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          航空小知識(shí)——美國X系列飛機(jī)圖鑒

          X-3 與X-1A、D-558-1、XF-92A、X-5、D-558-2、X-4 停放在一起


          每當(dāng)我們看科幻電影的時(shí)候,各種各樣奇特的飛行器都會(huì)映入我們眼簾,我們也不禁思考這樣的飛機(jī)真的有么?

          今天我們就走進(jìn)這個(gè)奇異的飛機(jī)家族,去揭開它神秘的面紗……

          英文字母X 是“Experimental”的縮寫,即“試驗(yàn)的”的意思。此外,在我們學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)過程中X也一直作為未知數(shù)存在,所以也蘊(yùn)涵著未知的含義。在飛機(jī)設(shè)計(jì)領(lǐng)域,往往充滿了各種未知的技術(shù)障礙與難題。盡管隨著計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)的高速發(fā)展和風(fēng)洞的使用可以構(gòu)建出理想狀態(tài)下的飛行模型,但是模型與實(shí)際情況還是有所差距。所以必須研制出專門用途的試驗(yàn)機(jī)去探索那些未知領(lǐng)域,就這樣代號(hào)X的系列飛機(jī)出現(xiàn)了。

          為了探索航空航天領(lǐng)域眾多的未知領(lǐng)域,美國以NASA2為核心開始了X 系列試驗(yàn)飛行器的研究工作。1945 年初,世界上第一架火箭動(dòng)力試驗(yàn)機(jī)XS-1(后來命名為X-1)在美國軍方的資助下首飛成功,開啟了這個(gè)神秘家族之門。在這之后,X-2X-3、X-4、X-5 等一系列的試驗(yàn)性飛行器相繼升空。在隨后近三十年的發(fā)展過程中,以X 冠名的試驗(yàn)性飛行器家族每年都會(huì)多一名新成員,其研制速度也快得驚人,這段時(shí)間因而也成為了X 系列試驗(yàn)性飛行器發(fā)展的黃金時(shí)期。

          越南戰(zhàn)場上的節(jié)節(jié)失敗和蘇聯(lián)全球范圍內(nèi)的戰(zhàn)略緊逼,讓美國開始進(jìn)入戰(zhàn)略調(diào)整階段。在這種大環(huán)境下X系列試驗(yàn)性飛行器的研制計(jì)劃也陷入了停頓,從1971 年至1983年美國沒有進(jìn)行任何一種X型試驗(yàn)機(jī)的研制工作。

          1981年,里根總統(tǒng)上臺(tái)后,沉寂了多年的X系列試驗(yàn)性飛行器計(jì)劃終于迎來了轉(zhuǎn)機(jī)。1984 年X-29A 前掠翼試驗(yàn)機(jī)的首飛成功重新拉響了美國向未知航空航天領(lǐng)域前進(jìn)的號(hào)角。僅在上個(gè)世紀(jì)九十年代的十年間,就先后有14種X型試驗(yàn)飛行器投入研制,X系列試驗(yàn)飛行器計(jì)劃的第二個(gè)黃金發(fā)展時(shí)期來到了。


              今天,X 系列試驗(yàn)性飛行器已經(jīng)不再單純以“更高、更快”作為其發(fā)展目標(biāo)了,跨大氣層飛行器、太空營救系統(tǒng)、無人隱形武器投送平臺(tái)等成為新的發(fā)展亮點(diǎn)??梢钥隙ǖ氖牵谖磥淼娜兆永镂覀円欢〞?huì)看到越來越多更加先進(jìn)的X 系列試驗(yàn)性飛行器飛上藍(lán)天……


          X-1 

          X-1試驗(yàn)飛機(jī)由貝爾飛機(jī)公司設(shè)計(jì)制造。機(jī)長9.45米,機(jī)高3.35米,翼展8.53米,其機(jī)身形狀與12.7毫米機(jī)槍子彈極其相似,這樣可在超音速飛行時(shí)保持機(jī)體的穩(wěn)定。X-1的機(jī)翼為平直翼,翼面厚度很小。XLR-11火箭發(fā)動(dòng)機(jī)為其提供動(dòng)力,其燃料為液氧與酒精和水的混合物。X-1-1、X-1-21945年相繼出廠開始了試驗(yàn)飛行,與此同時(shí)NACA(美國國家航空咨詢委員會(huì),美國國家航空航天局NASA 的前身)也加入了X-1項(xiàng)目的研制工作。


          X-2


              X-2試驗(yàn)機(jī)項(xiàng)目于1945年由貝爾飛機(jī)公司、美國陸軍航空隊(duì)、NACA共同承擔(dān)研制任務(wù),它是一種裝備火箭發(fā)動(dòng)機(jī)、后掠翼的試驗(yàn)用機(jī),其主要用途是為了研究飛行器在高空高速飛行條件下的氣動(dòng)力加熱對機(jī)體結(jié)構(gòu)的影響,以及飛行穩(wěn)定性和操控有效性。X-2機(jī)長13.84米,機(jī)高3.60米,翼展11.55米。其機(jī)身使用了不銹鋼和Kmonel(一種銅鎳合金)材料,其動(dòng)力為一臺(tái)寇蒂斯XLR25液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。鑒于早期X-1發(fā)生的事故,X-2為飛行員安裝了一個(gè)逃生艙。在緊急情況下,逃生艙可脫離主機(jī)身并打開穩(wěn)定降落傘。


           X-3

          X-3試驗(yàn)機(jī)由道格拉斯飛機(jī)公司研制設(shè)計(jì)。X-3機(jī)長20.36米,機(jī)高3.81米,翼展6.92 米,其外形就像一把短劍。與X-1、X-2 不同,X-3可借助自身的動(dòng)力起飛和降落,并能保持進(jìn)行2 馬赫巡航飛行。X-3 的機(jī)身細(xì)長機(jī)翼短粗,這是當(dāng)時(shí)美國空軍研制的戰(zhàn)斗機(jī)的典型布局(F-104“星”戰(zhàn)斗機(jī)的翼形就是取自X-3)。X-3 機(jī)體結(jié)構(gòu)首次嘗試大量使用鈦合金,同時(shí)還進(jìn)行了低展弦比、高翼載機(jī)翼的嘗試。

