X-32技術驗證機

X-32技術驗證機，是波音公司為了獲得美國軍方JSF聯合攻擊戰鬥機項目而推出的樣機，通常情況下，戰鬥機的原型機是不能進入X系列試驗飛行器計畫的，但鑒於 X-32 和 X-35 在設計中都將嘗試一種新穎的而且風險極大的“短距起飛和垂直降落”技術，所以破例為它們都賦予了“X”的編號。

基本介紹

• 中文名稱：X-32技術驗證機
• 國家：美國
• 飛機類型：短距起飛和垂直降落驗證機 
• 研製單位：波音飛機公司 

發展沿革

研製背景

波音公司聯合了麥克唐納·道格拉斯公司，共同研製JSF的概念驗證機X-32，如今，這兩家公司已經合併。JSF是美國20世紀最後一個重大的軍用飛機研製和採購項目。

JSF被定位為低成本的武器系統，這是因為目前先進戰鬥機，如F-22的成本不斷高漲，美國及其他國家均感到，單純依靠這樣的高性能且高價格的戰鬥機組成戰鬥機部隊，在財政上難以承受。因此美國各軍種改變以往各自研製戰鬥機的傳統，聯合起來，共同研製一種用途廣泛、性能先進而價格可承受的低檔戰鬥機。這就是JSF。

波音公司X－32的設計思想基於對經濟可承受性和滿足各種作戰要求能力的雙重考慮。在隱身方面，波音公司做得相當不錯，但在超音速和垂直起降的協調上起了問題。

X-32三面圖

主要原因是X－32採用的垂直起降方式與“鷂”式飛機類似———在飛機冀重心位置布置有轉向噴管，起降時噴管朝下；前飛時，利用尾噴管噴氣推動飛機前進。雖然結構複雜，但技術成熟。

不過，X－32繼承了“鷂”式飛機的缺點。“鷂”式飛機為了吸進足夠的空氣進行垂直飛行，有兩個巨大的進氣道突出在飛機的兩側，很難使飛機超音速。X－32同樣如此，為了增加進氣量，其進氣口如血盆大口，其阻力之大，不言而喻。這也是X－32的敗筆。

但是，X-32將進入眾多國家的空軍，這將令JSF的成本更加低廉。在競爭階段，波音公司和洛克希德·馬丁公司形成了兩個競爭集團。目前洛克希德的X-35已經取得勝利，並已正式命名為F-35“閃電II”(Lightning II)。該公司將為美國空軍、海軍、海軍陸戰隊和英國皇家海軍4個用戶提供21世紀的20噸級新型F-35單發戰鬥機。

要說X-32戰鬥機，就不能不說它的由來。自冷戰結束後，和平成為世界發展的主旋律，一些先進戰鬥機的研製方案紛紛夭折。但美各軍種的飛機年歲漸高，難以為繼。在這種背景下，三軍聯合研製一種用途廣泛、性能先進而價格可承受的低檔戰鬥機的方案浮出水面。這就是X-32戰鬥機。

兩大飛機製造業巨頭波音公司和洛克希德·馬丁公司競爭JSF的生產契約。

對於美國空軍來說，JSF既要取代F-16執行制空和戰術武器投放任務，還要接替A-10執行近距空中支援任務。在接替A-10時，軍方希望JSF象A-10一樣不易被地面火力摧毀，但它主要依靠技術手段，而不是依靠裝甲來實現這一目的。此外，JSF還將比A-10具有更大的航程。中可以看到預計使用的武器。包括各種普通炸彈、雷射制導炸彈、使用GPS制導的JDAM、JSOW、HARM反雷達飛彈、SLAM巡航飛彈、“小牛”反坦克飛彈、各種空空飛彈和27mm“毛瑟”機關炮（後改為採用GAU-1225mm五管加特林炮）等。2004年4月，美軍確定所有型號的JSF將可使用機內武器艙裝載8顆波音公司研製的113千克小口徑炸彈（SDB），同時也可在機外懸掛該小口徑炸彈。美國軍方的JSF項目辦公室官員說，將把增加機內武器艙裝載SDB的數量，作為JSF增強作戰能力的長期目標之一，但具體增加多少還沒有透露。

X-32戰鬥機

對於美國海軍來說，JSF將接替F/A-18A/B的制空和攻擊任務，以及更老的A-6所承擔的戰術武器投放和縱深攻擊任務。海軍希望JSF同F/A-18E/F一道承擔起制空和攻擊的雙重任務。艦載型JSF和F/A-18E/F精確的搭配方式目前仍沒有確定。在接替A-6時，JSF將用做夜間、低空突防的中型轟炸機，這一點同A-6的設計任務一樣。但是，JSF還要具有白天攻擊的能力，在執行這類任務時，JSF必須利用先進技術避免戰鬥中的過量損失。為此，JSF將具有隱身和遠距離發射飛彈的能力。

