Grumman X-29
| Grumman X-29 | |
 X-29 genomför en provflygning vid Dryden Flight Research Center, Edwards Air Force Base, Kalifornien. 24 juli 1987 | |
| Beskrivning | |
|---|---|
| Typ | Experimentflygplan |
| Besättning | 1 |
| Första flygning | 14 december 1984 |
| I aktiv tjänst | 1984 – 1992 |
| Ursprung |  USA |
| Tillverkare | Grumman |
| Antal tillverkade | 2 |
| Data | |
| Längd | 16,4 meter |
| Spännvidd | 8,3 meter |
| Höjd | 4,4 meter |
| Vingyta | 17,5 m² |
| Tomvikt | 6 258 kg |
| Max. startvikt | 8 072 kg |
| Motor(er) | 1 × General Electric F404-GE-400 |
| Dragkraft | 72,5 kN |
| Prestanda | |
| Max. hastighet | 1 820 km/h |
| Räckvidd med max. bränsle | 560 km |
| Max. flyghöjd | 15 300 meter |
| Ritning | |
 Källa:[1] | |
Grumman X-29 var ett amerikanskt experimentflygplan konstruerat av Grumman på 1980-talet. Det byggdes för att testa de aerodynamiska egenskaperna av framåtsvepta vingar och hur ett aerodynamisk instabilt flygplan kunde flygas kontrollerat med ett fly-by-wire-system.
Utveckling
När General Dynamics F-16 Fighting Falcon byggdes var det världens första instabila jaktflygplan med fly-by-wire-system, vilket gjorde den mycket lättmanövrerad. F-16 var dock bara måttligt instabil i underljudsfart och helt stabil i överljudsfart. DARPA ville ha ett mycket mer instabilt flygplan för att testa hur mycket bättre manöverprestanda det skulle gå att få ut av ett flygplan med fly-by-wire-system. Dessutom ville man testa fördelarna med en framåtsvept vinge. Kombinationen framåtsvept vinge och instabilitet var naturlig eftersom det med framåtsvepta vingar är lätt att få aerodynamiskt centrum långt fram vilket är nödvändigt för att uppnå instabilitet.[2][3]
År 1977 utfärdade DARPA tillsammans med USAF:s Flight Dynamics Laboratory en specifikation och i december 1981 tecknades ett kontrakt med Grumman om två stycken X-29 värt 87 miljoner USD. Det första flygplanet genomförde sin jungfruflygning 14 december 1984 följt av det andra 23 maj 1989. Den 13 december blev X-29 det första flygplanet med framåtsvepta vingar att bryta igenom ljudvallen och även det första flygplanet att flyga instabilt i överljudsfart.[2][4]
Användning
- Fas 1
Det första flygplanet användes för att testa luftflödet över de framåtsvepta vingarna och hur dessa klarade av de påfrestningar som uppstod. Vingens superkritiska profil visade sig ge mindre motstånd i transsonisk fart än en konventionell vinge (något som redan testats med en bakåtsvept vinge på en ombyggd F-8 Crusader). Den anisotropa kolfiberkonstruktionen i vingen klarade av höga belastningar utan att nämnvärt avvika från ideal form. Det tillsammans med det digitala styrsystemet gjorde att X-29 flög pålitligt även i snäva svängar.[2][4] Fas 1 avslutades 6 december 1988 efter 242 flygningar och den första X-29:an har inte flugit sedan dess.[1]
- Fas 2
Den andra X-29:an hade ett mer utvecklat styrsystem som gjorde att den kunde flyga med högre anfallsvinkel. Medan den första X-29:an var begränsad till 21° anfallsvinkel kunde nummer två flygas i upp till 67°.[2] Den andra X-29:an kunde lätt kännas igen på den bromsskärm som satt monterad bakom stjärtfenan för att kunna rädda flygplanet ur överstegring. Fas 2 omfattade 120 flygningar.[4]
- Vortex Flow Control
År 1992 utökades testerna med flygning i hög anfallsvinkel för att testa Vortex Flow Control. Två stycken trycktankar med kvävgas byggdes in i nosen tillsammans med två munstycken för att injicera gas i de virvlar som bildades runt nosen vid hög anfallsvinkel. Metoden visade sig ge mycket bättre kontroll i sidled än sidorodret som var näst intill oanvändbart vid höga anfallsvinklar. VFT-fasen omfattade 60 flygningar som genomfördes under maj–augusti 1992.[2]
Förutom de tre testfaserna genomförde X-29 även fjorton stycken uppvisningsflygningar (tolv med nr.1 och två med nr.2) vilket totalt blev 436 flygningar.[4] Idag är X-29 nr.1 utställd på National Museum of the United States Air Force i Dayton, Ohio och X-29 nr.2 är utställd på NASA:s Armstrong Flight Research Center vid Edwards Air Force Base, Kalifornien.[2]
