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| X-29 | |
|---|---|
 飛行中のグラマン X-29 | |
| 一般情報 | |
| タイプ | 実験機 |
| 国籍 | アメリカ合衆国 |
| メーカー | グラマン |
| 状態 | 引退 |
| 主なユーザー | アメリカ空軍 |
| 建造数 | 2 |
| 歴史 | |
| 初飛行 | 1984年12月14日 |
グラマンX-29は、前進翼、カナード操縦翼面、その他の新しい航空機技術をテストしたアメリカの実験機である。NASA、アメリカ空軍、DARPAの資金提供を受けて、X-29 はグラマンによって開発され、製造された 2 機は NASA とアメリカ空軍によって飛行された。[1] X-29 の機体の空力的 不安定性に対処するために、コンピューター制御のフライ・バイ・ワイヤ制御が使用された。前進翼で発生する空力弾性発散ねじれを制御し、重量を軽減するために複合材料が使用された。この航空機は 1984 年に初飛行し、1991 年にかけて 2 機の X-29 が飛行テストされた。
設計と開発
ジェネラル・ダイナミクスのF-16 ファイティング・ファルコンを含む競合案よりもこの案が選ばれ、グラマン社によって2機のX-29Aが製造された。X-29の設計では、既存のF-5Aフリーダム・ファイターの機体2機の前部胴体と前脚が利用された（63-8372は82-0003に、65-10573は82-0049になった）。[2]操縦翼面アクチュエーターと主脚はF-16のものを使用した。X-29を現実的な設計にした技術的進歩は、炭素繊維複合材の使用であった。部分的にグラファイトエポキシで作られたX-29の翼は、33度を超える前進角を持っていた。前進角の翼は、40年前に実験的なユンカース Ju 287とOKB-1 EF 131で初めて試験された。グラマン社内におけるX-29の呼称は「グラマン モデル712」または「G-712」であった。[3]
3面設計と固有の不安定性
X-29は、カナード、前進翼、後部ストレーキ制御面を備えた3面航空機と呼ばれ、[4] 3面縦方向制御を使用しています。[5]カナードと翼によりトリム抵抗と造波抵抗が低減され、重心がずれている状況でストレーキをトリムに使用すると、カナードに頼って補正するよりもトリム抵抗が少なくなります。[4]
この構成と、重心が空力中心よりかなり後方にあることとが相まって、機体は本質的に不安定だった。安定性は、1 秒あたり 40 回の修正を行うコンピュータ化された飛行制御システムによって提供された。飛行制御システムは、3 台の冗長デジタル コンピュータと、それをバックアップする 3 台の冗長アナログ コンピュータで構成されていた。3 台のうちのどれか 1 台だけでも飛行できるが、冗長性によりエラーをチェックできる。3 台はそれぞれ測定値に「投票」するため、いずれか 1 台に不具合があれば検出できる。システムが完全に故障する可能性は、従来の配置の飛行機の機械的故障と同じくらい低いと推定された。[5]飛行中にすべての飛行コンピュータが故障した場合、パイロットが機体を安定させるか脱出する前に、空力弾性力によって機体が分解していただろう。[6]
機体のピッチの不安定性が高いため、機動性が非常に高いという予測が広くなされた。この認識は、飛行試験終了後も何年も続いた。空軍の試験では、この予測は裏付けられなかった。[7]飛行制御システムがシステム全体を安定させるには、操縦を容易に開始する能力を緩和する必要があった。これは、ピッチング回転を停止し、航空機が制御不能に陥らないようにする能力を維持するために、飛行制御システムにプログラムされた。その結果、飛行したシステム全体（飛行制御システムもループ内）は、特に機敏性が向上したとは言えなかった。X-29 は、より高速な操縦面アクチュエータやより大きな操縦面があれば、機敏性が向上した可能性があると結論付けられた。[7]
空力弾性に関する考察
前進翼構成では、空気力学的揚力によってねじれ力が生じ、翼の前縁が上向きに回転します。これにより迎え角が大きくなり、揚力が増加して翼がさらにねじれます。この空力弾性発散はすぐに構造的破損につながる可能性があります。従来の金属構造では、ねじれに抵抗するために非常にねじれに強い翼が必要になります。翼を硬くすると重量が増加し、設計が実現不可能になる可能性があります。[8]
X-29 の設計では、この空力弾性効果に対処するために、炭素繊維複合材の曲げとねじれの間の異方性弾性結合を利用した。比較的軽量な複合材でも重量のペナルティとなる非常に硬い翼を使用する代わりに、X-29 では曲げとねじれの間の結合を生み出す積層材を使用した。揚力が増加すると、曲げ荷重によって翼端が上向きに曲がる。ねじれ荷重は翼をより高い迎え角にねじろうとするが、結合部が荷重に抵抗し、前縁を下向きにねじって翼の迎え角と揚力を減少させる。揚力が減少すると、荷重が減少するため、発散が回避される。[8]
運用履歴
最初のX-29は1984年12月14日、エドワーズ空軍基地からグラマンの主任テストパイロット、チャック・シーウェルの操縦で初飛行を行った。[2] X-29は前進翼ジェット推進航空機の設計としては3番目に飛行したものであり、他の2機はドイツのユンカース Ju 287 (1944年) とHFB-320 ハンザジェット(1964年) であった。[9] 1985年12月13日、X-29は水平飛行で 超音速 飛行した最初の前進翼航空機となった。
