)、從數(shù)百千米的高空拍攝地球照片。不載人的航天器成功完成了探月飛行、放出登月探測器、從月球軌道拍攝地球上永遠(yuǎn)也看不到的月球背面、觀測和找尋月面上適合的著月登陸點(diǎn)。

人類對海洋世界的開展的科學(xué)的系統(tǒng)的探索，也有了收獲。在這個過程中采用的技術(shù)，很多都是人類征服天空進(jìn)而探索宇宙空間所使用的同樣技術(shù)。

在這個十年開始時，噴氣發(fā)動機(jī)和后掠翼僅用于軍用飛機(jī)，和最初航空公司用于飛行訓(xùn)練的幾架噴氣式運(yùn)輸機(jī)上。

超聲速飛行僅限于部分空海軍飛行員才能完成，而且飛行速度大多都小于馬赫數(shù)2.0。

鈦這種航空航天材料還不為大眾所了解，在飛機(jī)結(jié)構(gòu)中的總重量只能用千克來計(jì)算，還用不到更大的計(jì)量單位。

但是，技術(shù)的進(jìn)步逐漸變得明顯起來了。

1958年10月，英國海外航空公司開始在大西洋航線上使用噴氣式客機(jī)進(jìn)行運(yùn)營。也就是在那一年，跨越大西洋的空中客運(yùn)量第一次超過了海上航線的客運(yùn)量。

1960年，美國正式宣布開始阿波羅計(jì)劃，并于當(dāng)年8月成功發(fā)射了“回聲”（Echo）氣球型衛(wèi)星，首次完成了有源延遲中繼通信。作為“水星”計(jì)劃的一部分，美國海軍中校艾倫·謝潑德完成了地球亞軌道飛行，他也是第一位進(jìn)入地球亞軌道的美國航天員。

X-15研究機(jī)的4名試飛員榮獲1961年度科利爾獎。他們是：美國空軍的羅伯特·懷特少校，美國海軍的福雷德·彼得森中校，還有已經(jīng)改名為美國國家航空航天局（NASA）的兩名文職飛行員斯科特·克羅斯菲爾德和約瑟夫·沃爾克。

1963年6月，當(dāng)時的美國總統(tǒng)約翰·肯尼迪宣布美國準(zhǔn)備研制一種超聲速運(yùn)輸機(jī)。在歐洲，由英國和法國的飛機(jī)制造商已經(jīng)開始聯(lián)合研制超聲速運(yùn)輸機(jī)，并預(yù)計(jì)于1968年年初試飛。這就是后來的“協(xié)和”號超聲速客機(jī)。

1963年12月17日，正好在萊特兄弟完成航空史上首次載人動力飛行60周年的那一天，洛克希德公司（1995年與馬丁-瑪麗埃塔公司合并成為洛克希德-馬丁公司）最新型的C-141A重型運(yùn)輸機(jī)進(jìn)行了第一次試飛。到了1964年初，洛克希德公司又公布了一個新的研制計(jì)劃A-11，讓眾人不禁大跌眼鏡。A-11的飛行速度將達(dá)馬赫數(shù)3.0，其采用的很多技術(shù)都能用于超聲速運(yùn)輸機(jī)的研制，也有助于了解以3倍聲速持續(xù)飛行時所面臨的問題。美國超聲速運(yùn)輸機(jī)計(jì)劃（SST）的目標(biāo)，也是要達(dá)到馬赫數(shù)3.0的飛行速度。

隨著防空導(dǎo)彈的進(jìn)步，北美航空公司的XB-70超聲速戰(zhàn)略轟炸機(jī)剛完成原型機(jī)的制造就已經(jīng)過時了。但在1964年9月21日，XB-70的第一架原型機(jī)仍然進(jìn)行了首飛。

除了XB-70，1964年還有兩種飛機(jī)進(jìn)行了首次飛行。它們是通用動力公司的F-111可變后掠翼戰(zhàn)斗機(jī)，以及由林-坦姆柯-沃特公司、瑞安公司和希勒公司聯(lián)合研制的CX-142三軍通用垂直起降運(yùn)輸機(jī)。蘭利研究中心為這兩種機(jī)型的方案設(shè)計(jì)和研發(fā)工作中做出了很大貢獻(xiàn)。

在蘭利研究中心的第五十周年剛開始時，美國航空界又傳出了重要的消息。1967年1月，美國政府與波音公司簽訂了研究和制造超聲速運(yùn)輸機(jī)機(jī)體的合同，與通用電氣公司簽訂了發(fā)動機(jī)研制合同。

對蘭利研究中心的科研人員來說，第五個十年的經(jīng)歷像是《愛麗絲漫游奇境》里所描述的那樣，他們在這十年里努力開展各項(xiàng)研究工作，但并未像之前的幾個十年里那樣取得很大的進(jìn)展。

盡管蘭利研究中心的研究工作僅僅是快了一點(diǎn)，但也足以他們航空科研領(lǐng)域處于稍稍領(lǐng)先的地位。1958年，國家航空諮詢委員會（NACA）和其他部分機(jī)構(gòu)改組成為國家航空航天局（NASA）。組織機(jī)構(gòu)的全面改組造成了一定的混亂局面，但美國航空航天領(lǐng)域最頂級科研機(jī)構(gòu)的重組工作依然順利完成了。

過去，蘭利實(shí)驗(yàn)室/蘭利研究中心是NACA唯一的實(shí)驗(yàn)室。到了現(xiàn)在，NASA已經(jīng)擁有了多家實(shí)驗(yàn)室。其他的實(shí)驗(yàn)室都是在這幾十年里從蘭利實(shí)驗(yàn)室/蘭利研究中心衍生出來的。

從事動力裝置研究的劉易斯研究中心，是在蘭利實(shí)驗(yàn)室于1920年成立的發(fā)動機(jī)實(shí)驗(yàn)室的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。1999年，劉易斯研究中心更名為約翰·格倫研究中心，以紀(jì)念美國首位完成環(huán)球飛行的航天員約翰·格倫。

艾姆斯研究中心的前身森尼維爾實(shí)驗(yàn)室，最初也抽調(diào)蘭利實(shí)驗(yàn)室的研究人員組成的。在這個十年里，它承擔(dān)了空氣動力學(xué)和航天飛行的部分研究工作。

沃洛普斯島的無人駕駛飛機(jī)研究部最初進(jìn)行的是輔助性工作。在第五個十年里，它已經(jīng)開始獨(dú)自進(jìn)行研究工作了。研究項(xiàng)目包括火箭動力飛行器和用于試飛的飛機(jī)。

在穆羅克干湖床協(xié)助貝爾飛機(jī)公司進(jìn)行X-1研究機(jī)試飛工作的NACA穆羅克飛行試驗(yàn)隊(duì)，也是以蘭利實(shí)驗(yàn)室的工作人員為核心建立起來的，此時已經(jīng)發(fā)展成為了飛行研究機(jī)構(gòu)。這就是現(xiàn)在的NASA德萊頓飛行研究中心。

