General Dynamics F-16 Fighting Falcon F-16XL

Poco dopo aver vinto il programma del caccia leggero, lo stabilimento della General Dynamics a Fort Worth iniziò a studiare derivati dell'F-16 in grado di migliorare sia le capacità aria-aria sia quelle aria-suolo senza perdere la comunanza di componenti con l'F-16A. Sotto la guida di Harry Hillaker, progettista dell'F-16 originale, nacque il progetto SCAMP (Supersonic Cruise and Maneuver Prototype). Furono studiate diverse ali, inclusa una a freccia negativa, ma si optò per la grande ala a delta a freccia composta ("cranked-arrow"), imparentata con quella del Saab 35 Draken, per il suo miglior rapporto portanza/resistenza in regime supersonico. L'azienda lavorò a stretto contatto con il Langley Research Center della NASA e investì fondi propri considerevoli in prove in galleria del vento; il progetto fu affinato per diversi anni fino a essere definito alla fine del 1980.

Nel 1980 l'USAF si unì come partner e fornì le cellule del terzo e del quinto F-16 di serie per la conversione; queste due cellule furono gli unici F-16XL costruiti. Il primo volò il 3 luglio 1982. Nel marzo 1981 l'Aeronautica annunciò il programma Enhanced Tactical Fighter (ETF) per sostituire l'F-111 Aardvark con un aereo capace di missioni di interdizione in profondità senza scorta di caccia né supporto di disturbo elettronico. La General Dynamics presentò l'F-16XL e la McDonnell Douglas una variante dell'F-15 Eagle. Gli approcci erano molto diversi: l'F-15E necessitava di poche modifiche rispetto all'F-15B/D, mentre l'F-16XL introduceva differenze strutturali e aerodinamiche maggiori rispetto all'F-16 e avrebbe richiesto molto più impegno, tempo e denaro per entrare in produzione; inoltre il bimotore offriva un peso massimo al decollo superiore e ridondanza in caso di guasto al motore. Nel febbraio 1984 l'USAF assegnò il contratto ETF alla McDonnell Douglas. I due F-16XL tornarono all'Aeronautica e rimasero immagazzinati alla base di Edwards. In caso di vittoria, l'aereo sarebbe stato prodotto come F-16E (monoposto) e F-16F (biposto).

L'ala e gli stabilizzatori orizzontali dell'F-16A furono sostituiti da un'ala a delta a freccia composta più grande del 115 % rispetto all'originale. L'uso estensivo di compositi in grafite-bismaleimmide fece risparmiare 595 libbre (270 kg), ma l'XL-1 e l'XL-2 risultarono più pesanti dell'F-16A rispettivamente di 4.100 libbre (1.900 kg) e 5.600 libbre (2.500 kg). La fusoliera fu allungata di 56 pollici (140 cm) inserendo due sezioni alle giunzioni dei principali sottoassiemi; la coda dovette essere inclinata di 3,16° verso l'alto e le pinne ventrali furono eliminate perché non toccassero il suolo in decollo e atterraggio. L'XL-2 ricevette inoltre una presa d'aria più grande, poi incorporata nelle varianti successive dell'F-16.

Il risultato fu un miglioramento del 25 % nel rapporto portanza/resistenza in volo supersonico, rimanendo comparabile in regime subsonico, e un aereo che, secondo quanto riportato, si manovrava con dolcezza ad alta velocità e bassa quota. La capacità interna di carburante crebbe di 4.350 libbre (1.970 kg), circa il 65 %. L'F-16XL poteva trasportare il doppio dell'armamento dell'F-16A e consegnarlo il 50 % più lontano grazie a un'ala rinforzata con diciassette punti di attacco: sedici stazioni alari da 1.000 libbre, cinque da 2.000 libbre, quattro stazioni semi-incassate per AIM-120 AMRAAM sotto la fusoliera, due alle estremità alari, una ventrale, due "pesanti/bagnate" e due per LANTIRN sotto il mento. Gli AIM-120 dei dimostratori erano finti, poiché il missile non era ancora integrato nell'F-16 standard.

Nel 1988 entrambi gli aerei passarono all'Ames-Dryden Flight Research Facility della NASA per studiare il flusso laminare supersonico nell'ambito del programma High Speed Civil Transport (HSCT). La loro ala e le loro prestazioni ad alta velocità e quota li rendevano ideali: si cercava di ottenere flusso laminare sull'ala, validare la metodologia di progettazione mediante fluidodinamica computazionale e testare sistemi di aspirazione attiva tramite "guanti" aerodinamici passivi o attivi. Langley progettò e coordinò gli esperimenti.

L'F-16XL-1 ricevette un guanto ad aspirazione attiva sull'ala sinistra, costruito dalla North American Aviation, con fori tagliati al laser da 0,0025 pollici alla densità di 2.500 per pollice quadrato; l'aspirazione era fornita da un turbocompressore di climatizzazione di un Convair 880 installato al posto delle munizioni del cannone da 20 mm. Completò 31 voli di prova tra maggio 1990 e settembre 1992 e in seguito fu usato per studiare decolli, rumore del motore e boato sonico.

L'F-16XL-2 sostituì il motore con il più potente General Electric F110-129, con cui raggiunse un supercrociera limitata — Mach 1,1 a 20.000 piedi (6.100 m) a potenza militare —, obiettivo mai raggiunto durante l'ETF. Portava un guanto passivo strumentato sull'ala destra e uno attivo sulla sinistra, costruito dalla Boeing in titanio con oltre 12 milioni di fori; l'aspirazione proveniva da un turbocompressore di pressurizzazione cabina di un Boeing 707. Effettuò 45 voli di prova. Sebbene si siano registrati "progressi significativi", nessuno dei due raggiunse il flusso laminare richiesto alle velocità e quote previste, anche se la NASA considerò il programma un successo. Si valutò di proseguire con un Tupolev Tu-144, più simile a un trasporto civile supersonico, ma il budget non lo permise.

Concluse le prove nel 1999, entrambi rimasero immagazzinati a Dryden. Nel 2007 Boeing e NASA valutarono di rimettere in volo l'XL-1 con i miglioramenti dell'F-16 Block 40 per proseguire la ricerca sull'attenuazione del boato sonico; furono effettuate prove di rullaggio e verifiche dei sistemi, ma nel 2009 entrambi gli aerei furono definitivamente ritirati a Edwards. Il 75-0747 è esposto nel parco aereo dell'Air Force Flight Test Center Museum e il 75-0749 rimane immagazzinato lì.