美国X系列验证机

美国X系列验证机1. X-30X-30 是由美国国防部和NASA 共同组织研制的一种双座高超音速研究机，同时也是由DARPA 提出的国家空天飞机（NASP）计划的原型机。

X-30 实际上是一种能水平起降单级入轨、高超音速的航天飞机，采用尖头狭身机体大后掠三角翼单垂尾布局，以减少高速飞行时的阻力。

X-30 的机身从前到后为头锥、两人驾驶舱、电子设备舱、燃料舱，在机体腹部的动力装置由涡轮冲压/超音速燃烧冲压/入轨和再入大气火箭发动机构成，机体主要使用钛基复合材料，表面高热部分用带有内部冷却系统的防热材料敷设。

由于其研制难度太大和研制费用过高，X-30 项目仅仅只是停留在缩比模型研究阶段，并在1994 年11 月被取消，因而没有建造任何全尺寸实体样机。

X-30 的想象图2. X-33X-33 由洛克希德.马丁公司著名的“臭鼬工程队”研制，它是无人驾驶单级入轨可重复使用航天运载飞行器“冒险星”的1/2 比例的原型机，机长20.29 米，机高 5.88 米，翼展22.06 米。

X-33 采用垂直起飞方式，亚轨道飞行，能在飞行跑道上着陆。

X-33的动力采用一台波音公司特别开发的J2S 火箭发动机，其余部件也是包含了诸多高科技元素。

2001 年 3 月，同样由于存在诸多难以突破的技术难关（如线性气塞式发动机），NASA 取消了已经耗资了13 亿美元的X-33 项目。

X-33 想象图3. X-36由NASA 和波音公司（原麦道公司）联合研制的X-36 是一种遥控无尾技术验证机，它在试验中获取的的数据将能极大的提升未来战斗机空战操控性和生存能力。

X-36 将用来研究战斗机隐身设计与飞行敏捷性的配合，及其对其它性能的影响。

X-36 机长5.55 米，翼展 3.175 米，机高0.95 米，空重494 千克，最大起飞重量576 千克，最大速度为450 公里/小时。

X-36 采用翼身融合设计鸭式布局构型，没有大多数传统飞机上的垂直尾翼和水平尾翼结构。

其结构主要采用铝合金与石墨复合材料蒙皮，机翼前缘与后院都具有40 度的后掠角。

由于是无尾设计，X-36 的雷达反射面积有了大幅度的减小，但却给飞机的飞行敏捷性和高升力特征产生不利的影响。

因而X-36 采用了分裂式副翼和推力矢量装置进行方向操纵，另外还使用了一种非常先进的单通道数字飞行控制系统来使飞机飞行时保持稳定。

X-36 采用一台威廉姆斯国际F112 涡扇发动机，其最大推力为320 千克。

X-36为了节省资金以及获得更可靠的飞行数据，X-36 没有采用异常昂贵复杂的自动飞行控制系统，而是采用遥控的方式。

X-36 机鼻处安装有一台微型摄影机和一个微型话筒，这样飞行控制人员在地面虚拟座舱中通过它们所获取的飞行信息对X-36 进行遥控飞行。

首架X-36 于1997 年 5 月17 日成功首飞，随后的试验主要验证了其在低速/大迎角和高速/小迎角状态下的飞行敏捷性，结果显示X-36 飞行十分稳定而且操控性和机动性也十分出色。

X-36 采用常规滑跑起飞和着陆方式，紧急情况下可采用伞降回收。

X-36 三视图4. X-38 机长7.31 米，机高2.22 米，翼展3.81 米，其外形借鉴了早期美国空军X-24A 等升力体的设计，同样是标志性的钝头锥无主翼形体。

