X档案:从X-24到X-50 美国X系列试验飞行器[46P]

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为了探索航空航天的未知领域,美国人开始研究X系列试验飞行器。1945年初,世界上第一架火箭动力试验机XS-1(后来命名为X-1)在美国军方的资助下首飞成功。随后,X-3、X-4、X-5等一大批试验飞行器相继飞上了蓝天。随后近三十年,以X冠名的试验飞行器几乎每年研制一种。

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X-24是一种升力体飞行器,它一半像航天器一半像飞机。在X-23原型机的基础上,美国空军研制出装备XLR-11火箭发动机的载人升力体飞行器SV-5P,后改称X-24A,其机长7.46米,机高3.13米,翼展4.17米。图为X-24A。

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最初X-24A的试飞由B-52载机(曾作为X-15的载机)带入空中,试验完成后打开降落伞并由专门的飞机进行回收。后来,美国空军放弃了这种难度颇大的回收方式,改用水平着陆。图为X-24A三视图。

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1971年,X-24A开始进行大的改造,随之其代号也变为X-24B。X-24B已经成为了一种三角翼流线型升力体飞行器,其机长和翼展也增大至11.43米和5.82米。图为X-24B。

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1975年8月5日,X-24B在B-52的挂载下升空。离开载机后,X-24B打开火箭发动机迅速爬升到18.3公里的高度,并顺利完成无动力着陆动作。试验表明,研制一种像普通飞机一样在飞机跑道上着陆的再入飞行器在技术上是可行的。图为X-24B三视图。

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X-25旋翼机是直升机与飞机的混合体,作为一种飞行员紧急逃逸系统来使用,设计巧妙,但与战斗机结合困难,故项目结束。图为X-25。

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X-25的原型为本森飞机公司研制的B-8M。图为B-8M。

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X-26A是由谢维泽公司SGS 2-32型滑翔机改进而来的,作为美国海军年轻飞行员的训练用机。图为X-26A。

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洛克希德公司在SGS 2-32型滑翔机上安装了一台O-200A活塞发动机,就成为了低噪声的X-26B。图为X-26B。

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洛克希德公司研制的CL-1200“枪骑兵”战斗机是 F-104“星”战斗机的一种改型,它是为打开国际市场而研制的。美国空军决定购买一架“枪骑兵”进行飞行验证,从而赋予其X-27的代号。图为X-27。

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X-28A“鱼鹰 I”是乔治.佩雷拉飞机公司研制的一种超轻型水上飞机,造价低廉,美国海军希望能将其改造成为一种可以执行海岸巡逻任务的水上飞机,寿命短,很快就销声匿迹。图为X-28A。

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X-29A同样是 X 系列试验飞行器中十分重要的一员,用于试验前掠翼技术以及为达到下一代战斗机所要求的高机动性、轻重量、低成本、高效率而应用的其它先进技术。图为X-29A。

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X-29A机长16.44米,机高4.36米,翼展8.29米,采用全动式鸭翼、前掠机翼、后机身边条布局,机翼内半翼后掠,外半翼前掠,两半翼交汇处的不利气流由鸭翼产生的脱体涡卷走,使机翼有较好的升力特性。图为X-29A三视图。

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X-30是一种双座高超音速研究机,同时也是由DARPA提出的国家空天飞机。由于研制难度太大和研制费用过高,X-30项目只停留在缩比模型研究阶段,没有建造任何全尺寸实体样机。图为X-30的想象图。

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第四部分:X-31——X-40。

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X-31增强战斗机机动性项目由波音公司与欧洲航空防务航天公司联合开展研究,它是X系列试验飞行器中第一个国际合作项目。图为X-31。

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X-31机长14.85米,机高4.45米,翼展7.28米,采用鸭式前翼、机腹进气、双三角机翼、单垂尾、无平尾布局,并带有翼根前边条。图为X-31着陆时打开了后向边条。

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X-31主要用来验证推力矢量技术与高级飞控系统配合的实用性,即用推力矢量技术和可控前翼完成常规飞机无法实现的大迎角机动飞行。图为X-31控制翼面示意图。

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战斗机的原型机是不能进入X系列试验飞行器计划的,但鉴于X-32和X-35在设计中都将尝试一种新颖的而且风险极大的“短距起飞和垂直降落”技术,所以破例为它们都赋予了“X”的编号。图为X-32。

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X-33是无人驾驶单级入轨可重复使用航天运载飞行器“冒险星”的1/2比例的原型机,机长20.29米,机高5.88米,翼展22.06米。图为X-33想象图。

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X-34也是一种蕴涵了许多最顶尖科技的无人驾驶可重复使用低成本航天运载飞行器,主要任务是验证大幅度降低航天运载成本技术的可行性。X-34机长为17.76米,机高3.50米,翼展8.44。图为X-34。

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X-35A/B/C是洛克希德.马丁公司为参加美国军方JSF战斗机项目竞标而研制,采用一台普惠F119-SE611发动机,并采用升力风扇系统来实现垂直飞行。X-35A机长17.34米,机高4.41米,翼展10.05米。图为X-35。

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X-36是一种遥控无尾技术验证机,用来研究战斗机隐身设计与飞行敏捷性的配合,及其对其它性能的影响。其采用翼身融合设计鸭式布局构型。图为X-36。

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X-36采用遥控控制系统,机鼻处安装有一台微型摄影机和一个微型话筒,这样飞行控制人员在地面虚拟座舱中通过它们所获取的飞行信息对X-36进行遥控飞行。图为X-36三视图。