          首架X-31952911日出廠。X-3在試驗(yàn)飛行中,經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)“滾轉(zhuǎn)耦合”的問題(即在進(jìn)行一個(gè)軸上的機(jī)動(dòng)時(shí)就會(huì)引起另外兩個(gè)軸上不受控制的機(jī)動(dòng))。當(dāng)時(shí)F-100 戰(zhàn)斗機(jī)也經(jīng)常碰到這樣的問題,NACA 隨即在X-3 上對“滾轉(zhuǎn)耦合”問題進(jìn)行了深入的研究。


          X-4

          X-4飛機(jī)由洛斯羅普飛機(jī)公司設(shè)計(jì)研制。X-4身材嬌小,機(jī)長僅為7.07 米,機(jī)高4.54 米,翼展5.15 米,只能容納兩臺(tái)J30 噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)、一名飛行員和必要的設(shè)備,攜帶的油料也只能維持45 分鐘。

          X-4 主要用來驗(yàn)證半無尾翼超音速飛行的可行性,當(dāng)時(shí)許多人認(rèn)為這樣一種取消了水平尾翼的設(shè)計(jì)將能避免超音速飛行時(shí)機(jī)翼和水平尾翼之間振蕩波的相互干擾。


          X-5


          X-5飛機(jī)由貝爾飛機(jī)公司研究設(shè)計(jì)。X-5 機(jī)長10.18 米,機(jī)高3.66 米,翼展為6.34 米。X-5 的研究重點(diǎn)轉(zhuǎn)向了變后掠翼。X-5 的機(jī)翼可在2060度之間變換,總共需要20秒鐘。當(dāng)電動(dòng)后掠裝置失效后,飛行員可使用手閘完成掠翼工作(X-5 只能在低于40 度的后掠角度下安全著陸)。X-5 在外形上大量借鑒了德國在二戰(zhàn)期間研制的P.1101,都是機(jī)頭進(jìn)氣、氣泡式座艙和下置發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)。

          從上個(gè)世紀(jì)六十年代開始,逐漸成熟的變后掠翼開始大行其道。憑借著X-5 的豐厚技術(shù)積累,美國先后研制出了F-111 戰(zhàn)斗轟炸機(jī)、F-14 戰(zhàn)斗機(jī)以及B-1 轟炸機(jī),所以可以這么說,X-5 是美國變后掠翼飛機(jī)的共同“祖先”。


          X-6

          X-6飛機(jī)由美國空軍和美國原子能委員會(huì)共同研制設(shè)計(jì)。在那個(gè)核力量至高無上的年代里,美國空軍甚至開始考慮將核反應(yīng)堆作為飛機(jī)的動(dòng)力來源,以獲得超長的飛行能力。X-6 項(xiàng)目正是在這種背景下出臺(tái)的,按照最初設(shè)想,X-6 B-36 轟炸機(jī)為基礎(chǔ),安裝一臺(tái)通用電氣P-1 型核反應(yīng)堆,其產(chǎn)生的熱能將帶動(dòng)四臺(tái)通用電氣J47 渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),從而為X-6提供飛行動(dòng)力。


          X-7

          X-7飛機(jī)由洛克希德導(dǎo)彈與空間公司研制設(shè)計(jì)。X-7 長度為9.99 米,翼展為6.34 米,主要用來進(jìn)行高速?zèng)_壓噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的研究工作,其主要型號(hào)有X-7A-1、X-7A-3 X-7B。X-7 體形很獨(dú)特被人戲稱作“飛行大煙囪”。試驗(yàn)飛行時(shí),X-7 會(huì)由載機(jī)B-29 B-50 升入空中,然后脫離載機(jī)其尾部助推器點(diǎn)火發(fā)動(dòng)從而自行飛行。沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)開始工作后,助推器則隨即與X-7脫離。

          在長達(dá)9 年的試驗(yàn)飛行中(1951 4 月首飛),X-7 除了進(jìn)行沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的測試外還進(jìn)行了導(dǎo)航與控制試驗(yàn)、助推器推進(jìn)試驗(yàn)、高速降落傘試驗(yàn)、熱力學(xué)試驗(yàn)等諸多研究科目。美國空軍、陸軍和海軍均參與了X-7 的試驗(yàn)飛行,這在X 系列試驗(yàn)飛機(jī)研制史上是不多見的。X-7 是世界上第一架采用沖壓噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)速度達(dá)到3 馬赫的飛行器。


          X-8

          X-8飛機(jī)由美國通用航空噴氣機(jī)公司設(shè)計(jì)研制(海軍代號(hào)為飛行蜜蜂Aerobee),是一種十分廉價(jià)的無制導(dǎo)探空火箭。X-8長度為6.12 米,直徑為0.38 米。X-8 裝備有RTV-N10 型液體燃料火箭發(fā)動(dòng)機(jī)和固體燃料助推器,最大速度可達(dá)6 馬赫。從1947 11 月首飛至今,總共制造了900 枚以上執(zhí)行各種軍用、民用任務(wù)的X-8。在其頭錐內(nèi)攜帶有各種光學(xué)、大氣、生物等試驗(yàn)設(shè)備,以搜集關(guān)于太陽輻射、高空風(fēng)、地球磁場和火箭空氣動(dòng)力學(xué)等方面的數(shù)據(jù)。


