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X-31增强战斗机机动性演示

X-31增强战斗机机动性(EFM)演示机，在美国宇航局的Dryden飞行研究中心飞行，加利福尼亚州爱德华兹，提供了宝贵的信息，继续进行下一代高机动性战斗机的设计。

X-31项目展示了使用推力矢量(引导发动机排气流)和先进的飞行控制系统的价值，以提供非常大的攻角控制飞行。其结果是在近距离作战情况下比常规战斗机具有显著优势。

“攻角”(alpha)是一个工程术语，用来描述飞机机身和机翼相对于实际飞行路径的角度。在演习中，飞行员希望以极端的攻击角度飞行，以促进快速转弯和指向对手。在较老的飞机设计中，进入这种飞行状态通常会导致失控，导致飞机、飞行员或两者皆失。

安装在X-31后机身上的三个由石墨环氧树脂制成的推力矢量叶片直接进入发动机排气羽流，以提供俯仰(上升和下降)和偏航(左右)控制，以提高机动性。这些桨可以长期承受高达1500摄氏度的温度。此外，x -31配备可移动前鸭翼、机翼控制面和固定后板条。鸭翼是位于机头后方的小型翼型结构，位于机头和机翼前缘之间与机翼平行的一条线上。通常情况下，这些设备与盛行气流“风向标”，被编程用于在推力矢量系统失效时从大攻角进行空气动力学恢复。侧板位于机翼后缘和发动机排气口之间的同一条线上。侧板提供额外的机头下降俯仰控制权力，从非常高的攻角。小型固定的鼻侧板也被用来帮助控制侧滑。

X-31飞行演示项目的重点是过失速状态下的敏捷飞行，提供技术数据，让飞机设计师更好地了解空气动力学、飞行控制和推力矢量的有效性，以及大迎角下的气流现象。预计这将导致设计方法提供更好的机动性在未来高性能飞机，使他们飞行更安全。

第一阶段

第一阶段是概念设计阶段。在这一阶段，概述了在未来空战中应用EFM概念的预期收益，并定义了一架演示飞机的技术需求。

第二阶段

第二阶段进行了示范装置的初步设计，并确定了要采取的制造方法。在这阶段，政府进行了三次主要的设计检讨，以彻底研究建议的设计。来自美国海军、联邦国防部和美国宇航局的技术专家都参与了对设计各个方面的仔细审查。

第三阶段

三期启动并完成了两架飞机的详细设计、制造和组装。这一阶段需要两架飞机进行有限的试飞计划。第一架飞机于1990年3月1日推出，随后于1990年10月11日在加州棕榈谷的空军42号工厂进行了首次飞行。该飞机由罗克韦尔首席试飞员肯·戴森(Ken Dyson)驾驶，在最初的38分钟飞行中达到了每小时340英里的速度和1万英尺的高度。

第二架飞机于1991年1月19日进行了首次飞行，由德意志航空公司(Deutsche Aerospace)首席试飞员迪特里希·希克(Dietrich Seeck)操纵。

飞行的总结

在项目初始阶段的飞行测试操作中，两架飞机在加利福尼亚州帕姆代尔的罗克韦尔航空航天设施进行了108次测试任务，实现了飞行中的推力矢量，并将失速后的攻角扩大到40度。1992年2月，应高级研究项目局(ARPA)的要求，业务转移到德莱顿。

在德莱顿，国际测试组织(ITO)扩大了飞机的飞行范围，包括对X-31与类似装备的飞机进行军事效用评估，以评估X-31在模拟战斗中的机动性。ITO由高级研究计划局(ARPA)管理，包括美国宇航局、美国海军、美国空军、罗克韦尔航空航天、德意志联邦共和国和德意志航空航天(前messerschmitt - bolkowo - blohm)。

美国宇航局在ITO下的第一次飞行是在1992年4月。到1992年7月，X-31计划还在继续初期阶段的邮差信封扩张。

1992年11月6日，X-31在德莱顿实现了70度攻击角的控制飞行。在同一天，以70度攻角完成了围绕飞机速度矢量的控制滚转。

在1993年4月29日，2号X-31成功地执行了一个快速最小半径，180度转弯使用失速后机动，飞行远远超过任何传统飞机的空气动力学限制。这种革命性的机动被称为“赫布斯特机动”，以沃尔夫冈·赫布斯特命名，他是德国空对空战斗中使用失速后飞行的支持者。术语“J转向”也用来描述这种类型的机动，当飞行到一个任意的航向变化。

