İleri konsept ve teknolojileri araştırmak ve gelecek nesil savaş uçakları için alt yapı ve veri tabanı oluşturmak üzere, NASA tarafından, 1984-1992 yılları arasında, iki adet X-29 "Forward Swept Wing Technology Demonstrator" kullanılarak, bir dizi çalışma yürütülmüştür.

X-29 ters uçuyor izlenimi veren sıra dışı bir görünüme sahiptir. Gövdenin oldukça gerisine yerleştirilmiş, ileri ok açılı kanatlar ve kanatların ön tarafında yer alan ve kuyruk vazifesi gören ön kanatçıklar, bu sıra dışı görünümün nedenidir. Kanadın ve ön kanatçıkların karmaşık geometrileri, uçağa istisnai manevra kabiliyeti ve sesüstü hızlarda üstün performans sağlayacak şekilde düzenlenmiştir.

Geriye doğru ok açılı kanatların üzerinden geçen hava, dışarı doğru yani kanat uçlarına doğru hareket etmektedir. İleri ok açılı kanatlarda ise bu hareket ters yönde olmakta ve hava gövdeye doğru hareket etmektedir. Bu ise kanat uçlarının ve genellikle bu bölgede yer alan kanatçıkların (aileron), özellikle yüksek hücum açılarında tutunma kaybına uğramasını engellemektedir.

Proje sonuçları, hareketli ön kanatçıklarla birlikte ileri ok açılı kanatların, 45 dereceye varan hücum açılarında pilotlara mükemmel kontrol imkanı sağladığını göstermiştir.

X-29 projesinde araştırılan başlıca konsept ve teknolojiler şu şekildedir:

• İleri ok açılı kanatlar
• Uçak yapımında kullanılabilecek ileri kompozit malzemeler
• Değişken kamburluklu kanat yüzeyleri
• İnce, supercritical (?) kanat profilleri
• Gövde arkası (Strake) flapları
• Kanada yakın yerleştirilmiş (Close-coupled) ön kanatçıklar
• Bilgisayar kontrollü uçuş kontrol sistemi

Proje boyunca iki uçak 422'si doğrudan araştırma amaçlı olmak üzere, toplam 436 uçuş gerçekleştirmiştir. Bu uçuşlar, 1. Faz, 2. Faz ve Vorteks Akım Kontrolü olmak üzere üç aşama halinde gerçekleşmiştir.

İkinci dünya savaşından önce, ileri ok açılı kanatlara sahip çeşitli planörler bulunmakta idi. Ayrıca 1931 yılında NACA (yeni adı ile NASA) bu konsept üzerinde çeşitli rüzgar tüneli testleri gerçekleştirmiştir. Almanlar ikinci dünya savaşı sırasında Ju-287 olarak bilinen, ileri ok açılı kanatlı bir uçak geliştirmişlerdir. Ancak uçağın ağırlığını çok artırmadan gerekli dayanıklılığa sahip bir uçak üretmek için gerekli teknolojinin ve malzemelerin o dönemde mevcut olmaması nedeni ile, ileri ok açılı kanat konsepti başarılı bir şekilde uygulanamamıştır.

1970'li yıllarda kompozit malzemelerin kullanılmaya başlaması ile birlikte, geleneksel malzemelerle üretilenlerden daha sağlam ve daha hafif uçak yapıları üretme imkanı doğmuştur.

X-29'ın ince supercritical kanatlarının üretimi de ancak kompozit malzemelerin kullanımı ile mümkün olmuştur. Kompozit malzemeler kullanılarak yapılan aeroelastik biçimlendirme neticesinde, uçağın maruz kaldığı yükler nedeni ile kanatların belli bir dereceye kadar eğilmesine izin veren ancak burulmasını, dolayısı ile yapısal ayrılma (structural divergence) nedeni ile kanadın kopmasını engelleyen yapılar üretilebilmiştir.

1977 yılında NASA, ileri ok açılı kanat konseptini araştırmak üzere tasarlanacak bir uçak için teklif yayınlamıştır. Bu teklifte, uçağın seyir hızlarında çok daha verimli uçması ve kontrol, taşıma ve sürüklemeye karakteristiğinin çok daha iyi olması öngörülmüştür.

