MEGACHIROTTERA: PASSI DA GIGANTE

lunedì 22 luglio 2019

PASSI DA GIGANTE

Gli X-plan della DARPA e la ricerca per ridefinire i confini del volo

Di Jan Tegler
La storia del lavoro della DARPA sui programmi sperimentali di aeromobili iniziò tranquillamente - con uno strano aeroplano che, ironia della sorte, non era designato come un aereo "X". Il QT-2 era la risposta a un problema rumoroso.

Gli americani e le truppe vietnamite del Vietnam del sud combatterono in primis durante il giorno, mentre i viet-cong preferivano operare protetti dall'oscurità. Per contrastare l'attività nemica, le forze statunitensi hanno condotto la ricognizione notturna e la sorveglianza aerea. Ma troppo spesso, i voli notturni hanno prodotto poche informazioni. Il rumore del motore degli aerei americani dava un avvertimento avanzato e i viet-cong semplicemente svanivano nella notte.

Per risolvere il problema, DARPA (allora ARPA) fornì fondi a Lockheed Martin nell'aprile 1967 per sviluppare un aeroplano che sarebbe stato quasi silenzioso. Lockheed inventò il "Quiet Thruster", un piccolo aereo a elica dall'aria strana, basato sugli aerei Schweizer SGS 2-32 (X-26A) che la US Marina usava per addestrare i piloti principianti.

Il programma ha prodotto un prototipo in sei mesi. Un motore montato sulla fusoliera dietro l'abitacolo guidava un albero di 10 piedi che si collegava a un'elica a quattro pale su un pilone sul muso dell'aereo. Utilizzando uno scarico del motore pesantemente attutito e un'elica a rotazione molto lenta, il QT-2 era praticamente impercettibile volare a 1.000 piedi - l'aereo più silenzioso del mondo in quel momento. Il successivo YO-3A posizionò il motore in una posizione più convenzionale al naso e l'esercito statunitense ordinò 14 modelli, 13 dei quali entrarono in servizio. Umile come era il piccolo aereo, potrebbe essere considerato una delle prime avventure nello sviluppo di velivoli invisibili.

Il salto di capacità prodotto dal primo programma X-plane della DARPA è emblematico dell'approccio dell'agenzia allo sviluppo X-plane.

"Se farai un miglioramento, potresti anche fare un passo da gigante", ha detto James Allburn. "Se funziona, funziona. In caso contrario, hai dimostrato che era un passo troppo grande."

L'ex direttore del programma X-29 ha spiegato che i limiti di spinta fanno parte del DNA di DARPA. Alcuni programmi X-plane, come il QT-2, hanno ottenuto successi notevoli, producendo nuove tecnologie e persino aeromobili che hanno direttamente influenzato l'aviazione militare.

Altri hanno avuto meno successo, ma "mi è stato inculcato alla DARPA", ha detto Allburn, "che siamo qui per fare errori, per avere dei fallimenti. Se abbiamo un fallimento, va bene. Più tardi, potrebbe essere un successo."

Successo nell'X-plane

Come il QT-2, alcuni dei programmi X-plane di maggior successo della DARPA hanno fatto poco rumore, almeno inizialmente.

"Have Blue" è stato un programma di proof-of-concept lanciato nei primi anni '70 per ottenere una riduzione della sezione radar (RCS) - uno sforzo volto a rendere difficile per i sistemi missilistici avanzati di difesa aerea proliferare durante il periodo di rilevamento tattico velivoli. Nel 1977, il primo velivolo da combattimento stealth da combattimento al mondo volò come aereo X DARPA. La ricerca DARPA a sostegno di Have Blue ha consentito non solo la riduzione degli RCS attraverso la modellazione stealth "sfaccettata", ma lo sviluppo di materiali radar-assorbenti (RAM), tecnologie di riduzione della firma visiva e modellatura e raffreddamento degli scarichi e altri infrarossi - tecnologie di schermatura. Questi sforzi della DARPA hanno prodotto un velivolo che ha rivoluzionato la forza aerea tattica più di 40 anni fa. Acquisito in segreto dalla US Air Force, la sua caratteristica forma a dardo angolare sarebbe stata sviluppata nel famoso velivolo stealth Nighthawk F-117, che ha volato per la prima missione di combattimento nel 1989 ed è stata una delle tecnologie di trasformazione utilizzate durante l'operazione Desert Storm.

