グラマン X-29
グラマン社による1984年の実験機ファミリー

X-29
飛行中のグラマンX-29
一般情報
型式実験機
原産国アメリカ合衆国
製造者グラマン
状態退役
主な使用者アメリカ空軍
製造数2
歴史
初飛行1984年12月14日

グラマンX-29は、前進翼、カナード翼、その他の新しい航空機技術をテストするために設計されたアメリカの実験機です。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しました。[1] X-29の機体の空力的 不安定性に対処するため、コンピューター制御のフライ・バイ・ワイヤ制御が必要でした。前進翼が受ける空力弾性による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ました。この機体は1984年に初飛行し、2機のX-29が1991年まで飛行試験が行われました。

設計と開発

ジェネラル・ダイナミクスF-16ファイティング・ファルコンを含む競合案よりもグラマンの提案が選ばれた後、 2機のX-29Aがグラマンによって製造されましたX-29の設計は、既存の2機のF-5Aフリーダムファイターの機体（63-8372は82-0003に、65-10573は82-0049に）の前部胴体と前脚を利用しました。[2]操縦翼面アクチュエーターと主脚はF-16のものでした。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した。X-29の翼は、部分的にグラファイトエポキシで作られ、33度以上の前進翼でした。前進翼は、40年前に実験機のユンカース Ju 287とOKB-1 EF 131で初めて試験されました。グラマン社内でのX-29の呼称は「グラマン モデル 712」または「G-712」でした。[3]

多数の古い円形のダイヤルとゲージを備えた航空機のコックピット。操縦装置の前には黒い操縦桿がある。
X-29コックピット

3面設計と固有の不安定性

X-29は、カナード、前進翼、後部ストレーキの操縦翼面を備えた三面航空機と呼ばれ、 [4]三面縦方向操縦を使用している。[5]カナードと翼はトリム抵抗と造波抵抗の低減につながり、重心がずれている状況ではストレーキをトリムに使用することで、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る。[4]

この構成と、空力中心よりかなり後方に位置する重心が相まって、機体は本質的に不安定だった。安定性は、毎秒40回の修正を行うコンピュータ制御の飛行制御システムによって確保されていた。この飛行制御システムは、3台の冗長化されたデジタルコンピュータと、それをバックアップする3台の冗長化されたアナログコンピュータで構成されていた。3台のコンピュータはそれぞれ単独で飛行させることも可能だったが、冗長性によってエラーチェックが可能だった。3台のコンピュータはそれぞれ測定値に基づいて「投票」を行うため、いずれか1台に不具合があれば検出可能だった。システム全体の故障は、従来の構成の航空機における機械的故障と同じくらい起こりにくいと推定された。[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、機体は空力弾性力によって分解していたであろう。[6]

機体のピッチング不安定性が高いことから、機動性が非常に高くなるという幅広い予測が生まれました。この認識は飛行試験終了後も数年間維持されました。空軍の試験では、この予測は裏付けられませんでした。[7]飛行制御システムがシステム全体を安定に保つためには、操縦を容易に開始する能力を緩和する必要がありました。これは、ピッチング回転を停止し、航空機が制御不能に陥るのを防ぐ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ていました。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にあります）は、特別な敏捷性の向上を示すことはできませんでした。X-29は、より高速な操縦翼面アクチュエータやより大きな操縦翼面を備えていれば、敏捷性を向上させることができただろうと結論付けられました。[7]

空力弾性に関する考察

後部操縦翼面を偏向させたX-29

前進翼構成では、揚力によってねじり力が生じ、翼の前縁が上方に回転します。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り剛性の高い翼が必要になります。翼を剛性化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、炭素繊維複合材料の曲げとねじれの間の異方性弾性結合を利用しました。比較的軽量な複合材料を使用しても重量が増加する非常に硬い翼を使用する代わりに、X-29は曲げとねじれの間の結合を生み出す積層板を使用しました。揚力が増加すると、曲げ荷重によって翼端が上方に曲げられます。ねじれ荷重は翼をより大きな迎え角にねじろうとしますが、結合部が荷重に抵抗し、前縁を下方にねじることで、翼の迎え角と揚力を減少させます。揚力が減少すると、荷重が減少し、発散が回避されます。[8]

運用履歴

最初のX-29は、1984年12月14日に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しました。[2] X-29は、前進翼ジェットエンジン搭載機として4番目に飛行した設計でした。他の3機は、ドイツのユンカース Ju 287（1944年）、ソビエトのOKB-1 EF 131（1947年）、西ドイツのHFB-320 ハンザジェット（1964年）でした。[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機となりました。

アメリカ空軍国立博物館のグラマンX-29A
エドワーズ空軍基地のグラマンX-29

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ました。X-29は信頼性を証明し、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実施しました。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ませんでした。これは、スピンなど、制御された飛行からの逸脱につながる可能性のある操縦を避けるための飛行試験が計画されていたためです。2号機のX-29にはそのようなパラシュートが装備され、高迎え角試験に使用されました。2号機のX-29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は最大67度に達しました。[10] [11]

2機のX-29は、1984年から1991年にかけて合計242回飛行しました。[3] [12] NASAドライデン飛行研究センターは、X-29が「構造の逸脱を制御するための空力弾性テーラリング」の使用、極度の不安定性時の航空機の制御と操縦、3面縦方向制御、「超音速でのダブル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ました。[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ます。[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ます。実物大の模型は1989年から2011年まで、ワシントンD.C.の国立航空宇宙博物館ナショナル・モール・ビルディングに展示されていました。 [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・ミュージアムに移設されました。

