X-15高速火箭动力试验机！
X-15高超音速研究项目，是由NASA牵头，联合美国空军、海军和北美航空公司共同进行的，在上世纪60年代打破了许多速度与高度的记录，由于其飞行高度达到大气层的边缘，所以为之后的研究提供了很多重要的资料，是美国建造的第一个有人亚轨道飞行器，也是世界上有史以来飞的最高、最快的有人驾驶飞机。
1、诞生背景
1954年7月19日，美国国家航空咨询委员会（NACA，1958年改组为现在的美国国家航空航天局，简称NASA）为了加快吸气式发动机技术研究，以兰利中心为牵头单位实施了一个高超音速研究发动机计划，该计划的主要目的是验证冲压发动机在飞行马赫数为4-8时的推力性能，同时，获得在高空高速条件下对气动力、材料和飞行控制技术以及人的生理情况的认识，这就是X-15的由来。
2、试验试飞
图：斯科特·克罗斯菲尔德与X-15
1959年6月8日：斯科特·克罗斯菲尔德第一次操纵X-15脱离母机，并完成无动力滑翔着陆。
1960年8月12日：X-15A从NB-52载机投放下来后，由美国空军飞行员罗伯特·怀特驾驶，爬升到41496米高度，打破了4年前由X-2试验机创造的38364米的高度纪录。
1967年10月3日：威廉·J·奈特少校驾驶X-15A-2达到了M6.72（7272千米/小时）的速度，这是X-15试飞行达到的最高的速度，也是有史以来所有飞机达到的最快速度。
1968年1月：X-15飞机研制计划取消，转入单项技术研究项目。
1979年4月22日：经历15年的高超音速研究发动机计划终于寿终正寝了，但其丰富的超燃冲压发动机研究经验成了后来美国国家航天飞机计划的基础。
3、整体设计尺寸
X-15机身设计非常小巧，整体的外形非常细长，截面类似于圆柱形，机身很长且为圆柱形，机长15.45米（后期实验机型加长了71厘米），高4.12米，空重6.62吨。
4、材料与热防护
机身外壳采用名为Inconel X的镍铬合金制成，这种材料可以承受高达1200华氏度（约649℃）的空气动力学温度。机身前端和机翼前缘等高温区域采用了特殊设计的热防护结构，如分段式可更换的层压玻璃布前缘，这些部分在极端飞行条件下可能会熔化或燃烧，但便于更换。机身外壳还通过设计散热装置和采用隔热材料来降低热应力对结构的影响。
5、气动布局
X-15主翼上设计有襟翼并安装有特殊的推力反应控制火箭，主要用于调整飞机的姿态；机身中后部位设计了一对楔形的中单翼，用以稳定机身和增加升力；尾翼为十字形尾翼，设计有垂尾和平尾，平尾稍微向下倾斜，垂尾也采用楔形形状；尾部腹部还设计有一个腹鳍，用于控制高速飞行时的稳定性能。
6、起落架与支撑结构
X-15的起落架设计独特，前起落架为传统的双轮结构，不使用时可向前收入机鼻内；而后部则抛弃了轮式起落架的结构，使用了一对降落橇来支撑飞机降落。机身支撑结构是环形框架由钛合金制成，以将热应力降至最低。机翼结构盒沿着机身25%到75%的弦线延伸，由瓦楞状腹板和钛锰合金连接角钢组成，为机翼提供支撑并减轻热应力。
7、动力系统
X-15使用了XLR99-RM-2液体燃料火箭发动机，使用液氨和液态氧作为燃料，过氧化氢驱动涡轮推进剂输送至发动机的高速涡轮泵，能输出高达313千牛顿的推力。为了支持高速飞行，X-15携带了大量燃料，但这些燃料能提供给火箭发动机的时间非常有限，因此这款飞行器并不能直接从地面起飞，而是通过载机（如B-52轰炸机）携带到高空发射。
8、座舱
X-15座舱从外面看非常小，座舱视野也极其有限，飞行员只能通过两片楔形风挡玻璃看到前方和两侧的有限区域，无法以机鼻和机翼作为视觉姿态参考，想要看见地面就只能压坡飞行。所以在X-15降落的最后阶段，跟踪机上的飞行员会持续向X-15飞行员通报高度和其他参数，帮助他安全降落。X-15座舱后方是一个大型仪器舱，用于进行各种科学实验，为未来太空项目收集有用信息。
9、弹射座椅
X-15弹射座椅的最大弹射速度达4马赫（约4830公里/小时），最大弹射高度36580米，座椅在弹出后会展开翼面稳定姿态，等将到适合的速度和高度时再张开主伞，让飞行员与座椅分离。许多人怀疑该座椅在4马赫速度下究竟能不能成功弹射，不过没人能实际测试一下。飞行员需要身穿压力服飞行员，座舱在10670米以上高度时会自动充氮气增压，同时向飞行员供氧。
10、控制系统
由于X-15要在稀薄大气环境中飞行，此时气动操纵翼面已经无效，所以配备了反推力系统（RCS），在机鼻和两侧翼尖都安装了两个喷射方向相反的火箭推进器；此外，X-15还配备了增稳系统（SAS），能在飞行中自动控制操纵翼面，帮助飞行员维持飞行姿态，同时X-15采用了常规的液压飞行控制系统（FCS）。
X-15在整个服役期间先后使用过两种不同的飞控系统：
第一种系统：除中置操纵杆和方向舵踏板外，右侧控制台上还有一根与方向舵交联的侧杆。这根侧杆最初被设计用于大过载飞行，但飞行员实践下来觉得侧杆比中置操纵杆还要好用，于是此后只使用侧杆，使中置操纵杆变成了多余。第三根操纵杆是位于左侧控制台上的另一根侧杆，用于控制反推力系统，可以手动或自动模式操作。
第二种系统：精简到一根操纵杆。
11、技术数据
乘员：1人
发动机推力：256.8千牛
机长：15.24米
机高：4.17米
翼展：6.7米
翼面积：18.58平方米
空重：5863千克
起飞重量：15300千克
最大速度：M6.7
升限：107960米
12、试验险情一
X-15-2在1959年11月5日进行第三次试验飞行时，在13400米高空飞机与母机分离后，飞行员克罗斯菲尔德刚启动发动机，下方燃烧室突然爆炸并起火，于是驾驶飞机紧急迫降在罗莎蒙德干湖床。由于大火造成结构损伤，X-15-2的机身在前起落架触地时折断，幸运的是飞行员毫发无伤，虽然出了这么大的事故，X-15-2在三个月内就被修复。
13、试验险情二
1962年11月9日，约翰·杰克·麦凯驾驶X-15-2试飞，他无法获得火箭发动机的全部推力，XLR99对油门控制没有反应，卡在了30%推力状态。于是麦凯驾机迫降，结果X-15-2在迫降中发生翻滚，飞机被严重损坏，麦凯也身受重伤。X-15-2在维修重建期间被升级成X-15A-2，机身加长了73.66厘米，腹鳍下方可增加一台冲压喷气发动机，机身两侧可挂两个燃料箱。
14、试验险情三
X-15项目在第191次飞行中遭遇首次死亡事故，X-15-3在高超音速飞行中陷入螺旋后机身断裂，飞机在40秒内下降了30000米，导致飞行员迈克尔·亚当斯遇难。
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