Nello stesso periodo, DARPA era segretamente al lavoro sulla tecnologia di riduzione della sezione trasversale del radar di seconda generazione con "Tacit Blue", utilizzando superfici curve e materiali avanzati. L'aereo X risultante, soprannominato "la balena" e "Shamu" dagli insider del programma, volò nel 1982, e poteva operare sensori radar mantenendo un basso RCS. L'aereo ha gettato le basi per lo sviluppo del bombardiere stealth B-2 che ha debuttato nel 1989. Questo velivolo stealth di seconda generazione è diventato operativo nel 1997 e ha volato la sua prima missione di combattimento nel 1999.

Lo sviluppo della DARPA della tecnologia stealth ha rivoluzionato la guerra aerea, ed è importante ricordare non solo lo shock iniziale causato dalle tecnologie, ma i potenziali avversari non hanno dato risposta alla furtività per più di trent'anni. Il Su-57, il primo velivolo da combattimento stealth della Russia, è volato per la prima volta nel 2010 e la consegna alle forze aeree russe non è prevista fino al 2019. Anche il velivolo stealth J-20 della Cina è partito per la prima volta nel 2011 ed è entrato nel servizio degli squadroni proprio quest'anno (2018). Il fatto che queste nazioni abbiano impiegato così tanto tempo a sviluppare il proprio velivolo stealth è un'indicazione particolare di quanto sia stato un passo gigantesco lo sviluppo della furtività.

L'F-117A Nighthawk è il primo velivolo da combattimento tattico al mondo progettato per sfruttare la tecnologia stealth a bassa osservabilità, una delle principali tecnologie dirompenti di DARPA.

IN SENSO ORARIO: Tacit Blue utilizzava materiali stealth di seconda generazione per consentire a un velivolo da ricognizione e sorveglianza di operare vicino al bordo avanzato del campo di battaglia con un alto grado di sopravvivenza; L'UAV Amber di DARPA è stato il primo UAV di lunga durata al mondo e ha portato al famoso Predator UAV; il RQ-3 Darkstar è stato sviluppato per un requisito DARPA per un UAV di lunga durata a bassa quota osservabile e ha contribuito a progetti UAV segreti successivi; l'inizio di tutto è stato Have Blue, il prototipo del primo velivolo stealth. Notare le prime code gemellate verso l'interno, successivamente modificate sulle code inclinate verso l'esterno sull'F-117.

Ali rotanti e UAV

Meno noto, ma ugualmente di successo, è stato il lavoro di DARPA sulla tecnologia degli elicotteri no-tail-rotor (NOTAR). Il supporto dell'agenzia ha aiutato Hughes Helicopters a maturare il concetto di NOTAR e mostrare i suoi vantaggi operativi con il dimostratore di volo NOTAR nel 1981. Questo ha portato a una serie NOTAR di elicotteri militari / commerciali da McDonnell Douglas dopo aver acquisito Hughes Helicopters nel 1984.

Nel 1984, DARPA ha iniziato un programma di prototipazione rapida che ha prodotto il primo velivolo a pilotaggio remoto senza equipaggio di lunga durata, l'Amber UAV, che nel 1988 ha volato per 38 ore ininterrottamente. La tecnologia pioniera di Amber ha portato al famoso UAV Predator di media durata MQ-1.

Un decennio dopo, altri due programmi X-plane senza equipaggio erano attivi e funzionanti con il supporto DARPA. La RQ-3 Dark Star di Lockheed Martin è stata sviluppata per il requisito di DARPA per un UAV a bassa altitudine di lunga durata (HALE) osservabile a bassa visibilità. Una piattaforma di intelligence, sorveglianza e ricognizione (ISR), la tecnologia di Dark Star ha contribuito alla progettazione del furtivo Lockheed Martin RQ-170 Sentinel, notoriamente soprannominato la "Bestia di Kandahar".

