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X-21
鎖定
- 中文名
- X-21
- 外文名
- Northrop X-21
- 國 家
- 美國
- 角 色
- 試驗用航空器
- 首飛時間
- 1963年4月18日
- 退役時間
- 1968年
- 主要用户
- 美國國家航空航天局(NASA)
- 建造數量
- 2
- 機翼面積
- 1,250 ft2 (116.17 m2)
- 製造商
- Northrop
- 本體機
- Douglas B-66破壞者
X-21簡介
諾斯羅普公司的 X-21 是用來進行層流控制研究,它是由道格拉斯公司 WB-66D 飛機改進而來的。層流控制是當時航空學領域一項前沿研究項目,它將提高飛行器燃料使用效率、航程、壽命,減小超音速飛行阻力等,典型的層流控制措施如在機翼上使用多孔物質、多重狹窄表面縫隙、微小穿孔等。
諾斯羅普 X-21A是一種設計用來測試機翼層流效應控制的試驗機。X-21基於道格拉斯WB-66D機身建造。採用嵌入機翼式引擎以便給空氣壓縮機騰出空間。於1968年4月18日由NASA試飛員傑克·威爾斯駕駛進行了首飛。儘管試飛順利完成,但大量錯綜複雜的層流效應依舊導致了整個計劃被終止。
[1]
X-21設計與研發
層流控制是一項能夠明顯改善摩擦係數使得航空器大大降低油耗,提升航程的技術。理論上講,如果80%的機翼是由層狀體組成則摩擦能減小25%。機體表面與空氣摩擦產生的力,即粘滯曳力——在紊流邊界層的粘滯曳力要比層流層大得多。層流控制主要依靠多孔材料、多重狹窄表面縫隙或小孔來移除部分在邊界層流動的空氣實現
[2]
。
X-21進行了兩項主要改造,首先是將Allison J71引擎替換為“通用電氣”XJ79-GE-13渦輪噴射引擎。X-21A試驗機同時還由精密的層流控制系統組成,機翼上總共條有80000個槽,他們能將紊流邊界層“吸入”,從而產生一個平滑的層流層。理論上這樣能減少空氣摩擦,使飛機能有更低的油耗和更大的航程。
X-21A試驗機(55-0408和55-0410)也採用了複雜的層流控制系統,內置於增加跨度和麪積的全新翼上,掃掠範圍從35°減少到30°。 機翼具有多個系列的翼展槽(總共800,000個[2]),通過其湍流邊界層被“吸入”,導致更平滑的層流。 理論上,減少阻力,更好的燃油經濟性和更長的航程可以實現。
X-21測試
在測試中有孔材料的主要問題是槽孔會被碎屑、小蟲甚至雨水堵住。在特定條件下,層流表面空氣的急速冷卻會產生冰晶擾亂層流。最終這個項目由於槽孔堵塞問題而被取消。
X-21處置
X-21性能數據
* 乘員: 5
* 長度: 75 ft 3 in (22.94 m)
* 翼展: 93 ft 6 in (28.51 m)
* 高度: 25 ft 7 in (7.8 m)
* 空載重量: 45,828 lb (20,783 kg)
* 滿載重量: 83,000 lb (37,727 kg)
* 發動機: 2 × 通用電氣 J79-GE-13 渦輪噴射引擎, 每個9,400 lbf (41.9 kN)推力
* 最大速度: 487 kn (560 mph, 896 km/h)
* 航程: 4,156 NM (4,780 mi, 7,697 km)
- 參考資料
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- 1. Jenkins, Dennis R.X-Planes Photo Scrapbook.North Branch, Minnesota:Specialty Press,2004
- 2. 美國X系列試驗機全揭秘(5):X-21 —— X-25 .譯言網.2011-09-09[引用日期2014-12-13]