X檔案:從X-1到X-50——美國(guó)X系列試驗(yàn)飛行器簡(jiǎn)史
英文字母 X 是“Experimental”這個(gè)單詞的縮寫(xiě),即“試驗(yàn)的”之意,,同時(shí)也蘊(yùn)涵著“未知的”深層含義,。在飛行器設(shè)計(jì)領(lǐng)域,未知的技術(shù)障礙與難題比比皆是,,即使是通過(guò)風(fēng)洞,、模擬器和計(jì)算機(jī)也只能構(gòu)建出一個(gè)理想狀態(tài)下的模型而已,,所以必須研制出專(zhuān)門(mén)用途的試驗(yàn)機(jī)去探索那些未知領(lǐng)域,。
為了探索航空航天領(lǐng)域眾多的未知領(lǐng)域,美國(guó)人開(kāi)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(lái)命名為 X-1)在美國(guó)軍方的資助下首飛成功。這之后,,X-3,、X-4、X-5 等一大批試驗(yàn)飛行器相繼飛上了藍(lán)天,。在隨后近三十年的發(fā)展過(guò)程中,,以 X 冠名的試驗(yàn)飛行器幾乎每年都要研制一種,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)飛行器發(fā)展的黃金時(shí)期,。
強(qiáng)硬的里根******上臺(tái)后,沉寂了多年的 X 系列試驗(yàn)飛行器計(jì)劃終于迎來(lái)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(guó)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(lái)到了,。
X-1 試驗(yàn)飛機(jī)作為人類(lèi)歷史上一種劃時(shí)代的飛機(jī),不僅僅是因?yàn)樗乃俣瘸^(guò)了音速,,也是因?yàn)樗鞘澜缟系谝环N純粹為了試驗(yàn)?zāi)康亩O(shè)計(jì)制造的飛機(jī),。X-1 最初設(shè)想來(lái)自于 20 世紀(jì) 30 年代末飛機(jī)設(shè)計(jì)領(lǐng)域所遇到的問(wèn)題,當(dāng)時(shí)建造的風(fēng)洞已經(jīng)不能滿足飛機(jī)在亞音速和超音速飛行條件下各種參數(shù)的正確搜集,因而研制一種專(zhuān)用的飛行試驗(yàn)機(jī)勢(shì)在必行,。
貝爾飛機(jī)公司制造的 3 架 X-1 機(jī)長(zhǎng) 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-1-2 于 1945 年相繼出廠開(kāi)始了試驗(yàn)飛行,與此同時(shí) NACA(美國(guó)國(guó)家航空咨詢委員會(huì),,美國(guó)國(guó)家航空航天局 NASA 的前身)也加入了 X-1 項(xiàng)目的研制工作,。
1947 年 10 月 14 日,試飛員查理斯.耶格爾駕駛 X-1-1 在 43,000 英尺的高空飛出了 1.06 馬赫(注:音速:音速約為每秒鐘 340 米,。馬赫:超高速單位,,物體運(yùn)動(dòng)的速度與音速的比值為馬赫或馬赫數(shù)。)
的高速,,從而邁出了人類(lèi)超音速飛行的第一步,。不久,X-1-2 在飛行試驗(yàn)中速度也超過(guò)了音速,。1950 年 5 月 12 日,,X-1-1 在耶格爾的駕駛下完成了最后一次試驗(yàn)光榮退休了。隨后,,X-1-2 也停止了飛行開(kāi)始進(jìn)行改造,。NACA 的工程師們?yōu)?X-1-2 設(shè)計(jì)了新的機(jī)翼和新型的渦輪泵燃油系統(tǒng),另外還將試飛員從側(cè)面艙門(mén)進(jìn)入駕駛艙的設(shè)計(jì)改為向上開(kāi)啟的座艙蓋,,這樣 X-1-2 就成為了 X-1E,。X-1E 是用來(lái)驗(yàn)證薄翼氣動(dòng)特性的,它是第一架采用 4% 機(jī)翼厚度飛行成功的飛機(jī),。另外還有必要提一下 X-1-3,,由于其燃料供給系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn),所以其理論最高速度可以達(dá)到 2.4 馬赫,,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了前兩者,。但這架 X-1-3 運(yùn)氣不太好,在一次試飛中由于燃料泄漏事故和載機(jī) B-50 一起在空中炸成了碎片,。X-1 總共試驗(yàn)飛行了 157 次,,最大飛行速度達(dá)到 1.45 馬赫,最大飛行高度 21,000 米。
貝爾飛機(jī)公司之后又建造了四架經(jīng)過(guò)改進(jìn)的 X-1,,其中 X-1A 進(jìn)行動(dòng)力穩(wěn)定試驗(yàn),,X-1B 進(jìn)行空中載荷研究,X-1C 搭載機(jī)炮進(jìn)行武器測(cè)試(實(shí)體模型階段被取消),,X-1D 則進(jìn)行傳熱研究,。X-1D 和 X-1A 先后在試驗(yàn)過(guò)程中爆炸墜毀,事后調(diào)查發(fā)現(xiàn)和 X-1-3 一樣都是因?yàn)橐貉跤拖渲衅じ飰|圈引起的,,所以隨后 X-1B 和 X-2 機(jī)體上的皮革墊圈全部被除去,。多次馬赫 2 的飛行試驗(yàn)后,X-1B 在 1957 年被改裝用來(lái)進(jìn)行反應(yīng)控制系統(tǒng)(RCS,,Reaction Control System)的試驗(yàn),。它的翼尖上被裝上了數(shù)枚過(guò)氧化氫火箭,當(dāng)動(dòng)態(tài)壓力對(duì)于常規(guī)空氣動(dòng)力控制過(guò)小的時(shí)候,,其后機(jī)身和機(jī)尾就會(huì)提供控制,,這些成果為隨后 X-15 的發(fā)展提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。
X-2 試驗(yàn)機(jī)項(xiàng)目于 1945 年由貝爾飛機(jī)公司,、美國(guó)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(duì)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(zhǎng) 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 K-monel(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(kāi)穩(wěn)定降落傘,。當(dāng)逃生艙降落到一定高度的時(shí)候,飛行員再可打開(kāi)艙蓋自行跳傘逃生,。即便如此,,一架 X-2 還是在一次燃料泄漏事故中發(fā)生了空中爆炸,試飛員當(dāng)場(chǎng)死亡,。
1956 年 4 月 25 日,,試飛員埃伯依斯特駕駛 X-2 在試驗(yàn)飛行中首次超過(guò)了音速,達(dá)到 1.4 馬赫。在隨后的飛行中,,X-2 又達(dá)到了 2.53 馬赫的高速,。7 月 23 日,埃伯依斯特進(jìn)行了最后一次 X-2 飛行,,在 20,800 米的高空達(dá)到了 2.87 馬赫,,這次飛行讓他獲得了“世界上飛得最快的人”的光榮稱(chēng)號(hào)。這還沒(méi)有完,,9 月 7 日另一位試飛員金切洛駕駛 X-2 飛到了 38,500 英尺的高空,,也為自己贏得了“世界上第一位太空人”的稱(chēng)號(hào)(該記錄后來(lái)被 X-15 所打破)。
9 月 27 日,,埃伯依斯特剛保持了兩個(gè)多月的速度記錄就被另一名試飛員梅爾本.阿普特打破了,。在當(dāng)天的試驗(yàn)飛行中,X-2 在阿普特的駕駛下達(dá)到了 3.196 馬赫,。也許是被打破記錄的喜悅沖昏了頭腦,,阿普特讓 X-2 來(lái)了個(gè)空中急轉(zhuǎn)彎,以便能更快的返回愛(ài)德華茲空軍基地,,但這個(gè)急轉(zhuǎn)彎讓飛機(jī)的控制系統(tǒng)失靈并進(jìn)入了螺旋,。阿普特試圖重新控制住飛機(jī),但沒(méi)有成功,。在即將墜毀的一瞬間,,阿普特按下了逃生艙脫離的按鈕,但為時(shí)已晚他與 X-2 重重的摔在了地上,。