1961年10月24日，在得克薩斯州休斯頓成立了一座新的研究中心，其規(guī)模讓NASA的其他研究機(jī)構(gòu)都相形見絀。當(dāng)時它被命名為載人航天飛行中心，其前身是蘭利實(shí)驗(yàn)室的航天任務(wù)小組。1973年，為紀(jì)念美國前總統(tǒng)林登·約翰遜，該中心改名為林登·約翰遜航天中心。

蘭利實(shí)驗(yàn)室許多有經(jīng)驗(yàn)的科研人員，陸續(xù)進(jìn)入了后成立的這些研究機(jī)構(gòu)中。從蘭利實(shí)驗(yàn)室的風(fēng)洞和其他研究設(shè)施上獲得并發(fā)展起來的航空技術(shù)，被用于解決在航天飛行中遇到的那些難題。為以前的平直翼、活塞發(fā)動機(jī)飛機(jī)縮尺模型做試驗(yàn)的風(fēng)洞設(shè)施，現(xiàn)在被用于對載人軌道飛行器/航天器的升力體外形進(jìn)行吹風(fēng)試驗(yàn)。

在這十年中，NASA各研究機(jī)構(gòu)，甚至整個美國航空航天領(lǐng)域的進(jìn)步，可以說都是建立在當(dāng)初NACA蘭利實(shí)驗(yàn)室/蘭利研究中心堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)上的。

NACA蘭利實(shí)驗(yàn)室的研究工作

蘇聯(lián)成功發(fā)射第一顆人造衛(wèi)星，是美國空間探索計(jì)劃爆發(fā)式發(fā)展的最好的催化劑。

在蘇聯(lián)第一顆人造衛(wèi)星于1957年10月4日成功進(jìn)入地球軌道后還不到一個月，當(dāng)時的德懷特·艾森豪威爾總統(tǒng)就宣布任命麻省理工學(xué)院院長詹姆斯·基利安博士為白宮的特別科學(xué)顧問。

接著，美國國會對美國導(dǎo)彈和航天計(jì)劃進(jìn)行了一次調(diào)查，并在國會的參眾兩院都成立了負(fù)責(zé)航天事務(wù)的特別委員會。

美國火箭協(xié)會和國家科學(xué)院聯(lián)合提議，創(chuàng)建美國國家航天局。

1958年1月，艾森豪威爾在提交國會的國情咨文中提到成立國防高級研究計(jì)劃局（即后來的DARPA），以便把國防部范圍內(nèi)所以的反導(dǎo)彈和發(fā)射衛(wèi)星等航天活動的工作都集中起來。

到1月下旬，美國參議院軍備調(diào)查小組委員會提交了一項(xiàng)一致通過的報告，要求成立獨(dú)立的航天局，并對國防部內(nèi)所以導(dǎo)彈和航天計(jì)劃進(jìn)行一次組織機(jī)構(gòu)上的大調(diào)整。

艾森豪威爾的政府組織顧問委員會建議，把所以非軍事性的航天活動集中到一個民用航天局，這個局應(yīng)以國家航空諮詢委員會（NACA）為基礎(chǔ)。

1958年3月5日，艾森豪威爾批準(zhǔn)了上述建議，并于當(dāng)年4月2日向國會提交了成立民用航天局的議案。

1958年4月2日至7月16日，國會制定了1958年國家航空與航天法案。1958年7月29日，國家航空與航天法案經(jīng)艾森豪威爾簽署生效。

艾森豪威爾在法案簽署生效的聲明中指出：“目前的國家航空諮詢委員會（NACA）連同其大量有才能的人員及設(shè)施精良的實(shí)驗(yàn)室將成為國家航空航天局（NASA）的核心……把開發(fā)宇宙空間的職責(zé)與NACA傳統(tǒng)的航空研究職能協(xié)調(diào)起來是一種自然的發(fā)展……”

艾森豪威爾提名基斯·格倫南博士為國家航空航天局第一任局長，NACA主任休·德萊頓（德萊頓飛行研究中心就是以他的名字命名的）為副局長。他們的提名經(jīng)國會討論通過后得到批準(zhǔn)，并于1958年8月19日宣誓就職。

兩天以后，他們參加了NACA的最后一次會議。從1958年10月1日起，新成立的國家航空航天局正式開始辦公。

NASA的時代開始了。

可以肯定，艾森豪威爾在簽署航空與航天法案的聲明提到的“自然的發(fā)展”是有所指的。在NASA成立前，NACA的科學(xué)家已經(jīng)開始考慮到載人航天器的問題。他們對載人航天器從地球軌道返回所面臨的問題進(jìn)行了研究，并提出了3種方案：帶熱防護(hù)屏障的彈道式返回艙、高超聲速滑翔體和升力體。

NASA成立后，蘭利研究中心的研究人員繼續(xù)對航天飛行科學(xué)做出重大貢獻(xiàn)。他們開發(fā)出了用于進(jìn)一步研究航天飛行有關(guān)問題的專用試驗(yàn)設(shè)備，并改進(jìn)現(xiàn)有的設(shè)備以適合當(dāng)前新的用途。

1958年，NASA被指定負(fù)責(zé)美國的載人航天飛行計(jì)劃。在兩位局長宣誓就職一周后，NASA組建了以蘭利研究中心為基地的航天工作組。工作組成員包括來自蘭利研究中心和劉易斯研究中心的45名研究人員。

航天工作組中來自蘭利研究中心的成員對載人航天飛行的有關(guān)問題并不陌生。在小組成立前，他們已經(jīng)開始研發(fā)“小家伙”試驗(yàn)飛行器。該飛行器后來成為了“水星”計(jì)劃的主要部分。蘭利的航天研究人員利用現(xiàn)有的洲際彈道導(dǎo)彈作為運(yùn)載裝置、用導(dǎo)彈再入體構(gòu)型作為乘員艙，驗(yàn)證了載人航天器計(jì)劃的可行性。蘭利研究中心還提出了用于航天飛行的“等體座椅”方案，并造出了樣品進(jìn)而驗(yàn)證了其可行性。后來的航天飛行中乘員艙內(nèi)都采用了這類座椅。

當(dāng)時，蘭利的研究人員還草擬了航天飛行的初步技術(shù)要求，1958年6月為“水星”計(jì)劃所采用。到了當(dāng)年8月份，NASA組建航天工作組的時候，他們已經(jīng)準(zhǔn)備就緒了。

工作組成立后，研究人員設(shè)計(jì)了“大家伙”試驗(yàn)飛行器，驗(yàn)證了燒蝕熱防護(hù)屏障的可行性；為“水星”航天員研制了程序訓(xùn)練器，這是后來航天飛行的各類綜合模擬器的基礎(chǔ)。蘭利研究中心也承擔(dān)了支持任務(wù)，為“水星”的跟蹤網(wǎng)制定計(jì)劃并負(fù)責(zé)管理有關(guān)合同。

蘭利研究中心的科學(xué)家還開展了一些與載人航天飛行有關(guān)的輔助項(xiàng)目。比如，“火燒項(xiàng)目”（研究再入段受熱及其對返回艙材料的影響）；“RAM”項(xiàng)目（集中研究如何克服再入段黑障現(xiàn)象導(dǎo)致的通信衰減/中斷問題。黑障現(xiàn)象是因再入段中高溫在返回艙周圍形成等離子區(qū)形成的）；研發(fā)各種紅外探測器，以便航天器中的乘員分辨哪一面是“上”。

