F22的奇异祖先-美国空军X系列试验机
导读：美国的超级航空大国的建立实在半个世纪以来不停的进行各种飞行试验的基础上的，为此目的建造了形形***的试验飞机，它们就是现在领先全球的F22F35的真正祖先，现在我们就总结下美国X系列试验机型。
美国的超级航空大国的建立实在半个世纪以来不停的进行各种飞行试验的基础上的，为此目的建造了形形***的试验飞机，它们就是现在领先全球的F22F35的真正祖先，现在我们就总结下美国X系列试验机型。贝尔x-2角色：试验机国家：美国 制造商：贝尔航空 首飞： 退役： 主要用户：美国空军 美国国家航空咨询委员会(NACA)
该机型被用来研究飞机在2-3马赫速度下飞行的表现。贝尔X-2被建造用来获取超出X-1和D-558二型极限的飞行数据。研究被称为“热障”的空气动力加热现象。由于空气动力设计的高要求和耐高温材料的使用，X-2的研发周期较长。它不仅使载人飞行器的速度、高度和温度记录再次刷新，同时它还是可调油门火箭发动机和数字飞行模拟的先驱。提供足够的稳定性和操控性是在高超音速下研究者面临的主要问题之一。同时还有“热障"问题，即由空气摩擦导致的剧烈热效应。X-2主要材料为不锈钢和铜镍合金。配备两具XLR25火箭发动机，提供2,500至15,000lbf（11-67kN）的推力。日，由一架改装过的B-50轰炸机搭载，贝尔试飞员简齐格尔在爱德华兹空军基地完成了首次无动力滑翔飞行。日，测试二号机在一次检查飞机液氧系统的受控飞行中发生了机舱爆炸，X-2与齐格尔不幸机毁人亡。日，Frank K. "Pete" Everest中校驾驶一号机完成了第一次动力飞行。在1956年的第九次也是最后一次飞行中，他达成了2.87马赫（1900mph,3050km/h）的速度记录。艾维斯特中校在报告中说在高速下操控仅具有边缘效应，高速飞行时的压力使得尾翼发生空气弹性变形是主因。再者，结合他的飞行数据、模拟以及风洞测试，得出了机体接近3马赫时将变的极不稳定的结论。一对年轻的试飞员接手了后来的测试，Iven C. Kincheloe上尉和Milburn G. "Mel" Apt，日，Kincheloe成为了史上第一个爬升到了100000英尺以上(30,500 m) 的飞行员。他爬升到了X-2的升限126200英尺(38,466 m)。20天后，9月27日早晨，Apt首次驾驶火箭飞机飞行。他被要求遵照“最佳飞行路线”飞行并且速度在2.7马赫以上时避免任何过快的控制操作。按照计划极其精确的飞行，他成为了超越3马赫的第一人，速度达到了3.2马赫(2,094 mph, 3,370 km/h),飞行高度65500英尺(19,960 m)。飞行过程到目前都是完美的。但是，出于某些原因，到达最高速后不久Apt在速度还在3马赫以上时做了一个倾斜转弯动作（可能是仪表的显示延迟，指示的速度低于实际速度。也有可能是担心他已经离位于罗杰斯干湖的着陆地点太远）。X-2突然剧烈翻滚失控，他同样遭遇了3年前差点要了查克耶格命的“惯性耦合”现象。但是因为耶格凭借丰富的飞行经验和对X-1特性的熟悉，他得以重新恢复控制。而Apt最终未能恢复控制，机毁人亡。然而X-2提供了高速情况下空气动力热增加和极端高度下飞行条件的有价值研究数据。这一悲剧使得NACA在开始详细飞行研究前就不得不终止了项目。高马赫试验火箭飞机不得不被延后，直到3年后----X-15，最先进的试验火箭飞机诞生道格拉斯 X-3 “短剑”角色：试验机 制造商：道格拉斯 设计：Schuyler Kleinhans, Baily Oswald and Francis Clauser 首飞：日 退役：日 主要用户：美国空军，美国国家航空咨询委员会(NACA)道格拉斯 X-3 “短剑”是1950年代美国的试验喷射机。由道格拉斯飞机公司制造。“短剑”有着细长的机身和很尖的机鼻。X-3的主要任务是用于研究设计中需要包含哪些元素才能保持长时间的超音速飞行，该机型首次在主要机身部件中使用了钛金属。然而，动力严重不足使其完全达不到当初的设计目标，X-3甚至不能在水平飞行中达到1马赫。尽管试验机令人失望，但是洛克希德的设计师使用来自X-3的试验数据设计了F-104。该机型使用了类似的机翼设计并成功的达到了2马赫。 X-3是早期试验机里看上去最科幻的，但它的研究进程并不如原先计划的那样顺利。该机的原目标充满野心，能自行从跑道起飞并爬升到高空，同时保持2马赫的超音速巡航。然后再自行降落。该机的另一个任务是测试它的低纵横比机翼和钛金属在机体结构中的大量使用。日，两架X-3被批准建造。研发期间，X-3原计划使用的威斯丁豪斯J46引擎的推力、尺寸和重量均无法达到要求。