美国版“歼-10”战机:试飞580次,验证推力矢量技术!

上一篇文章提到,德国“萤火虫”战机是MBB公司在1975年开始研发的多面体结构隐身战机,但该项目在1987年突然下马。紧接着在1990年10月11日,MBB公司与美国罗克韦尔公司合作研制的X-31验证机1号就首飞成功了。

▲X-31验证推力矢量控制技术及近距格斗。

X-31验证机自1986年底开始设计,1987年8月设计方案完成,在这一项目中罗克韦尔公司负责机体结构和气动外形,MBB公司则负责飞行控制系统和进气道。这里就要说个重点了,美国有一个部门叫国防高级研究计划局(DARPA),这个部门专门负责联系各大科研机构开发新装备,同时对一些比较超前的技术进行测试,算是美国武器装备发展的一个风向标,X-31正是DARPA负责的项目。

X-31验证机机长13.21米、翼展7.26米、最大起飞重量15.9吨、最大飞行速度1.28马赫、最大升限1.2万米,一共制造了2架。从外形来看跟歼-10有点类似,单发、机腹进气、机头鸭翼、三角主翼。但仔细一看就能发现其中的端倪:X-31的主翼几乎与进气道持平,尾部只有垂直尾翼、方向舵和一个很小的边条翼,没有水平尾翼,飞机俯仰及偏转主要依赖加装3片尾流导向板的F404-GE-400推力矢量发动机。

▲X-31的三视图,看上去有点像国产歼-10战机。

1992年2月,换装推力矢量发动机的F/A-18试验机飞出了70度迎角,并在65度迎角时实现了滚转机动。在此之前F/A-18的最大飞行迎角只有55度,再高就会陷入失速状态。同年11月6日,X-31也不甘示弱,在70度迎角下实现了可控飞行。1993年4月29日,试飞员赫伯斯特驾驶X-31实现了大迎角失速机动下以149米半径实现了180度转弯,从此这种失速小半径180度转弯动作被称为“赫伯斯特”机动。

1995年1月19日,试飞员卡尔·海因兹·朗驾驶X-31的2号机进行第292次试飞,当试飞进行到第43分钟时,遇到了空速管结冰的情况,机载电脑错误发出了指令导致这架飞机失控,最后试飞员不得不选择弃机跳伞。2架X-31验证机仅在1992年到1995年间就进行了多达580次的试飞,让美国空军进一步了解空气动力学及战机大迎角下的气流情况,最终实现推力矢量发动机和飞行控制的高效结合立下了汗马功劳。X-31还被用来与F/A-18战机进行近距空战对抗测试,在94次的空战对抗中,X-31取得了78胜、8平、8负的好成绩,为美国军方研究高空近距格斗积累了大量基础数据。直到相关试验结束后的2003年,X-31的1号机才被放到德国的博物馆进行展览。

▲正在进行赫伯斯特机动的X-31验证机。

就在X-31项目进行的同时,由DARPA负责的“联合打击战斗机计划”(JSF)于1993年正式启动,开始为美国及其盟友选择一款适合未来战争环境下的多功能战机。2001年10月26日,洛克希德·马丁公司的X-35验证机击败了波音的X-32验证机,进入了系统开发实验阶段,再后来X-35就发展成了如今大家所熟悉的F-35战机。

美国研制新型武器装备时一般都会选择多个公司共同竞标,再从其中选择2家公司下订单制造2架技术验证机,按照2架技术验证机的综合表现挑出胜利者。而且美国陆军、空军或者海军往往会同时开展多个功能类似的项目,表面上看去项目繁多充满矛盾甚至是有点浪费资金,但这又是相互进行技术验证的一个过程。最后美国军方才会对多个方案进行全面分析之后选定新装备,这也是为什么美国很多试验项目突然就没下文的原因。而通过这种模式选择出来的武器装备,往往是美国军方在成本上更能够接受,技术上也足够先进的那个。

▲X-31的2号机由于空速管结冰失控坠毁。

说了这么多就是要提醒大家,X-31验证机比JSF计划起步早,试飞周期覆盖了整个JSF还未选定竞标者的阶段。这足以说明X-31验证机对F-35战机的研发起到了参考作用,而当X-35转正变成F-35的时候,X-31的历史使命也就完成了。

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