仕様（X-29）

出典： Jane's All the World's Aircraft 1988-89、[15] NASA X-Planes、[16] Donald、[3] Winchester [12]

一般的な特徴

  • 乗員： 1名
  • 積載量： 4,000ポンド（1,814kg）
  • 全長： 16.4402メートル（53フィート11.25インチ）（ノーズプローブを含む）
胴体のみ：15メートル（48フィート1インチ）
  • 翼幅： 8.293メートル（27フィート2.5インチ）
  • 高さ： 4.356メートル（14フィート3.5インチ）
  • 翼面積： 17.544平方メートル（188.84平方フィート）
  • アスペクト比： 3.9
  • 翼型：翼 根元：グラマンK MOD 2（6.2%）、翼端：グラマンK MOD 2（4.9%） [17]
  • 自重： 6,260キログラム（13,800ポンド）
  • 最大離陸重量： 8,074キログラム（17,800ポンド）
  • 燃料搭載量：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（1,804kg）
  • 動力源：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、アフターバーナー付きで16,000ポンド（71kN）

性能

  • 最高速度：高度33,000フィート（10,058m）で956ノット（1,100mph、1,771km/h）
  • 最高速度：マッハ1.6
  • 航続距離： 350海里（400マイル、650km）
  • 実用上昇限度： 55,000フィート（17,000m）

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

メディアへの注目度

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が量産戦闘機として開発され、様々な先進兵器を搭載した未来を描いていました。[要出典]

参照

類似の役割、構成、時代の航空機

関連リスト

参考文献

注記

  1. ^ Prisco, Jacopo (2019年7月12日). 「X-29：NASAの野心的な1980年代の逆翼戦闘機」CNN . 2024年5月30日閲覧.
  2. ^ ab Gehrs-Pahl, Andreas編 (1995). 「Xプレーン：X-1からX-34まで」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.
  3. ^ ab Donald 1997, p. 483.
  4. ^ ab Roskam 1985, pp. 85–87
  5. ^ 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。
  6. ^ Prisco, Jacopo (2019年7月12日). 「X-29：NASAの野心的な1980年代の逆翼戦闘機」CNN。CNNスタイル。 2024年10月15日閲覧。
  7. ^ ab Butts & Hoover 1989.
  8. ^ ab Pamadi 2004.
  9. ^ Green 1970, pp. 493–496.
  10. ^ Webster & Purifoy 1991.
  11. ^ Winchester 2005, p. 261.
  12. ^ ab Winchester 2005, p. 262
  13. ^ 「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。
  14. ^ 「限界を超えて」。国立航空宇宙博物館。2012年6月16日時点のオリジナルからのアーカイブ。 2011年10月14日閲覧。
  15. ^ Taylor, John WR編 (1988). Jane's All the World's Aircraft 1988-89 (第79版). ロンドン: Jane's Information Group. pp.  399– 400. ISBN 0-7106-0867-5。
  16. ^ ジェンキンス、ランディス、ミラー 2003年、37ページ
  17. ^ Lednicer, David. 「翼型使用に関する不完全ガイド」m-selig.ae.illinois.edu 。 2019年4月16日閲覧。

参考文献

  • バッツ、S.L.、フーバー、A.D.（1989年5月）. X-29A研究機の飛行特性評価（報告書）. アメリカ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年）. 「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）.第三帝国の軍用機. ニューヨーク：ダブルデイ. ISBN 978-0-385-05782-0。
  • デニス・R・ジェンキンス、トニー・ランディス、ジェイ・ミラー（2003年6月）『アメリカのX-Vehicles：目録—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の アーカイブ（PDF） 。
  • Pamadi, Bandu N. (2004).飛行機の性能、安定性、ダイナミクス、および制御（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.{{cite conference}}: CS1 maint: url-status (リンク)
  • ロスカム、ジャン（1985年）. 『飛行機設計 第2部：予備構成設計と推進システムの統合』.オタワ、カンザス州：ロスカム・アビエーション・アンド・エンジニアリング社. ISBN 978-1-88488-543-3。
  • トゥルルセン、リチャード（1976年）. 『グラマン物語』 . ニューヨーク：プレガー・パブリッシャーズ. ISBN 978-0-275-54260-3。
  • トレッドウェル、テリー（1990年）. 『アイアンワークス：グラマンの戦闘機』シュルーズベリー、英国：エアライフ・パブリッシャーズ. ISBN 978-1-85310-070-3。
  • グラハム・ワーウィック（1984年6月16日）「前進後退技術」Flight International：1563-1568ページ
  • ウェブスター、フレデリック・R.；プリフォイ、ダナ（1991年7月）。X-29 高迎え角飛行特性。アメリカ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からのアーカイブ。 2014年8月24日閲覧。
  • ウィンチェスター、ジム（2005年）。「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。

パブリックドメイン この記事には、アメリカ航空宇宙局（NASA）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含まれています

ウィキメディア・コモンズに、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
  • 国立空軍博物館によるX-29ファクトシート
  • NASA.govのX-29の写真とX-29のビデオ
  • Military.comの「X-29：前進翼を持つ航空機」パート1、パート2
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