1、美国 X 系列试验机全揭秘（7）：X-31 X-35洛克维尔-梅赛施密特 X-31“战斗机机动性增强计划”角色：试验机国家：美国/德国制造商：洛克维尔/梅赛施密特首飞：1990主要用户：国防部高级研究计划局(DARPA) NASA 德国航空航天局建造数量：2X-31“战斗机机动性增强计划”的主要目的就是为了测试战斗机矢量推进技术。矢量推进能力使得 X-31 能朝向任意方向飞行，这能使传统战机的机动性得到显著提升。试验机搭载了先进的飞行控制系统，即便是在能使普通航空器失速的高迎角下依旧能继续保持飞机的操控。历史X-31 共建造两架，第一架试验机首飞于 1990 年 10 月 11 日。在 199
2、0 年到 1995 年间共进行了超过 500 次测试飞行。X-31 机尾加装了边条，同时前部还加装一对计算机控制的全动鸭翼以增加稳定性和机动性。该机型并无水平尾翼，仅有一个带方向舵的垂直尾翼。俯仰和偏航动作则依靠尾部喷口的三块桨状物来控制（矢量推进）。最终，X-31 的模拟测试结果表明采用无水平尾翼设计的 X-31 同样可以保持飞行稳定，矢量推进尾喷口可以提供足够的俯仰和偏航控制。在试飞期间，X-31 完成了多个里程碑。1992 年 11 月 6 日，X-31 达成了 70迎角的可控飞行，1993 年 4 月 29 日，第二架 X-31 利用“过失速”(post-stall)机动达成了一个18
3、0快速最小半径转弯。由于不存在普通飞机的气动限制，X-31 机动性十分卓越。这一革命性的机动动作以一位名叫沃尔夫冈赫布斯特的梅赛施密特员工命名 赫布斯特机动(Herbst maneuver)。赫布斯特是在空战中应用“过失速 ”机动理论的支持者，并且设计了之后基于 X-31 设计的洛克维尔 SNAKE。赫布斯特机动图解上世纪 90 年代初，X-31 计划迎来了第二春。VECTOR （Vectoring Extremely short takeoff and landing Control,and Tailless Operations Research，矢量推力的超短距起飞着陆控制和无尾飞行研究
4、）计划启动，并追加了 5300 万美元投资。VECTOR 是一个联合研发项目，参与机构包括美国海军、德国军事技术与采购局、波音“幽灵工厂”、欧洲航空航天防务公司。2002 年到 2003 年期间，马里兰州的帕塔克森特河海军航空站被选作该计划的试飞地点。X-31 的起降距离非常短。为了确保 GPS 能精确到厘米级引导飞行器降落，试飞使用了多种 GPS 技术，包括伪卫星技术 (pseudolite,伪卫星是布设于地面上发射某种定位信号的发射器，通常都是发射类似于 GPS 的信号)性能参数：X-31 的矢量喷口* 乘员: 1* 长度: 43ft 4 in (13.21m)* 翼展: 23 ft 10
5、 in (7.26 m)* 高度: 14 ft 7in (4.44m)* 机翼面积: 226.3 sq ft (21.02 m2)* 纵横比: 2.51:1* 空载重量: 11,410 lb (5,175 kg)* 满载重量: 14,600 lb (6,622 kg)* 最大起飞重量: 15,935 lb (7,228 kg)* 引擎: 1 通用电气 F404-GE-400 涡扇喷射引擎, 16,000 lbf (71 kN)* 最大速度: 1.28 马赫 (900 mph, 783 节, 1,449 km/h)* 实用升限: 40,000 ft (12,200 m)* 爬升速度: 43,00
6、0 ft/min (218 m/s)* 机翼负载: 64.5 lb/ft2 (315 kg/m2)矢量推进图解：波音 X-32 联合攻击战斗机验证机角色：试验性战机制造商：波音首飞：2000 年 9 月 18 日主要用户：国防部高级研究计划局(DARPA)X-32 是与洛克希德马丁公司的 X-35 共同参与“联合攻击战斗机”项目竞标的多用途战机。背景1993 年，国防部高级研究计划局启动了“通用平价轻型战机计划”（Common Affordable Lightweight Fighter project ，CALF）。计划的目的是研发一种隐形战机取代美国所有现役轻型战机和攻击机，包括 F-16
7、“战隼”，F/A-18“大黄蜂”，以及垂直/短距起降的AV-8B。同时启动的还有“联合先进打击技术 ”(Joint Advanced Strike Technology，JAST)计划。1994 年，美国国会下令将两个计划合并为“联合攻击战斗机”计划。多家公司参与了该计划的第一阶段，该阶段的主要任务是起草飞行器概念设计并提交给国防部。然而到了 1996 年 11 月 16 日，仅有波音和洛克希德 马丁获得了合同，要求两家公司各自建造两架概念机。根据合同，这些战机被要求能进行常规起降（Conventional Take Off and Landing ，CTOL），航母起降（舰载机版本），具备短
8、距/垂直起降能力。国防部希望同时能进行一些地面系统验证，比如“首选武器系统概念”（Preferred Weapon System Concept，PWSC)“JSF”和以往计划的一大区别就是两家公司都禁止使用自己的资金进行研发，波音和洛马同时获得了 7.5 亿拨款用于制造 2 架试验机包括自行研发的航空电子设备，软件以及硬件。这一限制不仅能促使两家公司尽量降低生产成本，改善组装工艺。还能防止波音或者洛克希德马丁在这场竞赛中破产。设计：X-32 最大特点就是一个类似于 F-8“十字军”和 A-7“海盗”的巨大下部进气口以及一副巨大的碳纤维材料机翼。进气口的设计使 X-32 看上去并不像是一架高技
9、术战机。X-32 机翼为梯形，翼展 9.15 米，机翼前缘角达 55并能存储 20000 磅的燃料。大掠角设计能方便建造更厚的机翼同时尽量减少跨音速阻滞，这一机翼设计还能方便加装天线设备。但是这一设计想要付诸实际将会是一个挑战。X-32 的引擎就安装在驾驶舱后，这就使其成为了飞机的重心（这在战斗机中很罕见）。这同时也暗示了进气口内部可能进行过特殊处理以防止引擎的涡扇叶片直接暴露在雷达波中。据猜测 X-32 进气口内部使用了可变挡板设计以屏蔽扫过的雷达波。波音 X-32 实际上参考了一个上世纪 60 年代的“丑陋”超音速战机设计，该机型是一种引擎中置带矢量喷口的超音速战机。但这一设计仅在航空周刊刊载过，从未付诸实际建造。相比之下 X-35 的设计更像是一个缩小版的 F-22“猛禽” 。设计变更
