現代戰鬥機的先驅者，你所熟知的飛機技術都源於這些神秘的試驗機

英文字母 X 是「Experimental」這個單詞的縮寫，即「試驗的」之意，同時也蘊涵著「未知的」深層含義。在飛行器設計領域，未知的技術障礙與難題比比皆是，即使是通過風洞、模擬器和計算機也只能構建出一個理想狀態下的模型而已，所以必須研製出專門用途的試驗機去探索那些未知領域。

在美國，所有關於航空航天的實驗飛行器，都以X打頭，從1945年的X-1型開始，幾十年間，已經有了幾十種型號被測試。這其中有一些型號所衍生的技術，奠定了那些今天我們耳熟能詳的各種明星軍機翱翔藍天的基礎，今天筆者就為大家介紹一些重要的技術開源。

一、超音速飛行

X-1試驗機

第二次世界大戰後期，戰鬥機的最大速度，已超過每小時700公里，當飛機再飛快一些，局部氣流的速度可能就達到聲速，產生局部激波，從而使氣動阻力劇增。

因此，飛機到底能不能突破音障——即超音速飛行，以及突破音障後會產生怎樣的狀態，就是一個亟待被驗證的理論問題。為此，研究人員在X-1試驗機上裝上了火箭助推器。

它燃燒乙烷基酒精與水和液氧的混合燃料。每個燃燒室能提供1500lbf（6700N）的推力

在這樣強勁的推力下，X-1試驗機終於在1947年10月迎來了歷史性的突破，在由B29轟炸機在高空投放後，X-1馬力全開，最終峰值速度達到了1.06馬赫（361m/s,1299km/h,）完成了人類歷史上的首次超音速飛行，也為飛機的超音速發展打開了歷史的大門。

在這之後的10年間，美國發展出了歷史上第一代超音速戰鬥機F-86佩刀式戰鬥機和F-100超佩刀

二、現代戰鬥機的機身與穩定的超音速飛行

X-3試驗機

早期的超音速飛機，都是需要一定的俯衝加速來完成的，無法在平飛狀態持續的超音速飛行，更別說超音速機動了。因此X-3試驗機就要解決這個問題。

X-3的主要任務是用於研究設計中需要包含哪些元素才能保持長時間的超音速飛行，因此他採用了這些設計——在機翼中加入鈦金屬元素，重量更輕，但強度更大。

同時他的引擎，燃料箱都集中在它又細又長的機身中。這樣的布局使負載集中到了機身而非機翼上。

雖然最終，X-3由於引擎推力的問題，始終在試驗中沒有飛到想要的理想速度，但他解決了兩個問題，即它第一次真實的展現了超音速翻滾時「慣性耦合」的危險性，並且其修長的一體化機身和比例帶來的高速性能被後續的F-104充分吸取。

同時也奠定的現代戰鬥機的機體發展方向。

三、可變後掠翼

X-5試驗機

說到可變後掠翼，許多軍迷腦海里已經浮現了諸多現代的軍機身影了，沒錯，就是這一項技術。

X-5是史上第一架擁有可變後掠翼的飛機，美國工程師發明了一個電傳動系統可以在飛行時調整後掠角度。

X-5的後掠翼可以保持在三個角度：20°, 40°和60°。建立一個飛行中的「可變幾何」平台.

X-5成功證明了可變後掠翼的優勢，它使得單種機型能完成多種飛行速度要求的任務，儘管X-5存在穩定性問題，但其概念被成功的用在多種後續機型上，包括：F-111，F-14"雄貓"，米格-23，旋風戰機以及B-1轟炸機上。

F14雄貓

米格23鞭撻者

四、旋轉翼技術

X-18試驗機

早在50年代，美軍就試驗過垂直起降飛機的原型，但最終以失敗而告終，並且後世的鷂式戰鬥機並未延續當時的美軍思路，因此我們並沒有將其羅列。

而X-18試驗機的旋轉翼技術，則是成就了今天我們熟悉的一些主角。

在設想里，飛機依靠垂直狀態的螺旋槳起飛，在空中調整姿態後變為平飛狀態，同時擁有直升機和固定翼飛機的性能。

雖然由於技術限制，當時的測試並未完全成功，但X-18項目為後來的垂直短距起降技術研究積累了豐富的經驗

1.引擎之間必須有交叉軸系，以避免有引擎失效時飛機失控。

2.在進行垂直起降，懸停以及精確高度飛行操作時，必須使用直接控制螺旋槳槳距.