Il RQ-4 Global Hawk ha anche avuto origine nel 1994 come programma DARPA per l'alta quota a lunga durata. L'agenzia ha emesso un contratto di dimostrazione Advanced Concept Technology per Teledyne Ryan Aeronautical (successivamente acquisito da Northrop Grumman) nel 1995, che ha prodotto diversi prototipi RQ-4. Il sistema è passato direttamente alle operazioni con l'USAF. Air Vehicle Number 3 del programma dimostrativo ha volato per migliaia di ore in missioni di combattimento sull'Iraq. Ha volato solo il 3% delle missioni di intelligence sull'Iraq, ma ha individuato il 55% dei bersagli sensibili al tempo generati per distruggere le attrezzature di difesa aerea.

Un programma ad alta quota e di lunga durata gestito dalla DARPA ha portato al RQ-4 Global Hawk. Un prototipo è andato direttamente in operazioni, volando migliaia di ore di missioni di combattimento sull'Iraq.

X-29

Il programma X-29, caratterizzato da un aereo da caccia dal look spettacolare e dall'aspetto strano con le ali rivolte in avanti, ha suscitato scalpore negli anni '80. Mentre Blue e Tacit Blue sono stati condotti a porte chiuse, l'X-29 ha lanciato la bandiera X-plane della DARPA pubblicamente come l'aereo sperimentale più significativo in quasi 15 anni.

Lo sforzo derivato dalla ricerca su velivoli con le ali rivolte in avanti risalenti al 1931. Quando le prestazioni degli aerei iniziarono a salire verso la velocità transonica durante l'era della Seconda Guerra Mondiale, fu ampiamente riconosciuto che lo sweep alare poteva ritardare un aumento della resistenza come l'aeroplano si avvicinava a Mach 1. I progettisti di aerei sapevano già allora che i benefici dello sweep alare erano presenti indipendentemente da quale direzione fossero spostate le ali - indietro o avanti.

Un programma ad alta quota e di lunga durata gestito dalla DARPA ha portato al RQ-4 Global Hawk. Un prototipo è andato direttamente in operazione, volando migliaia di ore di missioni di combattimento sull'Iraq.

Ma le ali in avanti erano problematiche perché i loro bordi anteriori tendevano a piegarsi verso l'alto quando caricati aerodinamicamente, aumentando il loro angolo di attacco, che a sua volta causava ulteriori torsioni. Questa "divergenza strutturale" ha reso impraticabili le ali rivolte in avanti. Non era possibile aggiungere rigidità per limitare la torsione in quanto i materiali disponibili rendevano le ali troppo pesanti.

Avanti veloce fino al 1975, quando erano disponibili materiali più leggeri e più resistenti.

Quell'anno, il tenente colonnello Norris Krone (USAF) scrisse una tesi di dottorato sull'uso dei compositi avanzati per risolvere il problema di divergenza strutturale.

Uno dei primi metodi per fabbricare strutture composite in qualche modo imitava la costruzione del compensato. Strati o strati di tessuto composito sono stati "stesi" per formare una pila. La struttura veniva quindi solitamente cotta in autoclave per polimerizzare le resine che permeano gli strati.

Krone ha proposto che l'orientamento "lay-up" degli strati compositi e il loro spessore possano essere adattati per resistere alla torsione delle ali. Il concetto è stato etichettato come sartoriale aeroelastico e ha costituito la base per la ricerca di DARPA sul potenziale delle ali avanzate. Nel 1977, l'agenzia e l'Air Force Flight Dynamics Laboratory di Wright-Patterson AFB, Ohio, pubblicarono
proposte per un aereo di ricerca.

Le ali della X-29 in avanti potrebbero essere state la fama del velivolo, ma ha anche aperto la strada a investigazioni sull'alto angolo di incidenza e sulla supermanovrabilità post-stallo.

«Krone ha proposto che l'orientamento "lay-up" degli strati compositi e il loro spessore possano essere adattati per resistere alla torsione delle ali. Il concetto è stato etichettato come sartoriale aeroelastico e ha costituito la base per la ricerca di DARPA sul potenziale delle ali avanzate.»