Grumman, General Dynamics ve Rockwell International'dan gelen tekliflerin değerlendirilmesi sonucunda, Aralık 1981'de Grumman ile, iki adet X-29 üretimi için sözleşme imzalanmıştır. İlk uçak 14 Aralık 1984'te, ikincisi ise 23 Mayıs 1989'da ilk uçuşunu gerçekleştirmiştir.

İlk X-29 gerçekleştirdiği 242 uçuşta, geri ok açılı kanatların aksine ileri ok açılı kanatlarda havanın dışarı doğru değil içeri yani gövdeye doğru hareket etmesi sebebiyle, çok yüksek hücum açılarında dahi kanat uçlarının tutunma kaybına uğramadığını ortaya koymuştur. Bu uçuşla, ayrıca, aeroelastik olarak biçimlendirilmiş kanatların yapısal ayrılmayı engellediğini, uçuş kontrol kanunlarının ve kontrol yüzeylerinin etkinliklerinin uçak için gerekli olan kararlığı ve kontrolü sağladığını ve sonuçta pilotlar için iyi bir kullanım kalitesinin ortaya çıktığını da göstermiştir.

Uçakta kullanılan supercritical kanat profillerinin transonik bölgede uçağın manevra ve seyir karakteristiğini iyileştirmesi, bu uçuş testlerinde elde edilen sonuçlardan bir diğeridir. Üst yüzeyi, geleneksel kanatlara göre daha düz olan "Supercritical" kanat profilleri NASA tarafından geliştirilmiş ve ilk olarak 1970'li yıllarda bir F-8 kullanılarak test edilmiştir. Bu tür kanat profilleri sayesinde kanat üst yüzeyinde oluşan şoklar hem geciktirilmekte hem de etkisizleştirilmektedir. Bu ise sürüklemenin azalmasını sağlamaktadır.

İkinci X-29'un gerçekleştirdiği toplam 120 uçuşta uçağın yüksek hücum açısı karakteristiği araştırılmıştır. X-29, 67 dereceye varan hücum açılarında uçmuş ve bu uçuşlarda, sayısal yöntemler ve simülasyon modelleri kullanılarak yapılan tahminlerden çok daha iyi kontrol ve manevra karakteristiği sergilemiştir. Bu noktada, 1. Fazda gerçekleştirilen uçuşların 21 derece hücum açısı ile sınırlandırılmış olduğu hatırlatılmalıdır.

Bu uçuşları gerçekleştiren NASA, Amerikan Hava Kuvvetleri ve Grumman pilotları uçağın 45 derece hücum açılarına kadar mükemmel kontrol imkanı sağladığını, 67 dereceye varan hücum açılarında ise uçağın kontrol dışına çıkmadığını rapor etmişlerdir. Uçağın sahip olduğu yükse hücum açılarında kontrol yeteneği, öncelikle ileri ok açılı kanat - ön kanatçık düzenlemesi, İkinci olarak ise uygulanan uçuş kontrol kanunları sayesindedir.

Uçakta kullanılan uçuş kontrol kanunları NASA tarafından, radyo kontrollü ve %22 ölçekli bir X-29 modeli kullanılarak geliştirilmiştir. Detay çalışma ise Hava kuvvetleri mühendisleri tarafından yapılmıştır. X-29 yüksek hücum açılarındaki söz konusu kontrol yeteneğini, geleneksek uçaklarda kullanılan ve taşımayı artırabilecek hücum kenarı flapları kullanmadan ve X-31 EFM, F-18 HARV gibi benzer programlarda kullanılan itki yönlendirme sistemi olmaksızın gerçekleştirmiştir.

Bu fazda gerçekleştirilen uçuşlarda, basınç ölçümü ve akım görüntüleme teknikleri kullanılarak, uçağın yüksek hücum açılarındaki aerodinamik karakteristiği hakkında veriler toplanmıştır. Elde edilen bu veriler, öncelikli program hedeflerinin gerçekleştirildiğini ve tahminlerin fazlası ile doğrulandığını ortaya koymuştur.

Amerikan Hava Kuvvetleri 1992 yılında, normal kontrol sistemlerinin etkisiz kaldığı yüksek hücum açılarında artırılmış kontrol sağlayabilmek için vorteks akım kontrolünün kullanılabilirliğini araştırmak üzere bir program başlatmıştır.

