『X檔案』：從X-1到X-50 － 《美國 X 系列試驗飛行器簡史》

克里斯Chris

X檔案：從X-1到X-50
－－美國 X 系列試驗飛行器簡史



文章來源：空軍之翼

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英文字母 X 是「Experimental」這個單詞的縮寫，即「試驗的」之意，同時也蘊涵著「未知的」深層含義。在飛行器設計領域，未知的技術障礙與難題比比皆是，即使是通過風洞、模擬器和計算機也只能構建出一個理想狀態下的模型而已，所以必須研製出專門用途的試驗機去探索那些未知領域。

　　為了探索航空航天領域眾多的未知領域，美國人開始了 X 系列試驗飛行器的研究工作。1945 年初，世界上第一架火箭動力試驗機 XS-1（後來命名為 X-1）在美國軍方的資助下首飛成功。這之後，X-3、X-4、X-5 等一大批試驗飛行器相繼飛上了藍天。在隨後近三十年的發展過程中，以 X 冠名的試驗飛行器幾乎每年都要研製一種，其研製速度也快得驚人，這段時間因而也成為了 X 系列試驗飛行器發展的黃金時期。

　　越南戰場上的節節失敗和蘇聯全球範圍內的戰略緊逼，讓美國開始進入戰略調整階段。在這種大環境下 X 系列試驗飛行器的研製計劃也陷入了停頓，從 1971 年至 1983 年美國沒有進行任何一種 X 型試驗機的研製工作。

　　強硬的裡根總統上台後，沉寂了多年的 X 系列試驗飛行器計劃終於迎來了轉機，1984 年 X-29A 前掠翼試驗機的首飛成功重新拉響了美國向未知航空航天領域前進的號角。僅在上個世紀九十年代的十年間，就先後有 14 種 X 型試驗飛行器投入研製，X 系列試驗飛行器計劃的第二個黃金發展時期來到了。

　　今天，X 系列試驗飛行器已經不再單純以「更高、更快」作為其發展目標了，跨大氣層飛行器、太空營救系統、無人隱形武器投送平台等成為新的發展亮點。可以肯定的是，在未來的日子裡我們一定會看到越來越多更加先進的 X 系列試驗飛行器飛上藍天……

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原文由 ac195 於 08-2-18 09:36 AM 發表 [原文]
x31的第一張圖 是波音的f-32想像圖
雖然在另外一個網頁看到的排版也是這樣
建議調整一下會比較好 以免誤導 0.0

另外補充一下   Joint Strike Fighter 計畫中 最後採用x35設計(後來的f35) 而不採用x32的理由

空 ...

此圖為目次頁面章節預覽圖，是指 第三部分：X-31------X-40 其中的X-32想像圖。

為避免誤導，目前已將字列排至圖片下方，感謝提供意見指正。

ac195

x31的第一張圖 是波音的f-32想像圖
雖然在另外一個網頁看到的排版也是這樣
建議調整一下會比較好 以免誤導 0.0

另外補充一下   Joint Strike Fighter 計畫中 最後採用x35設計(後來的f35) 而不採用x32的理由

• 空中加油
  • X-32在空中加油時不能吸穩加油喉
  • 在加油過程差點把機頭儀器撞斷，吸進發動機，造成極大潛在危險。

• 垂直起降
  • 在一次垂直降落的試飛中，發動機吸入自身排出的熱氣，令飛機突然喪失升力。
  • X-32的高溫廢氣直接向下排出，會對跑道造成傷害。
  • 在機輪放下狀態期間投放武器會傷害到機輪。

[ 本文最後由 ac195 於 08-2-18 09:47 AM 編輯 ]

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結語

　　美國 X 系列試驗飛機先後創造了多項人類飛行史上的記錄，如第一次突破音障、第一次飛到了 30,000 米、60,000 米、90,000 米的高空，第一次使用合成金屬製造飛行器主結構，第一次突破 4 馬赫、5 馬赫和 6 馬赫、第一次在接近音速條件下驗證了整個機翼的層流控制理論、第一次的火箭洲際航行……憑借這些科研「排頭兵」，美國在航空航天領域的研究長期處於世界領先地位，不斷搶佔著高科技的「制高點」。

　　縱觀美國整個 X 系列試驗飛行器的發展史，我們發現雖然其中許多型號都是以失敗而告終，而且花費了大量的人力、物力和財力，但正是有了這些尖端科學技術的「開拓者」，才有了今日美國航空航天研究領域的輝煌成就。任何對於這些失敗項目的冷嘲熱諷和沾沾自喜對於我們自身來說都是極端危險的，因為在未知領域裡的探索完全不犯錯誤是不可能的，妄想一步到位不失敗的思想更是不可取的。

　　X 系列試驗飛行器計劃艱辛的發展歷程告訴我們：失敗並不可怕，關鍵是對待失敗的態度。該計劃能夠持續發展數十年並取得眾多驕人的成績，並不能簡單的用「充足的資金保證」這一點來解釋的，認真負責充滿想像力的設計師、勇敢而又沉著的試飛員、周密詳細的項目規劃、正確而又合理的政策引導等才是其成功的主要原因。

　　希望 X 系列試驗飛行器計劃帶給我們的不僅僅是那一連串令人眼花繚亂的先進技術驗證機，而是隱藏其間的眾多經驗和教訓。


本篇完。

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X-50

　　波音公司研製的 X-50A「蜻蜓」是一種使用「前翼/旋翼」技術（CRW）的垂直起降試驗機，它在起飛時就像普通直升飛機一樣使用頂部旋翼，而在高速巡航時（最高時速可達 700 公里/小時）則將頂部旋翼鎖定變成固定翼飛機。X-50A 機長 5.39 米，機高 1.98 米，頂部旋翼直徑 3.66 米，機鼻前翼翼展為 2.71 米，重量為 662 千克。