以合作F/ a -18作为对手的第一次战术机动在1993年6月完成。在1993年8月，X-31在飞行基本战斗机机动方面展示了完全能力。

1993年10月，该程序记录了它的第300次飞行。最后的战术评估阶段，包括近距离作战(CIC)测试，对F/A-18对手进行未经编排的飞行，开始于1993年11月。

在1993年11月和12月X-31也达到超音速(1.28马赫)。

X-31计划在1993年总共完成了160次飞行，创造了新的年度实验飞机记录。两架x -31中的一架完成了其中103次飞行。该项目还在1993年8月创下了21次研究飞行的月度新纪录。

对X-31近距离作战(CIC)的独特能力的评估在1994年3月1日完成。

ITO对X-31作为战斗机机动性演示的评估预期在1995年初结束。

1995年1月19日1月19日事故中丢失了1号X-31船。在飞机撞到了爱德华州北部的沙漠未划伤的沙漠地区，飞行员安全地在18,000英尺处被安全地喷射。没有私有财产损失。

Quasi-Tailless示范

在1994年，软件安装在X-31中，以展示使用推力矢量稳定超音速稳定无尾部飞机的可行性。该软件允许通过飞机的控制法在增量步骤中的控制规律的稳定性，以实现仿真100％的尾声。准无缝测试始于1994年。第一阶段以Mach 1.2的超音速评估开始。以后进行亚音速评估。在航班期间，如果飞机有尺寸垂直尾部的尺寸减小，则飞机的稳定水平稳定地稳定。

准无尾测试为工业界提供了有关减阻、雷达截面和减重的好处的数据，这些数据可用于未来的商业和军事设计和改进。

头盔上的视觉/音频显示

1993年10月在X-31(第2号飞机)上安装了头盔式视听显示器(HMVAD)。HMVAD的目的是在大攻角作战机动时为飞行员提供驾驶舱外的态势感知和一个模拟头盔上的瞄准具。

该系统由一个GEC“毒蛇”头盔组成，通过单眼阴极射线管(CRT)将符号学投影在其面罩上。还包括一个Polhemus头跟踪器和一个攻角音频提示设备。这两种功能都在X-31上进行了演示，在失速近身战斗期间，这是任何飞机首次。该设备将是后续虚拟对手项目的基线，以演示对头盔显示的机载和上行目标进行战斗训练的可行性。

由高级研究计划署(ARPA)管理的一个国际测试组织正在进行飞行测试。除了ARPA和NASA，国际测试组织(ITO)还包括美国海军、美国空军、罗克韦尔航空航天、联邦德国和德意志航空航天。来自ITO机构的大约110人被分配到这个项目。NASA负责飞行测试操作和飞机维修。工程研究是ITO团队的工作。

X-31是美国政府机构管理的第一个国际实验飞机开发计划。它是北约合作研发计划发起的最多，努力的，如果不是最成功的努力。

X-31项目记录了X-Plane在52个月内总共524次飞行的记录，由14名来自NASA、美国海军、美国海军陆战队、美国空军、德国空军、DASA、罗克韦尔国际公司和德国航空航天公司的飞行员驾驶飞机。

由罗克韦尔航空航天公司、北美航空公司和德意志航空航天公司设计和建造的演示飞机。

X-31是单个座椅飞机，翼跨度为23.83英尺（7.3米）。

机身长度为43.33英尺(1 2.8米)。

X-31由一个通用电气P404-GE-400涡扇发动机提供动力，在加力燃烧室中产生16,000磅(71,168 N)的推力。

X-31的典型起飞重量是16,100磅(7,303公斤)。

X-31的正常飞行范围包括0.9马赫的速度和40000英尺(12192米)的高度能力。为了确定超音速的推力矢量有效性，飞机在35000英尺的高度飞行到1.28马赫。

源和资源

• 矢量X-31在帕克斯的首次飞行成功，詹姆斯达西，帕塔克森特河公共事务部2001年2月28日—飞机在1990年代早期的增强战斗机机动性项目中演示了推力矢量控制的战斗效用，但是在去年退役并重新配置用于海军的国际矢量测试计划。

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