10 fantastiska experimentflygplan

Tack vare utvecklingen av starkare material gick den amerikanska regeringen 1977 ut med ett förslag på ett forskningsflygplan som skulle utforska konceptet med framåtböjda vingar.

9: Grumman X-29

För att spara tid och pengar föreslog Grumman-företaget en X-29 som återanvände många delar från andra befintliga flygplan, och man besegrade ett konkurrerande bud från General Dynamics med en modifierad F-16.

De två X-29-planen flögs vid NASA Ames-Dryden Flight Research Facility på Edwards Air Force Base i Kalifornien mellan 1984 och 1992.

De framåtböjda vingarna var monterade långt bak med canarder (horisontella stabilisatorer för att kontrollera pitch) framför vingarna. X-29 visade prov på stark manövrerbarhet, överljudsprestanda och en imponerande lätt struktur, men denna vingkonstruktion har aldrig gått mycket längre.

8: Convair X-6

USA gjorde stora ansträngningar för att skapa ett kärnkraftsdrivet strategiskt bombplan mellan 1946 och 1961 och spenderade motsvarande över 10 miljarder dollar på det - och vissa uppskattningar av summan är mycket högre än så.

Utan att vara beroende av flytande jetbränsle hoppades man att ett sådant flygplan skulle kunna flyga i flera veckor i sträck, vilket skulle ge en konstant beredskap och en obegränsad räckvidd för att träffa alla mål.

Convair X-6 var ett föreslaget flygplan som konverterades från NB-36H för att göra den kärnvapendrivna bombtekniken mogen.

Convair NB-36H (bilden) var ett experimentflygplan som hade en kärnreaktor ombord men som inte använde den för att driva flygplanet - istället var den där för att testa säkerheten för dess avskärmning och luftburna drift.

8: Convair X-6

NB-36H flög totalt 215 timmar under 47 uppdrag, varav reaktorn var i drift under 89 av dessa, mellan 1955 och 1957, över New Mexico och Texas.

År 1961 ställde president Kennedy in hela programmet med hänvisning till teknikens omognad och de stora kostnaderna. Convair X-6 kom aldrig att flyga, vilket många kanske tycker är bra med tanke på de katastrofala riskerna vid en eventuell olycka.

7: Ryan X-13 Vertijet

En metod för vertikal start och landning var att tillverka ett flygplan som startar (och ofta landar) med nosen i luften och stjärten på marken. Det är en knepig teknik som kräver en besvärlig (och potentiellt farlig) övergång från horisontell till vertikal flygning. En annan svårighet är pilotens position och utsikt.

Detta triangulärsvingade (Deltavingade) flygplan använde en brittisk Rolls-Royce Avon RA.28 turbojet. Kontrollen uppnåddes genom vektor motorstuwkracht. Flygplanet flög första gången den 10 december 1955 och uppnådde under tester en ganska blygsam topphastighet på 563 km/h.

7: Ryan X-13 Vertijet

X-13 var mer framgångsrikt än liknande plan som drevs av turbopropmotorer, men det var fortfarande fel metod som användes. I ett försök att marknadsföra flygplanet ordnade Ryan så att X-13 korsade Potomacfloden och landade vid Pentagon, men projektet kom aldrig mycket längre.

6: Bell X-22

Flygplan med svängbara propellrar monterade på vingarna har varit en stapelvara inom science fiction under en tid, men de är ännu äldre i verkligheten och har still urprung i X-22 från 1966, eller möjligen ännu längre bak i historien.

De trebladiga propellrarna på X-22 var monterade på fyra vingar och drevs av fyra gasturbiner som var monterade i par på de bakre vingarna. Styrningen skedde genom lutning av propellerbladen och med hjälp av styrytor, som var placerade nedströms propellrarna.

6: Bell X-22

Bell X-22 skapades för att utforska möjligheten till een snabb vertikal och startande trupptransport.