　　X-50A 可以在沒有任何機場輔助設施的地方起降，如海濱地區、城市中心等，其最終研製目標是成為一種由有人機控制的無人駕駛垂直起降飛機。2003 年 12 月 3 日，X-50A 在研究人員的遙控下進行了首次懸停飛行試驗，在空中停留了 80 多秒鐘並上升到距離地面 12 英尺的空中。

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X-49

　　直到現在，DARPA 也沒有將 X-49 的研製代號指定給任何一個具體的試驗飛行器，而早在 2002 年 X-50A 的研製代號就已經公開指定了。也有人猜測 X-49 本身就是極端保密的項目，因而外界不可能獲取任何相關信息。

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X-48

　　X-48 是一種採用由波音公司「鬼怪工程隊」開發的「混合機翼機體」（BWB）技術的驗證機，這種長為 10.7 米、重為 670 千克的飛行器目前正在 NASA 的蘭利研究中心建造，計劃將在今年進行試飛。

　　BWB 技術將使飛行器相比於目前常規飛行器具有更好的結構強度、更遠的航程和更便宜的飛行成本，它在軍事和民用領域的應用潛力十分巨大。比如使用 BWB 技術的新型加油機將能有更大的空間來裝備 3 具硬管和 2 具軟管輸油系統，並能實現加油過程的全自動化。由於這種加油機的儲油將儲存在機翼油箱中，所以它的機艙中還能最多載運 23 個貨櫃和 40 名全副武裝的士兵。

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X-47

　　X-47 是諾斯羅普.格魯門公司研製的一種無人作戰飛機，目前其型號有 X-47A 和 X-47B。X-47A 採用了類似風箏的氣動佈局，其外形更接近於進行秘密行動任務的飛機的理想外形。機翼前緣後掠角 55 度，後緣前掠角 35 度，採用單發動機佈局，發動機進氣口位於機身上方前部。X-47A 的設計特點是有 6 個操縱表面，2 個升降副翼和 4 個「嵌入面」。「嵌入面」是一種小型的可收式控制表面，用以代替分段方向舵，提供方向安定性。兩個位於機翼上部，其餘兩個在機翼下部的對應位置。與機翼後緣採用的分段方向舵相比，「嵌入面」具有較小的雷達反射截面積。2004 年 2 月 23 日，X-47A 成功完成了歷時 12 分鐘的首次試飛。

　　為了與波音公司的 X-45C 競爭，諾斯羅普.格魯門公司與洛克希德.馬丁公司聯手推出了 X-47B。與 X-47A 相比，X-47B 的體積將會更大，作戰能力也會有質的提高。X-47B 具有極佳的隱身性能和戰場生存能力，可以攜帶各種傳感設備和內部武器裝備載荷，並能進行空中加油。

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X-46

　　X-46A 是波音公司為美國海軍研製的海軍型無人作戰飛機（UCAV-N），它將與諾斯羅普.格魯門公司的 X-47A 爭奪美國海軍的這項合同。X-46 將用來驗證無人機是否能在航空母艦上進行起降，並完成監視、壓制敵防空和縱深攻擊任務。

　　X-46A 與 X-45A 很相似，大約 10.4 米長，翼展 13.4 米，可攜帶 1,200 千克重的武器彈藥，航程要求達到 1,200 千米，續航時間要求達到 12 小時。

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X-45

　　X-45 是 DARPA 和美國空軍聯合提出的一項先期概念演示計劃，其主要任務是用來驗證無人作戰飛機（UCAV）的技術可行性，以更快、更高效的應付 21 世紀的全球突發性事件。X-45 無人作戰飛機具有低探測、維護方便、執行任務費效比高等諸多優點，預計首批 12 架 X-45 於 2008 年具備初始作戰能力。

　　2002 年 5 月 22 日，第一架 X-45A 在愛德華茲空軍基地完成了首次試飛。飛行總共持續了 14 分鐘，X-45A 的其飛行速度達每小時 360 公里，飛行高度為 2,280 米。X-45A 的此次飛行不僅標誌著美國 UCAV 計劃取得了初步的成功，也讓波音公司在 JSF 項目失敗後獲得了一次鼓舞人心的勝利。X-45A 的無尾翼設計借鑒了於 1996 年首飛成功的 X-36 無人試驗機的設計，兩種機型的機翼外形十分相似，如機翼邊緣控制面和偏航向矢量排氣噴管等。不過兩者還是有很大區別的，如 X-45A 就要比 X-36 大許多，而且後者不具備自動駕駛能力。X-45A 動力為一台霍尼維爾 F124-GA-100 渦扇噴氣發動機，其進氣口置於飛機的上方。X-45A 機身內部有兩個武器彈艙，其中一個攜帶試驗設備，另一個則掛載一枚 450 千克中的 JDAM 炸彈或者 6 枚 113 千克炸彈。X-45A 的試驗將在 2004 年達到頂點，屆時將演示多機控制、協調飛行、無人機間的通信、途中改變任務、合作瞄準和武器投放。

　　X-45B 沒有進入實質性的研製階段就被取消了，取而代之的是 X-45C。X-45C 型無人機的最大起飛重量為 16 噸，遠遠超過了 A 型機的 6.8 噸，機長也由 A 型的 8.08 米增加至 11 米，翼展則為 14.6 米。由於重量大幅增加，X-45B 採用了通用電氣公司強勁的 F404-102D 發動機。X-45B 也有 2 個內置武器艙，可攜帶兩枚 750 千克重的 JDAM 炸彈。根據研製計劃，X-45C 將在 2006 年首飛。