美国 X 系列试验未来飞行器简史(3

第三部分：X-21------X-30

X-21

　　诺斯罗普公司的 X-21 是用来进行层流控制研究，它是由道格拉斯公司 WB-66D 飞机改进而来的。层流控制是当时航空学领域一项前沿研究项目，它将提高飞行器燃料使用效率、航程、寿命，减小超音速飞行阻力等，典型的层流控制措施如在机翼上使用多孔物质、多重狭窄表面缝隙、微小穿孔等。

　　X-21 机长 10.75 米，机高 7.77 米，翼展 28.49 米，其机翼表面上开有多重狭窄缝隙，可使空气注入从而诱发非湍层流的出现。X-21 的试验飞行于 1963 年 4 月开始，但其表现却是不尽如人意。机翼表面不够平滑，而且雨水、冰晶、尘土和其它细小微粒也会经常阻塞缝隙从而影响试验效果。在这种情况下，对 X-21 的主翼必须进行大改，否则不可能获得有用的试验数据。但此时美国空军的注意力已经完全集中到了越南，X-21 项目的研究随即被中止。

X-21

X-22

　　贝尔飞机公司的 X-22 同样是一种倾转翼飞机，它由 D2127 运输机改进而来。X-22 机长 12.03 米，机高 6.27 米，翼展 11.97 米。X-22 的设计比较另类，其前机身两侧紧贴着两台通用电气 YT53-GE-8D 轴涡轮发动机，另外两台发动机则安装在后机身的一个横梁上。

　　首架 X-22 在 1966 年 8 月的一次液压系统故障中完全损毁，因而其后所有的试验飞行任务全部落在第二架 X-22 的身上。这架 X-22 也争气，一直安全使用到了 1984 年 10 月并完成了 500 次以上的飞行任务。

X-22

X-23

　　X-23“PRIME”（也被称作 SV-5D）是用来验证再入大气层控制翼面和升力体技术可行性的，它为其后 X-24 和航天飞机的发展提供了十分有用的试验数据。X-23 由“阿特拉斯”运载火箭送入太空，之后返回大气层。

　　X-23 机长 2.01 米，机高 0.88 米，翼展 1.22 米，于 1966 年 12 月 31 日首飞。马丁.玛丽埃塔公司总共制造了四架 X-23，其中三架用于再入大气层试验。最初的两架在试验中没有能够成功回收，直到第三架才顺利完成了再入大气层的试验。

X-23

X-24

　　马丁.玛丽埃塔公司的 X-24 是一种升力体飞行器，它一半象航天器一半象飞机。升力体飞行器采用钝头锥形体，没有大多飞机所具有的主翼等结构。其锥形体上表面的平坦部分在穿过地球大气层时能够产生升力，同时也能增强启动稳定性。升力体飞行器可以飞到太空中承受住再入大气层时的气动加热，也能象普通飞机一样在空气中滑翔并着陆。

　　在 SV-5D（即 X-23）原型机的基础上，美国空军研制出了装备 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。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。试验飞行过程中，试飞员发现 X-24A 启动 XLR-11 火箭发动机后，其操控性和稳定性就会变得让人难以忍受。

X-24A

X-24A 三视图

　　1971 年，X-24A 开始进行大的改造，随之其代号也变为 X-24B。与它的前身相比，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。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，然后返回爱德华兹空军基地，并顺利的完成了无动力着陆动作。这次试验飞行表明，研制一种能够象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完全可行的。

X-24B

X-24B 三视图

X-25

　　本森飞机公司研制的 X-25 旋翼机（其原型为该公司研制的 B-8M）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。越南战争中，弹射出飞机的飞行员经常降落在远离美军救援队控制的区域，因而给救护带来了诸多不便。在这种背景下，X-25 旋翼救生装置便出现了。X-25 主结构采用铝制材料，其上有一个飞行员座椅和三个着陆轮。X-25 的主旋翼是无动力的，弹出损毁飞机后在空气的推动下旋转。另外，X-25 也可在旋翼机构损坏后进行滑翔飞行。X-25 长为 3.41 米，高 2.04 米，旋翼直径 6.61 米。

