El Rockwell-Messerschmitt-Bölkow-Blohm X-31 es un avión a reacción experimental diseñado para probar la tecnología de vectorización del empuje de los cazas . Fue diseñado y construido por Rockwell y Messerschmitt-Bölkow-Blohm (MBB), como parte de un programa conjunto de Estados Unidos y Alemania para mejorar la maniobrabilidad de los cazas , con el fin de proporcionar una autoridad de control adicional en cabeceo y guiñada, lo que le permitió lograr una maniobrabilidad significativamente mayor que la de la mayoría de los cazas convencionales. Un sistema avanzado de control de vuelo proporcionaba un vuelo controlado en ángulos de ataque elevados , donde los aviones convencionales entrarían en pérdida o perderían el control. Se construyeron dos aviones, de los cuales uno sobrevivió.
El diseño del X-31 era esencialmente un diseño de fuselaje completamente nuevo, aunque tomó prestado en gran medida elementos de diseño y a veces partes reales de diseños de aeronaves de producción, prototipos y conceptuales anteriores, incluido el Programa de Aeronaves Experimentales Aeroespaciales Británicos (elección del tipo de ala con canards, más entrada de aire debajo del fuselaje), el TKF-90 alemán (conceptos de forma de planta del ala y entrada de aire debajo del fuselaje), F/A-18 Hornet (cuerpo delantero, incluyendo cabina, asiento eyectable y dosel; generadores eléctricos), F-16 Fighting Falcon (tren de aterrizaje, bomba de combustible, pedales de timón, neumáticos de rueda de morro y unidad de energía de emergencia), F-16XL (accionamientos de flaps de borde de ataque), V-22 Osprey (actuadores de superficie de control), Cessna Citation (ruedas y frenos del tren de aterrizaje principal), F-20 Tigershark (sistema de arranque aéreo de emergencia con hidracina, posteriormente reemplazado) y B-1 Lancer (husillos de sus álabes de control utilizados para los canards). Esto se hizo a propósito, para que el tiempo de desarrollo y el riesgo se redujeran al utilizar componentes calificados para volar. Para reducir el costo de las herramientas para una serie de producción de solo dos aviones, Rockwell desarrolló el concepto de "herramientas de vuelo" (quizás la derivación más exitosa del programa), mediante el cual se fabricaron 15 marcos de fuselaje mediante CNC , se unieron con un dispositivo de sujeción y se sujetaron al piso de la fábrica con un equipo de inspección. Ese conjunto luego se convirtió en las herramientas para el avión, que se construyó alrededor de él, "volando" así con sus propias herramientas. [1]
Se construyeron dos X-31, y el primero voló el 11 de octubre de 1990. [2] Se llevaron a cabo más de 500 vuelos de prueba entre 1990 y 1995. El X-31 es un delta canard , un avión de ala delta que utiliza planos delanteros canard para el control de paso primario, con control secundario de vectorización de empuje. El delta canard se había utilizado anteriormente en el caza de ataque Saab Viggen , y desde entonces se ha vuelto común en cazas como el Eurofighter Typhoon , Dassault Rafale y Gripen , que fueron diseñados y volaron varios años antes del X-31. El X-31 presentaba un ala delta acodada (similar al Saab 35 Draken y al prototipo F-16XL), y aletas fijas a lo largo del fuselaje de popa , así como un par de canards móviles controlados por computadora para aumentar la estabilidad y la maniobrabilidad. Al igual que en un avión sin cola , no hay superficies de cola horizontales móviles, solo la aleta vertical con timón . El cabeceo y el alabeo se controlan mediante el canard con la ayuda de las tres paletas que dirigen el escape (vectorización de empuje). Finalmente, las simulaciones y las pruebas de vuelo en uno de los X-31 demostraron que el vuelo sería estable sin la aleta vertical, porque la tobera vectorizadora de empuje proporcionaba suficiente control de cabeceo y guiñada. [3]
Durante las pruebas de vuelo, el avión X-31 estableció varios hitos. El 6 de noviembre de 1992, el X-31 logró un vuelo controlado con un ángulo de ataque de 70°. El 29 de abril de 1993, el segundo X-31 ejecutó con éxito un viraje rápido de 180° con un radio mínimo utilizando una maniobra posterior a la pérdida , volando muy por fuera del rango de ángulo de ataque normal para aviones convencionales. Esta maniobra se ha denominado " maniobra Herbst " en honor al Dr. Wolfgang Herbst, un empleado de MBB y defensor del uso del vuelo posterior a la pérdida en el combate aire-aire. [4] Herbst fue el diseñador del Rockwell SNAKE, que formó la base para el X-31. [5]