令人震驚的F-35掛載能力，這對於實現由一個先進的機型完成多種任務的構想十分重要。

對於英國皇家海軍來說，JSF將用來取代現有幾種型別的“海鷂”戰鬥機，執行制空和攻擊任務，並且要求它能夠從現有的輕型航母上以短距起飛的方式升空作戰。在不超過美國空軍對戰鬥機重量要求的前提下，要想滿足美國海軍、海軍陸戰隊和英國皇家海軍的各項使用要求，必須採取一種獨特的飛機/發動機組合。目前的估計是，美國海軍陸戰隊和英國皇家海軍的JSF將比美國空軍型重500~1000磅(227~454千克)，而美國海軍型可能要比美國空軍型重1500~2000磅(681~908千克)。

設計原理

波音公司X-32的設計思想基於對經濟可承受性和滿足各種作戰要求能力的雙重考慮。X-32項目的商務開發主任Strohsahl說，雖然JSF有好幾個型別，但它們具有相同的模線，也就是說，其外部尺寸相同。

X-32期望利用位於中機身的2個可偏轉噴管使發動機的排氣轉向下方，從而獲得STOVL能力，它所用的偏轉噴管與“鷂”所用的噴管相似。隨著飛機的加速，機翼產生的升力將代替發動機產生的升力，噴管便可以逐漸地轉向後方。在進行STOVL飛行時，X-32需要通過飛機尾部的氣流進行配平，這些氣流通過一個二維矢量噴管轉向下方。噴管與機身結構聯為一體，並且還要承受載荷。

隨著飛機的加速，發動機的氣流將逐漸轉入發動機後部的噴管，並且從位於中機身的環行噴管中排出。懸停或STOVL飛行時的飛控和俯仰控制將由不同噴管的偏轉氣流提供。滾轉控制由機翼上的小排氣孔提供。當這些噴管把熱氣流向下方排出時，一個立式擋板將從前機身處轉向下方，以防發動機排出的熱空氣被吸入發動機進氣道。

當環形噴管完全朝後、所有的推力都分配給發動機的後排氣管時，位於飛機中部的噴口將由位於噴口周圍的小門蓋住。對重量的考慮賦予了很高的優先程度，不論是STOVL型JSF還是海軍型JSF(該型為了滿足著艦要求需要進行加強)都沒有因為附加系統而使重量發生較大變化。但是STOVL型的JSF還是比另兩種的JSF減少了內部武器載荷。其他型別的JSF所能攜帶的武器載荷與A-6能夠攜帶的武器載荷相似。

機器型號

一、空軍常規起落型(CTOL)，目標採購價格為每架2800萬美元(1994年幣值，下同)。

二、美國海軍的常規起降艦載型，單價3400萬美元；

三、美海軍陸戰隊和英國海軍用的短距起飛垂直著陸型(STOVL)，單價3100萬美元。

設計方案

設計方案中，X-32有一個大的、翼身融合複合材料三角機翼。為了降低製造成本採用了單塊式結構。翼尖有一個附加段，在執行艦上任務時可以拆去。但後來具體設計時，波音認為此方案不足以賦予X-32足夠的機動性，因此為其增加了兩個尾翼。對比左圖和其他圖片，大家就可以看出來。但保持不變的是，除了美國海軍型以外，所有的燃料都裝在機翼中。機翼的上下表面，各採用一張複合材料蒙皮。另外，X-32設計方案。

燃油係數較高，航程較遠。而且其信號特徵設計比較均衡，波音公司對JSF的紅外信號特徵和可見光信號特徵的重視程度與對它的雷達信號特徵的重視程度相同。波音公司所有各型的JSF至少在初期都將具有相同的機載電子設備和座艙。機身設計成為3個部分，尾段包括集成的發動機噴口，但是沒有單獨的尾部飛行控制面。海軍型的JSF在著艦時機翼上表面會出現一個渦發生器柵欄以幫助飛機保持高的迎角。

波音公司還把機身中段設計成適合三種型別的飛機。前機身既可用於單座型，也能用於雙座型。雖然現在還沒人考慮雙座型JSF，但是波音預計將來可能會出現對雙座教練型JSF的需求。波音利用其製造、維護和在世界範圍內支援民用飛機的廣泛經驗，搶到了不少分數。

它還迅速使麥·道公司完全加入JSF的研究項目，以利用該公司所具有的豐富的戰鬥機研製經驗。由於波音的機體製造商在過去的20年裡參加了包括麥·道公司在內的大多數軍用飛機項目，因此積累了豐富的經驗和試驗數據。其中一項創新是自動化數控編碼技術，它能使設計者在初始設計時，就能把指令嵌入自動加工工具機，以便進行毛坯切削和鍛造，還能使一台機器同時加工兩個完全相同的零件。

在測試中，過去需要30天才能加工完的零件只用8小時就完成了。低餘量鈦加工技術，它能降低生產中鈦的用量，從而使一些部件能夠用一塊鈦錠鑄成，然後只做少量的加工。此外，還研究了開發一種軍用型大規模備件儲存和運輸設備的可能性。目前它在西雅圖的民機支援設備能夠在收到申請的2小時內把任何一種現役波音飛機的任意零件發往目的地。

