В годы Второй Мировой Войны продукция компании Мессершмитта была главным противником самолётов союзников и американских истребителей в том числе. Однако в конце 80-х данная знаменитая фирма приняла участие в совместном с американцами проекте по созданию сверхманёвренного истребителя получившего название X-31. О нём и пойдёт речь ниже.
X-31 (Officially: X-31 Enhanced Fighter Maneuverability) —экспериментальный проект конца 1980‑х — начала 1990‑х годов, ставший ярким примером того, как на стыке американских и немецких инженерных школ рождаются идеи, которые позже проникают в серийную авиацию. Этот проект был результатом сотрудничества Between Rockwell International (США) и Messerschmitt-Bölkow-Blohm (MBB, Германия), с участием европейских и американских партнеров. Главная задача программы — проверить возможности повышения маневренности и управляемости истребителей на экстремальных углах атаки и в условиях пост‑сталли (post-stall), когда обычные летные режимы становятся неэффективны.
Концепция и роль X-31
Идея X-31 заключалась в том, чтобы протестировать сочетание новых схем управления полетом, новаторской аэродинамики и техники управления, которые могли бы дать серийным истребителям сверхманевренность и устойчивость в самых сложных режимах полета. Ключевые направления работы включали:
Управление на больших углах атаки: исследования по долгосрочной устойчивости и управляемости при углах атаки, выходящих за рамки обычного боевого диапазона.
В рамках проекта тестировались двигатели с изменяемым вектором тяги. В ходе них проводились эксперименты по направлению тягой в сочетании с аэродинамическими средствами для улучшения маневренности.
Кроме этого, ещё проводились испытания формы крыльевых узлов и передних обводов, призванных увеличить подъемную силу и маневренность на малых скоростях.
Всесторонне тестировалось цифровое управление полетом: испытывались продвинутые системы управления, которая имели способность быстро реагировать на нестандартные режимы и поддерживать контроль за полётом самолета в условиях, когда традиционное управление затрудненно.
Техническая база и реализация Базовая платформа проекта — это модифицированная серийная платформа, которая позволяла тестировать новые решения без кардинального изменения общих конструктивных принципов. В процессе испытаний X-31 применял современные на тот момент подходы к управлению полетом и к аэродинамическим обводам, включая цифровые системы управления полетом и концепции активной стабилизации. В ходе программы на полигонных испытаниях отрабатывались сценарии, которые ранее считались слишком рискованными для серийной авиации.
Особенности конструкции и техники машины
Кроме упомянутых выше компаний, NASA так же участвовало в программе X-31 через свой Исследовательский центр Лэнгли и Летно-исследовательский центр Драйдена, что давало возможность использовать продвинутые средства и стенды, к которым данные компании не имели доступа.
Конструкция X-31 по сути представляла собой совершенно новую конструкцию планера, хотя она во многом заимствовала элементы дизайна, а иногда и фактические части предыдущих серийных, прототипных и концептуальных самолетов сделанный на Западе. Так у компании British Aerospace позаимствовали типа крыла с передним горизонтальным оперением и подфюзеляжным воздухозаборником. У немецкой TKF-90 форму крыла, от F/A-18 Hornet на самолёт перекочевала носовая часть, включая кабину, катапультируемое кресло и фонарь. С F-16 Fighting Falcon для X-31 взяли электрогенераторы, шасси, топливный насос, педали руля направления, шины носового колеса и аварийный блок питания, а от его собрата F-16XL — приводы закрылков передней кромки. С легкомоторной Cessna Citation на самолёт попали колеса и тормоза основных стоек шасси. А с F-20 Tigershark — гидразиновая система аварийного воздушного запуска. Бомбардировщик B-1 Lancer стал донором шпинделей и управляющих лопаток, используемых для переднего горизонтальных оперения.Даже с конвертоплана V-22 Osprey на самолёт попали приводы поверхностей управления.
Всё это было сделано неслучайно, чтобы сократить время разработки и риски за счёт использования компонентов, допущенных к полётам.
Чтобы снизить стоимость оснастки для производства всего двух самолётов, Роквелл разработал концепцию «улетной оснастки» (возможно, самое успешное побочное значение программы), согласно которой 15 шпангоутов фюзеляжа изготавливались на станках с ЧПУ , соединялись между собой с помощью оснастки и крепились вместе с помощью специального оборудования. Таким образом довольно быстро удалось сделать фюзеляж самолёта, который становился основой для дальнейшей сборки.
Два X-31 были построены, первый поднялся в воздух 11 октября 1990 года. С 1990 по 1995 год было проведено более 500 испытательных полетов.
По конструкции X-31 представляет собой самолет с треугольным крылом, имеющим схему «утка», в котором передние горизонтальные плоскости используются для первичного управления тангажем, а вторые были основными.