          X-9

          X-9飛機(jī)由貝爾飛機(jī)公司研制制造。X-9 長為6.94 米,直徑為0.57 米,其最大速度提高至2 馬赫。19475月,貝爾飛機(jī)公司獲得了一份研制ASM-A-2“淘氣鬼”空對地核導(dǎo)彈(后來其編號(hào)更改為B-63/GAM-63)的合同。之后不久,為了測試該導(dǎo)彈的常規(guī)航空動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)、無線電控制系統(tǒng)、火箭推進(jìn)裝置等,縮比試驗(yàn)型RTV-A-4“伯勞鳥”(一種兇猛的食肉鳥類)研制成功。1951 年,RTV-A-4 被更名為X-9,其試驗(yàn)飛行一直持續(xù)到19531月。


          X-10

          X-10 由北美航空公司研制設(shè)計(jì)。X-10 機(jī)長20.14 米,機(jī)高4.51 米,翼展為8.56 米。X-10 的機(jī)體設(shè)計(jì)比較有特色,采用下三角翼、雙垂直安定翼和機(jī)鼻鴨翼的布局。X-10安裝有兩臺(tái)威斯汀豪斯J40-WE-1 渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī),其最大速度為2.05 馬赫。此外,可收放起落架和助降傘能使X-10 重復(fù)使用。最初X-10 的飛行由地面無線電控制,后來則開始使用自動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)。X-10是專門為MX-770B/SM-64)“納瓦霍”洲際巡航導(dǎo)彈計(jì)劃而開發(fā)的一種超音速無人駕駛試驗(yàn)飛行器,用來搜集空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)、控制和自動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。


          X-11

          X-11由康維爾公司研制設(shè)計(jì)。X-11長度為29.26 米,直徑為3.66 米。X-11 安裝有一臺(tái)北美XLR43-NA-5 火箭發(fā)動(dòng)機(jī),最大速度高達(dá)10.6 馬赫。X-11是兩級(jí)火箭計(jì)劃的首個(gè)產(chǎn)品,總共制造了8 枚,先后參與了“阿特拉斯”洲際彈道導(dǎo)彈和“水星”載人軌道飛行計(jì)劃。


          X-12

          X-12由康維爾公司研制設(shè)計(jì)。X-12長度為31.40米,直徑為3.65米,其第一級(jí)安裝有四臺(tái)北美XLR-43-NA-5火箭發(fā)動(dòng)機(jī),第二級(jí)則是一臺(tái),最大速度可達(dá)18馬赫。X-12先后制造過5枚。與X-11 一樣,X-12 的任務(wù)也是為“阿特拉斯”洲際彈道導(dǎo)彈的研制工作搜集試驗(yàn)飛行數(shù)據(jù)。同時(shí)X-12 是康維爾公司兩級(jí)火箭計(jì)劃實(shí)施的第二個(gè)產(chǎn)品,用以全面掌握使用洲際彈道技術(shù)。


          X-13

          X-13由瑞恩航空公司設(shè)計(jì)研制。X-13機(jī)長7.13米,機(jī)高4.60米,翼展6.40米。X-13是一種純粹使用噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)來完成垂直起降(VTOL)的試驗(yàn)型飛機(jī),它使用一臺(tái)羅羅公司的“埃文”RA.28-49型渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī),能夠很容易的在垂直與水平飛行狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換。

          X-13 采用無尾三角翼設(shè)計(jì),翼尖和垂尾頂部位置裝有壓縮空氣噴嘴以控制機(jī)體空中飛行姿態(tài)。由于沒有起落架,X-13的機(jī)鼻下方安裝有一個(gè)簡單的吊鉤以鉤住平板車起降臺(tái)上方的橫桿。X-13 中部也有一個(gè)托架,可與起降臺(tái)相連。平時(shí)平板車起降臺(tái)是水平的,X-13 就停放在上面。當(dāng)X-13 即將起飛的時(shí)候,起降臺(tái)就會(huì)升起至垂直位置,隨后X-13 即可垂直起飛。降落時(shí),X-13 飛行員要將吊鉤鉤住橫桿進(jìn)行回收,整個(gè)過程需要極大的耐心和極高的飛行技術(shù)。因而雖然X-13在技術(shù)上是成功的,但在實(shí)用性方面卻是失敗的。


          X-14

             X-14飛機(jī)由貝爾飛機(jī)公司設(shè)計(jì)研制。X-14機(jī)長7.92 米,機(jī)高2.71 米,翼展10.30 米。由于沒有安裝彈射座椅,X-14 的座艙是半開式的,飛行員可在緊急情況下迅速離開駕駛艙。X-14 的機(jī)身和機(jī)翼分別取自兩種不同的飛機(jī),所以它的外形看上去十分怪異。從195411 月首飛開始,唯一的一架X-14 一直使用到了1981 年,它是美國X 系列試驗(yàn)飛行器中“壽命”最長的一個(gè)。


             X-15

          X-15 飛機(jī)由NASA 牽頭,聯(lián)合美國空軍、海軍和北美航空公司共同設(shè)計(jì)研制。X-15 機(jī)長15.30 米,機(jī)高3.53 米,翼展6.79 米,采用中單翼設(shè)計(jì),最初裝備兩臺(tái)XLR-11 火箭發(fā)動(dòng)機(jī)(后改為XLR-99)。X-15 機(jī)身表面覆蓋有一層稱作InconelX 的鎳鉻鐵合金,可抵御高速飛行時(shí)產(chǎn)生的1,200 度高溫。X-15由一架B-52 載機(jī)帶入空中。從載機(jī)上釋放后,X-15 自身攜帶的燃料能飛行80120 秒,余下的10 分鐘左右時(shí)間是無動(dòng)力滑翔。降落時(shí),X-15 機(jī)身前部下方安裝有常規(guī)機(jī)輪,機(jī)身后部則為兩個(gè)著陸滑撬。

          在近十年的時(shí)間里,X-15 先后創(chuàng)造了6.72 馬赫和108,000 米的速度與升限的世界記錄,它的試驗(yàn)飛行幾乎涉及了高超音速研究的所有領(lǐng)域,并為美國后來水星、雙子星、阿波羅有人太空飛行計(jì)劃和航天飛機(jī)的發(fā)展提供了極其珍貴的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。