任務要求

1．空軍常規起落型，目標採購價格為每架2800萬美元（1994年幣值，下同）。將取代F－16執行制空和戰術武器投放任務，還要接替A－10執行近距空中支援任務。作戰半徑850－1100Km，能執行攻擊點目標，壓制對方防空火力以及戰術、戰略偵察任務。

2．美國海軍的常規起降艦載型，目標單價3400萬美元。將接替F/A－18A/B的制空和攻擊任務，以及更老的A－6所承擔的戰術武器投放和縱深攻擊任務。在執行任務時，JSF必須利用先進技術避免戰鬥中的過量損失。為此，JSF將具有隱身和遠距離發射飛彈的能力。要求作戰半徑1100Km；短距起飛滑跑距離不超過215m（滿載），可在瀝青機場起降；允許帶彈2000Kg垂直降落。

3．美海軍陸戰隊和英國海軍用的短距起飛、垂直著陸型，目標單價3100萬美元。美國海軍陸戰隊希望X-32戰鬥機能夠擁有F/A－18的航程、載荷以及迅速加速到超音速的能力和AV－8B垂直起降能力。如何將隱身、垂直起降和超音速能力結合到一架飛機上，可能是JSF計畫所面臨的最大技術挑戰。

所有這些型別的X-32戰鬥機都將在一條生產線上製造，使用同一種發動機，並且擁有儘可能多的通用部件。此外所有的JSF還必須使用同一種通用的支援和維護系統。JSF不僅是多年來第一種滿足多軍種使用需要的戰鬥機，X-32戰鬥機還是第一種在一條生產線上生產的具有多種配置的戰鬥機。而且，該項目的主要推動力量是減少費用，這在過去的項目中也還沒有過。

技術特點

外形特點

X-32機長 14.33 米，機高 3.96 米，翼展 10.97 米（CTOL 型）。JSF 項目有多種型號：空軍常規起降型（CTOL）、海軍常規起降艦載型和短距起飛垂直著陸型（STOVL），其中 X-32A 進行常規起降的試驗，X-32B 則驗證短距起飛和垂直降落的性能。

X-32 外形比較奇特，由於它有一對聯接在發動機後部的可轉向的噴氣升力噴管，因

而發動機必須安裝在飛機前部。X-32 採用很厚的整體式機翼，可承載大部分的結構載荷，並能裝載近 9 噸

燃油。機頭下方有一個縫式進氣口，每秒可吸入 180 千克的空氣，供一台普惠 F119--SE614渦輪風扇發動機使用。從總體上看，X-32 使用了大量先進技術，因而其技術實現難度也較大。在與X-35的競爭中，“前衛”的 X-32 敗下陣來從而也失去了美國軍方 21 世紀最大一筆軍機採用訂單。

進氣道隱身

X-32，採用三角翼、雙垂尾布局，最引人注目的是那張大嘴巴，形容醜陋就不說了，直接違反隱身最基本的原理，把發動機的正面暴露在入射雷達的面前。發動機的正面確實有一半在入射雷達的視線內，但波音在發動機前面增加了一個“雷達屏障”，用塗覆吸波材料的整流片把發動機的正面遮住，迫使雷達波拐彎抹角地通過整流片的間隙進入進氣道，一旦進入，就只能在裡面來回反射，每反射一次，就在塗覆吸波材料的壁上被吸收掉一點，最後只有極少的入射能量得以返回，形成回波。

性能數據

參數

* 乘員: 1

* 長度: 45.01 ft (13.72 m)
* 翼展: 36 ft (10.97 m)
* 高度: (5.28 m)
* 機翼面積: 590 ft2 (54.8 m2)
* 最大起飛重量: 38,000 lb (17,200 kg)
* 引擎: 1 × 普&惠 F135 渦扇噴氣發動機
o 推力: 28,000 lbf (125 kN)
o 開啟加力燃燒後: 43,000 lbf (191 kN)
* 最大速度: 1.6馬赫 (1,200 mph, 1,931 km/h) at altitude
* 空軍版航程: 850 nmi (1,574 km)
* 海軍版航程: 750 nmi (1,389 km)
* 美海軍陸戰隊/皇家海軍版航程: 600 nmi (1,112 km)

武器

* 20 mm M61A2 航炮,或 27 mm Mauser BK-27航炮
* 彈倉: 6枚高級中程空對空飛彈或 2枚高級中程空對空飛彈加2顆2,000 lb (900 kg)重的制導炸彈
* 外部: 外部武器掛槽可掛載15,000 lb (6,800 kg)的裝備。包括制導武器,反輻射飛彈,空對地武器,副油箱。

總體評價

比起X-35，X-32有不少優勢，許多人都認為X-32整體性能強於X-35。然而，由於x-32項目進展較慢，技術上的風險也比較大，預測成本也比X-35要高。相比之下，X-35所採用的技術則相對成熟一些，風險自然也就小，費用也少可以一些。因此，X-32不幸出局了，而它的競爭對手X-35則脫穎而出，風光無限。