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X-3

X-3“短剑”是一款由道格拉斯公司制造的试验机,它有着细长的机身和很尖的机鼻。主要任务是为将来要进行长时间超音速飞行的飞机寻找合适的特征,包括钛的大量使用。道格拉斯飞机公司研制的X-3,是个超声速试验平台,其外形就像一把短剑,是早期X系列试验飞机中外形最流畅的。   首架X-3于1952年9月11日出厂。X-3的首次超音速飞行是在以15度的角度进行俯冲时获得的,当时的速度只有1.1马赫。而它在随后飞行中达到的最快速度也仅为1.208马赫,当时的X-3正处于30度的俯冲状态。X-3在试验飞行中,经常会出现“滚转耦合”的问题。

武器性能

  • 名称:X-3验证机
  • 首飞时间:1952年10月15日
  • 退役时间:1956年5月23日
  • 研发单位:道格拉斯飞机公司
  • 气动布局:后掠翼
  • 发动机数量:双发
  • 飞行速度:超音速
  • 乘员:1人
  • 机长:20.3米
  • 翼展:6.9米
  • 机高:3.8米
  • 空重:7,310千克
  • 发动机:2 × Westinghouse J34发动机
  • 最大起飞重量:10,810千克
  • 最大飞行速度:1,125千米每小时
  • 最大航程:800千米
  • 目录

    基本介绍编辑本段

      道格拉斯飞机公司研制的X-3,是个超声速试验平台,其外形就像一把短,是早期X系列试验飞机中外形最流畅的。

      首架X-3于1952年9月11日出厂。X-3的首次超音速飞行是在以15度的角度进行俯冲时获得的,当时的速度只有1.1马赫。而它在随后飞行中达到的最快速度也仅为1.208马赫,当时的X-3正处于30度的俯冲状态。X-3在试验飞行中,经常会出现“滚转耦合”的问题。

    图片文字说明

    结构特点编辑本段

    其外形就像一把短剑,是早期X系列试验飞机中外形最流畅的。与X-1、X-2不同,X-3是借助自身的动力起飞和降落,并能保持进行2马赫巡航飞行。

    X-3机体结构首次尝试大量使用钛合金,同时还进行了低展弦比、高翼载机翼的可行性研究。

    X-3的机身细长机翼短粗,这是当时美国正在研制中的战斗机的典型布局。后来,F-104“星”战斗机的翼形就是取自X-3。 

    性能参数编辑本段

    乘员: 1
    长度: 66英尺9英寸(20.3米)
    X-3三视图 X-3三视图
    翼展: 22英尺8英寸(6.9米)
    高度: 12英尺6英寸(3.8米)
    翼面积: 166.5英尺²(15.47米²)
    空重: 16,120磅(7,310千克)
    最大起飞重量: 23,840磅(10,810千克)
    发动机 2×Westinghouse J34 afterburning turbojet, 每个 3,370磅,加力燃烧时4,850磅(15.0千牛,加力燃烧时21.6千牛)
    最高速度: 700英里/时 (1125千米/时)
    实用升限: 38,000英尺(11,600米)
    推重比: 0.40

    研发过程编辑本段

    道格拉斯飞机公司研制的 X-3 机长 20.36 米,机高 3.81 米,翼展 6.92 米,其外形就像一把短剑,是早期 X 系列试验飞机中外形最流畅的。与 X-1、X-2 不同,X-3 是借助自身的动力起飞和降落,并能保持进行 2 马赫巡航飞行。X-3 机体结构首次尝试大量使用钛合金,同时还进行了低展弦比、高翼载机翼的可行性研究。X-3 的机身细长机翼短粗,这是当时美国正在研制中的战斗机的典型布局。后来,F-104“星”战斗机的翼形就是取自 X-3。
    首架 X-3 于 1952 年 9 月 11 日出厂,而第二架 X-3 则因为发动机动力不足和机体问题被中途取消,部分完成的机体作为首架机的备件使用。在爱德华兹空军基地进行的试飞试验中,试飞员认为 X-3 的两台威斯汀豪斯 J34-WE-17 涡轮喷气发动机动力严重不足而且飞机本身操控性也很糟糕。X-3 的首次超音速飞行是在以 15 度的角度进行俯冲时获得的,当时的速度只有可怜的 1.1 马赫。而它在随后飞行中达到的最快速度也仅为 1.208 马赫,当时的 X-3 正处于 30 度的俯冲状态。
    X-3 在试验飞行中,经常会出现“滚转耦合”的问题,即在进行一个轴上的机动时就会引起另外两个轴上不受控制的机动。当时 F-100 战斗机也经常碰到这样的问题,NACA 随即在 X-3 上对“滚转耦合”问题进行了深入的研究。