          X-16

          X-16飛機(jī)由貝爾飛機(jī)公司設(shè)計(jì)研制。X-16 機(jī)翼奇長,其翼展達(dá)到了34.75 米。根據(jù)1953 年美國空軍提出的要求,X-16 升限應(yīng)該能達(dá)到21,000 米左右,航程也應(yīng)在2,800 公里以上,同時(shí)具有亞音速飛行能力。


          X-17

          X-17由洛克希德公司設(shè)計(jì)制造。X-17 長度為12.33 米,最大直徑為0.79 米,總共裝備有四臺(tái)固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。另外,X-17 是首架采用鈍形頭錐設(shè)計(jì)的飛行器。X-17 是一種三級(jí)固體燃料火箭,用來獲取制造再入大氣層運(yùn)載工具所需的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。根據(jù)X-17一系列試飛試驗(yàn)所獲得的寶貴數(shù)據(jù),美國先后研制出了一大批再入大氣層飛行器。


          X-18

          X-18飛機(jī)由美國希勒飛機(jī)公司設(shè)計(jì)研制。X-18 機(jī)長19.20 米,機(jī)高7.49 米,翼展14.63 米。X-18 的機(jī)體是在蔡斯YC-122C 運(yùn)輸機(jī)的基礎(chǔ)上改進(jìn)而來的,安裝的兩臺(tái)艾立森T40-A-14 渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)來自美國海軍的XFY-1/XFV-1 立式起降戰(zhàn)斗機(jī)。X-18 是美國研制的第一種可傾轉(zhuǎn)翼飛機(jī),是后來XC-142 V-22“魚鷹”的“祖先”。


          X-19

          X-19 由美國軍方設(shè)計(jì)研制。最初是寇蒂斯-萊特公司生產(chǎn)的一款小型傾轉(zhuǎn)翼商業(yè)飛機(jī)M-200,后來美國軍方認(rèn)為該機(jī)具有執(zhí)行偵察、運(yùn)輸任務(wù)的潛力,因而決定在它的基礎(chǔ)上研制X-19。四臺(tái)外露螺旋槳由兩臺(tái)萊康明T53-L-1 渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力,前者安裝在翼展為5.21米的機(jī)身頂部短翼上可旋轉(zhuǎn)90 度。


          X-20

          X-20飛機(jī)由波音公司設(shè)計(jì)研制。X-2014.50米,翼展6.22米,采用無尾三角翼布局,頭部呈圓拱形,機(jī)翼后掠72度,翼尖上折充當(dāng)垂直安定面。X-20“代納索”是波音公司為美國空軍設(shè)計(jì)的一種載人航天轟炸機(jī),可以超過5馬赫的高超音速飛行,執(zhí)行偵察、武器投放等軍事任務(wù)。X-20由“大力神”火箭送入地球軌道,可進(jìn)行多圈軌道飛行。從某種意義上說,X-20是后來航天飛機(jī)的“先行者”。后來由于耗資過大和設(shè)計(jì)目標(biāo)不切實(shí)際,X-20項(xiàng)目在只完成一個(gè)全比例模型后就于1963 12 月被取消了。


          X-21

          X-21飛機(jī)由諾斯羅普公司設(shè)計(jì)研制。X-21 機(jī)長10.75 米,機(jī)高7.77 米,翼展28.49 米,其機(jī)翼表面上開有多重狹窄縫隙,可使空氣注入從而誘發(fā)非湍層流的出現(xiàn)。X-21的試驗(yàn)飛行于1963 4 月開始,但其表現(xiàn)卻是不盡如人意。機(jī)翼表面不夠平滑,而且雨水、冰晶、塵土和其它細(xì)小微粒也會(huì)經(jīng)常阻塞縫隙從而影響試驗(yàn)效果。在這種情況下,對X-21 的主翼必須進(jìn)行大改,否則不可能獲得有用的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。但此時(shí)美國空軍的注意力已經(jīng)完全集中到了越南,X-21項(xiàng)目的研究隨即被中止。


          X-22

          X-22飛機(jī)由貝爾飛機(jī)公司設(shè)計(jì)研制。X-22機(jī)長12.03米,機(jī)高6.27米,翼展11.97米。X-22的設(shè)計(jì)比較另類,其前機(jī)身兩側(cè)緊貼著兩臺(tái)通用電氣YT53-GE-8D 軸渦輪發(fā)動(dòng)機(jī),另外兩臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)則安裝在后機(jī)身的一個(gè)橫梁上。X-22同樣是一種傾轉(zhuǎn)翼飛機(jī),它由D2127運(yùn)輸機(jī)改進(jìn)而來。首架X-221966 8月的一次液壓系統(tǒng)故障中完全損毀,因而其后所有的試驗(yàn)飛行任務(wù)全部落在第二架X-22的身上,直到198410月并完成500次以上的飛行任務(wù)。


          X-23

          X-23飛機(jī)由馬丁.瑪麗埃塔公司設(shè)計(jì)研制。X-23 機(jī)長2.01 米,機(jī)高0.88 米,翼展1.22 米。X-23PRIME(也被稱作SV-5D)是用來驗(yàn)證再入大氣層控制翼面和升力體技術(shù)可行性的,它為其后X-24 和航天飛機(jī)的發(fā)展提供了十分有用的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。X-23 阿特拉斯運(yùn)載火箭送入太空,之后返回大氣層。于1966 12 31 日首飛。總共制造了四架X-23,其中三架用于再入大氣層試驗(yàn)。最初的兩架在試驗(yàn)中沒有能夠成功回收,直到第三架才順利完成了再入大氣層的試驗(yàn)。