　　虽然 X-25 的设想很巧妙，但要与战斗机结合起来使用却是相当困难的。经过多次试验后，美国空军还是觉得弹射座椅的可靠性更好，这样 X-25 项目也就走到了终点。

X-25

本森飞机公司的 B-8M

X-26

　　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。与无动力的 X-26A 不同，X-26B 是有动力的，它在越南战争中作为丛林作战时的侦察平台来使用。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。

　　X-26B 可以算得上是最早的“隐身”飞机了，它的发动机安装于驾驶员座舱之后，然后通过一根长轴将一个巨大的螺旋桨置于机头上方，螺旋桨下方由从机头向上伸出的短梁作为支撑，以期最低限度的降低发动机噪音完成侦察任务。

X-26A

X-26B

X-27

　　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，它是为了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。

　　X-27 保留了 F-104 的机身，机翼则变成了上单翼，进气道形状也改为矩形。X-27 机长 17.16 米，翼展 8.77 米，装备一台普惠 TF30-PW-100 发动机，后来 CL-1200“枪骑兵”在与诺斯罗普 F-5E“虎II”战斗机的竞争中败北，X-27 则因为缺乏研制经费而被中止，只留下了一架全尺寸模型样机。

X-27

X-28

　　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，由于其造价十分低廉美国海军对它产生了兴趣，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。X-28A 机长 5.24 米，机高 1.58 米，翼展 7.01 米，总重量只有 410 千克。X-28A 的动力系统为一台大陆 C90-12 四缸风冷发动机，最大速度为 220 公里/小时。

　　X-28A 也许是 X 系列飞行器中最具有神秘色彩的也是“寿命”最短的，仅仅只造出了一架原型机后就销声匿迹了，其飞行试验时间也只是从 1970 年 8 月持续到 1971 年 10 月。

X-28A

X-29A

　　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。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。X-29A 的机翼采用铝合金和钛金属结构，石墨环氧树脂复合材料的蒙皮。X-29A 的飞行控制系统可以极大的减小由前掠翼设计带来的飞行不稳定性，其控制计算机可以 40 次/秒的频率对各个飞行控制面进行调整。另外，三台数字控制计算机还具有备份功能，即一台计算机出现问题后其余两台可以及时接替其工作。X-29A 安装有一台通用电气的 F404-GE-400 涡扇喷气发动机，其最大推力为 7,260 千克。

　　前掠翼技术早在二战开始前就已经出现了，但由于技术条件所限并没有获得多大的发展。上个世纪 70 年代，高强度复合材料的出现使前掠翼在飞行器上的应用有了技术基础。1977 年，DARPA（美国国防高级研究计划局）和美国空军飞行动力学实验室（现莱特实验室）开始联合研制一种前掠翼试验机，并将其命名为 X-29A。由复合材料制成的 X-29A 前掠翼能够在飞行中克服扭曲变形，其强度也有了很大的提高。1981 年，格鲁门飞机公司被选中建造两架 X-29A。第一架 X-29A 于 1984 年 12 月 14 日在爱德华兹空军基地首飞成功，这是 X 系列试验飞行器计划停滞近十年后的首次飞行，标志着美国重新开始了向航空科研领域最高峰的攀登历程。

X-29A

X-29A 三视图

　　格鲁门公司对 X-29A 进行了 4 次试验飞行后，于 1985 年 4 月将其转交给 NASA 完成余下的试飞工作。最初的飞行试验项目包括：使用先进的数字飞行控制系统在 35% 的负静稳定裕度情况下进行放宽静稳定度飞行，试飞验证前掠翼在跨音速时的优越特性。试飞结果表明，X-29A 在 M0.9/9,100 米的设计点飞行情况相当好。

　　在随后一系列试验飞行中，X-29A 表现出了极佳的大迎角飞行能力。在 45 度的迎角飞行中，X-29A 具有优异的控制响应。即使到了 67 度的极限，X-29A 的表现同样不错，并且具有很好的滚转操纵性。要知道这是不借助任何附加翼面和推力矢量技术而实现的，所以 X-29A 这些飞行试验的意义非比寻常。1992 年，X-29A 还进行了一系列的涡流控制（VFC）试验，同样取得了大量有价值的试验数据。

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-30 的想象图