美国X-31验证机

简单通俗一点的说法，就是X-31可以在大迎角低速度的情况下，迅速的变化自己的飞行方向，抢占有利位置，从而夺得开火的时机！

20世纪80年代国外曾发表过一系列关于新的飞机机动性论文,提出战斗机在使用现代导弹的条件下如果能在超过失速迎角状态作机动动作，对格斗空战将有很大好处(能更快使机头指向目标)。 但这种机动对飞机可用迎角的要求远大于现役战斗机的约20°, 而且要有是足够的操纵性(低速时只能靠推力矢量)。

为证明这一论点, 美国洛克韦尔和德国MBB公司根据美、德ZF、美国国防预研局(DARPA)和美国海军的一项联合计划设计了"加强战斗机机动性验证机" X-31。该机1986年底开始设计，1987年8月完成。一共生产了2架, 分别称为X-31A和X-31B，并先后在1990和1991年首飞。1993年，机上安装了头盔目视/音频显示器，使飞行员在大迎角情况下作战时能了解自己的位置。试验中，X-31可控飞行达到70°迎角，并在这迎角完成了一次绕速度矢量的控制横滚。第二架飞机利用失速后机动能力完成了快速小半径的180°转弯。X-31能以超过任何常规飞机的气动力极限正常飞行。它可做的一个称为 "赫布斯特(Herbst)机 动" 是将X-31拉至74°迎角，绕速度矢量滚转并反向下滑加速飞行的机动动作。这动作大大减小了战斗机转弯半径, 可迅速使机头指向后方目标。

X-31完成180度转弯的半径约为149米，时间12秒。而用常规机动(无推力矢量),X-31的转弯半径约为823米。

X-31与F/A-18进行过多次一对一空中作战试飞。对抗用的F/A-18飞机经气动及飞行控制系统改装，在常规转弯性能上接近X-3l。空战结果, X-31在94次演练中，胜78次, 平8次, 负8次。利用NASA空战模拟器同样条件下作战71次, X-31胜56次, 平7次, 负8次。 当然这些空战和作战模拟是在一定约束条件下进行的, 而且只限于目视格斗。

5年来两机共试飞538架次。1995年1月19日X-31A在美国航空航天局德赖登飞行研究中心坠毁。同年这项目研究结束。

后来， X-31进行过无尾飞机技术的飞行验证研究。 虽然实际上并没有去掉垂尾，但飞行控制系统重新编程后，飞机上其它舵面被用来抵消垂尾的稳定性功能使飞机像没有垂尾一样，然后由推力矢量来代替垂尾的作用以模拟无尾飞行。1994年3月17日X-31成功地进行了试飞， 高度11600米,速度达到M1.2。在高速平飞和转弯时，试飞员仅用发动机推力矢量技术成功地演示了飞行的稳定性和操纵性。 实现了史无前例的无垂尾超音速飞行。

2002年美德两国想利用X-31B进行极短距起飞和着陆研究(ESTOL)称VECTOR项目, 计划试飞45次, 准备靠推力矢量作用将着陆迎角从现在的12度提高到24度。 初步试飞表明效果明显, 着陆速度降低31%, 滑跑距离从2400米减少到520米。 后由于经费削减, 项目取消。

X-31 VECTOR， 即"带矢量推力的超短距起飞着陆控制和无尾飞行研究，Vectoring Extremely short takeoff and landing Control, and Tailless Operations Research"，与第一阶段的 X-31 EFM（增强机动性战斗机）研究超机动性不同，VECTOR 研究推力矢量控制下的极短距起飞和着陆技术，研究成果可以应用在未来无人机项目上。VECTOR 由美国海军和波音公司，和德国联邦国防科技与采购办公室（BWB）、德国空军第 61 试验中心（WTD）、德国 EADS 军用飞机公司、德国航空研究局（DLR）飞行系统科技学院共同实施，可以在 VECTOR 项目徽章上看到。

随着中距空空导弹的发展, 对未来空战是以超视距作战为主还是目视格斗为主争论很大。 因此过失速机动技术的研究目前已经暂告一段落。

X-31试验机参加了2个独立项目研究，完成了总计约400试飞小时的飞行，X-31三维推力矢量控制技术经过了深入的试飞和分析，为未来应用打下了基础。上世纪90年代，X-31被称作“增强机动性战斗机（EFM）”，1990至1995年在爱德华兹空军基地开展了飞行试验，验证了该机比常规战斗机更卓越的飞行品质和敏捷性。之后，EADS公司负责修改飞机的飞控系统，包括增加推力矢量。第2个项目阶段称为“VECTOR”，即“带矢量推力的超短距起飞着陆控制和无尾飞行研究”，是德国与美国联合开展的研究。2001至2003年4月，国际研究小组将研究重点放在了迎角达24度的自动着陆上，飞行试验在马里兰美海军帕特克森特河海军航空站进行。另外，X-31技术验证机上还安装了一套非常精确的导航系统和由EADS开发的新式平埋式大气数据系统。VECTOR的研究成果为提高有人与无人机的短距起飞和着陆能力及优化舰载机操纵提供了重要的信息。

X-31飞行试验项目最早于1990年启动，最终在2003年4月完成。共制造了2架验证飞机。

EADS公司称，1999年到2003年由波音和EADS公司实施的、美国-德国联合开展的X-31 VECTOR项目现在已接近数据评价和报告的最后阶段。

该公司称，该项目验证了推力矢量控制极短距起飞和着陆（ESTOL）的技术。这些技术很快将提供给X-31项目主要开发者德国联邦国防技术和采办办公室（BWB）和美国海军航空兵武器系统部（NAVSEA）用于未来项目中，特别是未来的无人机项目（UAV）。

同时，由EADS和Nord-Micro公司开发的一种平头式大气数据系统（Flush Air Data System，FADS）安装在X-31上进行了飞行试验，标志着这种能替代现役战斗机上使用的传统静压管和风标传感器系统的新装置已可以进入批量生产。FADS能使未来军用飞机的雷达信号显著减小。

4月份在美国帕特森河海军航空站进行的X-31 ESTOL试飞首次实现了自动、推力矢量控制的着陆。EADS X-31项目经理Michael Jost称，用这种方法实施大迎角着陆（达到24°，通常着陆迎角为12°）有可能使着陆速度从181节（93米/秒）降低至121节（62米/秒），从而使着陆滑跑距离从2400米减少到520米。