          X-24

          X-24飛機(jī)由馬丁.瑪麗埃塔公司設(shè)計(jì)制造。X-24機(jī)長7.46 米,機(jī)高3.13 米,翼展4.17 米。在SV-5D(即X-23)原型機(jī)的基礎(chǔ)上,美國空軍研制出了裝備XLR-11 火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的載人升力體飛行器SV-5P,后改稱X-24A,其最初X-24A 的試飛由B-52 載機(jī)(曾作為X-15 的載機(jī))帶入空中,試驗(yàn)完成后打開降落傘并由專門的飛機(jī)進(jìn)行回收。X-24 是一種升力體飛行器,它一半像航天器一半像飛機(jī)。升力體飛行器采用鈍頭錐形體,沒有大多飛機(jī)所具有的主翼等結(jié)構(gòu)。其錐形體上表面的平坦部分在穿過地球大氣層時(shí)能夠產(chǎn)生升力,同時(shí)也能增強(qiáng)啟動(dòng)穩(wěn)定性。升力體飛行器可以飛到太空中承受住再入大氣層時(shí)的氣動(dòng)加熱,也能象普通飛機(jī)一樣在空氣中滑翔并著陸。


          X-25

          X-25飛機(jī)由本森飛機(jī)公司設(shè)計(jì)研制。X-25 長為3.41 米,高2.04 米,旋翼直徑6.61 米。其原型為該公司研制的B-8M,是直升機(jī)與飛機(jī)的混合體,作為一種飛行員緊急逃逸系統(tǒng)來使用。越南戰(zhàn)爭中,彈射出飛機(jī)的飛行員經(jīng)常降落在遠(yuǎn)離美軍救援隊(duì)控制的區(qū)域,因而給救護(hù)帶來了諸多不便。在這種背景下,X-25 旋翼救生裝置便出現(xiàn)了。X-25 主結(jié)構(gòu)采用鋁制材料,其上有一個(gè)飛行員座椅和三個(gè)著陸輪。X-25 的主旋翼是無動(dòng)力的,彈出損毀飛機(jī)后在空氣的推動(dòng)下旋轉(zhuǎn)。另外,X-25 也可在旋翼機(jī)構(gòu)損壞后進(jìn)行滑翔飛行。


          X-26

          X-26A 是由謝維澤公司SGS 2-32 型滑翔機(jī)改進(jìn)而來的,作為美國海軍年輕飛行員的訓(xùn)練用機(jī)。與無動(dòng)力的X-26A不同,X-26B 是有動(dòng)力的,它在越南戰(zhàn)爭中作為叢林作戰(zhàn)時(shí)的偵察平臺(tái)來使用。洛克希德公司在SGS 2-32型滑翔機(jī)上安裝了一臺(tái)O-200A 活塞發(fā)動(dòng)機(jī),就成為了低噪聲的X-26B


          X-27

          X-27由美國空軍在洛克希德公司研制的CL-1200“槍騎兵”戰(zhàn)斗機(jī)(F-104“星”戰(zhàn)斗機(jī)的一種改型)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)研制的。X-27機(jī)長17.16 米,翼展8.77米,裝備一臺(tái)普惠TF30-PW-100發(fā)動(dòng)機(jī)。X-27保留了F-104的機(jī)身,機(jī)翼則變成了上單翼,進(jìn)氣道形狀也改為矩形。X-27后來CL-1200“槍騎兵”在與諾斯羅普F-5E“虎II”戰(zhàn)斗機(jī)的競爭中敗北,X-27 則因?yàn)槿狈ρ兄平?jīng)費(fèi)而被中止,只留下了一架全尺寸模型樣機(jī)。


          X-28

           

          X-28A“魚鷹I”由喬治.佩雷拉飛機(jī)公司設(shè)計(jì)研制。X-28A 機(jī)長5.24 米,機(jī)高1.58 米,翼展7.01 米,總重量只有410 千克。X-28A 的動(dòng)力系統(tǒng)為一臺(tái)大陸C90-12 四缸風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī),最大速度為220 公里/小時(shí),是一種超輕型水上飛機(jī)。由于其造價(jià)十分低廉美國海軍對它產(chǎn)生了興趣,希望能將其改造成為一種可以執(zhí)行海岸巡邏任務(wù)的水上飛機(jī)。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(jī)后就銷聲匿跡了,其飛行試驗(yàn)時(shí)間也只是從1970 8 月持續(xù)到197110 月。


           X-29

          1984年沉寂了多年的X系列試驗(yàn)飛行器計(jì)劃終于迎來了轉(zhuǎn)機(jī),X-29A前掠翼試驗(yàn)機(jī)的首飛成功重新拉響了美國向未知航空航天領(lǐng)域前進(jìn)的號(hào)角。僅在上個(gè)世紀(jì)九十年代的十年間,就先后有14X型試驗(yàn)飛行器投入研制,X系列試驗(yàn)飛行器計(jì)劃的第二個(gè)黃金發(fā)展時(shí)期來到了。


          1977年,DARPA(美國國防高級(jí)研究計(jì)劃局)和美國空軍飛行動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)室(現(xiàn)萊特實(shí)驗(yàn)室)開始聯(lián)合研制一種前掠翼試驗(yàn)機(jī),并將其命名為X-29A。X-29A機(jī)長16.44米,機(jī)高4.36米,翼展8.29米,安裝有一臺(tái)通用電氣的F404-GE-400 渦扇噴氣發(fā)動(dòng)機(jī),其最大推力為7,260千克。采用全動(dòng)式鴨翼、前掠機(jī)翼、后機(jī)身邊條布局,機(jī)翼內(nèi)半翼后掠,外半翼前掠,兩半翼交匯處的不利氣流由鴨翼產(chǎn)生的脫體渦卷走,使機(jī)翼有較好的升力特性,機(jī)翼采用鋁合金和鈦金屬結(jié)構(gòu),石墨環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的蒙皮。X-29A的飛行控制系統(tǒng)可以極大的減小由前掠翼設(shè)計(jì)帶來的飛行不穩(wěn)定性,其控制計(jì)算機(jī)可以40/秒的頻率對各個(gè)飛行控制面進(jìn)行調(diào)整。另外,三臺(tái)數(shù)字控制計(jì)算機(jī)還具有備份功能,即一臺(tái)計(jì)算機(jī)出現(xiàn)問題后其余兩臺(tái)可以及時(shí)接替其工作。