Konstruktion
X-29 är delvis baserad på Northrop F-5 Freedom Fighter och de båda flygplanen har landningsställ och främre delen av flygkroppen från två skrotade F-5:or. Motorn är samma F404 som sitter i Northrop F-20 Tigershark. Vingarna är svepta framåt med 33°. Framför vingarna sitter rörliga canardvingar och bakom vingarna på båda sidor om motorn sitter två stycken spoilers som både fungerar som lyftplan och som stjärtroder. Vingarna är uppbygga kring en anisotrop kolfiberkonstruktion som ger dem den styvhet som krävs för att klara de påfrestningar som en framåtsvept vinge utsätts för. Canardvingarna och de framåtsvepta vingarna gör att aerodynamiskt centrum hamnar långt framför masscentrum vilket gör flygplanet instabilt. För att kunna flyga kontrollerat har X-29 därför ett digitalt fly-by-wire-system med trippel redundans kapabelt att göra upp till 40 justeringar per sekund. De tre digitala styrdatorerna hade dessutom var sin analog backup.
Konceptet med framåtsvepta vingar är fortfarande komplicerat och har inte använts i någon större skala förutom det ryska jaktflygplanet Suchoj Su-47. Aerodynamisk instabilitet, rörliga canardvingar och digitala styrsystem har däremot vunnit mark och används bland annat i svenska Saab 39 Gripen och franska Dassault Rafale.
Källor
- ^ [a b] ”Grumman X-29”. http://www.aviastar.org/air/usa/grumman_x-29.php. Läst 11 januari 2017.
- ^ [a b c d e f] Gibbs, Yvonne (6 november 2015). ”NASA Armstrong Fact Sheet: X-29 Advanced Technology Demonstrator Aircraft”. NASA. https://www.nasa.gov/centers/armstrong/news/FactSheets/FS-008-DFRC.html.
- ^ ”X-29: The Most Aerodynamically Unstable Aircraft Ever Built”. DARPA. http://www.darpa.mil/about-us/timeline/x29. Läst 11 januari 2017.
- ^ [a b c d] ”The X-29”. Federation of American Scientists. 24 december 1998. https://fas.org/man/dod-101/sys/ac/x-29.htm.
Externa länkar
Wikimedia Commons har media som rör Grumman X-29.
Media som används på denna webbplats
The No. 1 X-29 advanced technology demonstrator aircraft banks over desert terrain near NASA's Ames-Dryden Flight Research Facility (later redesignated the Dryden Flight Research Center), Edwards, California. It was flown in a joint NASA-Air Force-Defense Advanced Research Projects Agency program from December 1984 to 1988 investigating handling qualities, performance, and systems integration on the unique forward-swept-wing research aircraft. Phase 2 of the X-29 program involved aircraft No. 2 and studied the high-angle-of-attack characteristics and military utility of the X-29.
Grumman X-29 aircraft 3-view drawing without labels
The X-29 Flight Research Aircraft features one of the most unusual designs in aviation history. Demonstrating forward swept wing technology, this aircraft investigated numerous advanced aviation concepts and technologies. The fighter-size X-29 explored the use of advanced composites in aircraft construction, variable camber wing surfaces, an unique forward-swept-wing and its thin supercritical airfoil, and strake flaps. The X-29 also demonstrated three specific aerodynamic effects:canard effects,active controls, and aeroelastic tailoring. Canard effects use canards (small wings) to function as another control surface to manipulate air flow. Active controls enable an airplane to pull air across the plane in specific directions rather than passively letting the air flow over it. Aeroelastic tailoring allows parts of an aircraft to flex slightly when airhits it in a certain way to allow for maximum flexibility of air flow. Although the X-29 was one of the most instable of the X-series in maneuvering capabilities, it was controlled by a computerized fly-by-wire flight control system that overcame the instability going further than any other aircraft testing the limits of computer controls. The first flight was December 14, 1984.