可在太空自動膨脹的衛(wèi)星（類似“回聲”那樣的氣球型衛(wèi)星），最早是由蘭利研究中心提出設(shè)想并研制出來的?？膳蛎浐教炱饕彩侨绱?。這種航空器是解決空間站/軌道實(shí)驗(yàn)室載人問題的一種途徑。

為了研究航天飛行中返回艙發(fā)生黑障現(xiàn)象那個特殊階段的問題，沃洛普斯無人駕駛飛機(jī)研究部采用多級火箭的方法，獲得了高達(dá)馬赫數(shù)26的再入段飛行速度。

蘭利研究中心的科學(xué)家還研究了空間對接和從最初確定的軌道實(shí)現(xiàn)分段飛行的問題，之前他們已經(jīng)確定了月球軌道對接的價值。由此奠定了阿波羅計(jì)劃的基礎(chǔ)，并完成了可用的各種尺寸的發(fā)射方式和乘員艙

在這個十年過去之后，為了發(fā)送有關(guān)月球表面的地貌信息，蘭利研究中心設(shè)計(jì)并成功實(shí)施了一系列的“月球軌道探測衛(wèi)星”計(jì)劃。

“水星”計(jì)劃發(fā)展成為了阿波羅計(jì)劃。該計(jì)劃最初公布的目標(biāo)僅僅是搭載數(shù)名航天員繞地球或月球軌道持續(xù)飛行，后來擴(kuò)大為解決載人登月探險所面臨的問題。“雙子座”計(jì)劃就是為了研究航天器軌道對接和?？康膯栴}而開展的。這些問題都是阿波羅計(jì)劃后續(xù)階段將要面對的。

從這里可以看出，蘭利研究中心對航天飛行和航天科技的發(fā)展做出了很大貢獻(xiàn)。這表明，蘭利實(shí)驗(yàn)室/蘭利研究中心將多年來獲得的航空學(xué)的基礎(chǔ)知識，又進(jìn)一步發(fā)展應(yīng)用于解決航天飛行所遇到的問題。

蘭利研究中心在航天領(lǐng)域做出貢獻(xiàn)的同時，還繼續(xù)保持了其在航空研究上的領(lǐng)導(dǎo)地位。能夠完成這么多不同的科研工作（比如跟蹤在軌航天器的大規(guī)模無線電網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃、自動膨脹的氣球型衛(wèi)星/航天器的研制），也充分說明了蘭利研究中心的科研實(shí)力。

從事這些研究工作的科學(xué)家，經(jīng)常是這一周在研究航天問題，下一周就換成了航空學(xué)的課題，再下一周可能又去研究再入段的物理現(xiàn)象。這段時間，正是蘭利研究中心的全體人員忙著NASA成立后的改組工作，面臨著擴(kuò)充人員、增添設(shè)備的壓力，同時還要兼顧與外部承包商簽訂合同，監(jiān)督與管理各個項(xiàng)目。

讓我們再回到蘭利研究中心在航空領(lǐng)域的工作上。

在上個十年中，蘭利研究中心曾開展過超聲速飛機(jī)氣動布局的基礎(chǔ)研究工作。在這個十年初期，該研究工作開始分成兩個重要的研究方向。

一個方向是研制可以執(zhí)行多種任務(wù)的飛機(jī)。這種飛機(jī)的設(shè)計(jì)思路，要求從低速到高速、從低空到高空的性能都比較突出。為了實(shí)現(xiàn)這個對常規(guī)布局飛機(jī)的來說難以兼顧的設(shè)想，最終采用了可變后掠翼的設(shè)計(jì)方案。

另一個方向是研究超聲速運(yùn)輸機(jī)的各種構(gòu)型。研究成果應(yīng)用到了波音公司于1967年中標(biāo)的設(shè)計(jì)方案中。

通過在這兩個方向上的研究，解決了許多持續(xù)超聲速飛行中遇到的復(fù)雜問題。比如，在蘭利研究中心的風(fēng)洞中開展的有關(guān)進(jìn)氣道、尾噴管和進(jìn)排氣口的實(shí)驗(yàn)研究，所獲得的成果被航空工業(yè)界的多項(xiàng)軍用飛機(jī)設(shè)計(jì)方案所采用。底阻研究是作為TFX（Tactical Fighter Experimental，實(shí)驗(yàn)性戰(zhàn)術(shù)戰(zhàn)斗機(jī)）計(jì)劃的一部分開展起來的，后來在由TFX發(fā)展成的F-111戰(zhàn)斗機(jī)減阻設(shè)計(jì)中發(fā)揮了重大作用。當(dāng)然，從開始進(jìn)行研究，到獲得成果并最終在多個項(xiàng)目中得到應(yīng)用，需要花費(fèi)時間進(jìn)行大量的研究工作。

在第五個十年的最初幾個月，與可變后掠翼有關(guān)的研究工作主要是討論、評估和實(shí)驗(yàn)英國的“燕”式可變后掠翼方案。應(yīng)邀參加評估的蘭利研究中心專家對“燕”式方案給予了不錯的評價，并以此為基礎(chǔ)開展了一項(xiàng)聯(lián)合研究計(jì)劃。蘭利研究中心在16英尺（4.8米）跨聲速風(fēng)洞中開展了尾噴管噴氣試驗(yàn)和其他一些相關(guān)試驗(yàn)。通過這些實(shí)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)蘭利研究中心提出的“燕”式改型的某些特點(diǎn)。

在聯(lián)合研究中，蘭利研究中心承擔(dān)了制造試驗(yàn)?zāi)Ｐ秃瓦M(jìn)行風(fēng)洞試驗(yàn)的大部分工作。他們利用過氧化氫分解來模擬風(fēng)洞試驗(yàn)中的噴氣效應(yīng)。在該計(jì)劃結(jié)束后相當(dāng)長的時間內(nèi)，蘭利研究中心制造的“燕”式飛機(jī)模型和對它進(jìn)行的風(fēng)洞試驗(yàn)，都認(rèn)為是其風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行過的最復(fù)雜的試驗(yàn)之一。

由于種種原因，“燕”式方案的研究工作被放棄，后續(xù)的研究采用了發(fā)動機(jī)置于機(jī)身內(nèi)的方案。研究變幾何特性的試驗(yàn)工作仍在繼續(xù)進(jìn)行。

在各種可變后掠翼飛機(jī)模型上所做的試驗(yàn)表明，在機(jī)翼后掠時穩(wěn)定性變化很大。這也是貝爾飛機(jī)公司的X-5和格魯門公司的XF10F-1研究機(jī)的機(jī)翼在后掠時需要向前移動的原因。

后掠時機(jī)翼前移這種方案的最大問題，是機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)計(jì)難度大。蘭利研究中心的工程師認(rèn)為，只要機(jī)翼無需前移就可以解決這個難題。他們開展的試驗(yàn)研究的目的之一，就是解決機(jī)翼后掠時穩(wěn)定性變化大的問題。