道格拉斯飛機(jī)公司研制的 X-3 機(jī)長(zhǎng) 20.36 米,,機(jī)高 3.81 米,翼展 6.92 米,,其外形就像一把短劍,,是早期 X 系列試驗(yàn)飛機(jī)中外形最流暢的。與 X-1,、X-2 不同,,X-3 是借助自身的動(dòng)力起飛和降落,并能保持進(jìn)行 2 馬赫巡航飛行,。X-3 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)翼的可行性研究,。X-3 的機(jī)身細(xì)長(zhǎng)機(jī)翼短粗,,這是當(dāng)時(shí)美國(guó)正在研制中的戰(zhàn)斗機(jī)的典型布局。后來(lái),,F(xiàn)-104“星”戰(zhàn)斗機(jī)的翼形就是取自 X-3,。
X-3 與 X-1A,、D-558-1、XF-92A,、X-5,、 D-558-2、X-4 停放在一起
首架 X-3 于 1952 年 9 月 11 日出廠,,而第二架 X-3 則因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力不足和機(jī)體問(wèn)題被中途取消,,部分完成的機(jī)體作為首架機(jī)的備件使用。在愛(ài)德華茲空軍基地進(jìn)行的試飛試驗(yàn)中,,試飛員認(rèn)為 X-3 的兩臺(tái)威斯汀豪斯 J34-WE-17 渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力嚴(yán)重不足而且飛機(jī)本身操控性也很糟糕,。X-3 的首次超音速飛行是在以 15 度的角度進(jìn)行俯沖時(shí)獲得的,當(dāng)時(shí)的速度只有可憐的 1.1 馬赫,。而它在隨后飛行中達(dá)到的最快速度也僅為 1.208 馬赫,,當(dāng)時(shí)的 X-3 正處于 30 度的俯沖狀態(tài)。
洛斯羅普飛機(jī)公司的 X-4 主要是用來(lái)驗(yàn)證半無(wú)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-4 機(jī)體相當(dāng)小巧,機(jī)長(zhǎng)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。不過(guò)小也有小的好處,,X-4 幾乎所有的地面維護(hù)工作都可以不需要登機(jī)梯或腳凳來(lái)完成,,地勤人員站在地面上就可以很容易的看到機(jī)艙內(nèi)部的情況。
第一架 X-4 于 1948 年 12 月 15 日首飛,,但由于飛行狀態(tài)極不穩(wěn)定很快就被停飛了,。第二架 X-4 也好不到那兒去,經(jīng)常會(huì)在 0.8 馬赫速度飛行時(shí)出現(xiàn)機(jī)體上下振動(dòng)的問(wèn)題,,為此試飛員自嘲駕駛 X-4 就像是駕駛汽車(chē)行駛在“搓衣板”上一樣。盡管后來(lái)經(jīng)過(guò)工程人員的改進(jìn),,X-4 暫時(shí)克服了偏振的問(wèn)題,,但當(dāng)它的速度達(dá)到 0.91 馬赫的時(shí)候,問(wèn)題又出現(xiàn)了,。X-4 的飛行試驗(yàn)證明,,半無(wú)尾翼飛機(jī)不適合接近馬赫 1 的飛行。后來(lái),,計(jì)算機(jī)電傳系統(tǒng)的出現(xiàn)讓后掠翼無(wú)尾翼設(shè)計(jì)再次火了起來(lái),,X-36,、F-117A 等都采用了這樣的設(shè)計(jì),盡管它們的外形和 X-4 相比已經(jīng)是發(fā)生了巨大的變化,。
貝爾飛機(jī)公司的 X-5 將研究的重點(diǎn)轉(zhuǎn)向了變后掠翼,。X-5 在外形上大量借鑒了德國(guó)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),。X-5 的機(jī)翼可在 20~60 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 機(jī)長(zhǎng) 10.18 米,,機(jī)高 3.66 米,,翼展為 6.34 米。
NACA 的早期試驗(yàn)機(jī),,從左至右依次是 D-558-2,、D-558-1、X-5,、X-1,、XF-92、X-4
1951 年 6 月 20 日,,X-5 在愛(ài)德華茲空軍基地完成了首飛,。在第 9 次試飛中,X-5 首次成功完成了空中掠翼動(dòng)作,。由于艾立森 J35-A-17A 渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)安裝位置較低,,X-5 經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)螺旋。1953 年 10 月 13 日,,試飛員雷蒙德.帕普森在 X-5 的螺旋事故中沒(méi)有成功改出,,最終機(jī)毀人亡。螺旋的頻繁出現(xiàn)并不是變后掠翼的問(wèn)題,,而是 X-5 機(jī)體設(shè)計(jì)上的缺陷造成的,。
在那個(gè)核力量至高無(wú)上的年代里,美國(guó)空軍甚至開(kāi)始考慮將核反應(yīng)堆作為飛機(jī)的動(dòng)力來(lái)源,,以獲得超長(zhǎng)的飛行能力,。X-6 項(xiàng)目正是在這種背景下出臺(tái)的,按照美國(guó)空軍和美國(guó)原子能委員會(huì)的最初設(shè)想,,X-6 以 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,。
等美國(guó)人開(kāi)始認(rèn)線 計(jì)劃的時(shí)候,,他們才發(fā)現(xiàn)這種飛機(jī)在未來(lái)的戰(zhàn)爭(zhēng)中只能成為懸在自己頭上的“核炸彈”,其安全性得不到很好的保證,。很快 X-6 就被取消了,,只留下一大堆原始方案圖紙。此時(shí),,作為 X-6 的前期研究技術(shù)儲(chǔ)備的 NB-36H 核動(dòng)力飛機(jī)已經(jīng)安全飛行了 47 次,。
洛克希德導(dǎo)彈與空間公司研制的 X-7 主要用來(lái)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 和 X-7B,。X-7 體形很獨(dú)特,其長(zhǎng)度為 9.99 米,,翼展為 6.34 米,,因而常被人戲稱(chēng)作“飛行大煙囪”。試驗(yàn)飛行時(shí),,X-7 會(huì)由載機(jī) B-29 或 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)(注:沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)由進(jìn)氣道,、燃燒室,、推進(jìn)噴管三部分組成,其運(yùn)行過(guò)程就是是利用迎面氣流進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)后減速,、提高靜壓的過(guò)程,,不需要高速旋轉(zhuǎn)的、復(fù)雜的壓氣機(jī),。高速氣流經(jīng)擴(kuò)張減速,、氣壓和溫度升高后,進(jìn)入燃燒室與燃油混合燃燒,,溫度為 2,000 至 2,200℃,,甚至更高,經(jīng)膨脹加速,,由噴口高速排出,,產(chǎn)生推力。)
在長(zhǎng)達(dá) 9 年的試驗(yàn)飛行中(1951 年 4 月首飛),,X-7 除了進(jìn)行沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的測(cè)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(guó)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(jiàn)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(海軍代號(hào)為飛行蜜蜂 Aerobee)是一種十分廉價(jià)的無(wú)制導(dǎo)探空火箭,,長(zhǎng)度為 6.12 米,,直徑為 0.38 米。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(yáng)輻射,、高空風(fēng),、地球磁場(chǎng)和火箭空氣動(dòng)力學(xué)等方面的數(shù)據(jù)。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,。