X-38 外壳采用了大量的复合材料如玻璃纤维和碳纤维环氧树脂等，并在受力点上使用钢材料和铝材料进行加固。

此外，为了抵御返回大气层时的高温，外壳上还覆盖有一层特殊的热防护层（TPS）。

除了使用降落伞实施降落以外，X-38 机体底部还安装有和X-15 类似的滑撬降落装置。

X-38 使用惯性导航和GPS 定位系统，并由自动飞行控制系统驾驶，按预先指定好的着陆路线飞行。

X-38 携带有一组蓄电池为其航电、导航、飞控等系统提供必要的电力，同时它还安装有能够短时间使用的姿态调整火箭。

X-38 的大气层飞行试验先由NASA 的B-52 载机（它也是X-15 项目中的载机，因而被人亲密的称作Mother Ship）挂于翼下带入空中，并在25,000 英尺至45,000 英尺空域间释放，以验证其飞行控制能力以及着陆降落伞的等功能。

从左至右依次是X-31、F-15ACTIVE、SR-71、F-106、F-16XL、X-38、无线电控制载机和X-36X-38 三视图5. X-39X-39至今仍然没有被公开命名，但却早已预留给美国空军研究实验室。

据外界猜测，X-39 即是该实验室研制正在进行未来战斗机技术提升（FATE）项目的验证机代号。

FATE 项目将会为战斗机设计带来新一轮的技术革新浪潮，它将使未来美国空军获得一种真正意义上的空天飞机。

FATE 项目的关键技术包括：低可探测系统、主动空气弹性变形机翼、复合材料机体、自适应飞行控制系统等。

X-39 想象图6. X-41由于X-40A 只能将卫星或武器带到160.4 公里至320.8 公里之间的近地轨道，但如果要将卫星和武器发射到更高轨道，则X-40A 将不能被回收。

于是，美国军方开始了飞得更高的X-41 和X-42 研制计划。

X-41 通用航空飞行器（CA V）是一种机动性再入可回收试验飞行器，可携带各种类别的太空载荷，沿亚轨道飞行，再入大气层时在大气层将所携载荷放出。

作为美国军方军用空间计划（MSP）的重要一环，X-41 可由弹道导弹、飞机或航天飞机进行部署，其可能配备的武器载荷包括一枚450 千克侵彻战斗部炸弹、4 枚小直径炸弹或6 枚微型导弹。

由于具有亚轨道飞行能力，相较于目前常规火力投放平台X-41 具有攻击范围更广、作战费用更低等优势。

X-42X-42 则是一种一次性液体推进火箭的试验段，可将900～1,800 千克的载荷送入轨道。

X-42 采用先进的助推技术、新型的液体燃料，将为未来军用和民用轨道载荷运送任务提供一种廉价而又高效的运载工具。

由于X-41 和X-42 同属于美国军方高度保密项目，所以关于它们的详细情况很少。

X-431994 年11 月，美国政府取消了NASA 耗资庞大的国家空天飞机（NASP）项目，X-30 试验机也随即下马。

为了顺应“更好、更快、更廉价”的航空航天战略，美国高超音速试验计划（Hyper-X）计划应运而生，其中X-43 就是其研究核心。

X-43 计划有4 个型号即X-43A、X-43B、X-43C 和X-43D，其设计速度目标为马赫7 至马赫10。

X-43A 想象图X-43B 将于2010 年以前试飞，与X-43A 不同它将采用涡轮发动机和吸气超音速燃烧冲压发动机的组合动力。

这种新颖的组合动力可以自动调整使用那种推动力以使飞行达到最佳速度：当飞机的速度只有两倍音速左右时，飞机借助涡扇喷气发动机前进，这同普通飞机没有两样；当飞机在以高超音速飞行时（5 至15 马赫），它就开始利用吸气超音速燃烧冲压发动机推进。

X-43C 则用来验证装有超音速燃烧冲压发动机的飞行器从 5 马赫加速到7 马赫时的自由飞行性能和超音速燃烧冲压负电荷的性能，其采用的发动机具有普通冲压发动机和超音速冲压发动机的两种工作模式，预计将于2008 年进行试飞。