          X-30


          X-30是由美國國防部和NASA 共同組織研制的一種雙座高超音速研究機(jī),同時(shí)也是由DARPA 提出的國家空天飛機(jī)(NASP)計(jì)劃的原型機(jī)。X-30實(shí)際上是一種能水平起降單級(jí)入軌、高超音速的航天飛機(jī),采用尖頭狹身機(jī)體大后掠三角翼單垂尾布局,以減少高速飛行時(shí)的阻力。X-30的機(jī)身從前到后為頭錐、兩人駕駛艙、電子設(shè)備艙、燃料艙,在機(jī)體腹部的動(dòng)力裝置由渦輪沖壓/超音速燃燒沖壓/入軌和再入大氣火箭發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)成,機(jī)體主要使用鈦基復(fù)合材料,表面高熱部分用帶有內(nèi)部冷卻系統(tǒng)的防熱材料敷設(shè)。由于其研制難度太大和研制費(fèi)用過高,X-30項(xiàng)目僅僅只是停留在縮比模型研究階段,并在199411月被取消,因而沒有建造任何全尺寸實(shí)體樣機(jī)。


           X-31

          X-31增強(qiáng)戰(zhàn)斗機(jī)機(jī)動(dòng)性(EFM)項(xiàng)目由波音公司與歐洲航空防務(wù)航天公司聯(lián)合開展研究,它是X系列試驗(yàn)飛行器中第一個(gè)國際合作項(xiàng)目。X-31機(jī)長14.85米,機(jī)高4.45米,翼展7.28米,采用鴨式前翼、機(jī)腹進(jìn)氣、雙三角機(jī)翼、單垂尾、無平尾布局,并帶有翼根前邊條。其機(jī)翼采用鋁合金翼梁和翼肋、碳纖維復(fù)合材料蒙皮,機(jī)身結(jié)構(gòu)大部分為鋁合金材料。動(dòng)力系統(tǒng)與X-29A一樣,都是通用電氣的F404-GE-400渦扇噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)。其發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴口處安裝有三片推力導(dǎo)向片(可作正負(fù)10度的偏轉(zhuǎn),并能長時(shí)間承受最高1,500度的高溫),可使飛機(jī)在上下或左右方向上的控制更加自如。X-31采用數(shù)字飛行控制系統(tǒng),其中三臺(tái)同步主計(jì)算機(jī)控制飛機(jī)飛行控制面的工作,余下一臺(tái)計(jì)算機(jī)則在前面三臺(tái)計(jì)算機(jī)出現(xiàn)沖突時(shí)充當(dāng)連接斷路器的角色,但這四臺(tái)計(jì)算機(jī)都不具有與X-29A 類似的備份功能。



          X-32

          X-32 是波音公司為了獲得美國軍方JSF聯(lián)合攻擊戰(zhàn)斗機(jī)項(xiàng)目而推出的樣機(jī),機(jī)長14.33米,機(jī)高3.96米,翼展10.97米(CTOL 型)。X-32外形比較奇特,由于它有一對聯(lián)接在發(fā)動(dòng)機(jī)后部的可轉(zhuǎn)向的噴氣升力噴管,因而發(fā)動(dòng)機(jī)必須安裝在飛機(jī)前部。X-32采用很厚的整體式機(jī)翼,可承載大部分的結(jié)構(gòu)載荷,并能裝載近9噸燃油。機(jī)頭下方有一個(gè)縫式進(jìn)氣口,每秒可吸入180千克的空氣,供一臺(tái)普惠F119--SE614渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)使用。從總體上看,X-32使用了大量先進(jìn)技術(shù),因而其技術(shù)實(shí)現(xiàn)難度也較大。在與X-35的競爭中,“前衛(wèi)”的X-32敗下陣來從而也失去了美國軍方21世紀(jì)最大一筆軍機(jī)采用訂單。



          X-33

          X-33 由洛克希德.馬丁公司著名的“臭鼬工程隊(duì)”研制,它是無人駕駛單級(jí)入軌可重復(fù)使用航天運(yùn)載飛行器“冒險(xiǎn)星”的1/2比例的原型機(jī),機(jī)長20.29米,機(jī)高5.88米,翼展22.06米。X-33 采用垂直起飛方式,亞軌道飛行,能在飛行跑道上著陸。X-33的動(dòng)力采用一臺(tái)波音公司特別開發(fā)的J2S 火箭發(fā)動(dòng)機(jī),其余部件也是包含了諸多高科技元素。20013月,同樣由于存在諸多難以突破的技術(shù)難關(guān)(如線性氣塞式發(fā)動(dòng)機(jī)),NASA取消了已經(jīng)耗資了13億美元的X-33 項(xiàng)目。


           X-34

          X-34也是一種蘊(yùn)涵了許多最頂尖科技的無人駕駛可重復(fù)使用低成本航天運(yùn)載飛行器,機(jī)長為17.76米,機(jī)高3.50米,翼展8.44,主要任務(wù)是驗(yàn)證大幅度降低航天運(yùn)載成本技術(shù)的可行性。雖然其目標(biāo)很誘人,但X-34仍然由于其技術(shù)太超前和項(xiàng)目超支于20013月被取消。


          X-35

          X-35A/B/C是洛克希德.馬丁公司為參加美國軍方JSF 戰(zhàn)斗機(jī)項(xiàng)目競標(biāo)而研制,機(jī)長17.34米,機(jī)高4.41米,翼展10.05米,采用一臺(tái)普惠F119-SE611發(fā)動(dòng)機(jī),并采用升力風(fēng)扇系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)垂直飛行。相較于X-32來說,X-35 的設(shè)計(jì)更加務(wù)實(shí),采用的大多數(shù)都是已經(jīng)很成熟的技術(shù)。所以從外形上看,X-35更象是一架常規(guī)設(shè)計(jì)的戰(zhàn)斗機(jī)。在試飛試驗(yàn)中,X-35成為了第一架突破馬赫1 的垂直起降飛機(jī)。由于贏得了JSF的訂單,X-35將成為21世紀(jì)初生產(chǎn)數(shù)量最大的一種戰(zhàn)斗機(jī),服役后更名為F-35


