道格拉斯X-3“短剑（Stiletto）”是一款实验性飞机，旨在测试持续2马赫飞行能力。该机结构采用钛合金制造，并采用翼展极短的特殊设计。X-3是喷气式飞机早期设计研究的“X”系列飞机之一。

道格拉斯X-3“短剑”代表了喷气时代的尖端技术。

最初的“X”系列飞机包括由美国空军上尉查克·耶格尔（Chuck Yeager）驾驶的火箭动力X-1，该机由波音B-29“超级堡垒”战略轰炸机挂载到空中发射，然后利用其发动机爬升到测试高度。它是第一架突破音障的飞机，在13100米的高度达到1127千米/小时的速度。

X-3位于中心，顺时针从左开始：贝尔X-1A、道格拉斯D-558-1、康维尔XF-92A、贝尔X-5、道格拉斯D-558-2和诺斯罗普X-4。

贝尔X-2是一种火箭动力的后掠翼研究飞机，也是空中发射的，旨在研究高空高速飞机的飞行稳定性、控制有效性相关的结构效应，另外还有气动加热效应。该联合计划由贝尔飞机公司、美国空军和国家航空咨询委员会（NACA）联合研制，旨在探索超音速飞行，并超越X-1系列飞机的速度和高度纪录。

设计背景

道格拉斯X-3“短剑”的设计相当极端。

1949年6月，道格拉斯飞机公司获准制造两架X-3测试飞机，道格拉斯工程师希望研制一架最高速度超过3219千米/小时（2000英里/小时）。另一个设计指标是，它可以使用自身动力完成起降，此前的“X”系列飞机都是被较大的载机携带到高空后从空中发射。

飞行在NACA高速试飞站上空的X-3“短剑”，充分展示了这架飞机的修长机身和短小机翼。

最终，道格拉斯工程师推出一种非常细长的设计，测试设备安装在超长的鼻锥内，并配备很特别的低展弦比机翼。采用半埋入式驾驶舱和风挡玻璃，旨在应对“热灌木丛（Thermal Thicket）”的影响，这是飞机在高速飞行时，机体与空气摩擦产生所谓的“气动加热效应”。热量会传递到机身结构、驾驶舱、航电设备，以及电气、液压和燃料系统。工程师必须在超音速飞机设计中，采用应对“热灌木丛”的解决方案。

2024年5月28日，道格拉斯X-3“短剑”停放在美国空军国家博物馆的研发展厅外。

尽管道格拉斯飞机公司被授权制造两架X-3飞机，但第二架飞机仅部分建造，然后被拆解作为备件来源。

动力不足

X-3的主要任务是探索适用于持续超音速飞行的机身设计，并且在主要机身部件中首次使用钛。

最初设计要求其配备的西屋（Westinghouse）J46发动机推力为3.18吨（7000磅），但由于新型发动机设计困难迫使X-3团队改用西屋J34发动机，该发动机打开加力燃烧室的情况下，推力为2.22吨（4900磅）。

X-3与其他研究飞机，从左至右：贝尔X-5、道格拉斯D-558-1和贝尔X-1A。

发动机推力不足的问题严重影响了X-3的性能，只有在俯冲状态下才能突破音障。X-3以30°进行俯冲时，可以达到最高速度1.208马赫（1480千米/小时）。

试飞过程

与X-1和X-2由母机在空中发射的方式不同，X-3从地面通过自身动力起飞。

1952年10月，X-3在加利福尼亚州爱德华兹空军基地进行了首次测试。道格拉斯试飞员比尔·布里奇曼（Bill Bridgeman）进行了高速滑行测试，X-3离开地面飞行约1600米后落地。几天后，比尔·布里奇曼驾机飞行约20分钟，这是官方记录的第一次试飞。

由于推力不足，X-3无法完成预定的试飞项目。

1953年12月，道格拉斯X-3所有试飞工作结束，比尔·布里奇驾机飞行26次。他认为X-3推力严重不足，并且难以控制。

转交空军

第一个打破音障的人——查克·耶格尔与道格拉斯X-3“短剑”合影。

现在，制造商试飞阶段已经结束，X-3转交给美国空军。查克·耶格尔少校和弗兰克·埃弗斯特（Frank Everest）上校各自进行了三次试飞，以获得低展弦比飞机的操纵经验。

道格拉斯X-3“短剑”。

1954年7月，X-3被移交给国家航空咨询委员会（NACA），以测试飞行稳定性、控制舵面和机尾载荷，以及机身表面的压力分布情况。

滚动惯性耦合

飞行员通过独特的升降系统进入驾驶舱。

1954年10月27日，X-3进行试飞时，遇到“滚动惯性耦合”现象。即操纵一个轴时，会引起另外一个轴或两个轴的变化。NACA试飞员约瑟夫·沃克（Joseph A Walker）进行稳定性试飞时。在9144米（30000英尺）高空以0.92马赫飞行时，操纵X-3飞机进行横滚。横滚时，俯仰改变20°，并偏航16°，并导致飞机开始旋转。大约五秒钟后，约瑟夫·沃克恢复对X-3的控制权。

博物馆内的X-3飞机驾驶舱。

随后，约瑟夫·沃克进行下一个试飞项目。他开始俯冲，当飞行速度达到1.154马赫时，他再次进行横滚。X-3机鼻向下转动，测量到-6.7 G力，然后猛增到+7G力，接着下滑到2G力。约瑟夫·沃克控制住飞机，并成功驾机返航。

博物馆内的X-3飞机驾驶舱。

事后检查发现，确定X-3已经达到了应力极限。在工程师研究这一现象时，这架飞机停飞了近一年的时间。后来，在北美F-100“超佩刀”的试飞时，也遇到了类似的问题。

仪表板上贴着X-3正常和紧急启动程序。

恢复试飞后，从未进行横滚稳定性和控制限制项目的试飞工作。约瑟夫·沃克成功进行了接下来的十次试飞。不幸的是，约瑟夫·沃克在1966年6月8日，与XB-70“女武神”轰炸机进行试飞时，他驾驶的F-104“星战士”被拉入到“女武神”的涡流中，与XB-70发生碰撞。这次事故导致F-104和XB-70坠毁在加利福尼亚州巴斯托附近的沙漠中。

遗产

美国空军国家博物馆的道格拉斯X-3显示了独特的机身设计。

X-3“短剑”可以说是最光滑、最酷的飞机之一，至少笔者是这样认为的，小时候就有一个“短剑”模型挂在卧室的天花板上。尽管X-3没有提供预期的试飞结果，但其短暂的试飞工作提供了对于现代喷气式飞机设计而言，几个领域至关重要的数据。同时，起飞（418千米/小时）和着陆的高速度导致飞机轮胎设计发生了变化。

道格拉斯X-3这样的验证机提供了可以应用到量产飞机中的重要数据。

“滚动惯性耦合”现象提供了数据资料，方便工程师了解和防止未来事故的发生。其采用的钛合金结构提供了SR-71和X-15上使用的加工技术，低展弦比机翼设计后来应用到F-104“星战士”战斗机上。

1956年，完成51次试飞之后，X-3被转交给美国空军国家博物馆，现在该博物馆的研发展厅陈列。