X-29は初飛行から4か月後にNASAの試験プログラムを開始した。X-29は信頼性が証明され、1986年8月までに複数回の飛行を含む3時間以上の研究ミッションを飛行した。最初のX-29にはスピン回復パラシュートが装備されていなかった。これは、スピンなどの制御された飛行から逸脱する可能性のある操縦を避けるように計画されていたためである。2番目のX-29にはそのようなパラシュートが装備され、高迎え角テストに使用された。X-29の2号機は約25度の迎え角まで操縦可能で、瞬間的なピッチアップ操縦で最大角度67度に達した。[10] [11]
2機のX-29は1984年から1991年にかけて合計242回飛行した。[3] [12] NASAドライデン飛行研究センターは、X-29が「構造的逸脱を制御するための空力弾性テーラリング」 の使用、極度の不安定時の航空機の制御と操作、3面縦方向制御、「超音速での二重ヒンジ後縁フラッペロン」、効果的な高迎え角制御、渦制御、軍事的有用性の実証など、多くの新しい技術と手法、および既存技術の新たな用途を実証したと報告した。[5]
展示されている航空機
最初のX-29、82-003は現在、オハイオ州デイトン近郊のライト・パターソン空軍基地にあるアメリカ国立空軍博物館の研究開発ギャラリーに展示されている。[13]もう1機はエドワーズ空軍基地のアームストロング飛行研究センターに展示されている。実物大の模型は1989年から2011年までワシントンD.C.にある国立航空宇宙博物館のナショナル・モール館に展示されていた。[14]実物大のレプリカは2011年にニューヨーク州ガーデンシティのクレイドル・オブ・アビエーション・ミュージアムに移された。
仕様（X-29）
データはジェーンズ・オール・ザ・ワールド・エアクラフト1988-89 [15] NASA X-プレーンズ、[16]ドナルド、[3]ウィンチェスター[12]
一般的な特徴
- 乗員: 1
- 積載量: 4,000 ポンド (1,814 kg)
- 長さ: 53 フィート 11.25 インチ (16.4402 メートル) (ノーズプローブを含む)
- 胴体のみ48フィート1インチ（15メートル）
- 翼幅: 27 フィート 2.5 インチ (8.293 メートル)
- 高さ: 14 フィート 3.5 インチ (4.356 m)
- 翼面積: 188.84平方フィート (17.544 m 2 )
- アスペクト比: 3.9
- 翼型： ルート：グラマン K MOD 2（6.2％）；先端：グラマン K MOD 2（4.9％） [17]
- 自重: 13,800 ポンド (6,260 kg)
- 最大離陸重量: 17,800 ポンド (8,074 kg)
- 燃料容量:胴体ブラダータンク2個とストレーキ一体型タンク2個で3,978ポンド (1,804 kg)
- 動力装置:ゼネラル・エレクトリック F404-GE-400 アフターバーナー付きターボファンエンジン1 基、16,000 lbf (71 kN)、アフターバーナー付き
パフォーマンス
- 最高速度: 高度33,000フィート(10,058メートル)で956ノット(1,100マイル、1,771キロメートル/時)
- 最高速度：マッハ1.6
- 範囲: 350 nmi (400 マイル、650 km)
- 実用上昇限度: 55,000 フィート (17,000 メートル)
航空電子機器
- リットン LR-80 AHRS
- マグナボックス AN/ARC-164 UHF
- テレダイン RT-1063B/APX-101V IFF/SIF
- ハネウェルの3重冗長フライバイワイヤFCS
メディアでの注目の出演
1989 年のフライト シミュレーター ゲームF29 Retaliatorは X-29 をベースにしており、X-29 が量産型戦闘機として開発され、さまざまな先進兵器が搭載された未来を描いていました。[引用が必要]
参照
類似した役割、構成、時代の航空機
関連リスト
参考文献
注記
- ^ Prisco, Jacopo (2019年7月12日). 「X-29: NASAの野心的な1980年代の戦闘機、反転翼付き」CNN . 2024年5月30日閲覧。
- ^ ab Gehrs-Pahl, Andreas 編 (1995). 「X-Planes: From X-1 to X-34」AIS.org。2001年5月6日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2009年9月1日閲覧。
- ^ abc ドナルド1997年、483ページ。
- ^ ab Roskam 1985、85–87 ページ。
- ^ abc 「ファクトシート：X-29先進技術実証機」NASAアームストロング飛行研究センター。2014年2月28日。 2014年8月24日閲覧。
- ^ Prisco, Jacopo (2019年7月12日). 「X-29: NASAの野心的な1980年代の戦闘機、反転翼付き」CNN . CNNスタイル. 2024年10月15日閲覧。
- ^ バッツ＆フーバー 1989より。
- ^ パマディ 2004より。
- ^ グリーン1970年、493-496頁。
- ^ ウェブスター＆プリフォイ 1991.
