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路漫漫其修遠兮,少廢話,趕緊努力吧(中)

原標題:路漫漫其修遠兮,少廢話,趕緊努力吧(中)


—————— 概覽美國 X 系列試驗飛行器


接上文



X-19 最初是寇蒂斯-萊特公司生產的一款小型傾轉翼商業飛機 M-200,後來美國軍方認為該機具有執行偵察、運輸任務的潛力,因而決定在它的基礎上研製 X-19。這個看起來很像現在4軸無人機。四台外露螺旋槳由兩台萊康明 T53-L-1 渦輪軸發動機提供動力,前者安裝在翼展為 5.21 米的機身頂部短翼上可旋轉 90 度。


X-20「代納索」是波音公司為美國空軍設計的一種載人航天轟炸機,可以超過 5 馬赫的高超音速飛行,執行偵察、武器投放等軍事任務。X-20 由「大力神」火箭送入地球軌道,可進行多圈軌道飛行。從某種意義上說,X-20 是後來太空梭的「先行者」。



X-21 是諾斯羅普公司用來進行層流控制研究,它是由道格拉斯公司 WB-66D 飛機改進而來的。層流控制是當時航空學領域一項前沿研究項目,它將提高飛行器燃料使用效率、航程、壽命,減小超音速飛行阻力等,典型的層流控制措施如在機翼上使用多孔物質、多重狹窄表面縫隙、微小穿孔等。



X-22 同樣是一種傾轉翼飛機,它由 D2127 運輸機改進而來。X-22 機長 12.03 米,機高 6.27 米,翼展 11.97 米。X-22 的設計比較另類,其前機身兩側緊貼著兩台通用電氣 YT53-GE-8D 軸渦輪發動機,另外兩台發動機則安裝在後機身的一個橫樑上。


首架X-22 在 1966 年 8 月的一次液壓系統故障中完全損毀,因而其後所有的試驗飛行任務全部落在第二架 X-22 的身上。這架 X-22 也爭氣,一直安全使用到了 1984 年 10 月並完成了 500次以上的飛行任務。



X-23「PRIME」(也被稱作 SV-5D)是用來驗證再入大氣層控制翼面和升力體技術可行性的,它為其後 X-24 和太空梭的發展提供了十分有用的試驗數據。X-23 由「阿特拉斯」運載火箭送入太空,之後返回大氣層。


X-24是馬丁.瑪麗埃塔公司研發的一種升力體飛行器,它一半象航天器一半象飛機。升力體飛行器採用鈍頭錐形體,沒有大多飛機所具有的主翼等結構。其錐形體上表面的平坦部分在穿過地球大氣層時能夠產生升力,同時也能增強啟動穩定性。升力體飛行器可以飛到太空中承受住再入大氣層時的氣動加熱,也能象普通飛機一樣在空氣中滑翔並著陸。


在 SV-5D(即 X-23)原型機的基礎上,美國空軍研製出了裝備 XLR-11 火箭發動機的載人升力體飛行器 SV-5P,後改稱 X-24A,其機長 7.46 米,機高3.13 米,翼展 4.17 米。最初 X-24A 的試飛由 B-52 載機(曾作為 X-15 的載機)帶入空中,試驗完成後打開降落傘並由專門的飛機進行回收。後來,美國空軍放棄了這種難度頗大的回收方式,改用水平著陸。試驗飛行過程中,試飛員發現 X-24A 啟動 XLR-11 火箭發動機後,其操控性和穩定性就會變得讓人難以忍受。



X-24A開始進行大的改造,隨之其代號也變為 X-24B。與它的前身相比,X-24B 已經成為了一種三角翼流線型升力體飛行器,其機長和翼展也增大至 11.43 米和 5.82 米。1975年 8 月 5 日,X-24B 在 B-52 的掛載下升空。離開載機後,X-24B 打開火箭發動機迅速爬升到 18.3 公里的高度,然後返回愛德華茲空軍基地,並順利的完成了無動力著陸動作。這次試驗飛行表明,研製一種能夠象普通飛機一樣在飛機跑道上著陸的再入飛行器在技術上是完全可行的。


從X-19開始可以看到美國的戰略重心再次發生轉變,重點開始研發可重複的載人航天飛行器。



X-25 旋翼機是本森飛機公司研製的。是直升機與飛機的混合體,作為一種飛行員緊急逃逸系統來使用。雖然 X-25 的設想很巧妙,但要與戰鬥機結合起來使用卻是相當困難的。經過多次試驗後,美國空軍還是覺得彈射座椅的可靠性更好,這樣 X-25 項目也就走到了終點。



X-26A是由謝維澤公司 SGS 2-32 型滑翔機改進而來的,作為美國海軍年輕飛行員的訓練用機。與無動力的X-26A 不同,X-26B 是有動力的,它在越南戰爭中作為叢林作戰時的偵察平台來使用。洛克希德公司在 SGS 2-32 型滑翔機上安裝了一台 O-200A 活塞發動機,就成為了低雜訊的 X-26B。


X-26B可以算得上是最早的「隱身」飛機了,它的發動機安裝於駕駛員座艙之後,然後通過一根長軸將一個巨大的螺旋槳置於機頭上方,螺旋槳下方由從機頭向上伸出的短梁作為支撐,以期最低限度的降低發動機噪音完成偵察任務。