X-8 可將 70 千克重的試驗(yàn)設(shè)備送入 200,000 米的高空,而且這些設(shè)備還能夠通過(guò)火箭頭錐降落傘被地面回收,。從 1947 年 11 月首飛至今,,美國(guó)通用航空噴氣機(jī)公司總共制造了 900 枚以上執(zhí)行各種軍用、民用任務(wù)的 X-8,。
1947 年 5 月,,貝爾飛機(jī)公司獲得了一份研制 ASM-A-2“淘氣鬼”空對(duì)地核導(dǎo)彈(后來(lái)其編號(hào)更改為 B-63/GAM-63)的合同。之后不久,,為了測(cè)試該導(dǎo)彈的常規(guī)航空動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì),、無(wú)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(niǎo)”(一種兇猛的食肉鳥(niǎo)類(lèi))研制成功,。RTV-A-4 的動(dòng)力系統(tǒng)為一臺(tái)貝爾 XLR65-BA-1 液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī),由一架 EB-50D 載機(jī)帶入空中并釋放,,其后飛行通過(guò)載機(jī)上控制人員遙控完成,。RTV-A-4 的射程為 80 公里,最大速度可達(dá)到 1.5 馬赫,。
1951 年,,RTV-A-4 被更名為 X-9,其試驗(yàn)飛行一直持續(xù)到 1953 年 1 月,。X-9 長(zhǎng)為 6.94 米,,直徑為 0.57 米,其最大速度提高至 2 馬赫,。由于 X-9 的進(jìn)展異常順利,,貝爾飛機(jī)公司甚至開(kāi)始設(shè)想用它來(lái)取代 B-63 并將其改裝為空對(duì)地核導(dǎo)彈。但最后由于 X-9 射程和載荷都偏小而被放棄,。
X-10 由北美航空公司研制,,是專(zhuān)門(mén)為 MX-770(B/SM-64)“納瓦霍”洲際巡航導(dǎo)彈計(jì)劃而開(kāi)發(fā)的一種超音速無(wú)人駕駛試驗(yàn)飛行器,,用來(lái)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-10 機(jī)長(zhǎng) 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,。此外,,可收放起落架和助降傘能使 X-10 重復(fù)使用。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,。最初 X-10 的飛行由地面無(wú)線電控制,后來(lái)則開(kāi)始使用自動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng),。
1953 年 10 月 14 日,,X-10 在愛(ài)德華茲空軍基地進(jìn)行了首飛。盡管 X-10 的試驗(yàn)飛行很順利,,但隨著 1957 年“納瓦霍”項(xiàng)目(納瓦霍為美國(guó)一個(gè)印第安人部落名,,其使用的語(yǔ)言十分復(fù)雜,因而在太平洋戰(zhàn)爭(zhēng)期間美軍曾招募了一批納瓦霍人作為密碼通訊員)的下馬,,X-10 的飛行也很快被中止,。其后大部分 X-10 被充當(dāng)靶機(jī)使用,目前僅存的唯一一架 X-10 保存在美國(guó)俄亥俄州代頓美國(guó)空軍博物館內(nèi),。
康維爾公司研制的 X-11 是 SM-65“阿特拉斯”洲際彈道導(dǎo)彈的前身,,用以搜集后者研制過(guò)程中所必須的試驗(yàn)技術(shù)數(shù)據(jù),是發(fā)展“阿特拉斯”導(dǎo)彈的關(guān)鍵試驗(yàn)設(shè)備,�,!鞍⑻乩埂笔敲绹�(guó)部署的第一種洲際彈道導(dǎo)彈,其后續(xù)派生型號(hào)直到今天也還作為民用/軍用空間探測(cè)發(fā)射運(yùn)載工具使用,。
X-11 為康維爾公司兩級(jí)火箭計(jì)劃的首個(gè)產(chǎn)品,,長(zhǎng)度為 29.26 米,直徑為 3.66 米,。X-11 安裝有一******美 XLR43-NA-5 火箭發(fā)動(dòng)機(jī),,最大速度高達(dá) 10.6 馬赫�,?偣仓圃炝� 8 枚 X-11,,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。
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),。
瑞恩航空公司研制的 X-13 是一種純粹使用噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)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 機(jī)長(zhǎng) 7.13 米,,機(jī)高 4.60 米,翼展 6.40 米,。
垂直起降技術(shù)現(xiàn)在看來(lái)已經(jīng)不是什么新鮮事了,,但在二十世紀(jì)五十年代中期卻是相當(dāng)前衛(wèi)同時(shí)也是難度頗大的設(shè)計(jì)。鑒于瑞恩航空公司為美國(guó)海軍成功研制了噴氣-螺旋槳混合式戰(zhàn)斗機(jī) FR-1“火球”,,美國(guó)空軍于 1954 年 7 月決定讓該公司開(kāi)始研制垂直起降噴氣式飛機(jī) X-13,,后來(lái)海軍和 NACA 也進(jìn)入其中。為了減輕 X-13 的重量,,常規(guī)飛機(jī)中最常見(jiàn)的部件都被取消了,,如起落架、襟翼,、彈射座椅等,。另外,X-13 所攜帶的燃油也受到了嚴(yán)格限制,。1957 年 7 月,,X-13 從安德魯空軍基地直接飛到了美國(guó)五角大樓附近并安全降落,這是有史以來(lái)五角大樓迎接的第一架也是唯一一架固定翼噴氣式飛機(jī),。
X-13 采用無(wú)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(méi)有起落架,,X-13 的機(jī)鼻下方安裝有一個(gè)簡(jiǎn)單的吊鉤以鉤住平板車(chē)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(chē)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(guò)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,。即便如此,,X-13 的成功飛行還是證明了噴氣垂直起降飛機(jī)在技術(shù)上是可行的,為日后噴氣垂直起降飛機(jī)的發(fā)展提供了十分有益的借鑒,。
貝爾飛機(jī)公司的 X-14 也是一種驗(yàn)證 VTOL 技術(shù)的飛機(jī),,與 X-13 不同的是它可以實(shí)施真正意義上的垂直起降而不是尾部立式起降,這樣就不需要使用地面回收裝置來(lái)幫忙了,。X-14 主要用來(lái)驗(yàn)證飛機(jī)在垂直起降工作狀態(tài)下,,飛行操縱系統(tǒng)如何適應(yīng)其配平的變化。
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,。X-14 機(jī)長(zhǎng) 7.92 米,機(jī)高 2.71 米,,翼展 10.30 米,。由于沒(méi)有安裝彈射座椅,X-14 的座艙是半開(kāi)式的,,飛行員可在緊急情況下迅速離開(kāi)駕駛艙,。從 1954 年 11 月首飛開(kāi)始,唯一的一架 X-14 一直使用到了 1981 年,,它是美國(guó) X 系列試驗(yàn)飛行器中“壽命”最長(zhǎng)的一個(gè),。