所以选用了推力更低的威斯丁豪斯J34喷射引擎，仅能产生4,900 lbf (21.8 kN)的推力，开启加力燃烧也仅能产生7,000 lbf (31.3 kN)的推力。第一架试验机于日完成并送往加州爱德华兹空军基地。X-3的最大特点是它拥有一个设计不落俗套的长机身和一个极小的梯形机翼。设计的考虑之一就是尽可能创造最小和“最细”的形状以产生一个流线型平台。扩展式机鼻方便加装实验设备，半埋入式机舱和挡风玻璃设计是为减少“热丛效应”的影响。低纵横比机翼专为高速飞行设计。由于引擎和机身问题，第二架试验机的建造被取消，机身被拆解用作备用零件。X-3的“首飞”于日，由道格拉斯的飞行员 William Bridgeman驾驶。在高速滑行测试中Bridgeman 竟驾驶着X-3起飞了，它在飞了约1英里（1.6km）后降落。官方承认的首飞日期为日，飞行员仍为Bill Bridgeman，这次飞行持续了约20分钟。至1953年12月，Bridgeman总共完成了26次飞行（包括那次没被官方承认的“首飞”）。这几次试飞使人们意识到了一个大问题：X-3的发动机太不给力，动力不足以至于很难操纵。它的起飞速度异乎寻常的高达260节（482km/h），更糟的是，X-3的性能远未达到目标。它的第一次超音速飞行是一次向下15度的俯冲，速度为1.1马赫。X-3的最高速度为1.208马赫，这还是在日的一次向下30度的俯冲时达到的。虽然X-3存在这样或那样的缺点，但他却是理想的试验机。他的引擎，燃料箱都集中在它又细又长的机身中。这样的布局使负载集中到了机身而非机翼上，这是典型的试验机布局。在进行一次横滚测试时再次发生了“惯性耦合”现象，好在试飞员最终恢复了控制。飞行后测试发现机体已经到达承受极限，继续加速可能会导致解体。试飞员与X-3同时经历了“翻滚惯性耦合”：在一个轴上的机动会引起另外一个或两个轴不受控制地机动。与此同时部分F-100“超级军刀”战机遭遇了同样的问题。NACA便开启了一个新研究项目专门研究该现象并尝试找到解决方案。尽管X-3并未完成他当初能够进行2马赫超音速巡航并提供气动数据的设计目标。然而他短暂的服役仍有其价值。它展现了翻滚时“惯性耦合”的危险性，并提供了与该现象相关的早期测试数据。洛克希德的F-104使用了与之类似的机翼。并且它是最早使用钛金属的飞机。最后。X-3很高的起飞和降落速度也使得轮胎技术获得了改进。产量：订购2架，但是仅建造一架。共进行了51次试飞。存放于美国空军博物馆中的X-3诺斯罗普 X-4 “矮脚鸡”角色：无尾翼原型机 制造商：诺斯罗普 首飞：日
建造数量：2X-4“矮脚鸡”是由诺斯罗普公司1948年建造的小型双喷射引擎原型机。该机型没有水平尾翼。依靠副翼以及升降舵的结合体----升降舵辅助翼来控制倾斜和翻滚动作。他的外形和二战时纳粹德国空军的梅赛施密特--163型极为相似。研究者希望去掉水平尾翼能够解决高速和音爆震波导致的稳定性问题。这个点子值得赞赏，但是那个时代的飞行控制系统使X-4最终未能成功。诺斯罗普公司建造了2两架X-4，但是第一架在10次试飞之后由于发现存在机械缺陷，于是不得不退役，之后用于给第二架试验机提供零件。年期间所有试飞均在NACA的高速飞行研究局（今日的爱德华兹空军基地）进行。在试验中X-4暴露出了固有的纵向稳定性问题，每当飞行速度接近1马赫时飞机便会开始不受控制的翻滚。由于当时的飞行控制技术所限，人们得出了无尾翼航空器并不适合进行超音速飞行的结论。X-4最重要的贡献是证明了无水平尾翼的布局不适合超音速飞行，（尽管后来的F7U“弯刀”式飞机成为了第一种成功应用这种布局的超音速飞机。）X-4使得设计者们得以避免向无水平尾翼的错误方向发展。在由电脑控制的电传操纵系统出现之后，这个布局才变得实用起来。在这之后应用了无水平尾翼或无垂尾布局的飞机有：X-36，“有蓝”，F-117和波音的“食肉鸟”，尽管这些飞机在外观上都与X-4有很大区别。在测试时，机翼设计的趋势已经开始朝三角翼和类三角翼方向发展，包括：道格拉斯F-4D，康维尔F-102A以及和“火神”式轰炸机。贝尔X-5角色：试验机 制造商：贝尔航空 设计：罗伯特 J.伍兹 首飞：日 退役：1958年12月 主要用户：美国空军 美国国家航空咨询委员会贝尔X-5是史上第一架拥有可变后掠翼的飞机。他的设计灵感来源于二战时德国梅赛施密特公司从未经过测试的P.1101设计。相比之下德国人的设计仅能在地面时调整机翼后掠角度，贝尔的工程师发明了一个电传动系统可以在飞行时调整后掠角度设计与研发未完成的梅赛施密特P1101原型机于1945年被美军在德国 上阿莫高的一个实验设施中缴获。尽管在运输途中受损，这架新颖的战机原型还是被运到了贝尔在纽约布法罗的工厂，在那里贝尔的工程师们由主设计师罗伯特 J.