洛克希德公司研製的 CL-1200「槍騎兵」戰鬥機是 F-104「星」戰鬥機的一種改型,它是為了打開國際市場而研製的。美國空軍決定購買一架「槍騎兵」進行飛行驗證,從而賦予其 X-27 的代號。


X-27保留了 F-104 的機身,機翼則變成了上單翼,進氣道形狀也改為矩形。X-27 機長 17.16 米,翼展8.77 米,裝備一台普惠 TF30-PW-100 發動機,後來 CL-1200「槍騎兵」在與諾斯羅普 F-5E「虎II」戰鬥機的競爭中敗北,X-27 則因為缺乏研製經費而被中止,只留下了一架全尺寸模型樣機。



X-28A「魚鷹 I」是喬治.佩雷拉飛機公司研製的一種超輕型水上飛機,由於其造價十分低廉美國海軍對它產生了興趣,希望能將其改造成為一種可以執行海岸巡邏任務的水上飛機。X-28A 機長 5.24 米,機高1.58 米,翼展 7.01 米,總重量只有 410 千克。X-28A 的動力系統為一台大陸 C90-12 四缸風冷發動機,最大速度為 220 公里/小時。


雖然也叫「魚鷹」,但是此魚鷹非彼魚鷹。和我們大家都知道的v-22完全不是一個東西。


X-28A也許是 X 系列飛行器中最具有神秘色彩的也是「壽命」最短的,僅僅只造出了一架原型機後就銷聲匿跡了,其飛行試驗時間也只是從 1970 年 8 月持續到 1971 年 10 月。


從X-25開始我們可以看到X系列有點不務正業了,實際上也到了這個系列第一個黃金時代的終結。隨著越戰的失利和冷戰的加劇,美國開始進入戰略調整階段。在這種大環境下 X 系列試驗飛行器的研製計劃也陷入了停頓,從 1971 年至 1983 年美國沒有進行任何一種 X 型試驗機的研製工作。


直到里根總統上台後,沉寂了多年的 X 系列試驗飛行器計劃終於迎來了轉機,1984 年 X-29A 前掠翼試驗機的首飛成功重新拉響了美國向未知航空航天領域前進的號角。僅在上個世紀九十年代的十年間,就先後有 14 種 X 型試驗飛行器投入研製,X系列試驗飛行器計劃的第二個黃金髮展時期來到了。


X-29A同樣是 X 系列試驗飛行器中十分重要的一員,用於試驗前掠翼技術以及為達到下一代戰鬥機所要求的高機動性、輕重量、低成本、高效率而應用的其它先進技術。X-29A 機長 16.44 米,機高4.36 米,翼展 8.29 米,採用全動式鴨翼、前掠機翼、後機身邊條布局,機翼內半翼後掠,外半翼前掠,兩半翼交匯處的不利氣流由鴨翼產生的脫體渦捲走,使機翼有較好的升力特性。X-29A 的機翼採用鋁合金和鈦金屬結構,石墨環氧樹脂複合材料的蒙皮。X-29A 的飛行控制系統可以極大的減小由前掠翼設計帶來的飛行不穩定性,其控制計算機可以 40 次/秒的頻率對各個飛行控制面進行調整。另外,三台數字控制計算機還具有備份功能,即一台計算機出現問題後其餘兩台可以及時接替其工作。X-29A 安裝有一台通用電氣的 F404-GE-400 渦扇噴氣發動機,其最大推力為 7,260 千克。




前掠翼技術早在二戰開始前就已經出現了,但由於技術條件所限並沒有獲得多大的發展。上個世紀 70 年代,高強度複合材料的出現使前掠翼在飛行器上的應用有了技術基礎。1977 年,DARPA(美國國防高級研究計劃局)和美國空軍飛行動力學實驗室(現萊特實驗室)開始聯合研製一種前掠翼試驗機,並將其命名為 X-29A。由複合材料製成的 X-29A 前掠翼能夠在飛行中克服扭曲變形,其強度也有了很大的提高。1981 年,格魯門飛機公司被選中建造兩架 X-29A。第一架 X-29A 於 1984 年 12 月 14 日在愛德華茲空軍基地首飛成功,這是 X 系列試驗飛行器計劃停滯近十年後的首次飛行,標誌著美國重新開始了向航空科研領域最高峰的攀登歷程。



格魯門公司對 X-29A 進行了 4 次試驗飛行後,於 1985 年 4 月將其轉交給NASA 完成餘下的試飛工作。最初的飛行試驗項目包括:使用先進的數字飛行控制系統在 35% 的負靜穩定裕度情況下進行放寬靜穩定度飛行,試飛驗證前掠翼在跨音速時的優越特性。試飛結果表明,X-29A 在 M0.9/9,100 米的設計點飛行情況相當好。


在隨後一系列試驗飛行中,X-29A 表現出了極佳的大迎角飛行能力。在 45 度的迎角飛行中,X-29A 具有優異的控制響應。即使到了 67 度的極限,X-29A 的表現同樣不錯,並且具有很好的滾轉操縱性。要知道這是不藉助任何附加翼面和推力矢量技術而實現的,所以 X-29A 這些飛行試驗的意義非比尋常。1992 年,X-29A 還進行了一系列的渦流控制(VFC)試驗,同樣取得了大量有價值的試驗數據。


X-30 是由美國國防部和 NASA 共同組織研製的一種雙座高超音速研究機,同時也是由 DARPA 提出的國家空天飛機(NASP)計劃的原型機。

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