Den flög första gången den 17 mars 1966 och uppnådde en topphastighet på 515 km/h, vilket är mycket snabbare än en konventionell helikopter, men något under målhastigheten på 525 km/h.

Idag flyger USA:s och Japans militärer Bell Boeing V-22 Osprey. Osprey är inte en tippande vingkonstruktion utan en tippande rotorkonstruktion där endast motorn rör sig. Detta tillvägagångssätt gör flygplanet lättare te besturen.

5: Douglas X-3 ‘Stiletto’

Från utseendet att döma verkar den extraordinärt eleganta Douglas X-3 vara det snabbaste flygplanet som någonsin tillverkats: dess långa nålliknande nos och lilla vinge antyder en häpnadsväckande snabbhet.

Det byggdes faktiskt för att vara ett av de snabbaste flygplanen i världen, med långvarig flygning i Mach 2+ som en viktig del av kravet.

Utseendet är dock inte allt, och X-3 kunde uppnå mindre än hälften av sin avsedda topphastighet.

I stället för Mach 2+ lyckades den inte ens nå Mach 1 i planflykt, till stor del på grund av att den var kroniskt undermotoriserad. Till skillnad från de eerdere Bell X-1 och X-2 skulle X-3 jetmotorer använda, men detta skulle problem opleveren.

5: Douglas X-3 ‘Stiletto’

Motorutvecklingsproblem resulterade i att X-3 hade 18% mindre effekt än vad som krävdes. Den ursprungliga planerade motortypen, Westinghouse J46, växte sig för stor i diameter under utvecklingen och ersattes med en mindre svag motortyp, Westinghouse XJ34-WE-17.

Även om X-3 misslyckades med sina mål, var den åtminstone en pionjär när det gällde användningen av titan i större flygplansstrukturer - och, mindre bra, den uppnådde en av de snabbaste starthastigheterna på 418 km/h.

En nyttig spinoff av denna höghastighetsstart var att den inspirerade till en ny generation däck med större värmebeständighet...

4: Hiller X-18 ‘Propelloplane’

Att slippa en landningsbana ger ett flygplan en enorm flexibilitet och gör det möjligt att flyga varhelst det behövs. Även om en helikopter kan starta och landa vertikalt är den mycket långsammare än ett flygplan. Sökandet efter en snabbare form av vertikal start och landning har angripits på många olika sätt.

Ett sätt att åstadkomma vertikal flygning är att rotera hela vingen, inklusive motorerna, 45 grader, ett koncept som kallas ”tilt wing”. För att spara pengar togs många delar från andra flygplan och projekt; dess massiva kopplade turbofläktmotorer togs från ett inställt stridsflygprojekt.

Kontrollen av pitch kom från en Westinghouse J34 jetmotor.

4: Hiller X-18

X-18 flög första gången den 24 november 1959 och två problem med konceptet blev snart mycket tydliga. En stor vertikal vinge fungerar som ett båtsegel, vilket påverkar styrbarheten vid landning och start, och om en uppsättning kopplade motorer skulle misslyckas skulle resultatet bli katastrofalt.

Lösningen på det senare problemet skulle vara att korslänka båda motoruppsättningarna till båda propellrarna, en komplex lösning som idag används i V-22 Osprey.

X-14 var inte det första försöket med ett sådant plan, utan det tyska Weserflug P.1003-konceptet föregick flygplanet med cirka 21 år. X-14 skulle inte heller bli det sista, tiltwing-konceptet återkom i 2018 års Airbus A³ Vahana, en teknologisk demonstratiemodell för halvautomatiska flygande bilar.

3: Nordamerikanska X-15

Den amerikanska serien av X-plan med allt snabbare besättning nådde sin höjdpunkt med det spektakulära North American X-15, ett enastående flygplan som fortfarande är det snabbaste flygplan med mänsklig besättning som någonsin tillverkats, trots att rekordet sattes 1967.

Flygplanet bars upp på hög höjd under vingen på moderskeppet NB-52 och släpptes på 13.700 meters höjd i en hastighet av cirka 800 km/h. Det var då som dess raketframdrivning skulle driva flygplanet till hastigheter över Mach 6 och höjder över 100 kilometer.