James Allburn era nel bel mezzo di una carriera di successo come pilota da combattimento, battendo F-4 Phantoms su Nellis AFB con il 429 TFS alla fine degli anni '70, quando fu presentato a DARPA da un amico che, come Allburn, era stato un istruttore presso l'Air Force Academy.

"Sono stato incuriosito, intervistato con DARPA, ed è stato selezionato, ma prima che gli ordini potessero essere scritti ho ricevuto l'ordine di andare in Corea!", Ha detto Allburn.

La situazione è stata risolta quando il dott. William Perry (sottosegretario alla Difesa per la ricerca e l'ingegneria nell'amministrazione Carter) è stato informato che il maggiore di Nellis non sarebbe stato in grado di unirsi a DARPA a causa della guerra. "Perry ha deciso che sarei stato migliore in DARPA che in Corea", ha detto Allburn.

Nella primavera del 1980 fu assegnato all'ufficio tattico tecnologico della DARPA. Allburn aveva già familiarità con le attività di ricerca che il programma X-29 avrebbe intrapreso tramite colleghi come l'ingegnere di Rockwell International Michael Robinson.

"Pensavo che l'X-29 fosse un concetto affascinante dal punto di vista della supermaneuverabilità, alto angolo di attacco e attività post-stallo".

Krone è stato il gestore del programma iniziale per l'X-29 ed è stato installato quando Allburn si è unito al programma. A questo punto, la DARPA aveva richiesto informazioni agli appaltatori che potevano costruire un aereo capace di prestazioni supersoniche con le ali rivolte in avanti. Tre aziende hanno risposto: Grumman, General Dynamics e Rockwell International.
Le proposte degli appaltatori arrivarono all'incirca nello stesso periodo in cui lavorava Allburn.

Poco dopo, Krone lasciò DARPA e Allburn divenne il responsabile del programma X-29 della DARPA.

"Norris disse: 'Scuoti il bastone. Ce l'hai!" Ricordò Allburn.
"Quindi, senza alcuna esperienza nell'acquisizione, mi sono grattato la testa per capire cosa fare. Ho avuto un paio di persone per aiutarmi e ho passato il processo di valutazione della proposta. Ci sono voluti solo un paio di mesi." Dr. [Robert] Cooper (direttore DARPA 1981-1985) ha fatto la scelta in termini di quale aereo costruire.

General Dynamics proponeva un design F-16 a traverso, che era "il meno rischioso" delle tre proposte, ma offriva anche "il più basso grado di alettoni", ha spiegato Allburn.

Rockwell "ha progettato un nuovo aeroplano con un'ala altamente spazzata" e sistemi / sottosistemi donati da altri produttori. Allburn considerava il progetto "Sabrebat" di Rockwell "il più alto rischio".

Grumman offriva un progetto a medio rischio che includeva "una fusoliera anteriore F-5, insieme a pezzi e parti di altri aeroplani: attuatori F-16 e ruota anteriore e computer di volo della SR-71".

"Ho pensato che gli aspetti più interessanti del design erano i canard, i flap e la coda di castoro, e li ho integrati per ridurre il rischio complessivo della resistenza transonica. Si sono concentrati sulle tecnologie che potrebbero dare i loro frutti", ha detto.

Il progetto di Grumman è stato scelto e ha fatto il suo primo volo il 14 dicembre 1984, da Edwards AFB. Così è iniziato un programma di test di quasi otto anni durante il quale due X-29 hanno condotto ricerche sui test di volo in tre fasi, completando quasi 280 voli - un numero senza precedenti per un programma X-plane.

La prima fase è stata dedicata allo studio della divergenza a velocità transonica. Nel dicembre 1985, l'X-29 divenne il primo velivolo ad ala diretta a volare a velocità supersonica in volo livellato, dimostrando che la sartoria aeroelastica funzionava. Con il progredire del programma, la cellula iniziale fu completata da un secondo X-29, che volò per la prima volta nel maggio 1989.
Questo secondo velivolo ha condotto un test ad angolo alto di attacco e uno studio di controllo del vortice che lo ha tenuto in volo fino al 1992. Allburn ha detto che il successo del programma X-29 è stato reso possibile dalla sua gente - una squadra che include membri dell'Aeronautica, NASA e Grumman "che erano incredibili in termini di supporto per il programma." Allburn lasciò DARPA nel 1986, riassumendo il suo coinvolgimento con l'X-29 come un'esperienza "eccitante".