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X-37无人可重复使用航天飞行器不仅可以进行轨道飞行也可做再入地球轨道飞行,可由载人航天飞机带入轨道,作为第二载荷运载体以节省飞行费用。设计的X-37能在轨道连续运行21天,在常规飞机跑道上着陆。图为X-37飞行想象图。

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X-38是一种太空站成员返回飞行器(CRV)原型机,作为宇航员紧急逃逸装置使用。图为X-38。

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X-38的大气层飞行试验先由NASA的B-52载机挂于翼下带入空中,并在25,000英尺至45,000英尺空域间释放,以验证其飞行控制能力以及着陆降落伞的等功能。图为刚从NB-52B载机上脱离的X-38。

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图中从左至右依次是X-31、F-15ACTIVE、SR-71、F-106、F-16XL、X-38、无线电控制载机和X-36。

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X-38 机长 7.31 米,机高 2.22 米,翼展 3.81 米,其外形借鉴了早期美国空军 X-24A 等升力体的设计,同样是标志性的钝头锥无主翼形体。图为X-38三视图。

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X-39至今仍然没有被公开命名,但却早已预留给美国空军研究实验室。据外界猜测,X-39即是该实验室研制正在进行未来战斗机技术提升(FATE)项目的验证机代号。图为X-39想象图。

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X-40A是一种无人航天飞行器,最早是作为美国空军航天机动飞行器(SMV)项目的90%缩尺比例原型机,但实际上基本是作为X-37的亚音速空气动力验证机来使用。图为飞行试验中的X-40A。

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X-40A长6.7米,高2.19米,翼展3.50米,重1.13吨,机身采用碳纤维环氧树脂和铝制造,将依靠运载火箭发射升空,任务完成后,依靠全球定位系统GPS返回大气层。图为地面测试中的X-40A。

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第五部分:X-41——X-50。X-41通用航空飞行器(CAV)是一种机动性再入可回收试验飞行器,可携带各种类别的太空载荷,沿亚轨道飞行,再入大气层时在大气层将所携载荷放出。X-42则是一种一次性液体推进火箭的试验段,可将900~1,800千克的载荷送入轨道。由于X-41和X-42同属于美国军方高度保密项目,所以关于它们的详细情况很少。

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X-43是美国高超音速试验计划(Hyper-X)计划的研究核心。X-43计划有4个型号即X-43A、X-43B、X-43C和X-43D,其设计速度目标为马赫7至马赫10。图为X-43A想象图。

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X-43A与X-30仅在外形上十分相似,而且发动机方案也都是采用机身一体化的超音速燃烧冲压发动机。图为X-43A从助推火箭上分离的想象图。

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X-43A采用的是高超音速冲压发动机,其燃料为飞机上携带的液态氢,助燃剂(氧化剂)为空气中的氧,因而需要借助B-52载机和助推火箭飞入空中。图为携载X-43A的助推火箭与载机B-52脱离。

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图为助推火箭发动机点火。

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X-43A的前机体设计成能产生激波的形状,以对进入超音速燃烧冲压发动机进气道(安装在机体下方)的空气进行压缩。X-43A 试验飞机拥有先进的扁平小巧的机身,机身长3.6米,翼展1.5米,重量约为1吨。图为X-43A三视图。

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X-44名称为“多轴无尾飞机”,将用一架F-22原型机改装,将其水平尾翼和垂直尾翼拆除,机翼换成三角翼,即取消所有的气动控制面,只使用多轴推力矢量系统来提供所有的飞行控制。图为X-44想象图。

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X-45是DARPA和美国空军联合提出的一项先期概念演示计划,其主要任务是用来验证无人作战飞机(UCAV)的技术可行性,以更快、更高效的应付21世纪的全球突发性事件。图为X-45A。

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X-45A机身内部有两个武器弹舱,其中一个携带试验设备,另一个则挂载一枚450千克中的JDAM炸弹或者6枚113千克炸弹。图为第一次进行投掷制导炸弹试验的X-45A。

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X-46A是波音公司为美国海军研制的海军型无人作战飞机(UCAV-N),将用来验证无人机是否能在航空母舰上进行起降,并完成监视、压制敌防空和纵深攻击任务,与X-45A很相似。图为X-46想象图。

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X-47是诺斯罗普.格鲁门公司研制的一种无人作战飞机,目前其型号有X-47A和X-47B。X-47A的设计特点是有6个操纵表面,2个升降副翼和4个“嵌入面”。X-47B具有极佳的隐身性能和战场生存能力,可以携带各种传感设备和内部武器装备载荷,并能进行空中加油。。图为X-47B。

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X-48是一种采用由波音公司“鬼怪工程队”开发的“混合机翼机体”(BWB)技术的验证机。图为BWB技术飞机为X-45机队加油的想象图。

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直到现在,DARPA也没有将 X-49 的研制代号指定给任何一个具体的试验飞行器。波音公司研制的 X-50A“蜻蜓”是一种使用“前翼/旋翼”技术的垂直起降试验机,它在起飞时就象普通直升飞机一样使用顶部旋翼,而在高速巡航时(最高时速可达700公里/小时)则将顶部旋翼锁定变成固定翼飞机。图为X-50A。

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X-50A可以在没有任何机场辅助设施的地方起降。2003年12月3日,X-50A在研究人员的遥控下进行了首次悬停飞行试验,在空中停留了80多秒钟并上升到距离地面12英尺的空中。图为悬停状态的X-50A。(完)


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