A mediados de los años 1990, el programa comenzó a revitalizarse y, por lo tanto, Estados Unidos y Alemania firmaron un Memorando de Acuerdo en abril de 1999 para iniciar la colaboración en el programa VECTOR para capitalizar esta inversión previa. [6] El programa VECTOR de 53 millones de dólares comenzó en enero de 2000. [7] VECTOR es una empresa conjunta que incluye a la Marina de los EE. UU., la agencia de adquisiciones de defensa de Alemania BWB, Phantom Works de Boeing y DASA ; inicialmente se esperaba que involucrara a Suecia, que se retiró debido a restricciones fiscales. [8] Como sitio para las pruebas de vuelo, se eligió la Estación Aérea Naval Patuxent River en Maryland. De 2002 a 2003, el X-31 voló aproximaciones de despegue y aterrizaje extremadamente cortas primero en una pista virtual a 5.000 pies (1.500 m) en el cielo, para garantizar que el Sistema de Navegación Inercial / Sistema de Posicionamiento Global guíe con precisión la aeronave con la precisión de centímetros requerida para los aterrizajes en tierra. El programa culminó con el primer aterrizaje autónomo de una aeronave tripulada con un ángulo de ataque elevado (24 grados) y un aterrizaje corto. Las tecnologías utilizadas fueron un sistema GPS diferencial basado en tecnología pseudolite de Integrinautics y un sistema de datos de aire a ras miniaturizado de Nordmicro. [ cita requerida ]
Aeronave construida
BuNo 164584 , 292 vuelos – se estrelló el 19 de enero de 1995, al norte de Edwards AFB , California. El accidente fue causado por hielo dentro del tubo de Pitot, enviando datos incorrectos de velocidad aerodinámica a las computadoras de control de vuelo. Los factores que contribuyeron incluyeron el reemplazo de un tubo de Pitot calentado con una sonda Kiel sin calefacción , y la ignorancia de la tripulación de tierra/piloto de una opción para anular el control de la computadora. El piloto se eyectó de manera segura. [9] [10] [11] La NASA emitió en 2005 una película, "X-31: Breaking the Chain", que revisa los eventos. [12] La novedad de las pruebas del X-31 fue el control por computadora de sus revolucionarios controles de vuelo (ala canard y deflectores de motor) para realizar maniobras imposibles para los aviones de combate convencionales. La película analiza en profundidad la combinación de errores independientes (por ejemplo, que el piloto de persecución que acompañaba al piloto no pudiera oír la conversación por radio del piloto de pruebas con su base) que provocaron la pérdida de control, cuando el piloto de pruebas se eyectó (correctamente) para salvar su vida. La película del accidente muestra la aeronave en actitudes inusuales mientras la computadora aplicaba sus datos falsos para intentar controlar el vuelo después de que el piloto se eyectara.
La sonda Kiel que se ve en el interior del tubo. Esta sonda sin calentar provocó la pérdida del X-31 N.º 1 debido a la formación de hielo.
Vista lateral de la sonda Kiel
X-31 VECTOR demuestra un aterrizaje extremadamente corto con un ángulo de ataque muy alto
Referencias
^ abcd Volando más allá del estancamiento (PDF) . Washington, DC 2014 . Consultado el 18 de septiembre de 2016 .{{cite book}}: Mantenimiento de CS1: falta la ubicación del editor ( enlace )
^ Dorr 1996, pág. 42.
^ Archivos, SDASM (19 de diciembre de 2002). «Rockwell-MBB: X-31». flikr . Consultado el 9 de octubre de 2019 .
^ Smith, RE; Dike, BA; Ravichandran, B.; El-Fallah, A.; Mehra, RK (2001). "Descubrimiento de nuevas maniobras de combate de cazas en simulación: simulación de la creatividad de los pilotos de pruebas" (PDF) . Fuerza Aérea de los Estados Unidos . Consultado el 16 de enero de 2007 .
^ Langevin, GS; Overbey, P. (17 de octubre de 2003). «Partners in Freedom: Rockwell-MBB X-31». Centro de Investigación Langley de la NASA . Archivado desde el original el 27 de agosto de 2006.
^ "El programa VECTOR comienza en el río Pax". navair.navy.mil . 1 de abril de 2000 . Consultado el 1 de junio de 2024 .
^ "El Boeing X-31 vuelve a volar en el marco de un nuevo programa multinacional". MediaRoom . Consultado el 1 de junio de 2024 .
^ Baumgardner, Neil (5 de abril de 2000). «La Marina de Estados Unidos y Alemania se preparan para iniciar el programa X-31 VECTOR». Defense Daily . Archivado desde el original el 24 de septiembre de 2015. Consultado el 10 de agosto de 2015 .
^ "El accidente del X-31A" . Consultado el 21 de noviembre de 2008 .
^ Destruido en segundos , Discovery Channel, emitido el 19 de diciembre de 2008, 1:30 AM EST
^ "Pérdida del X-31A". Archivado desde el original el 25 de febrero de 2010. Consultado el 10 de agosto de 2009 .
^ Archivado en Ghostarchive y Wayback Machine: "X-31: Rompiendo la cadena: lecciones aprendidas". YouTube . 21 de agosto de 2014.
^ Lambert 1993, págs. 176-177.
^ Lednicer, David. "La guía incompleta para el uso de perfiles aerodinámicos". m-selig.ae.illinois.edu . Consultado el 16 de abril de 2019 .
^ Jenkins, Landis y Miller 2003, pág. 39.
Bibliografía
Dorr, Robert F. (primavera de 1996). "Rockwell/MBB X-31". World Air Power Journal . 24 . Londres: Aerospace Publishing: 34–47. ISBN 1-874023-66-2. ISSN 0959-7050.
Jenkins, Dennis R., Tony Landis y Jay Miller. SP-2003-4531, "Vehículos X estadounidenses, un inventario: del X-1 al X-50". NASA, junio de 2003.
Lambert, Mark (1993). Jane's All The Worlds Aircraft 1993–94 . Coudsdon, Reino Unido: Jane's Data Division. ISBN 0-7106-1066-1.
Informe de la USAF y la OTAN RTO-TR-015 AC/323/(HFM-015)/TP-1 (2001)
Enlaces externos
Wikimedia Commons alberga una categoría multimedia sobre Rockwell-MBB X-31 .
NASA Dryden: X-31 Archivado el 1 de diciembre de 2021 en Wayback Machine
Historia de X-Plane de James Schombert Archivado el 23 de julio de 2011 en Wayback Machine
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