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X-31的研制過程

為證明這壹論點,美國洛克韋爾和德國MBB公司根據美、德政府、

美國國防預研局(DARPA)和美國海軍的壹項聯合計劃設計了加強戰鬥機機動性驗證機 X-31。該機1986年底開始設計,1987年8月完成。壹***生產了2架,分別稱為X-31A和X-31B,並先後在1990和1991年首飛。1993年,機上安裝了頭盔目視/音頻顯示器,使飛行員在大迎角情況下作戰時能了解自己的位置。試驗中,X-31可控飛行達到70°迎角,並在這迎角完成了壹次繞速度矢量的控制橫滾。第二架飛機利用失速後機動能力完成了快速小半徑的180°轉彎。X-31能以超過任何常規飛機的氣動力極限正常飛行。它可做的壹個稱為 赫布斯特(Herbst)機動 是將X-31拉至74°迎角,繞速度矢量滾轉並反向下滑加速飛行的機動動作。這動作大大減小了戰鬥機轉彎半徑,可迅速使機頭指向後方目標。

X-31完成180度轉彎的半徑約為149米,時間12秒。而用常規機動(無推力矢量),X-31的轉彎半徑約為823米。

X-31與F/A-18進行過多次壹對壹空中作戰試飛。對抗用的F/A-18飛機經氣動及飛行控制系統改裝,在常規轉彎性能上接近X-3l。空戰結果,X-31在94次演練中,勝78次,平8次,負8次。利用NASA空戰模擬器同樣條件下作戰71次,X-31勝56次,平7次,負8次。當然這些空戰和作戰模擬是在壹定約束條件下進行的,而且只限於目視格鬥。

5年來兩機***試飛538架次。1995年1月19日X-31A在美國航空航天

局德賴登飛行研究中心墜毀。同年這項目研究結束。後來, X-31進行過無尾飛機技術的飛行驗證研究。雖然實際上並沒有去掉垂尾,但飛行控制系統重新編程後,飛機上其它舵面被用來抵消垂尾的穩定性功能使飛機像沒有垂尾壹樣,然後由推力矢量來代替垂尾的作用以模擬無尾飛行。1994年3月17日X-31成功地進行了試飛,高度11600米,速度達到M1.2。在高速平飛和轉彎時,試飛員僅用發動機推力矢量技術成功地演示了飛行的穩定性和操縱性。實現了史無前例的無垂尾超音速飛行。

2002年美德兩國想利用X-31B進行極短距起飛和著陸研究(ESTOL)稱VECTOR項目,計劃試飛45次,準備靠推力矢量作用將著陸迎角從現在的12度提高到24度。初步試飛表明效果明顯,著陸速度降低31%,滑跑距離從2400米減少到520米。後由於經費削減,項目取消。

隨著中距空空導彈的發展,對未來空戰是以超視距作戰為主還是目視格鬥為主爭論很大。因此過失速機動技術的研究目前已經暫告壹段落。

這架 X-31 是Pingp 攝於 2004 年 5 月柏林國際航空航天展覽會。這是壹架在最新改型的 X-31,被稱為 X-31 VECTOR, 即帶矢量推力的超短距起飛著陸控制和無尾飛行研究,Vectoring Extremely short takeoff and landing Control,and Tailless Operations Research,與第壹階段的 X-31 EFM(增強機動性戰鬥機)研究超機動性不同,VECTOR 研究推力矢量控制下的極短距起飛和著陸技術,研究成果可以應用在未來無人機項目上。VECTOR 由美國海軍和波音公司,和德國聯邦國防科技與采購辦公室(BWB)、德國空軍第 61 試驗中心(WTD)、德國 EADS 軍用飛機公司、德國航空研究局(DLR)飛行系統科技學院***同實施,可以在 VECTOR 項目徽章上看到。 談到戰鬥機的機動性無外乎包括常規機動性和非常規機動性. 如果談常規機動性,當然要是指飛機的推重比、翼載、轉彎速度等. 非常規機動則包括過失速機動和直接力控制的非常規機動,過失速機動就是將飛機的仰角遠遠超過其失速仰角,在速度非常小的情況下.迅速改變飛機速度矢量的方向和機頭指向。比方美國X31驗證機的過失速機動幾個典型動作. A.拉桿使飛機成70度仰角,然後做翻轉150度的航向的失速筋鬥,然後再繞其速度矢量做150度外切橫滾; B.先拉桿成70度仰角,再以50度仰角作左轉彎完成150度的轉向。C。拉桿以3G過載15-17度仰角至倒飛,在此狀態下使飛機以70度仰角左傳180度,然後再次90度轉向。

區別於傳統的現代戰鬥機常規設計的是主動控制技術(Active Control Technology),但不要忘了,主動控制技術是由美國率先提出的壹種飛機設計和控制技術。從飛機設計的角度來說,主動控制技術就是在飛機設計的初始階段就考慮到電傳飛行控制系統對總體設計的影響,充分發揮飛行控制系統潛力的壹種飛行控制技術。比如F-16就是世界上第壹架采用主動控制思想設計的飛機。比如采用主動控制技術:1.放寬靜穩定度 2.實現直接力控制 3.控制機動載荷 4.控制突風載荷 5.控制機體顫振 6.采用綜合火控/飛行/推力控制系統。