X-3

由道格拉斯公司制造的试验机

X-3“短剑”是一款由道格拉斯公司制造的试验机，它有着细长的机身和很尖的机鼻。主要任务是为将来要进行长时间超音速飞行的飞机寻找合适的特征，包括钛的大量使用。

研发过程

X-3是早期试验机中看上去最先进的，但是这个计划的成果却不令人满意。X-3计划的目标很有野心:它会自己从地面起飞(以往的试验机都由母机带到空中)，爬升到很高的高度，保持以2马赫的巡航速度飞行，然后自行降落。这架飞机的另一个任务是测试它的低纵横比机翼和钛的应用。

首架 X-3 于 1952 年 9 月 11 日出厂，而第二架 X-3 则因为发动机动力不足和机体问题被中途取消，部分完成的机体作为首架机的备件使用。

X-3 在试验飞行中，经常会出现“滚转耦合”的问题，即在进行一个轴上的机动时就会引起另外两个轴上不受控制的机动。当时 F-100 战斗机也经常碰到这样的问题，NACA 随即在 X-3 上对“滚转耦合”问题进行了深入的研究。

设计特点

道格拉斯飞机公司研制的 X-3 机外形就像一把短剑，是早期 X 系列试验飞机中外形最流畅的。与X-1、X-2不同，X-3 是借助自身的动力起飞和降落，并能保持进行两马赫巡航飞行。X-3 机体结构首次尝试大量使用钛合金，同时还进行了低展弦比、高翼载机翼的可行性研究。X-3 的机身细长机翼短粗，这是当时美国正在研制中的战斗机的典型布局。后来，F-104“星”战斗机的翼形就是取自 X-3。

飞行历史

首飞

X-3的“首飞”日期为1952年10月15日，由道格拉斯的飞行员 Bill Bridgeman驾驶。实际上那天只是要进行一次高速滑行测试，但出人意料的是，Bridgeman 竟驾驶着X-3起飞了，它在飞了约1英里后降落。官方承认的首飞日期为1952年10月20日，飞行员仍为Bill Bridgeman，这次飞行持续了约20分钟。至1953年12月，Bridgeman总共完成了26次飞行（包括那次没被官方承认的“首飞”）。这几次试飞使人们意识到了一个大问题：X-3的动力严重不足，而且很难操纵。它的起飞速度异乎寻常的高（260节，即482km/h），更糟的是，它的性能没有达到要求。它的第一次超音速飞行是一次向下15度的俯冲，速度为1.1马赫。X-3的最高速度为1.208马赫，这是它在1953年7月28日的一次向下30度的俯冲时达到的。

多次试飞

随后，X-3在1953年12月被送到美国空军，进行约定好的测试。X-3的低性能使整个计划不得不被简化。Frank Everest上校与查克·叶格各飞了三次。尽管是由美国空军飞行员来驾驶，但这几次试飞却被算做是NACA完成的。1954年7月查克·叶格最后一次驾驶X-3之后，NACA决定利用X-3来完成很少的试飞工作。最初的几次试飞被用来研究纵向稳定性，操纵性，机翼及尾翼负荷和气压。

1954年8月23日，NACA的飞行员 Joseph A . Walker完成了他的检验性试飞，在1954年9月至10月间，他又完成了八次试飞。1954年10月后期，对X-3的研究又将机身后部的稳定性与全机的方向控制包括了进来。在这些测试中，X-3将会在接近音速或超音速飞行时，在不转动方向舵的前提下突然做出横滚动作。虽然X-3拥有这样或那样的缺点，但是对于这些测试来说，X-3正是理想的机型。它的发动机，燃料和结构都集中在了它那又细又长的机身里，并且它的机翼又短又粗。这种布局的结果是：X-3的负载集中在了机身上而不是机翼上。它是试验机的典型布局。NACA的测试使X-3完成了几次很成功的试飞，但也使这架飞机差点坠毁。

1954年10月27日，Walker 在X-3速度达到0.92马赫，高度为30000英尺（9100米）时做出了一个很突然的向左横滚。

X-3的横滚与预料中的相同，但是横滚时它有20度的颠簸和16度的偏向。这架飞机旋转了足足5秒，然后它才重新获得了控制。紧接着，Walker驾驶着飞机去完成下一个任务。他让X-3进行俯冲，并且在高度为32356英尺（9862米）时把它加速到了1.154马赫，这时他又做出了一个很突然的向左横滚。 X-3在这时猛烈地向下加速，设定了一项新的重力加速度记录：-6.7g（-66 m/s2），然后它又向上加速到+7g(69 m/s2)。与此同时，X-3又在倾斜着飞行，又是一个2g（20 m/s2）的重力加速度。尽管这样，Walker 最后还是控制住了飞机并且成功地降落了。

后来的研究发现，在那个时候X-3的机身负载已经达到了极限。如果飞机继续加速的话就可能会解体。Walker与他的X-3一同经历了“横滚惯性力偶”：在一个轴上的机动会引起另外一个或两个轴不受控制地机动起来。与此同时，一些F-100也经历了相似的险境。为了研究这个现象和解决这个问题，NACA专门开展了一项计划。

生产

研究人员一共预订了两架X-3，但是最终只造了一架，即49-2892号。它一共飞了51次。

1956年，49-2892号被送到美国空军国家博物馆，但是在2006年它在“研究与发展陈列馆”展出。

评价

对于X-3来说，这几次经历“惯性力偶”的飞行是整个计划的顶峰。在将近一年之后，X-3被送到地面保存，它再也没有飞过。Walker在1955年9月20日至1956年5月23日之间又完成了10次飞行。这架飞机随后被送到美国空军博物馆，并在那里退役。尽管X-3没有达到“在巡航速度为2马赫时提供有关空气动力的数据”的要求，它在军中服役的时间还是很有价值的。这架飞机展示出了“惯性力偶”的危险性，并且为对于这个现象的研究提供了数据。它的机翼样式被用在了F-104上，而且它还是第一批应用了钛的飞机之一。X-3极高的起飞与降落速度又促使了轮胎技术的发展。

X-3最大的贡献是它提供的关于“惯性力偶”的数据。这个现象会使飞机失去控制，而且它已经影响到了X-1和X-2的研究计划。

性能参数

乘员：1

长度：66英尺9英寸（20.3米）

翼展：22英尺8英寸（6.9米）

高度：12英尺6英寸（3.8米）

翼面积：166.5英尺2（15.47米2）

空重：16,120磅（7,310千克）

最大起飞重量： 23,840磅（10,810千克）

发动机：2×WestinghouseJ34 afterburning turbojet，每个 3,370磅,加力燃烧时4,850磅（15.0千牛,加力燃烧时21.6千牛）

最高速度：700英里/时（1125千米/时）

实用升限：38,000英尺（11,600米）