【航空小知识】第一百九十九期:美国X系列飞机图鉴(二)

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1984年沉寂了多年的X系列试验飞行器计划终于迎来了转机,X-29A前掠翼试验机的首飞成功重新拉响了美国向未知航空航天领域前进的号角。仅在上个世纪九十年代的十年间,就先后有14种X型试验飞行器投入研制,X系列试验飞行器计划的第二个黄金发展时期来到了。


X-30
X-30是由美国国防部和NASA 共同组织研制的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(NASP)计划的原型机。X-30实际上是一种能水平起降单级入轨、高超音速的航天飞机,采用尖头狭身机体大后掠三角翼单垂尾布局,以减少高速飞行时的阻力。X-30的机身从前到后为头锥、两人驾驶舱、电子设备舱、燃料舱,在机体腹部的动力装置由涡轮冲压/超音速燃烧冲压/入轨和再入大气火箭发动机构成,机体主要使用钛基复合材料,表面高热部分用带有内部冷却系统的防热材料敷设。由于其研制难度太大和研制费用过高,X-30项目仅仅只是停留在缩比模型研究阶段,并在1994年11月被取消,因而没有建造任何全尺寸实体样机。

X-32
X-32 是波音公司为了获得美国军方JSF 联合攻击战斗机项目而推出的样机,机长14.33米,机高3.96米,翼展10.97米(CTOL 型)。X-32外形比较奇特,由于它有一对联接在发动机后部的可转向的喷气升力喷管,因而发动机必须安装在飞机前部。X-32采用很厚的整体式机翼,可承载大部分的结构载荷,并能装载近9吨燃油。机头下方有一个缝式进气口,每秒可吸入180千克的空气,供一台普惠F119--SE614涡轮风扇发动机使用。从总体上看,X-32 使用了大量先进技术,因而其技术实现难度也较大。在与X-35的竞争中,“前卫”的X-32败下阵来从而也失去了美国军方21世纪最大一笔军机采用订单。
X-33
X-33 由洛克希德.马丁公司著名的“臭鼬工程队”研制,它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。X-33 采用垂直起飞方式,亚轨道飞行,能在飞行跑道上着陆。X-33的动力采用一台波音公司特别开发的J2S 火箭发动机,其余部件也是包含了诸多高科技元素。2001年3月,同样由于存在诸多难以突破的技术难关(如线性气塞式发动机),NASA取消了已经耗资了13亿美元的X-33 项目。
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,机长为17.76米,机高3.50米,翼展8.44米,主要任务是验证大幅度降低航天运载成本技术的可行性。虽然其目标很诱人,但X-34仍然由于其技术太超前和项目超支于2001年3月被取消。
X-35
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,机长17.34米,机高4.41米,翼展10.05米,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。相较于X-32来说,X-35 的设计更加务实,采用的大多数都是已经很成熟的技术。所以从外形上看,X-35更象是一架常规设计的战斗机。在试飞试验中,X-35成为了第一架突破马赫1 的垂直起降飞机。由于赢得了JSF的订单,X-35将成为21 世纪初生产数量最大的一种战斗机,服役后更名为F-35。

X-36
由NASA 和波音公司(原麦道公司)联合研制的X-36是一种遥控无尾技术验证机,机长5.55米,翼展3.175米,机高0.95米,空重494千克,最大起飞重量576千克,最大速度为450公里/小时。X-36采用翼身融合设计鸭式布局构型,没有大多数传统飞机上的垂直尾翼和水平尾翼结构,采用一台威廉姆斯国际F112涡扇发动机,其最大推力为320千克,结构主要采用铝合金与石墨复合材料蒙皮,机翼前缘与后院都具有40度的后掠角。由于是无尾设计,X-36的雷达反射面积有了大幅度的减小,但却给飞机的飞行敏捷性和高升力特征产生不利的影响。因而X-36采用了分裂式副翼和推力矢量装置进行方向操纵,另外还使用了一种非常先进的单通道数字飞行控制系统来使飞机飞行时保持稳定。
X-37
X-37由波音公司的“鬼怪工程队”研制完成,机长8.38米,机高2.74米,翼展4.57米,它不仅可以进行轨道飞行也可做再入地球轨道飞行X-37 机身为全复合材料,采用一台AR2-3火箭发动机作为动力。设计中的X-37能在轨道连续运行21天,返回地球后能在常规飞机跑道上着陆。
X-38
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。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。X-38外壳采用了大量的复合材料如玻璃纤维和碳纤维环氧树脂等,并在受力点上使用钢材料和铝材料进行加固。此外,为了抵御返回大气层时的高温,外壳上还覆盖有一层特殊的热防护层(TPS)。除了使用降落伞实施降落以外,X-38机体底部还安装有和X-15 类似的滑撬降落装置。X-38使用惯性导航和GPS定位系统,并由自动飞行控制系统驾驶,按预先指定好的着陆路线飞行。
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。FATE
项目将会为战斗机设计带来新一轮的技术革新浪潮,它将使未来美国空军获得一种真正意义上的空天飞机。FATE
项目的关键技术包括:低可探测系统、主动空气弹性变形机翼、复合材料机体、自适应飞行控制系统等。
X-40A 是波音公司在上个世纪90 年代中期研制一种无人航天飞行器长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。因为X-40A 体积较小,它最长以在轨道中运行1 年时间。X-40的发射准备时间只要数天,而目前的太空船和不可回收火箭的发射都需要进行数周的准备。一旦进入轨道,X-40就能马上开始工作。任务完成后,X-40依靠全球定位系统GPS返回大气层,再通过自动着陆系统安全降落在地面跑道上。X-40A 是无动力的,据称另外一种具有动力的X-40B也在秘密研制中。
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