"La gente voleva farne parte a Dryden", ha detto. "E l'X-29 è stato oggetto di più documenti tecnici da una delle classi dell'Aeronautica Militare di ogni altra cosa."

Visibile su riviste, in televisione e su display statici di air show (Dayton, Oshkosh), parte del contributo dell'X-29 è stato il fatto che ha ri-familiarizzato il pubblico con gli X-plane. Tecnicamente, il combattente ad ala avanzata ha dimostrato il valore della costruzione in composito e un avanzato sistema di controllo di volo digitale / analogico.

Allburn ha avuto una valutazione più modesta: "Beh, prima - e avevamo la certezza che ciò potesse essere fatto - l'ala non si è staccata! In secondo luogo, i computer funzionavano e controllavano l'aereo in modo che non andasse fino alla fine. Immagino sia stata la convalida di alcune delle attività di progettazione."

SOPRA: I test di volo X-31 hanno incluso un'esplorazione di decollo e atterraggio estremamente breve (ESTOL) come parte del programma US Navy Vector. L'X-31 era equipaggiato con tre alettoni a forma di paddle che, una volta attivati, reindirizzavano il pennacchio del motore in risposta all'input del pilota. Questo "vettore di spinta" ha fornito il controllo e il sollevamento a velocità notevolmente basse e angoli elevati. A DESTRA: Oltre a dimostrare la superpotenza e la "pozzabilità" di vettori di spinta in una varietà di regimi post-stallo, l'X-31 poteva volare fino a 70 gradi di angolo di attacco (AoA), dimostrando capacità di decollo e atterraggio estremamente brevi e ha utilizzato schermi montati su casco per i piloti.

X-31

Il dott. Michael Francis, il quarto program manager del programma X-31 Joint Enhanced Fighter Maneuverability (EFM), che ha presentato l'X-31, ha descritto la performance storica dell'X-31 al Paris Air Show del 1995 come "il nostro momento EF Hutton". La società finanziaria EF Hutton aveva in quel momento una serie di spot pubblicitari con lo slogan: "Quando EF Hutton parla, la gente ascolta."

"Siamo l'unico X-plane che abbia mai fatto una performance vera e propria, una routine di otto minuti che abbiamo fatto ogni giorno durante l'airshow", ha sottolineato Francis. "Tutti si sono fermati a guardarlo!"

Ciò che gli spettatori storditi era l'abilità dell'X-31 di manovrare ad altissimi angoli di attacco nel post-volo. Il trucco che li attanagliava di più era chiamato Herbst Maneuver.

"È equivalente a un nuotatore che fa una capriola in una piscina", spiega Francis. "Passi attraverso la velocità zero di volo in avanti." X-31 era in grado di puntare indipendentemente dalla sua traiettoria di volo. "Sorprendentemente, l'aereo poteva volare fino a 70 gradi di angolo di attacco (AoA)".

"Avrebbe un angolo di attacco molto elevato come un gigantesco freno di velocità. Come sarebbe arrivato lì, avrebbe iniziato a fare un rotolo di vettori di velocità. E mentre stava facendo ciò avrebbe invertito la sua traiettoria di volo nella direzione opposta. L'aereo rallenterebbe tra i 40 e i 50 nodi mentre si gira e punta su se stesso", ha detto Francis.

L'X-31 accelererebbe "fuori dal back-end" utilizzando il potente motore General Electric F404-GE-400. Il vettore di spinta ha reso possibile la manovra di Herbst, consentendo all'X-31 di manovrare anche quando le sue superfici di controllo aerodinamiche sono diventate inefficaci oltre lo stallo ad alti angoli di attacco.

"Il vettore di spinta è solo un altro modo per generare le forze e i momenti che devi avere per mantenere un aeroplano controllabile e stabile", ha detto Francis. "Abbiamo usato i canards sul fronte come una polizza assicurativa se avessimo perso il controllo ad alto AoA. Quelle superfici potrebbero articolare abbastanza da riportare l'aereo sotto controllo." Il successo di questa manovra senza precedenti è stato il risultato del lavoro svolto da una squadra tra cui la NASA, la US Navy, la US Air Force, la Rockwell Aerospace, la Repubblica Federale di Germania e Daimler-Benz (ex Messerschmitt-Bolkow-Blohm, MBB).