3: Nordamerikanska X-15

Raketmotorn XLR-99 som användes i de flesta X-15-flygningar genererade 57.000 pund dragkraft, mer än två Eurofighter Typhoon-motoren med full efterbrännare. Den drevs med vattenfri ammoniak och flytande syre.

Raketen avfyrades bara i 80 till 120 sekunder, därefter följde en 8 till 12 minuter lång flygning utan kraft som avslutades med en glidlandning i 320 km/h.

X-15 var ett hypersoniskt forskningsprogram och lärdomarna från det bidrog till utvecklingen av Mercury-, Gemini-, Apollo- och rymdfärjeprogrammen.

2: X-62 VISTA (Variable Stability In-flight Simulator Test Aircraft)

Det mångsidiga stridsflygplanet F-16 har ofta fått arbeta inom forskningsvärlden. Under årens lopp har F-16 försetts med ett udda sortiment av vingar, styrsystem, inlopp, munstycken och ”svarta lådor”. X-62 är en av de senaste i denna långa rad av F-16 forskningsplan.

Den började som NF-16D-konverteringen av F-16 och hade ett fleraxligt MATV-motormunstycke (Multi-Axis Thrust Vectoring) som möjliggjorde en hög grad av aktiv kontroll av flygplanet i en situation efter stall.

Enkelt uttryckt kan man säga att flygplanets dragkraft kan styras för att möjliggöra kontrollerad flygning i till synes omöjliga riktningar (eller attityder till flygriktningen). Detta skulle kunna användas för att få en avgörande fördel i en luftstrid, men har även andra intressanta användningsområden.

2: X-62 VISTA

Flygplanet kan till och med programmeras att flyga på liknande sätt som många andra typer, ett utmärkt träningsverktyg. Genom att lyda olika styrlagar kan flygplanet få manövreringsegenskaperna hos en mängd olika typer, inklusive ännu inte flugna eller fientliga typer.

Senare under sin karriär döptes den om till X-62 för att fullt ut erkänna dess bidrag till banbrytande forskning. Den återvände för att utforska den autonoma styrningen av ett flygplan med hjälp av artificiell intelligens.

I ett historiskt ögonblick ”slogs” X-62, som styrdes av artificiell intelligens, mot andra amerikanska stridsflygplan i en simulerad luftstrid och klarade sig mycket bra.

1: Bell X-1

Kolvmotordrivna flygplan från andra världskriget kunde dyka i hastigheter som närmade sig ljudets hastighet (cirka 1200 km/u vid havsnivå) men uppvisade vissa oförutsägbara och farliga egenskaper i sådana hastigheter.

Ett missförstånd i media skapade en populär idé om en till synes oöverstiglig hastighet, den så kallade ”ljudbarriären”.

De nya teknikerna med jet- och raketdrift gjorde överljudsflygning möjlig, och tyska V2-raketer hade faktiskt flugit i 5760 km/h under kriget. Det som behövdes var ett flygplan med besättning för att bevisa att överljudsflygning var säkert för en person och för att fullt ut förstå de aerodynamiska särdragen.

1: Bell X-1

En raketmotor var det enklaste sättet att generera tillräcklig dragkraft, men dess enorma bränsleförbrukning innebar att ett sådant flygplan skulle behöva skjutas från ett moderskepp på hög höjd för att undvika den bränslekrävande processen med att starta och klättra upp på höjden.

Bell X-1 hade en form baserad på en .50-kalibrig kula med en liten rak vinge. Den 14 oktober 1947 flög testpiloten Charles ”Chuck” Yeager (bilden) X-1, med smeknamnet Glamorous Glennis efter sin fru, från ett B-29 ”moderskepp” och uppnådde en hastighet av Mach 1,06.

Bell X-1 var det första flygplanet som bröt den så kallade ”ljudvallen” under kontrollerad planflykt.