蘭利研究中心在開展試驗(yàn)研究的同時，還進(jìn)行了機(jī)翼展向載荷的分析研究。結(jié)果表明，如果將后掠翼的轉(zhuǎn)軸點(diǎn)向機(jī)身兩側(cè)外移，而不是放在中心線上，后掠時的穩(wěn)定性變化可以大大減小。對這種布局的模型進(jìn)行的試驗(yàn)，證實(shí)了這個結(jié)論。這一發(fā)現(xiàn)是可變后掠翼飛機(jī)獲得成功的關(guān)鍵。

外側(cè)翼軸使得機(jī)翼在后掠角變化很大時也無需前后移動。對外側(cè)翼軸進(jìn)一步的試驗(yàn)表明：超聲速巡航性能和之前超聲速飛行研究中最佳后掠角布局方案的性能一樣優(yōu)秀，最大飛行速度也與當(dāng)時所能設(shè)計(jì)出來的最好的后掠翼飛機(jī)基本相同。

1959年年中，美國海軍計(jì)劃裝備一種執(zhí)行制空/截?fù)羧蝿?wù)的戰(zhàn)斗機(jī)。NASA向海軍高層及其參謀人員簡要地介紹了可變后掠翼布局的研究成果。這些成果有望用于一種重50000磅（22.68噸）的多用途海軍戰(zhàn)斗機(jī)。該機(jī)能夠遂行空戰(zhàn)與截?fù)羧蝿?wù)，同時還能用于高空攻擊或低空突防。按照當(dāng)時在可變后掠翼研究中得到的資料，這類多用途飛機(jī)的設(shè)計(jì)方案應(yīng)該能夠?qū)崿F(xiàn)。

盡管這種多用途戰(zhàn)機(jī)，當(dāng)時還僅是根據(jù)有限的風(fēng)洞試驗(yàn)數(shù)據(jù)和尚在研制中的發(fā)動機(jī)完成的設(shè)計(jì)方案，但其表現(xiàn)出來的紙面性能卻極具潛力，以致完全超過了同時期正在研制或計(jì)劃中的任何武器系統(tǒng)。

可變后掠翼的研究成果，又向蘭利地區(qū)附近的美國戰(zhàn)術(shù)空軍司令部的總部官員介紹了一次。這次來旁聽的介紹的還包括戰(zhàn)術(shù)空軍的普通參謀人員。之后，NASA的一個小組又在航空工業(yè)界的系列技術(shù)報告會上介紹大致相同的內(nèi)容。在不到一個月的時間里，該小組與8家主要的航空航天企業(yè)進(jìn)行了交流，讓后者了解可變后掠翼的設(shè)想，以及NASA正在開展的研究工作和取得的成果。

1959年8月中，蘭利研究中心接到一封信，信中表示美國空軍研究與發(fā)展司令部（后改稱空軍系統(tǒng)司令部）接到指示，將對蘭利研究中心可變后掠翼設(shè)計(jì)方案做進(jìn)一步了解，以確定其能否滿足空軍的要求。

1959年9月至1960年1月，蘭利研究中心根據(jù)新的研究資料為航空工業(yè)界舉行了第二輪報告會。在為海軍舉行的一次報告會上，蘭利研究中心的科學(xué)家表示，如果可以根據(jù)一型全新的渦扇發(fā)動機(jī)來設(shè)計(jì)機(jī)體，才能充分發(fā)揮可變后掠翼設(shè)計(jì)方案的優(yōu)勢和全部潛力。

可變后掠翼方案的研究工作仍在加速進(jìn)行，并主要圍繞戰(zhàn)術(shù)空軍司令部提出的一種航程很遠(yuǎn)、低空性能優(yōu)異的戰(zhàn)斗機(jī)展開。蘭利研究中心提出了一系列的設(shè)計(jì)草圖，空軍也同時開展了類似的方案設(shè)計(jì)研究。

研究人員根據(jù)氣動布局的詳細(xì)要求設(shè)計(jì)了4種方案；由蘭利研究中心的車間里分別制造了縮尺模型；用8英尺（2.4米）跨聲速風(fēng)洞進(jìn)行了試驗(yàn)；對得到的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后送交位于萊特·帕特森空軍基地的空軍研究與發(fā)展司令部下屬的航空發(fā)展部。所有這些工作都是在13天內(nèi)完成的。對于這項(xiàng)被稱為“趕快計(jì)劃”的任務(wù)，到也是名副其實(shí)。

之后進(jìn)入到了“趕快計(jì)劃”的第二階段。蘭利研究中心為美國軍方做了情況介紹，繼續(xù)進(jìn)行更深入的分析、研究和試驗(yàn)。研究人員選取了為海軍設(shè)計(jì)的一種布局方案，制作模型并在全尺寸風(fēng)洞中進(jìn)行了自由飛試驗(yàn)。這在可變后掠翼飛機(jī)的研究中還是第一次。風(fēng)洞試驗(yàn)中，機(jī)翼的后掠角從25度增大到75度，模型的穩(wěn)定性和操縱性都沒有出現(xiàn)問題。

到了1961年2月，蘭利研究中心的研究工作、空軍和海軍的需求，以及軍方/航空工業(yè)界進(jìn)行的研究最后整合在了一起。時任國防部長的羅伯特·麥克納馬拉決定，根據(jù)陸軍、空軍和海軍的需求，聯(lián)合研制一種三軍通用的戰(zhàn)術(shù)戰(zhàn)斗機(jī)（后因陸軍退出，變?yōu)榱撕？諆蓚€軍種的通用戰(zhàn)斗機(jī)）。

這就是前面提到的最初稱為TFX計(jì)劃、后來獲得F-111編號的戰(zhàn)斗機(jī)。在這項(xiàng)計(jì)劃中，蘭利研究中心為之前的多用途飛機(jī)所做的可變后掠翼方案起了關(guān)鍵作用。之后，蘭利研究中心進(jìn)行的工作為軍方和航空工業(yè)界相關(guān)部門的設(shè)計(jì)方案提供了更完美的計(jì)算數(shù)據(jù)。甚至到了原型機(jī)試飛階段，出現(xiàn)的一些問題還是交由蘭利研究中心的工程師來解決的。

在F-111戰(zhàn)斗機(jī)項(xiàng)目之后，可變后掠翼的研究工作仍在繼續(xù)。除了有關(guān)F-111戰(zhàn)斗機(jī)或其他軍用機(jī)型（比如著名的F-14“雄貓”艦載戰(zhàn)斗機(jī)）的問題外，還有一些研究工作是圍繞著超聲速運(yùn)輸機(jī)展開的。

1959年年底，蘭利研究中心派出的一個小組在華盛頓向當(dāng)時的美國聯(lián)邦航空局局長奎薩達(dá)介紹了超聲速運(yùn)輸?shù)募夹g(shù)狀況。時間恰好在為軍方和航空工業(yè)界所做的一輪關(guān)于可變后掠翼方案的報告會之后。