I responsabili dei programmi DARPA hanno guidato lo sforzo, con Francis che è stato il motore di molte innovazioni del programma X-31.

Le sue quattro "pietre miliari di manovre", costruite nel 1992 per accelerare quello che era stato "un programma a movimento lento", sottolineavano l'efficacia del combattimento e l'utilità tattica.

"Il primo è stato un volo costante ad alto angolo di attacco", ha detto Francis. "Il secondo stava rotolando attorno al vettore di velocità in entrambe le direzioni a 360 gradi. Il terzo stava entrando rapidamente in condizioni post-stallo perché l'aereo doveva essere in grado di fare un ingresso dinamico ad alta velocità. Il quarto stava mettendo insieme tutti i pezzi per fare la manovra di Herbst."

Il Dr. Wolfgang Herbst, un noto ingegnere con MBB, ha dato origine all'idea dell'X-31. Mentre lavorava su un modello di caccia negli anni '70 che sarebbe diventato l'Eurofighter Typhoon, riconobbe il potenziale di manovre estreme per sconfiggere i missili aria-aria a corto raggio. Herbst ha teorizzato che un aeroplano in grado di volare nel regime post-stallo con il pieno controllo ad alti angoli di attacco potrebbe ottenere un significativo vantaggio tattico nel combattimento aereo ravvicinato.

L'idea, soprannominata "supermaneuverability", è arrivata negli Stati Uniti e al Mike Robinson di Rockwell. Robinson ha iniziato una collaborazione con Herbst che ha portato al programma EFM. Nel 1983, Allburn, già al lavoro sul programma X-29, chiamò allora-U.S. Il capitano dell'aeronautica Michael Francis a un incontro alla DARPA.

"Jim Allburn mi ha chiesto se avrei ascoltato una storia su un progetto interessante con il nome SNAKE". Era l'acronimo di Super "Normal Attitude Kinetic Enhancement", ha ricordato Francis.

Wolfgang Herbst e Robinson hanno dato la presentazione.

"Ho pensato, 'è stato bello'", ha detto Francis. "Ne leggerò sui giornali."

Quasi un decennio dopo che Herbst aveva immaginato la supermaneuverability, Allburn cercava la persona giusta per spingere in avanti il programma X-31.

Evidenziato da Allburn nel 1986, X-31 è stato il primo X-plane internazionale.

Il finanziamento dell'emendamento Nunn-Quayle (un'iniziativa di cooperazione internazionale per la difesa) ha fornito le basi per il programma di ricerca americano-tedesco.

Inizialmente, l'Air Force era stata ricercata come agente esecutivo del programma.
Ma alla fine degli anni '80, gli interessi degli USAF si erano rivolti al programma F-117 e al programma Advanced Tactical Fighter - lo sforzo che avrebbe portato al rapace F-22.

Convinto che i combattenti furtivi con fusione avanzata dei sensori avrebbero condotto combattimenti aerei per lo più al di là del raggio visivo, il servizio aveva perso interesse per l'X-31, un aereo dedicato alla ricerca di combattimenti più vicini.
Quindi DARPA si è rivolto alla US Navy. Ma la Marina si muoveva lentamente con X-31, avverso al tipo di rischio con cui un programma arrivava.

"Avevo lavorato su Michael Francis per un paio d'anni per cercare di convincerlo a venire in Darpa", ricordò Allburn. "Il programma stava vivendo finanziamenti e ritardi incerti. Mike ha fatto un duro lavoro."

Francis è arrivato in DARPA dalla Divisione Aeronautica Spaziale (ora Space and Missile Systems Center, Los Angeles AFB) nel 1991 e ha afferrato ciò che doveva essere fatto.

"Trasferire l'aereo da Rockwell a Palmdale [California] alla NASA di Dryden [Edwards AFB] era la strada da percorrere", ha detto.