X-43D 的研制工作也在进行中，它将装备一种冷却氢气燃料的双模式超音速冲压喷气发动机，可将X-43D 的速度增加至15 马赫。

6. X-44X-44 是由NASA 和美国空军联合提出的，其名称为“多轴无尾飞机”（MANTA）。

X-44 将用一架F-22 原型机改装，将其水平尾翼和垂直尾翼拆除，机翼换成三角翼，即取消所有的气动控制面，只使用多轴推力矢量系统来提供所有的飞行控制。

X-44 将于2006 年开始试飞，有可能作为洛克希德.马丁公司提出的FB-22 战斗轰炸机的试验平台使用。

7. X-45X-45 是DARPA 和美国空军联合提出的一项先期概念演示计划，其主要任务是用来验证无人作战飞机（UCA V）的技术可行性，以更快、更高效的应付21 世纪的全球突发性事件。

X-45 无人作战飞机具有低探测、维护方便、执行任务费效比高等诸多优点，预计首批12 架X-45 于2008 年具备初始作战能力。

2002 年5 月22 日，第一架X-45A 在爱德华兹空军基地完成了首次试飞。

飞行总共持续了14 分钟，X-45A 的其飞行速度达每小时360 公里，飞行高度为2,280 米。

X-45A 的此次飞行不仅标志着美国UCA V 计划取得了初步的成功，也让波音公司在JSF 项目失败后获得了一次鼓舞人心的胜利。

X-45A 的无尾翼设计借鉴了于1996 年首飞成功的X-36 无人试验机的设计，两种机型的机翼外形十分相似，如机翼边缘控制面和偏航向矢量排气喷管等。

不过两者还是有很大区别的，如X-45A 就要比X-36 大许多，而且后者不具备自动驾驶能力。

X-45A 动力为一台霍尼维尔F124-GA-100 涡扇喷气发动机，其进气口置于飞机的上方。

X-45A 机身内部有两个武器弹舱，其中一个携带试验设备，另一个则挂载一枚450 千克中的JDAM 炸弹或者 6 枚113 千克炸弹。

X-45A 的试验将在2004 年达到顶点，届时将演示多机控制、协调飞行、无人机间的通信、途中改变任务、合作瞄准和武器投放。

X-45B 没有进入实质性的研制阶段就被取消了，取而代之的是X-45C。

X-45C 型无人机的最大起飞重量为16 吨，远远超过了 A 型机的 6.8 吨，机长也由 A 型的8.08 米增加至11 米，翼展则为14.6 米。

由于重量大幅增加，X-45B 采用了通用电气公司强劲的F404-102D 发动机。

X-45B 也有2 个内置武器舱，可携带两枚750 千克重的JDAM 炸弹。

根据研制计划，X-45C 将在2006 年首飞8. X-47X-47 是诺斯罗普.格鲁门公司研制的一种无人作战飞机，目前其型号有X-47A 和X-47B。

X-47A 采用了类似风筝的气动布局，其外形更接近于进行秘密行动任务的飞机的理想外形。

机翼前缘后掠角55 度，后缘前掠角35 度，采用单发动机布局，发动机进气口位于机身上方前部。

X-47A 的设计特点是有6 个操纵表面，2 个升降副翼和4 个“嵌入面”。

“嵌入面”是一种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。

两个位于机翼上部，其余两个在机翼下部的对应位置。

与机翼后缘采用的分段方向舵相比，“嵌入面”具有较小的雷达反射截面积。

2004 年 2 月23 日，X-47A 成功完成了历时12 分钟的首次试飞。

为了与波音公司的X-45C 竞争，诺斯罗普.格鲁门公司与洛克希德.马丁公司联手推出了X-47B。

与X-47A 相比，X-47B 的体积将会更大，作战能力也会有质的提高。

X-47B 具有极佳的隐身性能和战场生存能力，可以携带各种传感设备和内部武器装备载荷，并能进行空中加油。