在今天，這一技術的集大成者V22魚鷹已經在美軍中的運輸、後勤和多用途作戰承擔了重要的角色。

V22進行空中加油

V22改變飛行狀態

五、飛機逃生裝置

X-25試驗機

在今天，現代飛機的逃生裝置都變成了彈射座椅，這已經是老少皆知的常識，但在幾十年前，大家對於越來越快的飛機應該如何逃生，依舊存在著分歧。X-25就代表了一種思路。

在他們看來，早期的彈射座椅功能單一，尤其越南戰爭中，彈射出飛機的飛行員經常降落在遠離美軍救援隊控制的區域，因而給救護帶來了諸多不便。

在這種背景下，X-25 旋翼救生裝置便出現了。X-25 主結構採用鋁製材料，其上有一個飛行員座椅和三個著陸輪。X-25 的主旋翼是無動力的，彈出損毀飛機後在空氣的推動下旋轉。

不過，過於精密的設計，反而造成了實用性的降低，在測試中X-25的可靠性和安全性無法被驗證，因此，美軍反而堅定了繼續改良彈射座椅的決心，也就有了今天不斷被完善的穿倉和彈蓋兩種彈射方式

六、前掠翼技術

X-29試驗機

我們印象里的飛機都是翅膀向後，而X-29卻翅膀向前的，這就是空氣動力學中的前掠翼技術。

前掠翼結構可以保障機翼與機身之間更好地連接，並且合理地分配機翼和前起落翼所承受的壓力。這些優勢用其它方法很難達到或者不可能達到，它大大提高了飛機在機動時、尤其是在低速機動時的氣動性能。此外，前掠翼的結構設計，還可使飛機的內容積增大，為設置內部武器艙創造了條件，同時也大大提高了飛機的隱身性能。

不過，雖然技術是先進的，但前掠翼依舊有它的制約性。尤其是人類一直無法通過材料工藝克服機翼前掠所帶來的「氣動彈性發散」問題，無法使它的可靠性和優勢完全發揮。

因此，儘管X-29已經過去了幾十年，我們今天也只看到了俄羅斯su-47金雕採用了這種氣動布局。

但我仍然相信，前掠翼還會是未來軍用飛機的一種發展選擇。

七、矢量噴管技術

X-31

要注意，矢量噴管技術試驗的時候，矢量發動機還沒有出現。

但人類已經開始謀劃用推力矢量技術和可控前翼完成常規飛機無法實現的大迎角機動飛行。

於是X-31出現了。

為了達到發動機推力的矢量變化，研究人員做了一個很簡單粗暴卻實用的裝置。

其發動機尾噴口處安裝有三片推力導向片（可作正負 10 度的偏轉，並能長時間承受最高 1,500 度的高溫），可使飛機在上下或左右方向上的控制更加自如。

在這些試驗中，X-31 嘗試了多個角度上的失速飛行，為突破「失速障」這一技術難題積累了大量試驗數據。也證明了矢量發動機能夠大幅提高戰鬥機在近距離空戰的格鬥能力和機動性。

這也就成就了我們今天看到的各色3代半與四代機上的矢量發動機。

美國F119矢量發動機

應該可以看到，雖然我們羅列的這些X系列飛機，都沒有像X35（今天的F35）/X47一樣成為最終的量產飛機，但他們在飛行技術和飛行經驗上的開創性，奠定了絕大多數今天主流戰鬥機的發展基礎。

從結果上看，他們不為人知，是失敗的代表，但從某種程度上，我們又需要這些偉大的失敗者，帶來更多新的創意和發展思路。

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