X-29 in hohem Angriffswinkel mit Rauchgeneratoren

Dieses Foto zeigt die X-29 während eines Forschungsfluges im Jahr 1991. Rauchgeneratoren in der Nase des Flugzeugs wurden eingesetzt, um den Forschern zu helfen, das Verhalten der Luft zu erkennen, die über das Flugzeug strömt. Der Rauch hier demonstriert den Vortex-Fluss. Diese Mission wurde am 10. September 1991 vom NASA-Forschungspiloten Rogers Smith geflogen. Zwei X-29-Flugzeuge, die eines der ungewöhnlichsten Designs in der Luftfahrtgeschichte aufwiesen, flogen von 1984 bis 1992 an der Flugforschungseinrichtung Ames-Dryden (heute Dryden Flight Research Center, Edwards, Kalifornien). Die Demonstratoren der X-29-Technologie in Kampfflugzeuggröße erforschten verschiedene Konzepte und Technologien, darunter: den Einsatz fortschrittlicher Verbundwerkstoffe im Flugzeugbau; variable Flügeloberflächen; einen einzigartigen vorwärts gefegten Flügel mit seinem dünnen, überkritischen Profil; Schlagen; eng aneinander gekoppelte Canards; und ein computergestütztes Fly-by-Wire-Flugkontrollsystem, das verwendet wird, um die Kontrolle über das ansonsten instabile Flugzeug zu behalten. Forschungsergebnisse zeigten, dass die Konfiguration vorwärts gezogener Flügel in Verbindung mit beweglichen Canards den Piloten eine hervorragende Kontrollreaktion bei Anstellwinkeln von bis zu 45 Grad verlieh. Während ihrer Fluggeschichte flog die X-29 422 Forschungsmissionen und insgesamt 436 Missionen. Sechzig der Forschungsflüge waren Teil der X-29-Nachfolgephase der "Wirbelsteuerung". Der vorwärts gefegte Flügel der X-29 führte zu einer umgekehrten Luftströmung, in Richtung Rumpf und nicht weg von ihm, wie es auf dem üblichen achtergefegten Flügel der Fall ist. Folglich blieben die Querruder auf dem vorwärts gefegten Flügel in hohen Angriffswinkeln stehen. Dies sorgte für eine bessere Luftführung über die Querruder und verhinderte ein Abwürgen (Verlust des Aufzugs) bei hohen Angriffswinkeln. Die Einführung von Verbundwerkstoffen in den 1970er Jahren eröffnete ein neues Feld des Flugzeugbaus. Sie ermöglichte auch den Bau des dünnen überkritischen Flügels der X-29. Hochmoderne Verbundwerkstoffe ermöglichten eine aeroelastische Anpassung, die dem Flügel wiederum eine gewisse Biegung, aber begrenzte Verdrehung ermöglichte und strukturelle Divergenzen innerhalb der Flughülle eliminierte (d.h., Deformation des Flügels oder Abbrechen des Flügels im Flug). Darüber hinaus ermöglichten Verbundmaterialien eine ausreichende Steifigkeit des Flügels für einen sicheren Flug, ohne einen unannehmbaren Gewichtsverlust zu verursachen. Das Projekt X-29 bestand aus zwei Phasen plus der darauf folgenden Phase der Wirbelsteuerung. Phase 1 zeigte, dass der Vorwärtsschwung der X-29 Flügel die Flügelspitzen in den gemäßigten Angriffswinkeln, die in dieser Phase geflogen wurden (maximal 21 Grad), nicht zum Stillstand brachte. Phase I zeigte auch, dass der aeroelastische maßgeschneiderte Flügel eine strukturelle Divergenz des Flügels innerhalb der Flughülle verhinderte und dass die Kontrollgesetze und die Effektivität der Steuerfläche ausreichten, um einem ansonsten instabilen Flugzeug künstliche Stabilität zu verleihen. Phase 1 zeigte zudem, dass die X-29-Konfiguration auch in engen Kurven sicher und zuverlässig fliegen konnte. In Phase 2 des Projekts zeigte die X-29, die in einem Anstellwinkel von bis zu 67 Grad flog, deutlich bessere Steuerungs- und Manövrierqualitäten, als computergestützte Methoden und Simulationsmodelle vorhergesagt hatten. Während 120 Forschungsflügen in dieser Phase berichteten die Piloten der NASA, der Luftwaffe und des Grumman-Projekts, dass die X-29 über eine hervorragende Steuerungsreaktion auf einen Anschlagswinkel von 45 Grad verfügte und bei einem Anschlagswinkel von 67 Grad noch immer nur begrenzt kontrollierbar war. Diese Beherrschbarkeit bei hohen Angriffswinkeln ist auf die einzigartige Konstruktion des Flugzeugs mit vorwärts gekehrten Flügeln zurückzuführen. Zu den guten Flugeigenschaften trugen auch die von der NASA und der Luftwaffe entwickelten Gesetze zur Flugkontrolle mit hohem Gewinn bei. Während der von der Luftwaffe initiierten Phase der Vortex-Kontrolle demonstrierte die X-29 erfolgreich die Vortex-Durchflusskontrolle (VFC). Diese VFC war effektiver als erwartet bei der Erzeugung von Gierkräften, insbesondere in hohen Angriffswinkeln, wo das Ruder weniger effektiv ist. VFC war weniger effektiv bei der Kontrolle, wenn Seitenschlitz (Windstoß auf die Seite des Flugzeugs) vorhanden war, und es trug wenig dazu bei, die Schaukelschwingung des Flugzeugs zu verringern. Die X-29 war ein einmotoriges Flugzeug, 48,1 Fuß lang und hatte eine Spannweite von 27,2 Fuß. Jedes Flugzeug wurde von einem Triebwerk vom Typ General Electric F404-GE-400 angetrieben, das 16.000 Pfund Schub erzeugte. Das Programm war eine gemeinsame Anstrengung der Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) des Verteidigungsministeriums, der US-Luftwaffe, der Ames-Dryden Flight Research Facility, des Air Force Flight Test Center und der Grumman Corporation. Das Programm wurde vom Wright Laboratory der Luftwaffe, Wright Patterson Air Force Base, Ohio, verwaltet. NASA Identifier: NIX-EC91-491-07