Con la collaborazione della NASA e le pietre miliari di manovra create da Francis, i progressi sono stati rapidi.

Disse Francis, "Invece di un piano di test calcolato per 12 anni, abbiamo realizzato la maggior parte dei nostri obiettivi originali in sei mesi!"

Il programma EFM X-31 ha registrato uno sconcertante 559 voli di ricerca.

Lungo la strada, due aerei X-31 hanno dimostrato graficamente i vantaggi che Herbst aveva teorizzato in combattimenti ravvicinati. Gli X-31 hanno decisamente superato gli aerei privi del vettore di spinta, usando manovre post-stallo per raggiungere un potenziale rapporto di uccisione di 30 a 1.

"Abbiamo dimostrato che il vettore di spinta era davvero un vantaggio per questa forma di combattimento", ha detto Francis.

Inoltre, il programma X-31 ha dimostrato la fattibilità di un progetto (simulato) di combattenti senza coda ed è stato uno dei primi programmi aeronautici sperimentali per introdurre e utilizzare schermi montati su casco per i piloti.

Sfortunatamente, uno degli X-31 è stato perso in un incidente nel gennaio 1995.

Il pilota, Karl-Heinz Lang, è stato espulso in sicurezza prima che l'aereo si schiantasse nel deserto a nord di Edwards AFB. Un'inchiesta ha indicato che l'incidente è stato causato dall'accelerazione del ghiaccio sul braccio del muso dell'aereo.

Anche se il programma EFM si è concluso nel 1995, l'X-31 è sopravvissuto. Entro il 2000, la cellula rimanente fu trasferita al NAS Patuxent River, nel Maryland, per intraprendere ricerche ESTOL (estremamente brevi di decollo e atterraggio) per la US Navy e il governo tedesco sotto il programma VECTOR.

"Penso che abbiamo fatto di più con l'X-31 di quanto non sia stato fatto con qualsiasi X-plane", ha detto Francis. "Abbiamo conquistato la barriera di stallo più completamente di qualsiasi altro aereo."

X-45 J-UCAS

Nel 1992, Francis "iniziò a dilettarsi" con il "Concetto UTA" (Unmanned Tactical Aircraft) che avrebbe poi prodotto l'X-45 e diventare il programma di Unmanned Combat Air Systems (J-UCAS) da $ 4 miliardi.

Mentre il programma X-31 EFM si chiudeva, Mike Leahy era un tecnico importante dell'aeronautica militare che lavorava alla Wright Patterson AFB con la direzione della scienza e della tecnologia, il braccio di acquisizione che governava l'Air Force Research Laboratory (AFRL). Aveva un background in robotica con equipaggio e insegnava robotica presso l'Air Force Institute of Technology.

"Ho visto quello che DARPA stava facendo con Global Hawk e Darkstar", ha detto Leahy, "e sono diventato lo staff di riferimento per gli UAV".

Il generale Richard Paul, comandante dell'AFRL all'epoca, disse a Leahy che voleva che l'AFRL fosse coinvolto nell'X-45, e volle che Leahy fosse l'unico a farlo.

Ancora legato all'AFRL, Leahy ha trascorso il 1996 e il 1997 lavorando con il direttore del programma DARPA X-45, Larry Birckelbaw, per realizzare quello che è probabilmente il velivolo da combattimento senza equipaggio più ambizioso e capace finora.

"Questo era davvero un programma di sistema. Stavamo integrando le cose esistenti in un sistema in un modo che non era mai stato fatto prima. Dovevi creare qualcosa che non potesse essere ignorato."

Il programma X-45 della DARPA ha prodotto un UAV con prestazioni tattiche degli aerei, che hanno dimostrato il volo di formazione, l'equipaggio con equipaggio / senza equipaggio e un attacco coordinato contro radar e lanciamissili simulati. X-45 potrebbe essere visto come il veicolo proof-of-concept per il concetto di veicolo aereo da combattimento senza equipaggio (UCAV).