在蘭利的超聲速運(yùn)輸機(jī)報告的序言中寫道：“如果任務(wù)僅僅要求以設(shè)計(jì)速度（超聲速）和巡航高度飛行，沒有其他復(fù)雜的飛行狀態(tài)或突發(fā)情況發(fā)生，那么長距離洲際航線的經(jīng)濟(jì)性很容易讓運(yùn)營商獲得商業(yè)利益。但是中程運(yùn)輸機(jī)既要能在巡航高度以超聲速飛行，又要頻繁以較低速度爬升和下降，在氣動力設(shè)計(jì)上會帶來一些必須解決的問題。目前的研究表明，通過某種方式改變機(jī)體幾何形狀（比如采用可變后掠翼），加上先進(jìn)的渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī)，可以很好地解決上述非設(shè)狀態(tài)中的計(jì)問題。根據(jù)現(xiàn)有航空研究水平，在非設(shè)計(jì)狀態(tài)中出現(xiàn)的重要問題，都可以采用集中力量進(jìn)行研究的辦法來解決?！?/p>

后來以“超聲速運(yùn)輸機(jī)——技術(shù)總結(jié)”為題、作為NASA技術(shù)報告D-423發(fā)表的這份劃時代的報告中，還繼續(xù)討論了性能、噪聲、結(jié)構(gòu)和材料、載荷、飛行品質(zhì)、跑道和剎車要求、空管、使用變幾何形狀設(shè)計(jì)及由此帶來的性能改進(jìn)等方面的內(nèi)容。

這份報告的出現(xiàn)，標(biāo)志著是時候開始設(shè)計(jì)和研制一種超聲速運(yùn)輸機(jī)了。幾個星期后，NASA和聯(lián)邦航空局推出了一項(xiàng)聯(lián)合計(jì)劃，當(dāng)年就簽署了動力裝置研發(fā)工作的第一批合同。因?yàn)樵诔曀龠\(yùn)輸機(jī)計(jì)劃中，合適的動力裝置是需要同時解決的問題。

就像在F-111戰(zhàn)斗機(jī)計(jì)劃中那樣，蘭利研究中心對美國超聲速運(yùn)輸機(jī)的發(fā)展也做出了很多貢獻(xiàn)。蘭利的研究人員為計(jì)劃中遇到的很多問題提供了有價值的建議，對其進(jìn)行了理論分析和試驗(yàn)研究，在風(fēng)洞中完成了靜態(tài)模型和模型自由飛試驗(yàn)。

蘭利研究中心對超聲速運(yùn)輸機(jī)計(jì)劃的主要貢獻(xiàn)，應(yīng)該是所謂的“超聲速商業(yè)航空運(yùn)輸”（SCAT）系列布局研究工作。

SCAT布局研究工作是在1962年隨著超聲速運(yùn)輸機(jī)計(jì)劃的發(fā)展而開始的。目的是開發(fā)出一種在預(yù)定的性能范圍內(nèi)（起飛、爬升、巡航飛行、下降、著陸）符合商業(yè)航班要求的超聲速運(yùn)輸機(jī)的特殊布局。比如，其中一個目標(biāo)是找出比XB-70巡航飛行時大很多的升阻比。其他的目標(biāo)包括提高布局方案在非設(shè)計(jì)狀態(tài)下經(jīng)濟(jì)而有效地工作的能力。

在超聲速運(yùn)輸機(jī)計(jì)劃的早期階段，蘭利研究中心的工作集中在兩種不同的布局方案。一種采用可變后掠翼，被稱為SCAT-15，后來成為整個超聲速運(yùn)輸機(jī)計(jì)劃的基石之一。另一種被稱為SCAT-4的，是機(jī)翼后掠角不可變的方案。該方案將機(jī)翼、機(jī)身、發(fā)動機(jī)和尾翼結(jié)合成一種大后掠角、有一定彎扭度的融合體飛機(jī)，目的是將由升力產(chǎn)生的波阻減小到最低。由此產(chǎn)生的一些設(shè)計(jì)思想，后來被推廣到其他飛機(jī)設(shè)計(jì)上，但在當(dāng)時尚未在具體設(shè)計(jì)方案中得到應(yīng)用。

1963年初，NASA選出了4種有價值的SCAT方案開展進(jìn)一步的研究。在4中方案包括上述的SCAT-4和SCAT-15，從SCAT-15演變出來另一種可變后掠翼方案SCAT-16，以及三角翼鴨式布局方案SCAT-17。最后一種方案是艾姆斯研究中心搞出來的。航空工業(yè)界根據(jù)NASA的研究合同對4種布局進(jìn)行的研究表明：SCAT-16和SCAT-17性能最好。后來，波音公司和洛克希德公司提出的兩個互相競爭的方案，就是以SCAT-16和SCAT-17為基礎(chǔ)發(fā)展來的。

科學(xué)家們從SCAT及其相關(guān)的布局研究中獲益良多。理論和試驗(yàn)同步進(jìn)行開展，并不斷在相互間交換新的資料。通過逐步的研究和修訂，理論已經(jīng)能夠估算真實(shí)氣流狀態(tài)了。隨著每種設(shè)計(jì)的氣動力參數(shù)開始改進(jìn)，采用理論方法估算這類參數(shù)的能力也在提高。

理論分析和試驗(yàn)數(shù)據(jù)之間的偏差日趨縮小，使得設(shè)計(jì)師們能夠讓各種飛機(jī)的氣動力特性最佳化，并預(yù)估這些氣動力特性。

1964年，人們開始估算這些參數(shù)的計(jì)算機(jī)程序。在應(yīng)用到超聲速運(yùn)輸機(jī)設(shè)計(jì)的過程時，進(jìn)一步發(fā)展到能估算飛機(jī)的升力系數(shù)與阻力系數(shù)關(guān)系的曲線，誤差不超過3%。通過計(jì)算來預(yù)估性能，可以說是空氣動力學(xué)的重大變革，這意味著可以用比以前少得多的時間對多種氣動布局進(jìn)行研究。方案設(shè)計(jì)中的細(xì)小修改對整體性能的影響，可以通過計(jì)算機(jī)程序在幾小時內(nèi)估算出來，而以前采用試驗(yàn)的方法可能需要幾周的時間。

這種方法進(jìn)一步發(fā)展后，能夠計(jì)算出因飛行載荷或不穩(wěn)定氣流的作用而產(chǎn)生變形的飛機(jī)的性能。

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，這種方法最終發(fā)展成為了一門交叉學(xué)科——計(jì)算流體力學(xué)（CFD）。

但在50年前，計(jì)算機(jī)技術(shù)還不能與今天相比。在超聲速運(yùn)輸機(jī)計(jì)劃進(jìn)行方案設(shè)計(jì)時，計(jì)算機(jī)程序在描繪出試驗(yàn)飛機(jī)氣動布局的幾何形狀后，其輸出結(jié)果先要記錄在穿孔紙帶上，再輸入到能讀取穿孔紙帶的數(shù)控機(jī)床，只需幾小時就能制造出試驗(yàn)飛機(jī)的風(fēng)洞模型。

但是，即便是最光滑、波阻最小的氣動布局，也會在超聲速飛行時產(chǎn)生聲爆。從超聲速運(yùn)輸機(jī)計(jì)劃的早期階段，蘭利的研究人員就一直在以各種方法研究這個問題。