Треугольное оперение ранее использовалось на истребителе подобной схемы Saab Viggen и с тех пор стало обычным явлением на таких истребителях. В будущем оно перекочевал на Eurofighter Typhoon, Dassault Rafale и Gripen.
Пара подвижных передних горизонтальных рулей управлялись компьютером, что существенно повышало устойчивость и маневренность.
Подобно бесхвостым самолётам, у него нет подвижных горизонтальных хвостовых поверхностей, только вертикальный киль с рулём направления. Даже проводились успешные тесты полётов самолёта вообще без киля.
Тестовый полёт Х-31 со снятым килем
Тангаж и крен управлялись передним горизонтальным оперением, а так же двигателем, направляющим выхлопные газы при помощи изменения вектора тяги в нужном направлении.
В ходе лётных испытаний самолёт X-31 достиг нескольких важных этапов. 6 ноября 1992 года X-31 достиг управляемого полёта с углом атаки 70°.
29 апреля 1993 года второй X-31 успешно выполнил быстрый разворот на 180° с минимальным радиусом, используя манёвр после сваливания, пролетев значительно дальше диапазона углов атаки, для обычных самолётов. Этот манёвр получил название «манёвр Хербста» в честь доктора Вольфганга Хербста, сотрудника MBB и сторонника использования полёта после сваливания в воздушном бою. Хербст был конструктором ракетоплана Rockwell SNAKE, который лег в основу X-31.
На это в целом проект был завершён. Серийное произвосдтво самолёта изначально ни кто не рассматривал. Однако, в середине 1990-х годов программа снова возродилась.
В апреле 1999 года США и Германия подписали Меморандум о начале совместных работ по программе VECTOR для извлечения выгоды из этих предыдущих работ.
Программа VECTOR стоимостью 53 миллиона долларов стартовала в январе 2000 года.
В качестве места для летных испытаний была выбрана военно-морская авиабаза Патаксент-Ривер в Мэриленде. С 2002 по 2003 год X-31 выполнял полеты с укороченными взлётами и посадками.
Программа завершилась первой в истории автономной посадкой пилотируемого самолёта с большим углом атаки (24 градуса) и коротким приземлением. В качестве технологий использовались дифференциальная система GPS, основанная на технологии псевдоспутника, от Integrinautics и миниатюрная система воздушных данных от Nordmicro.
Значение программы Х-31 для развития авиации
Данная программа оказалась очень важной для развития истребительной авиации, прежде всего на Западе, но и во всём мире. Так на F-35 с Х-31 попали система управления полетом, сложная архитектура авионики, продвинутая система обработки данных с датчиками к ней. В F-35 применяются продвинутые системы полетного управления и сенсорной интеграции, а также принципы «мягкого» реагирования на нестандартные ситуации.
Eurofighter Typhoon: этот проект напрямую стал развитием идей Х-31. Тут и похожая схема самолёта с передними аэродинамическими элементами и активной системой управления полетом, и цифровая система управления с датчиками
То же самое можно сказать и о французском Dassault Rafale, и шведском SAAB Gripen, которые можно считать прямыми потомками Х-31.
X-31 — яркий эпизод в истории авиации, который иллюстрирует путь от концептов к практическим решениям, способным повлиять на последующие поколения истребителей. Это был проект, который показал, что сочетание аэродинамических инноваций, векторной тяги и цифрового управления полетом может радикально расширить маневренность и устойчивость боевых аппаратов в экстремальных режимах.
Влияние X-31 на развитие технологий, лежащих в основе современных F-35 и Eurofighter Typhoon, проявляется не столько в конкретных деталях конструкции, сколько в общем подходе к интеграции систем, обмену опытом и стремлении к более гибким и «интеллектуальным» летательным комплексам. Сегодня X-31 остаётся важной вехой в переходе от 4-му к 5-му поколениям истребителей.
Кроме этого, нельзя исключать и влияние этого проекта на российские самолёты. Не смотря на то что Россия непосредственно не участвовала в программе и её данный для российских инженеров были недоступны, даже того что попадало в свободный доступ было достаточно что бы вдохновить наших инженеров на сверхманёвренные истребители КБ Сухого. Причём в этом направлении наши конструкторы смогли пойти на много дальше западных.
PS. Точных данный нет, но судя по времени появления, это самолёт Х-31 заимствовал идеи у нашего Су-30СМ а не наоборот. Хотя, всё же оба проекты шли параллельно и независимо. При этом нашим конструкторам удалось в плане сверхманёвренности добиться на много большего прогресса чем их западным коллегам.
Официальная группа сайта Альтернативная История ВКонтакте
Телеграмм канал Альтернативная История
Читайте также:
👉 Подписывайтесь на канал Альтернативная история ! Каждый день — много интересного из истории реальной и той которой не было! 😉