原創美軍X-3：鋪路F-104“星”戰鬥機，見證威斯汀豪斯的渦噴發動機

2018年以來，美國NASA的X-57全電推進飛機大行其道，引領了美國的電推進航空器的研發熱潮，使美軍的X系列試驗飛行器也又一次在國際航空界出盡了風頭。從1945年美軍啓動X-1項目開始，至今已經發展到X-57全電推進驗證機，X系列驗證機相繼飛上了藍天，美國在航空航天領域的各項先進技術層出不窮，從不同側面印證了美國“航空航天大國”的國際地位。

X-3“短劍”（Stiletto）驗證機由道格拉斯飛機公司研製，機長20.36米，高3.81米，翼展6.92米。X-3機體結構首次大量使用了鈦合金材料，同時還進行了低展弦比、高翼載機翼的可行性研究。

X-3驗證機的機身細長機翼短粗，外形就像一把短劍，是早期X系列試驗飛機中外形最流暢的，這種構型也是當時美國在研戰鬥機的典型佈局。美國空軍後來的F-104“星”戰鬥機的翼形就是取自 X-3驗證機，使這款100系列戰鬥機的飛行速度可以輕易地達到2馬赫，成爲世界上第一款2倍聲速的戰鬥機，在1960年代長期保持升速、航高的紀錄。

X-3驗證機裝備2臺威斯汀豪斯（Westinghouse）電氣公司的J34-WE-17渦輪噴氣發動機。威斯汀豪斯電氣公司（又譯西屋公司）由生於紐約州的美國發明家、實業家喬治·小威斯汀豪斯在1869年創辦，他在內戰期間曾在聯軍服役，當時就對發明產生興趣，鐵路“轍叉”（鐵路結合裝置）和汽閘都是由其發明，爲高速鐵路運輸安全做出了貢獻，這兩項發明至今仍爲標準設備，公司也掌握着400多項與鐵路運輸有關的專利。

J34-WE-17渦輪噴氣發動機在1940年代研發，是早期J30發動機的擴展版，設計了7級壓氣機，雙燃燒室佈局，兩級渦輪，最大推力超過1360千克（3000磅），是先前型號的2倍，J34-WE-15、17、19發動機還設計了後燃室在必要時增加推力，J34-WE-34-1、J34-WE-36-1 和W340型還整合了斯特華-戴維斯公司的輔助變速箱，驅動SDD-472和SDD-410A渦輪軸。

1948～1953年間，美國空軍的驗證機採用了多種型號的J34-WE-34系列發動機，J34-WE-22推力1360千克，應用到麥克唐納XF-85“小鬼”（Goblin）戰鬥機上，麥克唐納XF-88A安裝了2部J34-WE-15發動機，每部推力1428千克（3150磅），XF-88B安裝了2部J34-WE-19發動機，每部推力1474千克（3250磅）。

J34-WE-22發動機重544千克（1200磅），推力1360千克，11級軸向風流，2級渦輪機，最高轉數12500，當時的造價就高達68000美元。1950年代研發的F2H-2“女鬼”（Banshee）戰鬥機安裝2部J34 WE-34發動機，提供1360千克的推力。J34-WE-22發動機推力也是1360千克，J34-WE-36推力達到了1542千克（3400磅，15 kN）。

道格拉斯X-3驗證機的2部XJ34-WE-17發動機單臺推力1528千克（3370磅，15 kN），後燃加力推力達到2222千克（4900磅，22 kN），但是推力仍顯不足，X-３沒能達到設計的最大速度，飛機試飛期間從未在正常平飛狀態下超過1馬赫，但是這款驗證機仍是應用鈦合金和飛機輪胎技術的先驅。

不過，與 X-1、X-2驗證機由轟炸機投放不同，X-3能夠藉助自身動力實現起降，在以15度的角度進行俯衝時第一次實現了1.1馬赫的超聲速飛行，在30度的俯衝狀態達到1.208馬赫。首架X-3驗證機於1952年9月出廠，而第二架X-3則因爲發動機動力不足和機體操控性等問題被中途取消，部分完成的機體作爲第一架驗證機的備件使用。

X-3驗證機在試驗飛行中經常會出現“滾轉耦合”的問題，即在一個軸的方向上飛行時就會引起另外兩個軸上不受控制的機動，當時F-100“超級佩刀”戰鬥機也經常碰到這樣的問題，NACA隨即在X-3驗證機上對“滾轉耦合”問題進行了深入的研究。

從航空技術進步角度分析，J34發動機驗證了先進的渦輪發動機技術，讓世界上的飛機從渦輪螺旋槳向渦輪噴氣機過渡，儘管在正式服役之前，都是作爲驗證發動機使用。J34得以在X-3項目中被採用，主要還是因爲原計劃使用的J46並不適合項目的持久超聲速飛行目標，J34只是個替補隊員。

另外，威斯汀豪斯電氣公司的發動機還應用到肯韋爾（Convair）F2Y“海上標槍”（SeaDart）、道格拉斯F-3D“夜空”（Skynight）、“空中火箭”（Skyrocket）、洛克希德XF-90、P-2“海王星”（Neptune）、麥克唐納XF-88A、沃特（Vought）F-6U“海盜”（PiratE）等機型上。