按照蘭利研究中心的慣例，他們的研究工作既有理論分析，也有試驗(yàn)研究。研究人員對超聲速飛機(jī)在飛行中經(jīng)過指定地點(diǎn)的聲爆強(qiáng)度進(jìn)行了測量，將測量結(jié)果與理論值進(jìn)行了比較。在蘭利的超聲速風(fēng)洞中，人們制作了幾個胸針大小的飛機(jī)模型進(jìn)行了試驗(yàn)，以確定聲爆的物理特性，和導(dǎo)致產(chǎn)生聲爆并引起其性質(zhì)變化的參數(shù)。

蘭利研究中心在技術(shù)上的創(chuàng)造性，使其在超聲速運(yùn)輸機(jī)制造出來之前就能在試飛中體驗(yàn)和研究超聲速運(yùn)輸機(jī)的某些特性。用于研究邊界層控制的、由波音707-80原型機(jī)改裝的研究機(jī)，經(jīng)過進(jìn)一步改裝成為了變穩(wěn)飛機(jī)，其操縱品質(zhì)可以進(jìn)行改變，以模擬超聲速運(yùn)輸機(jī)的進(jìn)場和著陸特性。蘭利研究中心的試飛員駕駛經(jīng)過改裝的飛機(jī)，進(jìn)行了一系列飛行試驗(yàn)，以評估超聲速運(yùn)輸機(jī)的各種參數(shù)，并為航空工業(yè)界分析了這些數(shù)據(jù)。

幾年來，NASA和聯(lián)邦航空局一直在聯(lián)合進(jìn)行一項(xiàng)空中交通模擬計(jì)劃，目的是研究超聲速運(yùn)輸機(jī)進(jìn)入現(xiàn)有空中交通管制系統(tǒng)后會產(chǎn)生的問題。蘭利研究中心安裝了帶超聲速運(yùn)輸機(jī)座艙的飛行模擬器，并與聯(lián)邦航空局位于新澤西州大西洋城的國家航空設(shè)備試驗(yàn)中心的空管系統(tǒng)模擬器相連。

第一個試驗(yàn)項(xiàng)目，是研究一架典型的超聲速運(yùn)輸機(jī)（飛行特性按SCAT-16布局設(shè)定）到達(dá)和飛離約翰·肯尼迪國際機(jī)場時的飛行情況。

來自聯(lián)合航空公司和環(huán)球航空公司經(jīng)驗(yàn)豐富的民航飛行員們擔(dān)任超聲速運(yùn)輸機(jī)的模擬飛行任務(wù)，即駕駛超聲速運(yùn)輸機(jī)在每小時高達(dá)148架次的飛行高峰時段做進(jìn)場和離開飛行。這是前所未有的飛行，他們很快就體驗(yàn)到了超聲速運(yùn)輸機(jī)在機(jī)場附近區(qū)域飛行所遇到的短期和長期問題。

蘭利研究中心在結(jié)構(gòu)和材料方面長期的研究經(jīng)驗(yàn)，在超聲速運(yùn)輸機(jī)材料選擇上發(fā)揮了重要作用。研究人員使用了金屬試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)：把部分試驗(yàn)件加熱到運(yùn)輸機(jī)以馬赫數(shù)3.0飛行時的溫度，使其承受交變或恒定溫度，按照一定的周期間隔進(jìn)行試驗(yàn)，以測定其物理特性的下降程度。

另一些試驗(yàn)件根據(jù)超聲速運(yùn)輸機(jī)的典型飛行狀態(tài)進(jìn)行加熱循環(huán)試驗(yàn)，然后在室溫下檢查其疲勞特性。

在亞聲速空氣動力學(xué)方面，蘭利研究中心開展的一些研究工作是為了開發(fā)先進(jìn)的飛機(jī)氣動布局方案。比如，有一項(xiàng)研究是研發(fā)巡航速度高于現(xiàn)有噴氣式運(yùn)輸機(jī)的新一代亞聲速運(yùn)輸機(jī)。當(dāng)時的噴氣式運(yùn)輸機(jī)平均巡航速度還不到馬赫數(shù)0.80，而研究表明，新一代運(yùn)輸機(jī)的巡航速度理論上應(yīng)能達(dá)到馬赫數(shù)0.98。

采用超臨界翼型是大幅度提高亞聲速巡航速度有效方法之一。這種翼型剖面與正常翼型相似但是上下顛倒，機(jī)翼后緣還增加了一道開縫。它能把來自機(jī)翼下表面的高能氣流和上表面能量較低氣流相混合，從而保持邊界層附著在機(jī)翼上，防止由于邊界層分離而引起的的跨聲速阻力的急劇增加。

1964年，參加“蘭利研究中心外場測試”活動的人們發(fā)現(xiàn)當(dāng)初的那架波音707-80研究機(jī)以148千米/時的驚人低速近乎水平地飛行（迎角很?。?，而噴氣式運(yùn)輸機(jī)的正常進(jìn)場速度大約為240千米/時。

這種低速性能是由于使用了邊界層控制系統(tǒng)。這是蘭利研究中心多年來一直研究的亞聲速空氣動力學(xué)的另一個方向。

各種形式的邊界層控制，多年來已經(jīng)存在，并不同程度地應(yīng)用在很多地方。而最有效的邊界層控制應(yīng)用，則需要平行于機(jī)翼表面，或越過襟翼前緣吹入大量空氣，以保持上翼面總有氣流并防止邊界層分離和升力降低。

蘭利的這架波音707-80研究機(jī)應(yīng)用的就是上述的邊界層控制。

空氣順著導(dǎo)管沿機(jī)翼引入，向襟翼前緣吹出。襟翼偏轉(zhuǎn)角最大可達(dá)70度。要維持邊界層控制系統(tǒng)吹氣，需要發(fā)動機(jī)提供較大功率。而進(jìn)場時發(fā)動機(jī)通常都是在低功率狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)，所以有足夠的剩余推力可以利用。蘭利的波音707-80研究機(jī)使用了一個推力調(diào)節(jié)系統(tǒng)，可以迅速有效地控制下滑軌跡，并與速度自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)相連。

這個具體的邊界層控制方案，是由波音公司提出并安裝在波音707-80研究機(jī)上的。蘭利研究中心的試飛員對其進(jìn)行了飛行鑒定，以評估和測定在動力-升力飛行狀態(tài)中工作的大飛機(jī)的操縱品質(zhì)。

蘭利研究中心的某些研究項(xiàng)目，在工作展開后幾年內(nèi)就收到了成效。比如為可變后掠翼飛機(jī)和超聲速運(yùn)輸機(jī)所做的工作。但另一些研究項(xiàng)目，從證實(shí)其可行性到實(shí)際應(yīng)用所花的時間則要長得多。

為減輕陣風(fēng)的影響所進(jìn)行的研究即屬于后一種情況。對任何飛機(jī)來說，平穩(wěn)飛行總比劇烈顛簸要好。平穩(wěn)飛行的飛機(jī)，機(jī)上乘員舒適性要好很多，機(jī)體結(jié)構(gòu)的受力也少，全機(jī)的疲勞壽命可以延長。對軍用飛機(jī)來說，平穩(wěn)飛行更易于構(gòu)成穩(wěn)定的射擊/武器發(fā)射平臺。