X-15 高超音速研究項(xiàng)目是由 NASA 牽頭,聯(lián)合美國(guó)空軍,、海軍和北美航空公司共同進(jìn)行的,。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(注:亞音速:速度小于1馬赫,。超音速:速度在 1 至 5 馬赫間。高超音速:速度在 5 馬赫以上,。)
X-15 機(jī)長(zhǎng) 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(chēng)作 Inconel X 的鎳鉻鐵合金,,可抵御高速飛行時(shí)產(chǎn)生的 1,200 度高溫,。由于火箭發(fā)動(dòng)機(jī)燃料消耗量驚人,所以 X-15 必須由一架 B-52 載機(jī)帶入空中,。從載機(jī)上釋放后,,X-15 自身攜帶的燃料只能飛行 80~120 秒,,因此余下來(lái)的 10 分鐘左右只能是無(wú)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。
1964 年 2 月,,兩架 X-15 被改裝為 X-15A-2,。后者機(jī)身加長(zhǎng)了 71 厘米,機(jī)翼下增加了兩個(gè)分別裝有液氨和液氧的罐體,,它們可以為 X-15A-2 多提供 60 秒的飛行時(shí)間,。X-15A-2 在 1967 年創(chuàng)造出了 6.72 馬赫的世界最快速度記錄。
貝爾飛機(jī)公司的 X-16 是一種高空照相偵察飛機(jī),,但只作出了一個(gè)縮比模型后就被洛克希德公司更先進(jìn)的 U-2 高空偵察機(jī)給拉下了馬。X-16 機(jī)翼奇長(zhǎng),,其翼展達(dá)到了 34.75 米,。根據(jù) 1953 年美國(guó)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。
當(dāng)美國(guó)空軍在 1953 年開(kāi)始決定發(fā)展遠(yuǎn)程彈道導(dǎo)彈的時(shí)候,,如何獲取導(dǎo)彈頭錐體在高速再入過(guò)程中的試驗(yàn)數(shù)據(jù)以完善設(shè)計(jì)方案成為一項(xiàng)重要任務(wù),。為了滿足這一需要,洛克希德公司于 1955 年 1 月獲得了研制建造 X-17 導(dǎo)彈的合同,。
洛克希德公司的 X-17 是一種三級(jí)固體燃料火箭,,用來(lái)獲取制造再入大氣層運(yùn)載工具所需的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。X-17 長(zhǎng)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)。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(guó)先后研制出了一大批再入大氣層飛行器,。另外,X-17 是首架采用鈍形頭錐設(shè)計(jì)的飛行器,。
在一次典型任務(wù)中,,X-17 會(huì)在第一級(jí)推進(jìn)階段爬升至 15,000 米的高空。當(dāng)?shù)谝患?jí)燃料耗盡后,,X-17 開(kāi)始降低高度,。當(dāng)高度降至 36,500 米時(shí),第二級(jí)點(diǎn)火推動(dòng) X-17 從馬赫 5 加速至 10 馬赫,。當(dāng) X-17 下降至 22,000 米時(shí),,第三級(jí)點(diǎn)火將速度最終提升至 14.5 馬赫的極限。
美國(guó)希勒飛機(jī)公司的 X-18 是美國(guó)研制的第一種可傾轉(zhuǎn)翼飛機(jī),說(shuō)它是后來(lái) XC-142 和 V-22“魚(yú)鷹”的“祖先”一點(diǎn)也不為過(guò),。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(lái)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(lái)自美國(guó)海軍的 XFY-1/XFV-1 立式起降戰(zhàn)斗機(jī)。X-18 機(jī)長(zhǎng) 19.20 米,,機(jī)高 7.49 米,,翼展 14.63 米。
1961 年 7 月,,X-18 在它的第 20 次試驗(yàn)飛行中一個(gè)傾轉(zhuǎn)翼發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生了故障,,飛機(jī)隨即進(jìn)入了螺旋。雖然 X-18 在墜毀前的一剎那被機(jī)組成員成功降落,,但與地面碰撞后的機(jī)體還是有很大的損傷,。這之后 X-18 再也沒(méi)有飛上藍(lán)天,只在地面上進(jìn)行一些測(cè)試,。最終 X-18 試驗(yàn)項(xiàng)目被取消,,唯一的一架也被拆解當(dāng)作廢品買(mǎi)掉了。
X-19 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(lái)美國(guó)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“代納索”是波音公司為美國(guó)空軍設(shè)計(jì)的一種載人航天轟炸機(jī),,可以超過(guò) 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(shuō),,X-20 是后來(lái)航天飛機(jī)的“先行者”,。
諾斯羅普公司的 X-21 是用來(lái)進(jìn)行層流控制研究,它是由道格拉斯公司 WB-66D 飛機(jī)改進(jìn)而來(lái)的,。層流控制(注飛機(jī)在飛行時(shí),,導(dǎo)致其燃料效率低下的很大一部分阻力是由于在機(jī)翼邊緣處的平滑氣流與機(jī)翼附面層作用,最終形成紊流所造成的,。進(jìn)行層流控制就是要防止紊流的產(chǎn)生,,使整個(gè)翼面上能始終保持平滑氣流,即層流,。在進(jìn)行飛機(jī)設(shè)計(jì)時(shí),,機(jī)體表面要盡量的光滑,。但這只是被動(dòng)防止紊流出現(xiàn)的措施,而層流控制技術(shù)則是一種主動(dòng)防止措施,,其具體方法就是在機(jī)體表面開(kāi)設(shè)許多小孔,,以吸走造成紊流發(fā)生的附面層附近的空氣。)
X-21 機(jī)長(zhǎng) 10.75 米,,機(jī)高 7.77 米,,翼展 28.49 米,其機(jī)翼表面上開(kāi)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 年 4 月開(kāi)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(duì) 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(guó)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,。
貝爾飛機(jī)公司的 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(lái),。X-22 機(jī)長(zhǎng) 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(lèi),,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-23“PRIME”(也被稱(chēng)作 SV-5D)是用來(lái)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 由“阿特拉斯”運(yùn)載火箭送入太空,,之后返回大氣層,。
馬丁.瑪麗埃塔公司的 X-24 是一種升力體飛行器,它一半象航天器一半象飛機(jī),。升力體飛行器采用鈍頭錐形體,,沒(méi)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(guò)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。