"Non volevamo fare un dimostratore tecnologico", ha spiegato Leahy. "Larry e io volevamo qualcosa che fosse sulla via diretta per diventare un sistema di produzione. Abbiamo fatto studi operativi e li abbiamo integrati nel programma. I candidati dell'appaltatore dovevano prima dimostrare che il loro sistema poteva portare a termine un'utile missione militare. Quello che abbiamo scelto era la soppressione delle difese aeree nemiche [SEAD] perché era una sfida impegnativa e necessaria."

"Abbiamo scelto un obiettivo di costo per il programma inizialmente a un terzo del costo del Joint Strike Fighter", ha detto Leahy. "Dovevi essere in grado di fare la missione, farlo in modo economico e usare la simulazione per molte ricerche." Selezionarono Boeing per costruire l'X-45.

L'anno era il 1999 e Birckelbaw decise di lasciare il DARPA. Offrendo l'opportunità di diventare il responsabile del programma X-45, Leahy saltò all'opportunità.

"Se tu fossi nel campo in cui ero in quel momento, questo era il lavoro dei tuoi sogni. Non ci sono molti programmi di test di volo in cui puoi dire che eri lì dal concetto a qualcosa che volava", ha detto Leahy.

Condotto in tre fasi, il programma X-45 mirava a produrre UCAV autonomi che alla fine "volavano in branchi, alla ricerca di lanciamissili antiaerei nemici, lavorando insieme per distruggerli sotto la supervisione di un operatore umano, che poteva essere localizzato ovunque nel mondo", ha detto Leahy dopo il primo volo dell'X-45A il 22 maggio 2002, presso l'impianto NASDA di Dryden, in California.

Rimase l'X-45 PM della DARPA per un altro volo, lasciando poi completare la sua formazione militare presso l'Industrial College of the Armed Forces nel 2002. Riflettendo sul programma, notò che l'X-45 era molto più di una prova di volo veicolo.

"Questo non era solo un programma X-plane", ha detto Leahy. "Questo era davvero un programma di sistema. Stavamo integrando le cose esistenti in un sistema in un modo che non era mai stato fatto prima. Dovevi creare qualcosa che non potesse essere ignorato."

In definitiva, è proprio quello che ha fatto X-45, diventando J-UCAS nel 2003. Nel 2005, lo sforzo aveva dimostrato il volo di formazione con due X-45A, culminati in una "dimostrazione di combattimento di graduazione" nel deserto della California in cui l'X-45As simulato un blocco coordinato contro radar e lanciamissili.

Sfortunatamente, il programma J-UCAS e l'X-45A furono consegnati alla storia in seguito alla Revisione quadrennale della difesa del 2006, che inaspettatamente concluse il programma.

Guardando indietro, Leahy considerava il suo tempo come manager del programma X-45 un punto culminante della sua carriera.

"Vedere la carta trasformarsi in realtà con un X-45 vivo e funzionante è stato davvero soddisfacente. E le persone che avevamo ... tutti hanno unito le forze e sono stati ugualmente impegnati sia dal governo che dai lati di Boeing. Erano impegnati nel successo e nell'essere lì".

Ognuno di questi programmi altamente visibili ha contribuito ai futuri progetti di aerei da combattimento e civili. Per gli aerei da combattimento, l'X-29 e l'X-31 hanno dimostrato i vantaggi di planimetrie non convenzionali, design senza coda, vettori di spinta e altre tecnologie che hanno contribuito a manovre e "puntabilità" di alto angolo di attacco in uno scenario di combattimento aereo. Le tecnologie e i sistemi dimostrati da DARPA hanno influenzato direttamente i requisiti e in definitiva i progetti per gli aerei operativi F-22 e F-35. L'X-45 ha portato le prestazioni tattiche degli aerei, le qualità stealth e l'autonomia per gli aerei lenti e pedonali del mondo UAV al momento, rappresentando un passo da gigante verso la realizzazione di un veicolo aereo senza pilota e autonomo.

DARPA e velivoli sperimentali condividono una storia, e la storia ha sicuramente capitoli a venire. Considera l'attuale programma Spaceplane sperimentale. Se le cose andranno bene, alla fine la nazione avrà una classe completamente nuova di sistemi di veicoli spaziali che fornisce un accesso allo spazio a breve termine e a basso costo con operabilità, affidabilità ed efficienza in termini di aeromobile.