          X-36


          NASA 和波音公司(原麥道公司)聯(lián)合研制的X-36是一種遙控?zé)o尾技術(shù)驗(yàn)證機(jī),機(jī)長5.55米,翼展3.175米,機(jī)高0.95米,空重494千克,最大起飛重量576千克,最大速度為450公里/小時(shí)。X-36采用翼身融合設(shè)計(jì)鴨式布局構(gòu)型,沒有大多數(shù)傳統(tǒng)飛機(jī)上的垂直尾翼和水平尾翼結(jié)構(gòu),采用一臺(tái)威廉姆斯國際F112渦扇發(fā)動(dòng)機(jī),其最大推力為320千克,結(jié)構(gòu)主要采用鋁合金與石墨復(fù)合材料蒙皮,機(jī)翼前緣與后院都具有40度的后掠角。由于是無尾設(shè)計(jì),X-36的雷達(dá)反射面積有了大幅度的減小,但卻給飛機(jī)的飛行敏捷性和高升力特征產(chǎn)生不利的影響。因而X-36采用了分裂式副翼和推力矢量裝置進(jìn)行方向操縱,另外還使用了一種非常先進(jìn)的單通道數(shù)字飛行控制系統(tǒng)來使飛機(jī)飛行時(shí)保持穩(wěn)定。


          X-37
          X-37由波音公司的“鬼怪工程隊(duì)”研制完成,機(jī)長8.38米,機(jī)高2.74米,翼展4.57,它不僅可以進(jìn)行軌道飛行也可做再入地球軌道飛行X-37 機(jī)身為全復(fù)合材料,采用一臺(tái)AR2-3火箭發(fā)動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力。設(shè)計(jì)中的X-37能在軌道連續(xù)運(yùn)行21天,返回地球后能在常規(guī)飛機(jī)跑道上著陸。


          X-38

          X-38
          是一種太空站成員返回飛行器(CRV)原型機(jī),作為宇航員緊急逃逸裝置使用。機(jī)長7.31米,機(jī)高2.22米,翼展3.81 米,其外形借鑒了早期美國空軍X-24A 等升力體的設(shè)計(jì),同樣是標(biāo)志性的鈍頭錐無主翼形體。X-38外殼采用了大量的復(fù)合材料如玻璃纖維和碳纖維環(huán)氧樹脂等,并在受力點(diǎn)上使用鋼材料和鋁材料進(jìn)行加固。此外,為了抵御返回大氣層時(shí)的高溫,外殼上還覆蓋有一層特殊的熱防護(hù)層(TPS)。除了使用降落傘實(shí)施降落以外,X-38機(jī)體底部還安裝有和X-15 類似的滑撬降落裝置。X-38使用慣性導(dǎo)航和GPS定位系統(tǒng),并由自動(dòng)飛行控制系統(tǒng)駕駛,按預(yù)先指定好的著陸路線飛行。


           X-39

          X-39 至今仍然沒有被公開命名,但卻早已預(yù)留給美國空軍研究實(shí)驗(yàn)室。據(jù)外界猜測,X-39即是該實(shí)驗(yàn)室研制正在進(jìn)行未來戰(zhàn)斗機(jī)技術(shù)提升(FATE)項(xiàng)目的驗(yàn)證機(jī)代號(hào)。FATE項(xiàng)目將會(huì)為戰(zhàn)斗機(jī)設(shè)計(jì)帶來新一輪的技術(shù)革新浪潮,它將使未來美國空軍獲得一種真正意義上的空天飛機(jī)。FATE項(xiàng)目的關(guān)鍵技術(shù)包括:低可探測系統(tǒng)、主動(dòng)空氣彈性變形機(jī)翼、復(fù)合材料機(jī)體、自適應(yīng)飛行控制系統(tǒng)等。


           X-40

           X-40A 是波音公司在上個(gè)世紀(jì)90年代中期研制一種無人航天飛行器長6.7米,高2.19米,翼展3.50米,重1.13噸,機(jī)身采用碳纖維環(huán)氧樹脂和鋁制造,將依靠運(yùn)載火箭發(fā)射升空。因?yàn)?span lang="EN-US">X-40A 體積較小,它最長以在軌道中運(yùn)行1 年時(shí)間。X-40的發(fā)射準(zhǔn)備時(shí)間只要數(shù)天,而目前的太空船和不可回收火箭的發(fā)射都需要進(jìn)行數(shù)周的準(zhǔn)備。一旦進(jìn)入軌道,X-40就能馬上開始工作。任務(wù)完成后,X-40依靠全球定位系統(tǒng)GPS返回大氣層,再通過自動(dòng)著陸系統(tǒng)安全降落在地面跑道上。X-40A 是無動(dòng)力的,據(jù)稱另外一種具有動(dòng)力的X-40B也在秘密研制中。
           

           X-43

            


             199411月,美國政府取消了NASA耗資龐大的國家空天飛機(jī)(NASP)項(xiàng)目,X-30試驗(yàn)機(jī)也隨即下馬。為了順應(yīng)“更好、更快、更廉價(jià)”的航空航天戰(zhàn)略,美國高超音速試驗(yàn)計(jì)劃(Hyper-X)計(jì)劃應(yīng)運(yùn)而生,其中X-43就是其研究核心。