伍兹领导开始建造一个相似的机型尽管有些相似，但是X-5比P.1101复杂的多，X-5的后掠翼可以保持在三个角度：20°, 40°和60°。建立一个飞行中的“可变几何”平台，一个螺旋起重机将机翼的铰链沿着一组短轨移动，再用盘状刹车片将机翼固定。将机翼从最小后掠角度变到最大后掠角度只需要不到30秒的时间。当机翼改变后掠角度时，铰链和枢轴也会随着一起移动，这在某种程度上会将被改变位置的重心拉回来。但是X-5的缺陷也很明显，X-5在陷入尾旋时无法控制。这也使得第二架测试机与试飞员一起机毁人亡。X-5成功证明了可变后掠翼的优势，它使得单种机型能完成多种飞行速度要求的任务，尽管X-5存在稳定性问题，但其概念被成功的用在多种后续机型上，包括：F-111，F-14"雄猫"，米格-23，旋风战机以及B-1轰炸机上。X-6角色：试验机制造商：Convair 首飞：从未 状态：取消 主要用户：美国空军 建造数量：1（仅用于重量测试）Convair X-6 是个核动力喷射机计划，这个计划使用B-36作为试验载体。但是整个计划在真正的X-6以及为其设计的核动力引擎完成以前就被取消了。X-6是一个更大计划的一部分，总花费70亿美元，从1946年开始至1961年中止。这个计划很有野心，因为核动力战略轰炸机的航程不会受到液体航空燃料的限制，理论上一次滞空时间可以长达一周历史1946年5月核动力推进航空器（Nuclear Energy for the Propulsion of Aircraft，NEPA）计划。该计划由空军发起，后被核动力飞机计划取代（Aircraft Nuclear Propulsion ，ANP）。ANP项目中包含一个计划由Convair公司以MX-1589方案的名义来改装两架B-36。其中一架会被用来测试空载核反应堆的防护措施要求，另一架就是X-6。第一架改装的B-36被称为核动力测试飞行器（Nuclear Test Aircraft ，NTA)。由一架在日的一场飓风中受损的B-36H-20-CF（序列号51-5712）改装而来。这架飞机被重新设计成XB-36H，然后被改装成NB-36H，在它的弹仓加装了一个3兆瓦的气冷式核反应堆。反应堆名为“航空器防护测试反应堆”（Aircraft Shield Test Reactor ASTR）。ASTR在空中的确运行了一段时间，但是没有为飞机提供动力。水在这里既是减速剂也是冷却剂，水被泵进反应堆核心然后在通过水汽热交换机将多余的热散发到大气中去。这个反应堆的唯一目标是研究辐射对于机载系统的影响。为了保护机组成员，机鼻部分修改加装了12吨的铅与橡胶作为防护。标准挡风玻璃被替换为6英寸厚的丙烯酸玻璃。辐射水平的测量结果与计算结果相比较，综合得出最佳防护同时尽量尽情核能轰炸机的重量。1955年至1957年之间，NB- 36H完成了47次试飞，累计215飞行小时。根据NB-36H计划的结果，1961年整个核动力飞机计划被终止，当然也包括X-6计划。主要原因是洲际弹道导弹（ICBM）的快速发展取代了对战略远程轰炸机的需求。洛克希德 X-7角色：试验用航空器 制造商：洛克希德公司 首飞：1951 退役：1960 主要用户：美国空军 后续机型：AQM-60“翠鸟”洛克希德X-7(外号：飞行煤气管)是一个无人驾驶冲压发动机和导弹制导技术测试平台。又B-29或B-50“超级堡垒”搭载。由母机投放后助推火箭点火将X-7推进到1000mph（1,625 km/h）的速度。助推火箭随后分离，位于底部的冲压喷气发动机启动。X-7最终通过降落伞减速返回地面。最高速度达到了2,881 mph (4640 km/h / 4.31马赫)，创下了当时进气式航空器的速度记录。从1951年4月到1960年7月，X-7共进行了130次飞行。X-7同时也被用于测试HEF-2和Hi Cal-3硼基燃料，能够产生高达26,500 Btu/lb的热值，云高于碳基燃料的18,400 Btu/lb.* 乘员：无* 长度: 32 ft 9 in (9.98 m)* 翼展: 12 ft (3.66 m)* 高度: 7 ft (2.1 m)* 满载重量: 8,000 lb (3,600 kg)* 发动机:o 1 × Alleghany Ballistics Laboratories X202-C3 固体燃料火箭, 105,000 lbf (467 kN)o 1 × various Marquardt MA20 冲压喷气发动机* 最大速度： 4.31马赫 (2,881 mph, 4,640 km/h)* 升限: 106,000 ft (32,317 m)本文内容于
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