- ^ ウィンチェスター2005年、261ページ。
- ^ウィンチェスター 2005、262ページより。
- ^ 「グラマン X-29A」。国立アメリカ空軍博物館。2015年5月28日。 2015年8月29日閲覧。
- ^ 「Beyond the Limits」国立航空宇宙博物館。2012年6月16日時点のオリジナルよりアーカイブ。2011年10月14日閲覧。
- ^ テイラー、ジョンWR編 (1988)。ジェーンズ・オール・ザ・ワールド・エアクラフト 1988-89 (第79版)。ロンドン：ジェーンズ・インフォメーション・グループ。pp. 399–400。ISBN 0-7106-0867-5。
- ^ ジェンキンス、ランディス、ミラー 2003、37ページ。
- ^ Lednicer, David. 「The Incomplete Guide to Airfoil Usage」m-selig.ae.illinois.edu . 2019年4月16日閲覧。
文献
- Butts, SL; Hoover, AD (1989 年 5 月)。X-29A 研究機の飛行特性評価 (レポート)。米国空軍飛行試験センター。AFFTC-TR-89-08。
- ドナルド、デイビッド編 (1997)。「グラマン X-29A」。世界の航空機完全百科事典。ニューヨーク: バーンズ アンド ノーブル。ISBN 978-0-7607-0592-6。
- グリーン、ウィリアム（1970年）。『第三帝国の戦闘機』ニューヨーク：ダブルデイ。ISBN 978-0-385-05782-0。
- ジェンキンス、デニス R.、ランディス、トニー、ミラー、ジェイ (2003 年 6 月)。アメリカの X 型機: 一覧 - X-1 から X-50 (PDF)。航空宇宙史モノグラフ第 31 号。NASA。OCLC 68623213。SP -2003-4531。2020年 4 月 25 日時点のオリジナルから アーカイブ(PDF) 。
- パマディ、バンドゥN. (2004)。飛行機の性能、安定性、ダイナミクス、制御(第 2 版)。アメリカ航空宇宙学会。doi :10.2514 / 4.862274。ISBN 978-1-56347-583-2。
- Putnam, Terrill W. (1984 年 1 月)。X-29 飛行研究プログラム(PDF)。AIAA 第 2 回飛行試験会議。ネバダ州ラスベガス。1983 年 11 月 16 ～ 18 日。NASA。TM-86025。
- ロスカム、ヤン(1985)。飛行機の設計、パート II: 推進システムの予備構成設計と統合。オタワ、カンザス州: ロスカム航空エンジニアリング社。ISBN 978-1-88488-543-3。
- トゥルエルセン、リチャード (1976)。『グラマン物語』。ニューヨーク: プレガー出版社。ISBN 978-0-275-54260-3。
- トレッドウェル、テリー (1990)。『アイアンワークス：グラマンの戦闘機』。英国シュルーズベリー：エアライフ・パブリッシャーズ。ISBN 978-1-85310-070-3。
- ワーウィック、グラハム (1984 年 6 月 16 日)。「フォワードスイープテクノロジー」。Flight International : 1563–1568。
- Webster, Frederick R.; Purifoy, Dana (1991 年 7 月)。X-29 高迎え角飛行特性。米国空軍飛行試験センター。AFFTC-TR-91-15。2014 年 8 月 26 日時点のオリジナルよりアーカイブ。2014年8 月 24 日閲覧。
- ウィンチェスター、ジム (2005)。「グラマン X-29」。Xプレーンとプロトタイプ。ロンドン: アンバー ブックス。ISBN 978-1-904687-40-5。
この記事には、アメリカ航空宇宙局 のウェブサイトまたは文書からのパブリック ドメインの資料が組み込まれています。
外部リンク
ウィキメディア・コモンズには、グラマン X-29に関連するメディアがあります。
- NASA.gov の X-29 ファクトシート
- アメリカ空軍国立博物館による X-29 ファクトシート
- X-29 の写真とビデオは NASA.gov でご覧いただけます。
- Military.com の「X-29: 前進翼を持つ航空機」パート 1、パート 2