原标题：美军天上的黑科技——X-29

撸主经历了八天的路程终于来到了码农天堂——硅谷，一路上的美景就不用说了，这趟旅程下来，我靠窗的左手臂和内侧的右手臂色差大概有3个古天乐，暂时就只能宅家里不出门了，不然别人可能以为我双十一后移植手术没做好。
作为回归的第一篇，撸主打算和大家分享一下撸主本科老师担任主要设计的X-29验证机。Jan Roskam教授最得意的作品是意大利的Piaggo P180和波音747，但是他对战斗机方面的贡献则主要体现在了X-29。撸主在上设计课的时候很多的例子都引用了X-29。而且Jan Roskam似乎对鸭翼布局情有独钟，以至于连风洞实验课的教具都采用了前掠翼鸭翼近距耦合的设计（见下图）。

前掠翼设计其实在整个人类的航空史上并不多见，比较著名的是纳粹德国的Junker Ju 287喷气式战斗机，以及战后德国设计的HFB-320公务机，当然还有毛子的Su-47。

Ju 287

HFB-320
虽然前掠翼飞机很少见，但是它的好处还是大大滴，最主要的是在大迎角情况下的可操作性。简单来说，机翼的滑流会导致在大迎角情况下翼尖失速，这样机翼的操控面，特别是副翼就失去了操控能力。但是因为前掠翼设计，滑流的方向是向机翼内侧发展的，所以在大迎角情况下最先失速的是翼根处，这样位于翼尖的副翼就依然保持着良好的操控能力。

但是为何前掠翼的设计如此之少呢？最主要的原因还是材料问题。在高性能复合材料出现之前，人们几乎很难在保证飞机重量不增加的情况下设计出性能优良的机翼——既要能承受前掠翼设计带来的巨大扭力，同时又要保证机翼的阻力不变大。而这些问题在80年代复合材料的极大发展下都迎刃而解，于是不差钱的美国佬就决定来体验一下前掠翼的感觉。
要知道在1981年之前，美国已经有十几年没有推出过任何一架新的X验证机了。而这次推出的X-29算是为这停滞的十几年画上了一个句号，各路科研人员当然也是摩拳擦掌准备大干一番。最终这个肥差落在了Grumman身上，8700万美元的拨款足见国防部的诚意。对比一下同时期我国的运十，据传说最后真的就只差3000万软妹币的经费，不然可能就是另一番结果了。这样横向一对比，撸主又要逼逼一下了：“改革开放好，改革开放好，改革开放好……”
当然这8700万刀不能只用来验证前掠翼一个技术，不然家大业大也没有你这么造的。超薄机翼、静不稳定设计、数字电传操控、Vortex Injection等等一系列先进的技术都准备在X-29身上来验证一下，这也足见这十几年间那波丧心病狂的航空攻城狮是有多么的压抑，好不容易等来这么个好事儿，那肯定是机关算尽，能上的全上！

X-29的设计可谓是匠心独运，前掠翼的翼根处还加装了后掠翼的大边条，消失的尾翼被两块升降舵取代，近距耦合的全动鸭翼带来了巨大的机动性，同时差动的Flaperon（襟副翼？）既起到了襟翼的作用又承担了副翼的作用，超临界机翼的大胆使用让飞机具有极佳的跨音速性能。值得一提的是，为了省时省力，Grumman原版照搬了F-5的机头设计，所以大家看着会有点眼熟。
在第一阶段试飞中，飞行员还算是中规中矩的，因为这一阶段只是为了验证飞机结构的可靠性和安全性，最大攻角被限定在了21度。等到第一阶段试飞验证全部完成，X-29的设计被证明安全可靠后，第二阶段的试飞那简直就是带你装逼带你飞！飞行员甚至尝试了67度的攻角，并且在后来的报告中表示，在这么大的攻角情况下飞机依然保持着一些操控余度，应该还能再增大攻角。即使事先理论验证和风洞试验都证明X-29的设计具有极佳的大迎角操控性，可是谁也没想到会如此的出色。今天，我们看到第四代战斗机那出色的大迎角操控性能，很大程度上来自于高性能的矢量发动机和各种增升装置，而X-29所取得的大迎角操控性是完完全全来自于优秀的气动设计，这里撸主不得不要佩服一下Jan Roskam教授了。
再有一个值得一提的黑科技那就是X-29的静不稳定性。时至今日，X-29依然是人类历史上静不稳定性最大的飞机。这样的设计需要极强的数字电传操控作靠山，而X-29配备了三套数字电传系统，同时再配备了三套备用的模拟电传系统。任何一套设备的失灵都会有备用的自动顶上，而六套全失灵的概率微乎其微。不得不说，X-29的控制系统放在今天也是一流的，还有值得我们学习借鉴的地方。

接下来，撸主要介绍一个闻所未闻的黑科技了，叫做Vortex Flow Control（VFC）技术。具体的做法就是在机头上部安装两个氮气喷射装置，在大迎角的情况下喷出高速氮气，从而达到增强涡流的效果，由此来增加大迎角操控性。最终的结果是极其成功的，VFC技术为飞机在大迎角情况下提供了更充足的偏航力矩，要知道在这个时候尾垂基本上已经不起到任何作用了。

总之，X-29作为一款技术验证机获得了彻彻底底的成功，其包含的众多黑科技被美国作为技术储备保存了下来，并应用到了日后的飞机设计中。虽然前掠翼战斗机最终还是没能被量产出来，但人们还是看到了这一设计带来的巨大效果。
撸主有幸能亲眼见过并摸过X-29，也算是这辈子值了（详情参见《揭秘美国空军博物馆特殊展馆》，回复“博物馆”即可）。
其实撸主还在整理新家中，今天就说这么多，各位我们下期再见！
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个人评论：军事飞机的发展涉及到多个学科，包括材料学、空气力学、电子雷达学科……一个新一代军事战机的出现，证明解决了身后更多的学科难题。前掠翼飞机在设计上已经可以定型，但是因为涉及到背后的材料完全没有办法达到这个强度所以敢制作前掠翼飞机的国家并不多，也没有办法成为航空届的主要飞机型号。现在，美国、俄罗斯两个国家都公布了要研发新一代战略轰炸机的消息，当然在消息的靠谱上还是美国的真实性比较真一点，毕竟有图有真相以及美国的航空工业在现在也是领先了世界很多，至少全球目前真正能服役的四代机只有美国的F-22和F-35两种机型，其他四代机还处在试飞实验阶段，还远远没有到服役的阶段。

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• 神B 金币 +20 发帖辛苦了！ 2015-11-22 22:12

前掠翼确实很先进，但是对材料的要求太高了，俄罗斯的苏47也只是造了原型机就不了了之了，显然，这个问题没有得到最终的解决。

我只能说，静待结果，看上去很美好，只能等条件成熟了。