道格拉斯X-3“短劍（Stiletto）”是一款實驗性飛機，旨在測試持續2馬赫飛行能力。該機結構採用鈦合金製造，並採用翼展極短的特殊設計。X-3是噴氣式飛機早期設計研究的“X”系列飛機之一。

道格拉斯X-3“短劍”代表了噴氣時代的尖端技術。

最初的“X”系列飛機包括由美國空軍上尉查克·耶格爾（Chuck Yeager）駕駛的火箭動力X-1，該機由波音B-29“超級堡壘”戰略轟炸機掛載到空中發射，然後利用其發動機爬升到測試高度。它是第一架突破音障的飛機，在13100米的高度達到1127千米/小時的速度。

X-3位於中心，順時針從左開始：貝爾X-1A、道格拉斯D-558-1、康維爾XF-92A、貝爾X-5、道格拉斯D-558-2和諾斯羅普X-4。

貝爾X-2是一種火箭動力的後掠翼研究飛機，也是空中發射的，旨在研究高空高速飛機的飛行穩定性、控制有效性相關的結構效應，另外還有氣動加熱效應。該聯合計劃由貝爾飛機公司、美國空軍和國家航空諮詢委員會（NACA）聯合研製，旨在探索超音速飛行，並超越X-1系列飛機的速度和高度紀錄。

設計背景

道格拉斯X-3“短劍”的設計相當極端。

1949年6月，道格拉斯飛機公司獲准製造兩架X-3測試飛機，道格拉斯工程師希望研製一架最高速度超過3219千米/小時（2000英里/小時）。另一個設計指標是，它可以使用自身動力完成起降，此前的“X”系列飛機都是被較大的載機攜帶到高空後從空中發射。

飛行在NACA高速試飛站上空的X-3“短劍”，充分展示了這架飛機的修長機身和短小機翼。

最終，道格拉斯工程師推出一種非常細長的設計，測試設備安裝在超長的鼻錐內，並配備很特別的低展弦比機翼。採用半埋入式駕駛艙和風擋玻璃，旨在應對“熱灌木叢（Thermal Thicket）”的影響，這是飛機在高速飛行時，機體與空氣摩擦產生所謂的“氣動加熱效應”。熱量會傳遞到機身結構、駕駛艙、航電設備，以及電氣、液壓和燃料系統。工程師必須在超音速飛機設計中，採用應對“熱灌木叢”的解決方案。

2024年5月28日，道格拉斯X-3“短劍”停放在美國空軍國家博物館的研發展廳外。

儘管道格拉斯飛機公司被授權製造兩架X-3飛機，但第二架飛機僅部分建造，然後被拆解作為備件來源。

動力不足

X-3的主要任務是探索適用於持續超音速飛行的機身設計，並且在主要機身部件中首次使用鈦。

最初設計要求其配備的西屋（Westinghouse）J46發動機推力為3.18噸（7000磅），但由於新型發動機設計困難迫使X-3團隊改用西屋J34發動機，該發動機打開加力燃燒室的情況下，推力為2.22噸（4900磅）。

X-3與其他研究飛機，從左至右：貝爾X-5、道格拉斯D-558-1和貝爾X-1A。

發動機推力不足的問題嚴重影響了X-3的性能，只有在俯衝狀態下才能突破音障。X-3以30°進行俯衝時，可以達到最高速度1.208馬赫（1480千米/小時）。

試飛過程

與X-1和X-2由母機在空中發射的方式不同，X-3從地面通過自身動力起飛。

1952年10月，X-3在加利福尼亞州愛德華茲空軍基地進行了首次測試。道格拉斯試飛員比爾·布里奇曼（Bill Bridgeman）進行了高速滑行測試，X-3離開地面飛行約1600米後落地。幾天后，比爾·布里奇曼駕機飛行約20分鐘，這是官方記錄的第一次試飛。

由於推力不足，X-3無法完成預定的試飛項目。

1953年12月，道格拉斯X-3所有試飛工作結束，比爾·布里奇駕機飛行26次。他認為X-3推力嚴重不足，並且難以控制。

轉交空軍

第一個打破音障的人——查克·耶格爾與道格拉斯X-3“短劍”合影。

現在，製造商試飛階段已經結束，X-3轉交給美國空軍。查克·耶格爾少校和弗蘭克·埃弗斯特（Frank Everest）上校各自進行了三次試飛，以獲得低展弦比飛機的操縱經驗。

道格拉斯X-3“短劍”。

1954年7月，X-3被移交給國家航空諮詢委員會（NACA），以測試飛行穩定性、控制舵面和機尾載荷，以及機身表面的壓力分布情況。

滾動慣性耦合

飛行員通過獨特的升降系統進入駕駛艙。

1954年10月27日，X-3進行試飛時，遇到“滾動慣性耦合”現象。即操縱一個軸時，會引起另外一個軸或兩個軸的變化。NACA試飛員約瑟夫·沃克（Joseph A Walker）進行穩定性試飛時。在9144米（30000英尺）高空以0.92馬赫飛行時，操縱X-3飛機進行橫滾。橫滾時，俯仰改變20°，並偏航16°，並導致飛機開始旋轉。大約五秒鐘後，約瑟夫·沃克恢復對X-3的控制權。

博物館內的X-3飛機駕駛艙。

隨後，約瑟夫·沃克進行下一個試飛項目。他開始俯衝，當飛行速度達到1.154馬赫時，他再次進行橫滾。X-3機鼻向下轉動，測量到-6.7 G力，然後猛增到+7G力，接着下滑到2G力。約瑟夫·沃克控制住飛機，並成功駕機返航。

博物館內的X-3飛機駕駛艙。

事後檢查發現，確定X-3已經達到了應力極限。在工程師研究這一現象時，這架飛機停飛了近一年的時間。後來，在北美F-100“超佩刀”的試飛時，也遇到了類似的問題。

儀錶板上貼着X-3正常和緊急啟動程序。

恢復試飛後，從未進行橫滾穩定性和控制限制項目的試飛工作。約瑟夫·沃克成功進行了接下來的十次試飛。不幸的是，約瑟夫·沃克在1966年6月8日，與XB-70“女武神”轟炸機進行試飛時，他駕駛的F-104“星戰士”被拉入到“女武神”的渦流中，與XB-70發生碰撞。這次事故導致F-104和XB-70墜毀在加利福尼亞州巴斯託附近的沙漠中。

遺產

美國空軍國家博物館的道格拉斯X-3顯示了獨特的機身設計。

X-3“短劍”可以說是最光滑、最酷的飛機之一，至少筆者是這樣認為的，小時候就有一個“短劍”模型掛在臥室的天花板上。儘管X-3沒有提供預期的試飛結果，但其短暫的試飛工作提供了對於現代噴氣式飛機設計而言，幾個領域至關重要的數據。同時，起飛（418千米/小時）和着陸的高速度導致飛機輪胎設計發生了變化。

道格拉斯X-3這樣的驗證機提供了可以應用到量產飛機中的重要數據。

“滾動慣性耦合”現象提供了數據資料，方便工程師了解和防止未來事故的發生。其採用的鈦合金結構提供了SR-71和X-15上使用的加工技術，低展弦比機翼設計後來應用到F-104“星戰士”戰鬥機上。

1956年，完成51次試飛之後，X-3被轉交給美國空軍國家博物館，現在該博物館的研發展廳陳列。