X-21

X-21 機長 10.75 米，機高 7.77 米，翼展 28.49 米，其機翼表面上開有多重狹窄縫隙，可使空氣注入從而誘發非湍層流的出現。X-21 的試驗飛行於 ，但其表現卻是不盡如人意。機翼表面不夠平滑，而且雨水、冰晶、塵土和其它細小微粒也會經常阻塞縫隙從而影響試驗效果。在這種情況下，對 X-21 的主翼必須進行大改，否則不可能獲得有用的試驗數據。但此時美國空軍的注意力已經完全集中到了越南，X-21 項目的研究隨即被中止。

基本信息

• 中文名稱：X-21
• 國家：美國
• 首飛時間：1963年4月18日
• 退役時間：1968年
• 主要使用方：美國國家航空航天局（NASA）

簡介

諾斯羅普公司的 X-21 是用來進行層流控制研究，它是由道格拉斯公司 WB-66D 飛機改進而來的。層流控制是當時航空學領域一項前沿研究項目，它將提高飛行器燃料使用效率、航程、壽命，減小超音速飛行阻力等，典型的層流控制措施如在機翼上使用多孔物質、多重狹窄表面縫隙、微小穿孔等。

X-21

諾斯羅普 X-21A是一種設計用來測試機翼層流效應控制的試驗機。X-21基於道格拉斯WB-66D機身建造。採用嵌入機翼式引擎以便給空氣壓縮機騰出空間。於1968年4月18日由NASA試飛員傑克·威爾斯駕駛進行了首飛。儘管試飛順利完成，但大量錯綜複雜的層流效應依舊導致了整個計畫被終止。

設計與研發

X-21

層流控制是一項能夠明顯改善摩擦係數使得航空器大大降低油耗，提升航程的技術。理論上講，如果80%的機翼是由層狀體組成則摩擦能減小25%。機體表面與空氣摩擦產生的力，即粘滯曳力——在紊流邊界層的粘滯曳力要比層流層大得多。層流控制主要依靠多孔材料、多重狹窄表面縫隙或小孔來移除部分在邊界層流動的空氣實現。
X-21進行了兩項主要改造，首先是將Allison J71引擎替換為“通用電氣”XJ79-GE-13渦輪噴射引擎。X-21A試驗機同時還由精密的層流控制系統組成，機翼上總共條有80000個槽，他們能將紊流邊界層“吸入”，從而產生一個平滑的層流層。理論上這樣能減少空氣摩擦，使飛機能有更低的油耗和更大的航程。

X-21A試驗機（55-0408和55-0410）也採用了複雜的層流控制系統，內置於增加跨度和面積的全新翼上，掃掠範圍從35°減少到30°。 機翼具有多個系列的翼展槽（總共800,000個[2]），通過其湍流邊界層被“吸入”，導致更平滑的層流。 理論上，減少阻力，更好的燃油經濟性和更長的航程可以實現。

前方駕駛艙承載了一名飛行員和兩名飛行工程師，而另外兩名飛行測試工程師則被安置在機翼下方的中央機身艙內。

測試

在測試中有孔材料的主要問題是槽孔會被碎屑、小蟲甚至雨水堵住。在特定條件下，層流表面空氣的急速冷卻會產生冰晶擾亂層流。最終這個項目由於槽孔堵塞問題而被取消。

無論如何，從X-21試飛中獲取的實驗數據還是很有價值的。包括不規則表面、邊界層擾動效應以及惡劣環境大氣中的冰晶對機翼的影響 。

測試中的X21

處置

兩架X-21A最終在加州愛德華茲空軍基地的存儲，逐漸，他們成為廢棄品，主要用作拍攝照片。 仍然可以看到遺蹟，但是沒有做出努力來恢復用於恢復或顯示的單個示例。

性能數據

* 乘員: 5
* 長度: 75 ft 3 in (22.94 m)
* 翼展: 93 ft 6 in (28.51 m)
* 高度: 25 ft 7 in (7.8 m)
* 空載重量: 45,828 lb (20,783 kg)
* 滿載重量: 83,000 lb (37,727 kg)
* 發動機: 2 × 通用電氣 J79-GE-13 渦輪噴射引擎, 每個9,400 lbf (41.9 kN)推力
* 最大速度: 487 kn (560 mph, 896 km/h)
* 航程: 4,156 NM (4,780 mi, 7,697 km)
* 實用升限: 42,500 ft (12,957 m)

Northrop_X-21A_takeoff