在 SV-5D(即 X-23)原型機(jī)的基礎(chǔ)上,,美國(guó)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(chēng) X-24A,其機(jī)長(zhǎng) 7.46 米,,機(jī)高 3.13 米,,翼展 4.17 米。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(kāi)降落傘并由專(zhuān)門(mén)的飛機(jī)進(jìn)行回收,。后來(lái),美國(guó)空軍放棄了這種難度頗大的回收方式,,改用水平著陸,。試驗(yàn)飛行過(guò)程中,試飛員發(fā)現(xiàn) X-24A 啟動(dòng) XLR-11 火箭發(fā)動(dòng)機(jī)后,,其操控性和穩(wěn)定性就會(huì)變得讓人難以忍受,。
1971 年,X-24A 開(kāi)始進(jìn)行大的改造,,隨之其代號(hào)也變?yōu)?X-24B,。與它的前身相比,X-24B 已經(jīng)成為了一種三角翼流線型升力體飛行器,,其機(jī)長(zhǎng)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 的掛載下升空,。離開(kāi)載機(jī)后,,X-24B 打開(kāi)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)迅速爬升到 18.3 公里的高度,然后返回愛(ài)德華茲空軍基地,,并順利的完成了無(wú)動(dòng)力著陸動(dòng)作,。這次試驗(yàn)飛行表明,研制一種能夠象普通飛機(jī)一樣在飛機(jī)跑道上著陸的再入飛行器在技術(shù)上是完全可行的,。
本森飛機(jī)公司研制的 X-25 旋翼機(jī)(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(lái)使用。越南戰(zhàn)爭(zhēng)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(lái)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(wú)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-25 長(zhǎng)為 3.41 米,,高 2.04 米,旋翼直徑 6.61 米,。
X-26A 是由謝維澤公司 SGS 2-32 型滑翔機(jī)改進(jìn)而來(lái)的,,作為美國(guó)海軍年輕飛行員的訓(xùn)練用機(jī)。與無(wú)動(dòng)力的 X-26A 不同,,X-26B 是有動(dòng)力的,,它在越南戰(zhàn)爭(zhēng)中作為叢林作戰(zhàn)時(shí)的偵察平臺(tái)來(lái)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,。
洛克希德公司研制的 CL-1200“槍騎兵”戰(zhàn)斗機(jī)是 F-104“星”戰(zhàn)斗機(jī)的一種改型,它是為了打開(kāi)國(guó)際市場(chǎng)而研制的,。美國(guó)空軍決定購(gòu)買(mǎi)一架“槍騎兵”進(jìn)行飛行驗(yàn)證,,從而賦予其 X-27 的代號(hào)。
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 機(jī)長(zhǎng) 17.16 米,,翼展 8.77 米,,裝備一臺(tái)普惠 TF30-PW-100 發(fā)動(dòng)機(jī),后來(lái) CL-1200“槍騎兵”在與諾斯羅普 F-5E“虎II”戰(zhàn)斗機(jī)的競(jìng)爭(zhēng)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-28A“魚(yú)鷹 I”是喬治.佩雷拉飛機(jī)公司研制的一種超輕型水上飛機(jī),,由于其造價(jià)十分低廉美國(guó)海軍對(duì)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 機(jī)長(zhǎng) 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),。
X-29A 同樣是 X 系列試驗(yàn)飛行器中十分重要的一員,,用于試驗(yàn)前掠翼技術(shù)以及為達(dá)到下一代戰(zhàn)斗機(jī)所要求的高機(jī)動(dòng)性、輕重量,、低成本,、高效率而應(yīng)用的其它先進(jìn)技術(shù),。X-29A 機(jī)長(zhǎng) 16.44 米,機(jī)高 4.36 米,,翼展 8.29 米,,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。X-29A 的機(jī)翼采用鋁合金和鈦金屬結(jié)構(gòu),,石墨環(huán)氧樹(shù)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(lái)的飛行不穩(wěn)定性,其控制計(jì)算機(jī)可以 40 次/秒的頻率對(duì)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(wèn)題后其余兩臺(tái)可以及時(shí)接替其工作,。X-29A 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。
前掠翼技術(shù)早在二戰(zhàn)開(kāi)始前就已經(jīng)出現(xiàn)了,,但由于技術(shù)條件所限并沒(méi)有獲得多大的發(fā)展,。上個(gè)世紀(jì) 70 年代,高強(qiáng)度復(fù)合材料的出現(xiàn)使前掠翼在飛行器上的應(yīng)用有了技術(shù)基礎(chǔ),。1977 年,,DARPA(美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局)和美國(guó)空軍飛行動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)室(現(xiàn)萊特實(shí)驗(yàn)室)開(kāi)始聯(lián)合研制一種前掠翼試驗(yàn)機(jī),并將其命名為 X-29A,。由復(fù)合材料制成的 X-29A 前掠翼能夠在飛行中克服扭曲變形,,其強(qiáng)度也有了很大的提高。1981 年,,格魯門(mén)飛機(jī)公司被選中建造兩架 X-29A,。第一架 X-29A 于 1984 年 12 月 14 日在愛(ài)德華茲空軍基地首飛成功,這是 X 系列試驗(yàn)飛行器計(jì)劃停滯近十年后的首次飛行,,標(biāo)志著美國(guó)重新開(kāi)始了向航空科研領(lǐng)域最高峰的攀登歷程,。
格魯門(mén)公司對(duì) X-29A 進(jìn)行了 4 次試驗(yàn)飛行后,于 1985 年 4 月將其轉(zhuǎn)交給 NASA 完成余下的試飛工作,。最初的飛行試驗(yàn)項(xiàng)目包括:使用先進(jìn)的數(shù)字飛行控制系統(tǒng)在 35% 的負(fù)靜穩(wěn)定裕度情況下進(jìn)行放寬靜穩(wěn)定度飛行,,試飛驗(yàn)證前掠翼在跨音速時(shí)的優(yōu)越特性。試飛結(jié)果表明,,X-29A 在 M0.9/9,100 米的設(shè)計(jì)點(diǎn)飛行情況相當(dāng)好,。
在隨后一系列試驗(yàn)飛行中,,X-29A 表現(xiàn)出了極佳的大迎角飛行能力。在 45 度的迎角飛行中,,X-29A 具有優(yōu)異的控制響應(yīng),。即使到了 67 度的極限,X-29A 的表現(xiàn)同樣不錯(cuò),,并且具有很好的滾轉(zhuǎn)操縱性,。要知道這是不借助任何附加翼面和推力矢量技術(shù)而實(shí)現(xiàn)的,所以 X-29A 這些飛行試驗(yàn)的意義非比尋常,。1992 年,,X-29A 還進(jìn)行了一系列的渦流控制(VFC)試驗(yàn),同樣取得了大量有價(jià)值的試驗(yàn)數(shù)據(jù),。