蘭利研究中心很早就對減輕陣風(fēng)影響產(chǎn)生了興趣，在1950年就在這一領(lǐng)域展開了正式的研究工作。

蘭利的研究人員對減輕陣風(fēng)影響的理論進(jìn)行了探索研究，并研制出了一種試驗(yàn)性的裝置，裝在一架比奇公司C-45雙發(fā)輕型運(yùn)輸機(jī)上進(jìn)行試飛。結(jié)果表明，該裝置確實(shí)有效，能減輕陣風(fēng)的影響，使飛行更加平穩(wěn)。

這次飛行試驗(yàn)報告于1961年發(fā)表在NASA的一份技術(shù)札記上。與此同時，航空工業(yè)界也開展了同類的研究，并提交了關(guān)于塞斯納310和北美XB-70這些不同類型飛機(jī)的陣風(fēng)抑制系統(tǒng)的技術(shù)報告。

當(dāng)時，美國空軍出資開展了一項(xiàng)研究計(jì)劃，將陣風(fēng)抑制系統(tǒng)裝在波音B-52轟炸機(jī)上進(jìn)行飛行評估。該計(jì)劃即將開始飛行試驗(yàn)?？哲娤Ｍ撓到y(tǒng)能將B-52這種大型飛機(jī)的撓性機(jī)體的結(jié)構(gòu)壽命延長70%～100%。

NASA的科學(xué)家表示，這項(xiàng)技術(shù)同樣可以用于公務(wù)機(jī)或小型的私人飛機(jī)，技術(shù)水平也達(dá)到了實(shí)用的標(biāo)準(zhǔn)。

X-20戴納-索爾（Dyna-Soar）航天飛機(jī)發(fā)展計(jì)劃是由NASA和空軍聯(lián)合管理的。戴納-索爾航天飛機(jī)（或稱航天動力滑翔機(jī)）是研究機(jī)思想的發(fā)展，目的在于把飛行范圍從X-15的速度擴(kuò)大到軌道速度。

戴納-索爾計(jì)劃的很多支持工作是在蘭利研究中心完成的，包括在全尺寸風(fēng)洞進(jìn)行模型自由飛試驗(yàn)，以測定氣動穩(wěn)定性和操縱特性。

戴納-索爾計(jì)劃的其他技術(shù)支持工作包括：從直升機(jī)上投放無線電遙控的無動力模型試驗(yàn)；在8英尺（2.4米）風(fēng)洞進(jìn)行的航天飛機(jī)/動力滑翔機(jī)與運(yùn)載火箭組合體的跨聲速試驗(yàn)；在16英尺（4.8米）跨聲速風(fēng)洞進(jìn)行的跨聲速穩(wěn)定性和操縱性試驗(yàn)。戴納-索爾的高超聲速風(fēng)洞試驗(yàn)是在蘭利研究中心11英寸（28厘米）高超聲速風(fēng)洞中完成的，試驗(yàn)時馬赫數(shù)達(dá)9.6，目的是測定小迎角時的穩(wěn)定性和檢查機(jī)頭和座艙蓋形狀對穩(wěn)定性的影響。

戴納-索爾采用了一種特殊的滑橇式著陸裝置而不是常規(guī)的輪式起落架，因?yàn)檩喬o法承受再入段的高溫。戴納-索爾的著陸裝置是在蘭利研究中心的著陸載荷滑軌上進(jìn)行試驗(yàn)的。

戴納-索爾的熱傳導(dǎo)測量和顫振特性也屬于蘭利研究中心的研究范圍。

圍繞戴納-索爾和X-15所進(jìn)行的工作，在結(jié)合那幾年開展的理論研究，為典型巡航速度為馬赫數(shù)7.0的高超聲速飛行器研究奠定了基礎(chǔ)。在這種飛行速度下，飛行器機(jī)頭罩位置的溫度超過2000華氏度（1093.3攝氏度），機(jī)翼前緣溫度達(dá)1600華氏度（871.1攝氏度）。

蘭利研究中心的基本工作集中在高超聲速飛行問題的3個方面。

首先是氣動構(gòu)型的研究。研究人員分析了能在馬赫數(shù)7.0的速度下有效飛行的外形方案，并在高超聲速風(fēng)洞中進(jìn)行了試驗(yàn)。

其次是機(jī)體結(jié)構(gòu)方案。由于高超聲速飛行時因氣動加熱導(dǎo)致溫度極高，必須找到特殊的結(jié)構(gòu)方案，使飛行器的結(jié)構(gòu)保持完整，同時還能保護(hù)乘員不受高溫傷害。

蘭利研究中心設(shè)想了多種結(jié)構(gòu)方案，可以承受載荷、耐高溫、儲存燃料并保護(hù)乘客不受熱輻射傷害。其中一種方案類似熱水瓶的原理，采用了同心/同軸的兩層結(jié)構(gòu)：外層為主承力結(jié)構(gòu)，內(nèi)層是液氫燃料箱。承受氣動載荷和高溫的外層結(jié)構(gòu)是用特種合金制造的。

第三方面工作是材料選擇和研發(fā)類似上述特殊用途的新材料。

加雷特公司為蘭利研究中心制造了一臺小高超聲速沖壓發(fā)動機(jī)。通過對這種發(fā)動機(jī)的試飛，極大地促進(jìn)了高超聲速推進(jìn)技術(shù)的發(fā)展。該發(fā)動機(jī)的使用速度范圍是馬赫數(shù)3.0～8.0，裝在X-15研究機(jī)上進(jìn)行飛行試驗(yàn)。發(fā)動機(jī)為軸對稱式，直徑46厘米，重量362千克。

蘭利研究中心設(shè)計(jì)這類發(fā)動機(jī)的指定方針是盡量減少發(fā)動機(jī)的活動部分，強(qiáng)調(diào)內(nèi)流和循環(huán)的空氣熱力學(xué)。重量限制其結(jié)構(gòu)必須精巧，再生式內(nèi)冷卻也要精心設(shè)計(jì)，以使用最少的液氫燃料。

蘭利研究中心還進(jìn)行了飛行器氣動加熱方面的許多創(chuàng)造性的研究工作。這些工作是在蘭利的9英尺×6英尺（2.7米×1.8米）熱結(jié)構(gòu)風(fēng)洞中進(jìn)行的。該風(fēng)洞于1958年投入使用，在試驗(yàn)段使用熱空氣，能夠模擬馬赫數(shù)3.0的飛行環(huán)境。

1967年，為進(jìn)行馬赫數(shù)7.0的飛行器結(jié)構(gòu)模擬，蘭利研究中心起用了一座名為“8英尺（2.4米）高溫結(jié)構(gòu)風(fēng)洞”的新設(shè)備，可以進(jìn)行高超聲速飛機(jī)的結(jié)構(gòu)方案和完整部件的試驗(yàn)。在當(dāng)時是世界上唯一能完成上述試驗(yàn)的風(fēng)洞設(shè)施。