İkinci X-29, bu programda kullanılmak üzere modifiye edilmiştir. Bu kapsamda, yüksek hücum açılarında uçağın burnunda oluşan vorteks akıma hava enjekte edebilmek amacıyla, uçağın burun kısmının ön ve üst tarafına nitrojen tankları ve iki küçük lülesi bulunan kontrol valfleri yerleştirilmiştir.

Amerikan Hava Kuvvetlerinin ve Grumman'ın gerçekleştirdiği rüzgar tüneli testlerinde, içine enjekte edilen havanın vorteks akımın yönünü değiştirdiği ve bunun sonucunda ortaya çıkan kuvvetlerin uçağın burnunun, dolayısı ile uçağın yönünün değiştirilmesi için kullanılabileceği gösterilmiştir.

1992 yılının Mayıs-Haziran ayları arasında gerçekleştirilen toplam 60 uçuşta, Vorteks Akım Kontrolünün (VAK) etkinliği başarılı bir şekilde ortaya konulmuştur. VAK, özellikle rudder'ın etkinliğini yitirdiği yüksek hücum açılarında, sapma kuvveti üretilmesi konusunda öngörülenden daha başarılı olmuştur. VAK, kayış (sideslip) durumunda ise daha az başarılı olmuştur. Sallanma salınımının (rocking oscillation) azaltılması konusundaki etkisi de az olmuştur.

• Uzunluk:14.7m
• Kanat Açıklığı:8.29m
• Yükseklik:4.26m
• Kanat Alanı:17.54m²
• Boş Ağırlık:6,169kg
• Maks. Kalkış Ağırlığı:7,864kg
• Motor:71.2kN(x1 GE F404 turbofan)
• Maks. Hız:1.6M
• Tavan Uçuş Yüksekliği:15,240m

Kanatla birlikte taşıma üreten ve birincil yunuslama kontrolü sağlayan önkanatçıklar, kanadın kamburluğunu değiştirmek suretiyle flap; asimetrik kullanımla da aileron görevi yapan ve kanatlarda yer alan flaperon'lar ve arka gövdenin yan taraflarında yer alan ve yunuslama kontrolünde önkanatçıklara yardımcı olan arka kanatçıklar uçağın kontrol yüzeylerini oluşturmaktadır. Bu kontrol yüzeyleri, analog yedeği de bulunan üçlü dijital uçuş kontrol sistemi tarafından elektronik olarak yönlendirilmektedir.

Uçak aerodinamik olarak kararsızdır. Bu kararsızlık, uçuş kontrol bilgisayarı tarafından saniyede 40 komut gönderilmek suretiyle, kontrol yüzeyleri hız ve irtifa gibi uçuş şartlarına göre ayarlanarak dengelenmektedir. Uçağın kararsız olması uçağın manevra kabiliyetini artırdığı gibi sürüklemeyi de azaltmaktadır.

Uçakta bulunan üç dijital kontrol bilgisayarının her birinin analog yedeği bulunmaktadır. Bu bilgisayarlardan biri arızalandığında görevi diğer iki dijital bilgisayar devralmakta; iki bilgisayarın birden arızalanması durumunda ise görev analog bilgisayarlara aktarılmaktadır.

Bu program kapsamında, aerodinamik sürüklemenin azaltılması konusunda önceki çalışmalar sonucunda öngörülen kazanımlar sağlanmamış olmakla birlikte; VAK konusunda, ileri ok açılı kanatlar konusunda olduğu gibi, gelecek nesil uçaklar için umut vaat eden sonuçlar elde edilmiştir.

X-29 programında, ispatlanmış bazı teknolojilerin yeni kullanımları ile birlikte tamamen yeni teknolojiler de kullanılmıştır. Yapısal ayrılmanın kontrolü için aeroelastik biçimlendirmenin kullanılması, boylamasına kontrol için ön kanatçık kullanımı, aşırı kararsızlığa sahip bir uçağın iyi kullanım kalitesine sahip olması, yüksek hücum açılarında etkin kontrol gibi özellikleri, bu program kapsamında öne çıkan özellikler olarak sıralamak mümkündür.