X-30 是由美國(guó)國(guó)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(guó)家空天飛機(jī)(NASP)(注:1986 年美國(guó)******里根開(kāi)始重振大氣層航天飛機(jī)計(jì)劃,國(guó)家空天飛機(jī)(NASP)是其重要組成部分,。根據(jù)設(shè)想,,NASP 將單級(jí)飛行進(jìn)入低地軌道,并以 12 至 25 馬赫的速度在 30,000-100,000 米的跨大氣層中巡航,。除了作為航天運(yùn)載工具使用,,NASP 還是一架超級(jí)轟炸機(jī),其軍事上的作用潛力十分巨大,。 )
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(guò)高,X-30 項(xiàng)目?jī)H僅只是停留在縮比模型研究階段,,并在 1994 年 11 月被取消,,因而沒(méi)有建造任何全尺寸實(shí)體樣機(jī)。
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(kāi)展研究,,它是 X 系列試驗(yàn)飛行器中第一個(gè)國(guó)際合作項(xiàng)目,。X-31 機(jī)長(zhǎng) 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(wú)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,。X-31 機(jī)身腹部的矩形進(jìn)氣口帶前伸的附面層板,,其下唇口板可調(diào)節(jié)。
X-31 的動(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(zhǎng)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(lèi)似的備份功能。
X-31 主要用來(lái)驗(yàn)證推力矢量技術(shù)與高級(jí)飛控系統(tǒng)配合的實(shí)用性,,即用推力矢量技術(shù)和可控前翼完成常規(guī)飛機(jī)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的大迎角機(jī)動(dòng)飛行,。與同時(shí)代的“先進(jìn)技術(shù)戰(zhàn)斗機(jī)”(ATF)和“歐洲戰(zhàn)斗機(jī)”(EFA)等先進(jìn)戰(zhàn)斗機(jī)強(qiáng)調(diào)中距空戰(zhàn)能力的設(shè)計(jì)思想不同,X-31 計(jì)要求主要是研究如何提高近距空戰(zhàn)格斗能力,,使飛機(jī)能夠在很大的迎角和很低的速度下飛行,,使其具有更高的轉(zhuǎn)彎角速度。
首架 X-31 于 1990 年 10 月 11 日進(jìn)行了首飛,,隨后的飛行試驗(yàn)大部分都是在驗(yàn)證大迎角條件下的飛行狀態(tài),。在這些試驗(yàn)中,X-31 嘗試了多個(gè)角度上的失速飛行,,為突破“失速障”這一技術(shù)難題積累了大量試驗(yàn)數(shù)據(jù),。1994 年,X-31 開(kāi)始進(jìn)行超音速飛行時(shí)無(wú)尾翼飛機(jī)飛行狀態(tài)研究的試驗(yàn),。
通常情況下,,戰(zhàn)斗機(jī)的原型機(jī)是不能進(jìn)入 X 系列試驗(yàn)飛行器計(jì)劃的,但鑒于 X-32 和 X-35 在設(shè)計(jì)中都將嘗試一種新穎的而且風(fēng)險(xiǎn)極大的“短距起飛和垂直降落”技術(shù),所以破例為它們都賦予了“X”的編號(hào),。
X-32 是波音公司為了獲得美國(guó)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(zhǎng) 14.33 米,機(jī)高 3.96 米,,翼展 10.97 米(CTOL 型),。JSF 項(xiàng)目有多種型號(hào):空軍常規(guī)起降型(CTOL)、海軍常規(guī)起降艦載型和短距起飛垂直著陸型(STOVL),,其中 X-32A 進(jìn)行常規(guī)起降的試驗(yàn),,X-32B 則驗(yàn)證短距起飛和垂直降落的性能。
X-32 外形比較奇特,,由于它有一對(duì)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(jìng)爭(zhēng)中,,“前衛(wèi)”的 X-32 敗下陣來(lái)從而也失去了美國(guó)軍方 21 世紀(jì)最大一筆軍機(jī)采用訂單,。
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(wú)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(zhǎng) 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(kāi)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。2001 年 3 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 也是一種蘊(yùn)涵了許多最頂尖科技的無(wú)人駕駛可重復(fù)使用低成本航天運(yùn)載飛行器,,它的主要任務(wù)是驗(yàn)證大幅度降低航天運(yùn)載成本技術(shù)的可行性。X-34 機(jī)長(zhǎng)為 17.76 米,機(jī)高 3.50 米,,翼展 8.44 米,。
X-35A/B/C 是洛克希德.馬丁公司為參加美國(guó)軍方 JSF 戰(zhàn)斗機(jī)項(xiàng)目競(jìng)標(biāo)而研制,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(lái)實(shí)現(xiàn)垂直飛行,。X-35A 機(jī)長(zhǎng) 17.34 米,機(jī)高 4.41 米,,翼展 10.05 米,。
相較于 X-32 來(lái)說(shuō),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),,它將裝備美國(guó)空軍、海軍,、海軍陸戰(zhàn)隊(duì)和英國(guó)皇家空軍,、皇家海軍等多個(gè)客戶。
由 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),,它在試驗(yàn)中獲取的的數(shù)據(jù)將能極大的提升未來(lái)戰(zhàn)斗機(jī)空戰(zhàn)操控性和生存能力,。X-36 將用來(lái)研究戰(zhàn)斗機(jī)隱身設(shè)計(jì)與飛行敏捷性的配合,及其對(duì)其它性能的影響,。
X-36 機(jī)長(zhǎng) 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(méi)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)。其結(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(wú)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(lái)使飛機(jī)飛行時(shí)保持穩(wěn)定。X-36 采用一臺(tái)威廉姆斯國(guó)際 F112 渦扇發(fā)動(dòng)機(jī),,其最大推力為 320 千克,。