在這個十年中，除高超聲速飛行外，蘭利研究中心的另一項(xiàng)重點(diǎn)工作是評估各類垂直/短距起降飛機(jī)和直升機(jī)的操縱品質(zhì)。驗(yàn)證機(jī)、原型機(jī)和量產(chǎn)機(jī)型都曾出現(xiàn)在蘭利研究中心的試飛場，被裝上各種測量儀器，按一系列試飛大綱進(jìn)行飛行測試，以獲得有關(guān)這些機(jī)型的飛行數(shù)據(jù)。

蘭利研究中心在垂直/短距起降飛機(jī)方面做出的貢獻(xiàn)之一，是提出了傾轉(zhuǎn)翼的設(shè)計(jì)方案。該方案后來應(yīng)用于XC-142三軍聯(lián)合垂直/短距起降運(yùn)輸機(jī)。

研究人員使用傾轉(zhuǎn)翼設(shè)計(jì)方案的模型，在17英尺（5.2米）低速風(fēng)洞中進(jìn)行了試驗(yàn)研究。結(jié)果表明這種設(shè)想具有一定的可行性，該方案的模型可以懸停，能夠完成從垂直到水平狀態(tài)的過渡飛行。

NASA的這項(xiàng)研究工作分3個階段：用各種構(gòu)型的小比例模型做風(fēng)洞試驗(yàn)研究；在艾姆斯研究中心的40英尺×80英尺（12.2米×24.4米）風(fēng)洞中對大比例模型開展試驗(yàn)研究；用原型機(jī)或研究機(jī)進(jìn)行飛行測試。

伏托爾公司的伏托爾76（又稱 VZ-2）在蘭利研究中心進(jìn)行了廣泛的評估和改型。其飛行試驗(yàn)為傾轉(zhuǎn)翼飛機(jī)的飛行操縱品質(zhì)、進(jìn)場和懸停階段飛行參數(shù)提供了大量的數(shù)據(jù)。

當(dāng)三軍聯(lián)合運(yùn)輸機(jī)提出設(shè)計(jì)要求時，蘭利研究中心即開始進(jìn)行技術(shù)支持工作。包括：在蘭利全尺寸風(fēng)洞中用1∶9的縮尺模型做遙控飛行試驗(yàn)；在風(fēng)洞中進(jìn)行從懸停到向前平飛的完整的過渡飛行，以檢驗(yàn)真飛機(jī)的相關(guān)性能。

在同一時期，蘭利研究中心還試驗(yàn)了傾轉(zhuǎn)涵道風(fēng)扇垂直起降飛機(jī)的設(shè)想。之后貝爾飛機(jī)公司為美國海軍研制的X-22A就采用了這種設(shè)想。

另外，蘭利的研究人員使用通用電氣/瑞安公司的XV-5A垂直起降飛機(jī)（該機(jī)的升力風(fēng)扇安裝在機(jī)翼上）進(jìn)行了垂直起降研究，以測定壁面效應(yīng)和其他限制對自由飛模型性能的影響。

蘭利研究中心將一架伏托爾公司的雙旋翼直升機(jī)進(jìn)行了改裝，使之成為了變穩(wěn)定性直升機(jī)，用于開展一項(xiàng)飛行試驗(yàn)計(jì)劃。目的是評估和測定不同特性的直升機(jī)和垂直起降飛機(jī)進(jìn)行機(jī)動飛行時所需要的操縱力。

蘭利研究中心對飛行器與飛行中經(jīng)常出現(xiàn)的問題一直比較關(guān)注。通過對這些問題的研究，蘭利研究中心在航空安全領(lǐng)域也做出了不少重要貢獻(xiàn)。

蘭利研究中心最早對輪胎打滑現(xiàn)象進(jìn)行了分析和評估，也第一個對向航空和汽車工業(yè)指出了這種現(xiàn)象的危害性。

飛行儀表的精度、特別是市面上高度表的精度的提高，也得益于蘭利研究中心的相關(guān)研究。在對空中防撞問題進(jìn)行研究時，蘭利研究中心發(fā)現(xiàn)，如何讓飛行員在確定的高度保持穩(wěn)定飛行的能力是關(guān)鍵因素。而無論是手動操作還是使用自動駕駛儀，當(dāng)前飛行儀表的精度對這個能力有很大影響。

尾流也是影響飛行安全的因素。當(dāng)一架大型飛機(jī)進(jìn)場降落后，其航跡上會留下可持續(xù)數(shù)分鐘的渦旋尾流，其強(qiáng)度足以讓緊隨其后降落的小型飛機(jī)失控。蘭利研究中心一直在研究這種尾流區(qū)域的大小，以及減小或躲避的方法。

跑道上存在半融化積雪的時候，飛機(jī)的起飛距離會加長。蘭利研究中心通過對半融雪問題的研究，找到了在1.27厘米厚度以上的半融雪跑道上起飛的方法。

蘭利研究中心開展的研究項(xiàng)目還有很多，幾乎覆蓋了航空領(lǐng)域的各個方面：飛機(jī)的日常運(yùn)營階段，原型機(jī)的研制試飛階段，甚至是探索新的飛行領(lǐng)域的方案設(shè)計(jì)階段。

1967年，是蘭利實(shí)驗(yàn)室建立并開始探索飛行的相關(guān)問題，最后將獲得的成果付諸實(shí)踐的第五十個年頭。

在這五十年中，蘭利實(shí)驗(yàn)室/蘭利研究中心完成的工作，為美國航空科技實(shí)力和空中力量的強(qiáng)大奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

結(jié)束語

從1917年蘭利實(shí)驗(yàn)室破土動工，到今年正好是100年。

美國航空科技的領(lǐng)先地位，就起始于100年前建立的美國國家航空諮詢委員會第一座實(shí)驗(yàn)室。而蘭利實(shí)驗(yàn)室/蘭利研究中心的前五十年在其中占有特殊的地位。

誕生于第一次世界大戰(zhàn)中的蘭利實(shí)驗(yàn)室/蘭利研究中心，經(jīng)歷了兩次大戰(zhàn)中間的和平年代，經(jīng)歷了第二次世界大戰(zhàn)的殘酷血腥，經(jīng)歷了戰(zhàn)后東西方兩大集團(tuán)長期對峙的冷戰(zhàn)時期。在這五十年里，飛機(jī)的飛行速度從不到100英里/時（160千米/時）發(fā)展到了4000英里/時（6440千米/時），航空航天領(lǐng)域的技術(shù)革命接連出現(xiàn)：噴氣發(fā)動機(jī)、火箭發(fā)動機(jī)、后掠翼、可變后掠翼、超聲速飛行、旋翼機(jī)、垂直飛行、導(dǎo)彈、衛(wèi)星、載人航天、登月、太空探索。許多原理被人們發(fā)現(xiàn)，航空知識進(jìn)一步發(fā)展，成為了人們探索太空的技術(shù)基礎(chǔ)。這些成果，有很大一部分是由NACA蘭利實(shí)驗(yàn)室/NASA蘭利研究中心的研究人員開創(chuàng)和發(fā)展起來的。

而這一切，起源于蘭利機(jī)場的奠基儀式，起源于最先被挖出的那幾鍬土。

“刨開弗吉尼亞溫暖土地的人們仰望天空。天氣晴朗，充滿陽光，但他們卻看到了滿天繁星。”