          X-43A 試驗(yàn)飛機(jī)擁有先進(jìn)的扁平小巧的機(jī)身,機(jī)身長3.6米,翼展1.5米,重量約為1噸。由于X-43A采用的是高超音速?zèng)_壓發(fā)動(dòng)機(jī),其燃料為飛機(jī)上攜帶的液態(tài)氫,助燃劑(氧化劑)為空氣中的氧,因而需要借助B-52載機(jī)和助推火箭飛入空中。



          X-44


          X-44是由NASA和美國空軍聯(lián)合提出的,其名稱為“多軸無尾飛機(jī)”(MANTA)。X-44將用一架F-22原型機(jī)改裝,將其水平尾翼和垂直尾翼拆除,機(jī)翼換成三角翼,即取消所有的氣動(dòng)控制面,只使用多軸推力矢量系統(tǒng)來提供所有的飛行控制。X-44將于2006年開始試飛,有可能作為洛克希德.馬丁公司提出的FB-22戰(zhàn)斗轟炸機(jī)的試驗(yàn)平臺(tái)使用。X-44是由NASA和美國空軍聯(lián)合提出的,其名稱為“多軸無尾飛機(jī)”(MANTA)。X-44將用一架F-22原型機(jī)改裝,將其水平尾翼和垂直尾翼拆除,機(jī)翼換成三角翼,即取消所有的氣動(dòng)控制面,只使用多軸推力矢量系統(tǒng)來提供所有的飛行控制。X-44將于2006年開始試飛,有可能作為洛克希德.馬丁公司提出的FB-22戰(zhàn)斗轟炸機(jī)的試驗(yàn)平臺(tái)使用。


          X-45


          X-45
          DARPA和美國空軍聯(lián)合提出的一項(xiàng)先期概念演示計(jì)劃,機(jī)長8.08米,翼展為14.6米,其主要任務(wù)是用來驗(yàn)證無人作戰(zhàn)飛機(jī)(UCAV)的技術(shù)可行性,以更快、更高效的應(yīng)付21世紀(jì)的全球突發(fā)性事件。X-45無人作戰(zhàn)飛機(jī)具有低探測、維護(hù)方便、執(zhí)行任務(wù)費(fèi)效比高等諸多優(yōu)點(diǎn),預(yù)計(jì)首批12X-452008 年具備初始作戰(zhàn)能力。



          X-46

           
            X-46A 是波音公司為美國海軍研制的海軍型無人作戰(zhàn)飛機(jī)(UCAV-N),它將與諾斯羅普.格魯門公司的X-47A爭奪美國海軍的這項(xiàng)合同。X-46將用來驗(yàn)證無人機(jī)是否能在航空母艦上進(jìn)行起降,并完成監(jiān)視、壓制敵防空和縱深攻擊任務(wù)。X-46AX-45A很相似,大約10.4米長,翼展13.4米,可攜帶1,200千克重的武器彈藥,航程要求達(dá)到1,200 千米,續(xù)航時(shí)間要求達(dá)到12小時(shí)。

           X-47

            
             X-47是諾斯羅普.格魯門公司研制的一種無人作戰(zhàn)飛機(jī),目前其型號(hào)X-47AX-47B。X-47采用了類似風(fēng)箏的氣動(dòng)布局,其外形更接近于進(jìn)行秘密行動(dòng)任務(wù)的飛機(jī)的理想外形。機(jī)翼前緣后掠角55度,后緣前掠角35度,采用單發(fā)動(dòng)機(jī)布局,發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣口位于機(jī)身上方前部。X-47A的設(shè)計(jì)特點(diǎn)是有6個(gè)操縱表面,2個(gè)升降副翼和4個(gè)“嵌入面”?!扒度朊妗笔且环N小型的可收式控制表面,用以代替分段方向舵,提供方向安定性。兩個(gè)位于機(jī)翼上部,其余兩個(gè)在機(jī)翼下部的對應(yīng)位置。與機(jī)翼后緣采用的分段方向舵相比,“嵌入面”具有較小的雷達(dá)反射截面積。2004223日,X-47A成功完成了歷時(shí)12分鐘的首次試飛。


            X-48

            
          X-48是一種采用由波音公司“鬼怪工程隊(duì)”開發(fā)的“混合機(jī)翼機(jī)體”(BWB)技術(shù)的驗(yàn)證機(jī),這種長為10.7米、重為670千克的飛行器目前正在NASA 的蘭利研究中心建造。BWB技術(shù)將使飛行器相比于目前常規(guī)飛行器具有更好的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、更遠(yuǎn)的航程和更便宜的飛行成本,它在軍事和民用領(lǐng)域的應(yīng)用潛力十分巨大。比如使用BWB 技術(shù)的新型加油機(jī)將能有更大的空間來裝備3具硬管和2具軟管輸油系統(tǒng),并能實(shí)現(xiàn)加油過程的全自動(dòng)化。由于這種加油機(jī)的儲(chǔ)油將儲(chǔ)存在機(jī)翼油箱中,所以它的機(jī)艙中還能最多載運(yùn)23個(gè)貨柜和40名全副武裝的士兵。

           X-50

            
            X-50A“蜻蜓”是波音公司研制的一種使用“前翼/旋翼”技術(shù)(CRW)的垂直起降試驗(yàn)機(jī),它在起飛時(shí)就象普通直升飛機(jī)一樣使用頂部旋翼,而在高速巡航時(shí)(最高時(shí)速可達(dá)700 公里/小時(shí))則將頂部旋翼鎖定變成固定翼飛機(jī)。X-50A機(jī)長5.39米,機(jī)高1.98米,頂部旋翼直徑3.6米,機(jī)鼻前翼翼展為2.71米,重量為662千克。X-50A可以在沒有任何機(jī)場輔助設(shè)施的地方起降,如海濱地區(qū)、城市中心等,其最終研制目標(biāo)是成為一種由有人機(jī)控制的無人駕駛垂直起降飛機(jī)。2003123日,X-50A在研究人員的遙控下進(jìn)行了首次懸停飛行試驗(yàn),在空中停留了80多秒鐘并上升到距離地面12英尺的空中。



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