近年來，NASA創新性地實施了在預算有限的情況下重啟載人X驗證機的計劃，啟動了X-57和X-59項目。目前正在考慮2020年后的X驗證機方案。

一、NASA先后啟動X-57分布式電推進驗證機和X-59超聲速低聲爆驗證機項目

NASA的第一步是相對溫和的X-57麥克斯韋，這是一種基于輕型通用航空飛機的電推進演示驗證機，預計將于2019年試飛。

第二步的計劃要大得多:X-59 QueSTT超聲速低聲爆飛行驗證機。該項目在去年11月通過了一個關鍵的決策點，預計這架飛機將于2022年初試飛。但為了將這架全新的X驗證機納入預算，NASA不得不將該項目分成兩部分，在2016年2月授予洛克希德·馬丁公司臭鼬工廠初步設計合同，然后通過競標授予驗證機制造合同。洛克希德·馬丁最終于2018年4月贏得了研制X-59的2.475億美元合同。

二、NASA正在考慮下一步X驗證機計劃，曾考慮聚焦新概念布局

NASA正在構想下一架X驗證機，希望在2021財年開始新的計劃。隨著X-57和X-59的推進，NASA正期待著它的下一個大型X驗證機項目。NASA認為自己清楚想做什么，并資助了4家公司提出實驗飛機的想法（見本號2016年9月23日文章“【新型布局】NASA授予4家公司研究合同要求提出新構型亞聲速X驗證機系統需求”），以展示未來節能亞音速客機的新構型。2017年提出了五個不同的概念，但是最近電力推進技術的快速發展讓NASA的領導們重新思考他們的下一步計劃。

在談到未來X驗證機研究方向發生的潛在變化時,NASA航空研究任務事務部副主任申金元表示：“我們認為電動飛機將是大型運輸類飛機市場變革的最終發展方向，但目前仍處于發展初期，進步較慢。業界對其充滿了興趣，并且認為越早發展越好。”

在NASA 2017財年預算申請中，新航空地平線飛行驗證倡議提出的原始計劃是呼吁在X-57和X-59之后，從2023財年開始研發一系列超高效亞音速(UEST)X驗證機。NASA沒有得到所需的資金，但該系列的第一項任務是專注于非常規飛機布局，最早在2025財年之前并沒有研制一架大型混合動力推進驗證機的計劃。

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2017年波音提出的一種基于麥道80的桁架支撐機翼布局亞聲速X驗證機。

三、工業界的舉動使波音重新審視下一步X驗證機計劃，或將先啟動電動/混合電動驗證機

申金元表示，空客和波音公司已經引發了發展混合動力推進技術的迫切需求。這兩家公司都表示，在下一個主要的單通道客機更換周期中，需要低排放推進系統。“這主要是因為他們了解到，在開發A320neo和737max之后，他們必須拿出一些新的推進系統，因為他們不會真的想用一種全新的氣動布局。”

這一調整的重點刺激了整個行業的電動機、電池和相關技術的進步，其速度超過了NASA或主要制造商的預期。申金元說:“這可能就是為什么在運輸領域，他們認為也許可以盡早引進混合動力推進系統。”“空客公司正在積極地向外發展，我認為波音公司也在這方面投入了很多精力，”空客公司正在建造E-Fan X混合動力支線驗證機，而Zunum公司正在開發一種12座級混合動力飛機。

申金元表示：“這完全改變了原有計劃。我們正在考慮顛覆傳統管狀機身加機翼的布局，包括翼身融合、桁架支撐、聯接翼等都是下一個超高效亞聲速X驗證機的候選構型。但事實可能并非如此。“我們正與業界合作伙伴仔細討論，以找出最具吸引力和最重要的方案。”

12月6日在華盛頓地區舉行的電動飛機推進工業日上，NASA的代表與感興趣的公司進行了一對一的會談。NASA集成航空系統計劃(IASP)主任艾德·瓦格納表示，這次會議的結果以及同期的信息征詢將為NASA明年1月開始申請的2021財年預算提供支撐。

瓦格納向與會者表示：“上一屆管理層任期結束時，我們計劃建造一些X驗證機。我們知道那是一個沒有希望的預算，但是它給了我們制定一套好計劃的權力。我們成功地獲得了X-59的資金，現在我們期待著可能獲得第二架X驗證機的預算支持。            

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創業公司萊特電力向美國宇航局簡要介紹了其M型機翼全電客機的概念。

四、NASA已開展電動飛機相關基礎研究，正進一步開展應用研究以確定可能的驗證機方案

瓦格納說，NASA正處于“發現模式”。“我們在這里傾聽，從工業的角度理解更多電推進的潛力。我們想了解工業在哪里發展，它的關鍵研究需要是什么。我們想了解亞音速固定翼運輸機實現電氣化推進的關鍵技術是什么…看看它們如何與NASA的計劃結合。”

IASP負責飛行戰略的副主任費伊·科利爾說，NASA的重點是展示1兆瓦以上的電推進能力。工業已經表明，兆瓦級系統可以有幾種應用:一種可以為小型支線客機提供動力;一些可以用分布式電力推進裝置為更大的飛機提供動力；兆瓦級的電動機可以驅動尾部推進器，實現邊界層抽吸減小阻力，或者被集成到渦扇發動機中以混合方式提供電力增強（研究表明，這可以提高能源效率）。

科利爾說，NASA已經資助了幾個研究團隊開發兆瓦級的電動機器和電力電子產品，而且根據預算，在項目啟動后的三年內，可以展示1兆瓦以上的能力。兆瓦級系統的可能應用范圍意味著驗證機選擇的方案。“當我們開始低聲爆飛行驗證項目時，我們沒有預算，所以我們把它分成兩部分采購。如果我們再做一架X驗證機，我們希望不必這樣做:只需要一次競爭、一次采購。無論是小規模的重點驗證，還是全面的演示驗證。”

NASA可能改變下一代X驗證機的方向，目前有積極跡象顯示，其航空預算將保持在每年7億美元或以上。與此同時，幾項耗資巨大的研究計劃將于2020年結束。這些項目包括無人交通管理、無人機系統集成到國家空域系統以及先進復合材料等重大項目。申金元表示:“所以我們不僅想繼續同樣的工作，還想重新分配這些資源。”

航空工業發展研究中心 王元元