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格鲁曼公司X-29:机翼倒置的不可能飞的战斗机



没有飞机像格鲁曼公司的X-29一样。它惊人的前掠翼只是其众多大胆创新之一。它是由冷战高峰期的大型企业集团-NASA,美国空军,国防高级研究计划局(DARPA)的“黑衣人”和航空航天巨头格鲁曼公司-于1984年首飞的打造终极战斗机的一部分。

但其高度实验性的设计使其成为有史以来制造的空气动力学最不稳定的飞机。加利福尼亚南部的美国国家航空航天局阿姆斯特朗飞行研究中心(NASA)的首席历史学家克里斯蒂安·盖尔泽(Christian Gelzer)表示:“没有数字飞行计算机,这真是无法飞行,实际上每秒只能对飞行路径进行40次校正。”经过电话采访)。

“工程师得出的结论是,如果所有三个飞行计算机都一起出现故障,那么飞机将在飞行员有机会弹出之前在飞行员周围破裂。”格鲁曼公司X-29的翼展为27英尺,长48英尺。它可能达到1.8马赫(1,100 mph)。

极端机动具有前掠式机翼(与传统机翼相反的方向倾斜)的飞机很少见,但X-29并不是第一个使用它们的飞机。德国轰炸机Junkers Ju 287是具有这种设计的成功原型机,于1944年首飞。汉斯·沃克(Hans Wocke)进行了设计,后来将其学到的知识运用到了汉莎HBF 320,这是一架小型公务机,于1964年飞向天空。几十架已经建成,有些仍在飞行-仅有的前掠机翼商用飞机。

出乎意料:回顾空军一号的经典设计然而,在汉莎喷气式飞机中,机翼向前倾斜以充分利用小型机身,并为原本局促的飞机上的乘客创造了更大的空间,因为该位置使机翼可以沿飞机机身进一步向后安装。汉堡Flugzeugbau HFB-320汉莎喷气机。

Hansa Jet机翼也向前倾斜了几度,而X-29则为33度。如此激进的调整意味着要为机动性保持贸易稳定性,因为要更快地进行机动,一架飞机必须先天固有地不稳定。盖尔泽说:“一架F-18战斗机的失稳系数仅为5%。另一方面,X-29的不稳定系数为35%。”

但是向后安装机翼具有另一种即时效果。小附件,称为副翼(法语中意为“小翼”),这是控制飞机的关键组件,安装在翼尖附近。当一架普通飞机失速时-失升会导致坠毁-副翼通常是首先停止工作的原因,因为由于空气流过机翼的方式,失速往往始于翼尖。这意味着在已经危险的情况下失去控制。

哈巴库克计划:英国秘密尝试建造冰战舰但是,前掠机翼迫使空气以相反的方向流动,从翼尖向内侧移动。因此,失速趋向于开始靠近机身,使副翼的功能更长,并为飞行员提供了急需的控制权。

X-29设计具有非传统的特征,其中之一就是鸭嘴–用于使飞机机头上升或下降的水平表面–位于主翼的前面,而不像常规战斗机那样位于机尾。“失速后,一些军用战斗机可以在不再飞行时继续飞行,通过引擎提供的巨大推力。问题是,您能控制飞机吗?要等到X-29。只有拥有前掠机翼并探索了这种“后失速”环境的飞机。”

“当时,这种机动性被认为对于战斗机的优越性是绝对必要的。如果您的飞机要在我的飞机前失速,我可以心跳地将您射向天空。”当隐身出现时机翼的异常形状给X-29的工程师带来了另一个问题:重量。倒转的机翼承受的最大扭曲力可能会折断它们,因此需要对其进行加固。但是,如果X-29的机翼是用金属制成的,它们的重量可能会太大。

取而代之的是,使用先进的复合材料降低了重量,目前,这种复合材料已成为商用和军用飞机的标准配置。重温协和飞机的奢华与魅力该飞机还具有未来派的数字化电传操纵系统,该系统使用电子界面代替传统的手动控制装置来使飞机飞行-这是航空业中如今常见的另一项创新功能。

格鲁曼公司制造了两架X-29,这是成功的F-14雄猫和历史悠久的阿波罗登月舱的防御承包商。格鲁曼公司赢得了这份价值8700万美元的合同(按今天的价值约2.45亿美元),这要归功于削减成本的措施,例如使用现有战斗机的零件,包括F-5A和F-16猎鹰。

该项目是由DARPA,美国国防高级研究计划局和俄亥俄州怀特-帕特森空军基地的美国空军飞行动力学实验室委托进行的。NASA处理了试飞。X-29飞机在1984年至1992年之间曾执行过422次研究任务。但最终,其最激进的特征仍然局限于历史。

盖尔泽说:“好处并没有弊大于利。而且,隐身随之而来,并成为喷气式战斗机的必备功能。”隐形使飞机对雷达是不可见的,并且它具有许多现代战斗机甚至都没有针对空战或混战进行优化的优势,这种情况已变得罕见。今天在加利福尼亚南部阿姆斯特朗飞行研究中心看到的两架X-29之一。

今天在加利福尼亚南部阿姆斯特朗飞行研究中心看到的两架X-29之一。前推机翼也已通过推力矢量作废,或者具有通过物理方式移动发动机以控制其推力方向的能力,即使在失速的情况下也可确保机动性。盖尔泽说:“借助现代的空气动力学和推力矢量,您几乎可以完成X-29在F-22上能够完成的所有工作。”

哈萨克草原上有两辆废弃的苏联航天飞机尽管如此,飞机仍然令人记忆深刻。“那些参加该计划的人对此表示了很高的评价。人们真的迷上了这种外观怪异的飞机。而NASA对于该计划至关重要:它为飞机的飞行员,工程师,维修和住房做出了贡献。开始。”

俄罗斯克隆?X-29并不是同类产品中的最后一个。1997年9月25日,即X-29的最后一次任务五年之后,俄罗斯空军飞越了Sukhoi Su-47,这是它自己的带有前掠式机翼的战斗机。绰号“ Berkut”(俄语为“金鹰”),是1983年启动的一个项目的结果,但由于苏联解散而被推迟。

这架飞机在设计和时机上的相似之处表明,它可能直接受到X-29的启发。盖尔泽说:“很难得出这个结论,他们看到了这一点,并决定,'我们最好找出它是否也可行。'但是,Su-47的体积几乎是X-29的两倍,而且其建造更像是一架成熟的战斗机,而不是实验性试验台。尽管如此,飞机从未进入生产阶段,只制造了其中一架。

2015年,一家俄罗斯公司开始测试SR-10,这是一架小型倒翼战斗机,目的是将其提供给俄罗斯空军,这表明该设计可能仍然可行。康科德斯基:苏维埃与康科德的壮观对手发生了什么?

但是,我们会见过另一架带有前掠式机翼的战斗机吗?盖尔泽说,别屏住呼吸。“我可以看到这种情况发生在较小的公司,而不是大型的军事建筑商和设计师那里。我认为,要使他们恢复这种观念将需要一些非同寻常的事情。”
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