    飞行历史编辑本段

    X-3的“首飞”日期为1952年10月15日,由道格拉斯的飞行员 Bill Bridgeman驾驶。实际上那天只是要进行一次高速滑行测试,但出人意料的是,Bridgeman 竟驾驶着X-3起飞了,它在飞了约1英里后降落。官方承认的首飞日期为1952年10月20日,飞行员仍为Bill Bridgeman,这次飞行持续了约20分钟。至1953年12月,Bridgeman总共完成了26次飞行(包括那次没被官方承认的“首飞”)。这几次试飞使人们意识到了一个大问题:X-3的动力严重不足,而且很难操纵。它的起飞速度异乎寻常的高(260节,即482km/h),更糟的是,它的性能没有达到要求。它的第一次超音速飞行是一次向下15度的俯冲,速度为1.1马赫。X-3的最高速度为1.208马赫,这是它在1953年7月28日的一次向下30度的俯冲时达到的。
    随后,X-3在1953年12月被送到美国空军,进行约定好的测试。X-3的低性能使整个计划不得不被简化。Frank Everest上校与查克·叶格各飞了三次。尽管是由美国空军飞行员来驾驶,但这几次试飞却被算做是NACA完成的。1954年7月查克·叶格最后一次驾驶X-3之后,NACA决定利用X-3来完成很少的试飞工作。最初的几次试飞被用来研究纵向稳定性,操纵性,机翼及尾翼负荷和气压。
    1954年8月23日,NACA的飞行员 Joseph A . Walker完成了他的检验性试飞,在1954年9月至10月间,他又完成了八次试飞。1954年10月后期,对X-3的研究又将机身后部的稳定性与全机的方向控制包括了进来。在这些测试中,X-3将会在接近音速或超音速飞行时,在不转动方向舵的前提下突然做出横滚动作。虽然X-3拥有这样或那样的缺点,但是对于这些测试来说,X-3正是理想的机型。它的发动机,燃料和结构都集中在了它那又细又长的机身里,并且它的机翼又短又粗。这种布局的结果是:X-3的负载集中在了机身上而不是机翼上。它是试验机的典型布局。NACA的测试使X-3完成了几次很成功的试飞,但也使这架飞机差点坠毁。
    1954年10月27日,Walker 在X-3速度达到0.92马赫,高度为30000英尺(9100米)时做出了一个很突然的向左横滚。
    X-3的横滚与预料中的相同,但是横滚时它有20度的颠簸和16度的偏向。这架飞机旋转了足足5秒,然后它才重新获得了控制。紧接着,Walker驾驶着飞机去完成下一个任务。他让X-3进行俯冲,并且在高度为32356英尺(9862米)时把它加速到了1.154马赫,这时他又做出了一个很突然的向左横滚。 X-3在这时猛烈地向下加速,设定了一项新的重力加速度记录:-6.7g(-66 m/s²),然后它又向上加速到+7g(69 m/s²)。与此同时,X-3又在倾斜着飞行,又是一个2g(20 m/s²)的重力加速度。尽管这样,Walker 最后还是控制住了飞机并且成功地降落了。
    后来的研究发现,在那个时候X-3的机身负载已经达到了极限。如果飞机继续加速的话就可能会解体。Walker与他的X-3一同经历了“横滚惯性力偶”:在一个轴上的机动会引起另外一个或两个轴不受控制地机动起来。与此同时,一些F-100也经历了相似的险境。为了研究这个现象和解决这个问题,NACA专门开展了一项计划。
    对于X-3来说,这几次经历“惯性力偶”的飞行是整个计划的顶峰。在将近一年之后,X-3被送到地面保存,它再也没有飞过。Walker在1955年9月20日至1956年5月23日之间又完成了10次飞行。这架飞机随后被送到美国空军博物馆,并在那里退役。尽管X-3没有达到“在巡航速度为2马赫时提供有关空气动力的数据”的要求,它在军中服役的时间还是很有价值的。这架飞机展示出了“惯性力偶”的危险性,并且为对于这个现象的研究提供了数据。它的机翼样式被用在了F-104上,而且它还是第一批应用了钛的飞机之一。X-3极高的起飞与降落速度又促使了轮胎技术的发展。
    X-3最大的贡献是它提供的关于“惯性力偶”的数据。这个现象会使飞机失去控制,而且它已经影响到了X-1和X-2的研究计划。

    生产编辑本段

    研究人员一共预订了两架X-3,但是最终只造了一架,即49-2892号。它一共飞了51次。
    1956年,49-2892号被送到美国空军国家博物馆,但是在2006年它在“研究与发展陈列馆”展出。

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