グラマン X-29

X-29
飛行中のグラマンX-29
一般情報
タイプ実験機
国籍アメリカ合衆国
メーカーグラマン
状態引退
主なユーザーアメリカ空軍
建造数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試験するために設計されたアメリカの実験機である。NASA 、アメリカ空軍、および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た。[1] X-29の機体は空力的に不安定であるため、コンピューター制御のフライ・バイ・ワイヤ制御が必要であった 。前進翼による空力弾性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た。この機体は1984年に初飛行し、1991年まで2機のX-29が飛行試験された。

設計と開発

ジェネラル・ダイナミクスのF-16 ファイティング・ファルコンを含む競合案よりもこの提案が選ばれた後、グラマン社によって2機のX-29Aが製造された。X-29の設計では、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になった）の前部胴体と前脚を利用した。[2]操縦翼面アクチュエーターと主脚はF-16のものを用いた。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あった。部分的にグラファイトエポキシで作られたX-29の翼は、33度を超える前進角を持っていた。前進角の翼は、40年前に実験的なユンカース Ju 287とOKB-1 EF 131で初めて試験された。グラマン社内におけるX-29の呼称は「グラマン モデル712」または「G-712」であった。[3]

多数の古い円形のダイヤルと計器が並ぶ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ります。
X-29のコックピット

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、機体の機動性は極めて高いという幅広い予測が生まれた。この認識は飛行試験終了後も長年維持されてきた。空軍の試験ではこの予測は裏付けられなかった。[7]飛行制御システムがシステム全体の安定性を保つためには、機動を容易に開始できる能力を抑制しなければならなかった。これは、ピッチング回転を停止させ、機体が制御不能に陥らないようにする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た。結果として、飛行したシステム全体（飛行制御システムもループ内に含む）は、特に機敏性が向上したとは言えなかった。X-29は、より高速な操縦翼面アクチュエータや大型の操縦翼面を備えていれば、機敏性を向上させることができただろうという結論に至った。[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、すぐに構造破壊につながる可能性があります。従来の金属構造では、ねじり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、炭素繊維複合材の曲げとねじれの間の異方性弾性結合を利用した。比較的軽量な複合材を使用しても重量増につながる非常に硬い翼ではなく、X-29では曲げとねじれの結合を生み出す積層板を採用した。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る。ねじれ荷重は翼をより高い迎え角にねじろうとするが、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る。揚力が減少すると、荷重も減少し、発散が回避される。[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社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を行った。[2] X-29は飛行した4番目の前進翼ジェット推進航空機設計であった。他の3機はドイツのユンカース Ju 287 (1944年)、ソ連のOKB-1 EF 131 (1947年)、西ドイツのHFB-320 ハンザジェット(1964年)であった。[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航空機となった。

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、NASAの試験プログラムを開始した。X-29は信頼性が高く、1986年8月までには複数回の飛行を含む3時間を超える研究ミッションを飛行していた。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なかった。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ように飛行試験が計画されていたためである。録画されたビデオインタビューで、NASAのテストパイロットであるロジャース・E・スミス[10]は、他のテストパイロットの1人が試験飛行中に許可されていないエルロンロール操縦を行い、その後プログラムから外されたことを明らかにした。[11] 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、瞬間的な機首上げ操縦で最大67度に達した。[12] [13]

2機のX-29は1984年から1991年にかけて合計242回飛行した。[3] [14] 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、「超音速での二重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空軍国立博物館の研究開発ギャラリーに展示されている。[15]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る。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た。 [16]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た。

仕様（X-29）

ジェーンズ・オール・ザ・ワールド・エアクラフト1988-89のデータ、 [17] NASA X-プレーンズ、[18]ドナルド、[3]ウィンチェスター[14]

一般的な特徴

  • 乗員: 1
  • 積載量: 4,000ポンド (1,814 kg)
  • 長さ: 53フィート11.25インチ (16.4402 m) (ノーズプローブを含む)
胴体のみ48フィート1インチ（15メートル）
  • 翼幅: 27フィート2.5インチ (8.293メートル)
  • 高さ: 14フィート3.5インチ (4.356 m)
  • 翼面積: 188.84平方フィート (17.544 m 2 )
  • アスペクト比： 3.9
  • 翼型： 根元：グラマン K MOD 2（6.2%）；先端：グラマン K MOD 2（4.9%） [19]
  • 空車重量: 13,800ポンド (6,260 kg)
  • 最大離陸重量: 17,800ポンド (8,074 kg)
  • 燃料容量: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 (1,804 kg)
  • 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、16,000 lbf (71 kN) アフターバーナー付き

パフォーマンス

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

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

メディアでの注目の出演

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 が量産型戦闘機として開発され、さまざまな先進兵器が搭載された未来を描いていました。[引用が必要]

参照

同等の役割、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年代の戦闘機、反転翼付き」CNN . 2024年5月30日閲覧。
  2. ^ ab Gehrs-Pahl, Andreas編 (1995). 「X-Planes: From X-1 to X-34」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. ^ abc ドナルド1997、483ページ。
  4. ^ ab Roskam 1985、85–87 ページ。
  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. ^ バッツ＆フーバー 1989より。
  8. ^ パマディ 2004より。
  9. ^ グリーン1970、493–496頁。
  10. ^ 「Rogers E. Smith - NASA」 . 2026年1月16日閲覧。
  11. ^ Fighter Pilot Podcast (2023年7月28日). Why More Aircraft Don't Have Forward Swept Wings . 2026年1月16日閲覧– YouTubeより。
  12. ^ ウェブスター＆プリフォイ 1991.
  13. ^ ウィンチェスター 2005年、261ページ。
  14. ^ ウィンチェスター 2005、262ページより。
  15. ^ 「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。
  16. ^ 「Beyond the Limits」国立航空宇宙博物館。2012年6月16日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2011年10月14日閲覧。
  17. ^ テイラー、ジョン・WR編 (1988).ジェーンズ・オール・ザ・ワールドズ・エアクラフト 1988-89 (第79版). ロンドン: ジェーンズ・インフォメーション・グループ. pp.  399– 400. ISBN 0-7106-0867-5。
  18. ^ ジェンキンス、ランディス、ミラー 2003、37ページ。
  19. ^ Lednicer, David. 「翼の使用に関する不完全なガイド」m-selig.ae.illinois.edu . 2019年4月16日閲覧。

参考文献

  • バッツ, SL; フーバー, AD (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). 「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）『第三帝国の戦闘機』ニューヨーク：ダブルデイ、ISBN 978-0-385-05782-0。
  • ジェンキンス、デニス・R.、ランディス、トニー、ミラー、ジェイ（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より アーカイブ（PDF） 。
  • パマディ、バンドゥ・N. (2004). 『航空機の性能、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、ヤン（1985年）『飛行機の設計 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：プレーガー出版社、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。
  • ウォーリック、グラハム（1984年6月16日）「フォワードスイープ技術」Flight International誌、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の高迎え角飛行特性。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よりアーカイブ。 2014年8月24日閲覧。
  • ウィンチェスター、ジム (2005). 「グラマン X-29」. Xプレーンズとプロトタイプ. 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 のウェブサイトまたは文書からのパブリック ドメイン マテリアルが組み込まれています。

ウィキメディア・コモンズには、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
  • アメリカ空軍国立博物館によるX-29ファクトシート
  • X-29の写真とX-29のビデオはNASA.govでご覧いただけます。
  • Military.com の「X-29：前進翼航空機」パート 1、パート 2
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