Boeing X-53

Boeing X-53 AAW (Active Aeroelastic Wing) er et eksperimentelt jetfly modifisert av Boeing Phantom Works for USAs flyvåpen USAF sin forskningsavdeling AFRL (Air Force Research Laboratory) og NASA. Flyet er en F/A-18A Hornet med sterkt modifiserte vinger, og ble benyttet for å teste ut et nytt vingekonsept med aeroelastiske vinger. Flyet ble tildelt betegnelsen X-53 først etter at testflyvningsprogrammet var fullført.

Historie

Bakgrunn 
En aeroelastisk vinge kan endre formen sin avhengig av belastningen. Dette prinsippet ble brukt av Wright-brødrenes fly, som ikke hadde ror, men i stedet ble styrt av elastiske vinger som endret form når piloten betjente styreorganene. Aeroelastisitet (særlig vridning av vingene) har tradisjonelt vært betraktet som et problem som forverret et flys aerodynamiske egenskaper. Spesielt ved høye hastigheter vil bruk av balanseror produsere en motkraft som resulterer i et vri-moment på vingen. Dette gjør at rorene blir mindre effektive, noe som går ut over flyets manøvreringsegenskaper (særlig roll). Moderne fly er derfor utstyrt med stive vinger som er forholdsvis vridnings-stabile.

X-53 
Tidlig på 1980-tallet jobbet Rockwell Aerospace og North American med et vingekonsept kalt Active Flexible Wing. Målet var å redusere problemene forårsaket av vingevridning. Beregninger antydet at konseptet ville gi en klar bedring av manøvreringsegenskapene, og en betydelig reduksjon av vekten, siden vingestrukturen kunne gjøres lettere. Flere skalamodeller med aeroelastiske vinger av komposittmateriale ble bygd. Disse modellene ble grundig testet i vindtunneler, men for å videreutvikle konseptet innså flyvåpenet og NASA i 1995 at et fullskala eksperimentfly var nødvendig.

6. august 1996 signerte Boeing en kontrakt med NASA og flyvåpenet om å designe, modifisere og testfly et F/A-18 Hornet. I 1999 ble et F/A-18A overdratt fra marinen, og ombyggingen begynte. I 2001 var modifiseringsarbeidet fullført, og flyet ble levert til NASAs Dryden Flight Research Center ved Edwards Air Force Base, California. Etter grundige bakketester gjennomførte det sin jomfrutur 15. november 2002. Alle testflyvningene ble utført ved Dryden, og våren 2005 var programmet fullført, etter omkring 75 testflyvninger.

16. august 2006 ble programmet tildelt betegnelsen X-53. Hele AAW/X-53-programmet hadde kostet omtrent 45 millioner USD.

Formål 

Foruten å vise at konseptet med aktive aeroelastiske vinger var en stabil og gjennomførbar løsning, var X-53's hovedformål å skaffe testdata og erfaring. Testdata ble sammenlignet med tilsvarende data fra et F/A-18 med konvensjonelle vinger for å vurdere ytelsesforbedring og vektbesparinger. Sammenligninger med statiske og dynamiske beregninger ble gjort for å forbedre beregningsmodellene. Eventuelle forbedringer av manøvreringsegenskapene skulle dokumenteres. Testflyvningene var vellykkede, og viste at det aktive aeroelastiske vingekonseptet fungerer i praksis.

Design 
X-53 er i utgangspunktet et standard F/A-18A Hornet med sterkt modifiserte vinger. Vingene har mindre vridningsstabilitet enn de originale vingene, og har kontrollflater (balanseror) både i fremkant og bakkant. Disse rorene er delt opp i forskjellige seksjoner langs vingene, og kan beveges uavhengig av hverandre. Vingevridningen som kan være opp til 5° på vingetippen, blir oppnådd ved at rorene i fremkant og bakkant blir aktivert samtidig. Aktuatorene er levert av Moog, og Lockheed Martin og BAE Systems utviklet styresystemet for flykontrollene.

Spesifikasjoner (F/A-18 Hornet) 

Dimensjoner

 Mannskap: 1
 Lengde: 17,07 m
 Høyde: 4,66
 Vekt (tom): 10 455 kg
 Maksimal startvekt: 25 401 kg
Vingespenn: 12,3 m (X-53)

Ytelse

 Motor: 2 stk General Electric F404/402-GE-400 turbofan
 Skyvekraft: 2x 48,9 kN (uten etterbrenner), 2x 79,16 kN (med etterbrenner)
 Toppfart: Mach 1,8 (1.912 km/t)
 Maks operasjonshøyde: 15 240 m (50 000 fot)
 Rekkevidde: 537 km

Kilder 
Boeing Frontiers online: Let’s twist again! (publisert mai 2002) Besøkt 20. mars 2015
NASA Armstrong Fact Sheet: F/A-18 Active Aeroelastic Wing  Besøkt 20. mars 2015

Eksperimentelle fly
X-53
Tomotors jetdrevne luftfartøy
Konfigurasjoner av luftfartøy