為了節(jié)省資金以及獲得更可靠的飛行數(shù)據(jù),X-36 沒(méi)有采用異常昂貴復(fù)雜的自動(dòng)飛行控制系統(tǒng),,而是采用遙控的方式,。X-36 機(jī)鼻處安裝有一臺(tái)微型攝影機(jī)和一個(gè)微型話筒,這樣飛行控制人員在地面虛擬座艙中通過(guò)它們所獲取的飛行信息對(duì) X-36 進(jìn)行遙控飛行,。首架 X-36 于 1997 年 5 月 17 日成功首飛,,隨后的試驗(yàn)主要驗(yàn)證了其在低速/大迎角和高速/小迎角狀態(tài)下的飛行敏捷性,結(jié)果顯示 X-36 飛行十分穩(wěn)定而且操控性和機(jī)動(dòng)性也十分出色,。X-36 采用常規(guī)滑跑起飛和著陸方式,,緊急情況下可采用傘降回收。
X-37 無(wú)人可重復(fù)使用航天飛行器由波音公司的“鬼怪工程隊(duì)”研制完成,,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)長(zhǎng) 8.38 米,機(jī)高 2.74 米,,翼展 4.57 米,,可由載人航天飛機(jī)帶入軌道,作為第二載荷運(yùn)載體以節(jié)省飛行費(fèi)用,。
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。根據(jù)設(shè)計(jì)構(gòu)想,,CRV 將由繞軌道飛行的航天飛機(jī)從貨艙中釋放,,然后與太空站進(jìn)行對(duì)接,最后攜載最多 7 名宇航員離開(kāi),。CRV 上的生命維持系統(tǒng)最長(zhǎng)工作時(shí)間為 7 個(gè)小時(shí),,當(dāng)它進(jìn)入地球大氣層后到達(dá) 12,000 米高度后著陸降落傘會(huì)展開(kāi)保證安全降落。
X-38 機(jī)長(zhǎng) 7.31 米,,機(jī)高 2.22 米,,翼展 3.81 米,其外形借鑒了早期美國(guó)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(wú)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(shù)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(lèi)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 攜帶有一組蓄電池為其航電,、導(dǎo)航、飛控等系統(tǒng)提供必要的電力,,同時(shí)它還安裝有能夠短時(shí)間使用的姿態(tài)調(diào)整火箭。
從左至右依次是 X-31,、F-15ACTIVE,、SR-71、F-106,、F-16XL,、X-38、無(wú)線 三視圖
X-39至今仍然沒(méi)有被公開(kāi)命名,,但卻早已預(yù)留給美國(guó)空軍研究實(shí)驗(yàn)室,。據(jù)外界猜測(cè),X-39 即是該實(shí)驗(yàn)室研制正在進(jìn)行未來(lái)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(lái)新一輪的技術(shù)革新浪潮,,它將使未來(lái)美國(guó)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(cè)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-40A 是波音公司在上個(gè)世紀(jì) 90 年代中期研制一種無(wú)人航天飛行器,,最早是作為美國(guó)空軍航天機(jī)動(dòng)飛行器(SMV)項(xiàng)目的 90% 縮尺比例原型機(jī),但實(shí)際上基本是作為 X-37 的亞音速空氣動(dòng)力驗(yàn)證機(jī)來(lái)使用,。X-40A 只進(jìn)行過(guò) 1 次 SMV試驗(yàn),,而參與 X-37 項(xiàng)目投放的試驗(yàn)則有 7 次之多。X-40A 長(zhǎng) 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(shù)脂和鋁制造,,將依靠運(yùn)載火箭發(fā)射升空。因?yàn)?X-40A 體積較小,,它最長(zhǎng)可以在軌道中運(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(kāi)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(guò)自動(dòng)著陸系統(tǒng)安全降落在地面跑道上,。X-40A 是無(wú)動(dòng)力的,據(jù)稱(chēng)另外一種具有動(dòng)力的 X-40B 也在秘密研制中,。
由于 X-40A 只能將衛(wèi)星或武器帶到 160.4 公里至 320.8 公里之間的近地軌道,,但如果要將衛(wèi)星和武器發(fā)射到更高軌道,則 X-40A 將不能被回收,。于是,,美國(guó)軍方開(kāi)始了飛得更高的 X-41 和 X-42 研制計(jì)劃。X-41 通用航空飛行器(CAV)是一種機(jī)動(dòng)性再入可回收試驗(yàn)飛行器,,可攜帶各種類(lèi)別的太空載荷,,沿亞軌道飛行,再入大氣層時(shí)在大氣層將所攜載荷放出,。作為美國(guó)軍方軍用空間計(jì)劃(MSP)的重要一環(huán),,X-41 可由彈道導(dǎo)彈、飛機(jī)或航天飛機(jī)進(jìn)行部署,,其可能配備的武器載荷包括一枚 450 千克侵徹戰(zhàn)斗部炸彈,、4 枚小直徑炸彈或 6 枚微型導(dǎo)彈。由于具有亞軌道飛行能力,,相較于目前常規(guī)火力投放平臺(tái) X-41 具有攻擊范圍更廣,、作戰(zhàn)費(fèi)用更低等優(yōu)勢(shì)。
X-42 則是一種一次性液體推進(jìn)火箭的試驗(yàn)段,,可將 900~1,800 千克的載荷送入軌道,。X-42 采用先進(jìn)的助推技術(shù)、新型的液體燃料,,將為未來(lái)軍用和民用軌道載荷運(yùn)送任務(wù)提供一種廉價(jià)而又高效的運(yùn)載工具,。由于 X-41 和 X-42 同屬于美國(guó)軍方高度保密項(xiàng)目,所以關(guān)于它們的詳細(xì)情況很少,。
X-431994 年 11 月,,美國(guó)政府取消了 NASA 耗資龐大的國(guó)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(guó)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-43 計(jì)劃有 4 個(gè)型號(hào)即 X-43A,、X-43B,、X-43C 和 X-43D,,其設(shè)計(jì)速度目標(biāo)為馬赫 7 至馬赫 10。
X-43A 與 X-30 不僅在外形上十分相似,,而且發(fā)動(dòng)機(jī)方案也都是采用機(jī)身一體化的超音速燃燒沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)(注:沖壓噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)目前分為亞音速,、超音速、超音速燃燒(或高超音速)三類(lèi),。亞音速?zèng)_壓發(fā)動(dòng)機(jī)以航空煤油為燃料,,采用擴(kuò)散形進(jìn)氣道和收斂形噴管,飛行時(shí)增壓比不超過(guò) 1.89,。速度在小于 0.5 馬赫時(shí)一般無(wú)法工作,。超音速?zèng)_壓發(fā)動(dòng)機(jī)采用超音速進(jìn)氣道,燃燒室入口為亞音速氣流,,采用收斂形或收斂擴(kuò)散形噴管。用航空煤油或烴類(lèi)作為燃料,。推進(jìn)速度為 2 至 5 馬赫,,可用于超音速靶機(jī)和地對(duì)空導(dǎo)彈。超音速燃燒(高超音速)發(fā)動(dòng)機(jī)是一種使用碳?xì)淙剂匣蛞簹淙剂闲路f的發(fā)動(dòng)機(jī),,空氣在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的流速始終保持為超音速,,飛行速度高達(dá) 5 至 16 馬赫。)
,。X-43A 的前機(jī)體設(shè)計(jì)成能產(chǎn)生激波的形狀,,以對(duì)進(jìn)入超音速燃燒沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道(安裝在機(jī)體下方)的空氣進(jìn)行壓縮。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(zhǎng) 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,。
2001 年 6 月,X-43A 在第一次試飛中由于助推火箭偏離航線并出現(xiàn)翻滾被控制人員在空中緊急自毀,。這次慘重的失敗,,讓 X-43A 的試驗(yàn)計(jì)劃大大延遲。直到 2004 年 3 月 27 日,,X-43A 才開(kāi)始了第二次試飛,。B-52 載機(jī)在離太平洋海面大約 12,000 米的空域投下了“包裹”著 X-43A 的助推火箭,隨后助推火箭迅速爬升至 28,500 米的高空,。這時(shí),,X-43A 從火箭中分離出來(lái),,依靠自身的超音速燃燒沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)工作了大約 10 秒鐘,最高速度達(dá)到 8,000 公里/小時(shí),,相當(dāng)于 7 馬赫,,已經(jīng)超過(guò)了使用火箭動(dòng)力的 X-15A-2 試驗(yàn)機(jī)創(chuàng)造的 6.72 馬赫。這之后,,X-43A 發(fā)動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn),,并在空中自由滑翔飛行約 6 分鐘后,按預(yù)定計(jì)劃墜入加利福尼亞州附近的太平洋海域,。X-43A 的試飛成功具有劃時(shí)代的意義,,由于不象使用火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的飛行器那樣必須攜帶所有的燃料和助燃劑,采用高超音速?zèng)_壓發(fā)動(dòng)機(jī)的飛行器不僅能夠減小自身體積,,還能夠提高飛行器有效載荷量,。如在軍事應(yīng)用中,與 X-43A 類(lèi)似的飛行器將能攜帶更大重量的打擊武器,,其小巧的體積也讓敵方防不勝防,。
X-43B 將于 2010 年以前試飛,與 X-43A 不同它將采用渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)和吸氣超音速燃燒沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的組合動(dòng)力,。這種新穎的組合動(dòng)力可以自動(dòng)調(diào)整使用那種推動(dòng)力以使飛行達(dá)到最佳速度:當(dāng)飛機(jī)的速度只有兩倍音速左右時(shí),,飛機(jī)借助渦扇噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)前進(jìn),這同普通飛機(jī)沒(méi)有兩樣,;當(dāng)飛機(jī)在以高超音速飛行時(shí)(5 至 15 馬赫),,它就開(kāi)始利用吸氣超音速燃燒沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)推進(jìn)。X-43C 則用來(lái)驗(yàn)證裝有超音速燃燒沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的飛行器從 5 馬赫加速到 7 馬赫時(shí)的自由飛行性能和超音速燃燒沖壓負(fù)電荷的性能,,其采用的發(fā)動(dòng)機(jī)具有普通沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)和超音速?zèng)_壓發(fā)動(dòng)機(jī)的兩種工作模式,,預(yù)計(jì)將于 2008 年進(jìn)行試飛。X-43D 的研制工作也在進(jìn)行中,,它將裝備一種冷卻氫氣燃料的雙模式超音速?zèng)_壓噴氣發(fā)動(dòng)機(jī),,可將 X-43D 的速度增加至 15 馬赫。
X-44 是由 NASA 和美國(guó)空軍聯(lián)合提出的,,其名稱(chēng)為“多軸無(wú)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?yè)Q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(lái)提供所有的飛行控制,。X-44 將于 2006 年開(kāi)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 是 DARPA 和美國(guó)空軍聯(lián)合提出的一項(xiàng)先期概念演示計(jì)劃,其主要任務(wù)是用來(lái)驗(yàn)證無(wú)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(wú)人作戰(zhàn)飛機(jī)具有低探測(cè),、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 12 架 X-45 于 2008 年具備初始作戰(zhàn)能力,。2002 年 5 月 22 日,,第一架 X-45A 在愛(ài)德華茲空軍基地完成了首次試飛。飛行總共持續(xù)了 14 分鐘,,X-45A 的其飛行速度達(dá)每小時(shí) 360 公里,,飛行高度為 2,280 米。X-45A 的此次飛行不僅標(biāo)志著美國(guó) UCAV 計(jì)劃取得了初步的成功,,也讓波音公司在 JSF 項(xiàng)目失敗后獲得了一次鼓舞人心的勝利,。X-45A 的無(wú)尾翼設(shè)計(jì)借鑒了于 1996 年首飛成功的 X-36 無(wú)人試驗(yàn)機(jī)的設(shè)計(jì),兩種機(jī)型的機(jī)翼外形十分相似,,如機(jī)翼邊緣控制面和偏航向矢量排氣噴管等,。不過(guò)兩者還是有很大區(qū)別的,如 X-45A 就要比 X-36 大許多,,而且后者不具備自動(dòng)駕駛能力
。X-45A 動(dòng)力為一臺(tái)霍尼維爾 F124-GA-100 渦扇噴氣發(fā)動(dòng)機(jī),,其進(jìn)氣口置于飛機(jī)的上方,。X-45A 機(jī)身內(nèi)部有兩個(gè)武器彈艙,其中一個(gè)攜帶試驗(yàn)設(shè)備,,另一個(gè)則掛載一枚 450 千克中的 JDAM 炸彈或者 6 枚 113 千克炸彈,。X-45A 的試驗(yàn)將在 2004 年達(dá)到頂點(diǎn),屆時(shí)將演示多機(jī)控制,、協(xié)調(diào)飛行,、無(wú)人機(jī)間的通信、途中改變?nèi)蝿?wù),、合作瞄準(zhǔn)和武器投放,。X-45B 沒(méi)有進(jìn)入實(shí)質(zhì)性的研制階段就被取消了,取而代之的是 X-45C,。X-45C 型無(wú)人機(jī)的最大起飛重量為 16 噸,,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了 A 型機(jī)的 6.8 噸,機(jī)長(zhǎng)也由 A 型的 8.08 米增加至 11 米,,翼展則為 14.6 米,。由于重量大幅增加,X-45B 采用了通用電氣公司強(qiáng)勁的 F404-102D 發(fā)動(dòng)機(jī)。X-45B 也有 2 個(gè)內(nèi)置武器艙,,可攜帶兩枚 750 千克重的 JDAM 炸彈,。根據(jù)研制計(jì)劃,X-45C 將在 2006 年首飛,。
X-46A 是波音公司為美國(guó)海軍研制的海軍型無(wú)人作戰(zhàn)飛機(jī)(UCAV-N),,它將與諾斯羅普.格魯門(mén)公司的 X-47A 爭(zhēng)奪美國(guó)海軍的這項(xiàng)合同。X-46 將用來(lái)驗(yàn)證無(wú)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-46A 與 X-45A 很相似,,大約 10.4 米長(zhǎng),,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,。