Както знаете, централната част е самата част от крилото на самолета, която свързва лявата и дясната равнина и всъщност служи за закрепване на крилото към фюзелажа. В съответствие с логиката, централната част трябва да бъде твърда структура. Но на 21 декември 1979 г. излита самолет на НАСА AD-1, чието крило е прикрепено към фюзелажа … на панта и може да се върти, придавайки на самолета асиметрична форма.
Всичко обаче започна много по -рано - с мрачния тевтонски гений Ричард Фогт, главен дизайнер на легендарната компания Blohm & Voss. Фогт, известен със своя нетипичен подход към проектирането на самолети, вече е построил асиметрични самолети и знае, че такава схема не пречи на самолета да бъде стабилен във въздуха. И през 1944 г. се ражда проектът Blohm & Voss и P.202.
Основната идея на Vogt беше възможността за значително намаляване на съпротивлението при полети с високи скорости. Самолетът излита с конвенционално симетрично крило (тъй като малко крило за размахване има висок коефициент на повдигане) и по време на полет се завърта в равнина, успоредна на оста на фюзелажа, като по този начин намалява съпротивлението. Всъщност това беше едно от решенията за внедряването на променливо размахване на крилото - по същото време германците разработиха класическата симетрична стреловида на самолета Messerschmitt P.1101.
Blohm & Voss и P.202 изглеждаха твърде луди, за да влязат в поредицата. Неговото крило с размах 11, 98 м може да се обърне към централната панта под ъгъл до 35 ° - при максимален ъгъл размахът се промени на 10, 06 м. Невъзможност да се използва крилото за монтиране на допълнително оборудване. Проектът остана само на хартия.
В същото време специалисти от Messerschmitt работеха по подобен проект. Техният автомобил, Me P.1109, получи прозвището „ножично крило“. Колата имаше две крила и външно независими: едното беше разположено над фюзелажа, второто - под него. Когато горното крило беше завъртяно по посока на часовниковата стрелка, долното крило беше обърнато по същия начин обратно на часовниковата стрелка - тази конструкция даде възможност за качествено компенсиране на изкривяването на самолета с асиметрична промяна в размахването.
Крилата можеха да се въртят до 60 °, а когато бяха перпендикулярни на оста на фюзелажа, самолетът изглеждаше като обикновен биплан.
Трудностите на Messerschmitt бяха същите като тези на Blohm & Voss: сложен механизъм и в допълнение проблеми с дизайна на шасито. В резултат на това дори самолет, построен от желязо със симетрично променлив ход - Messerschmitt Р.1101, не влезе в производство, да не говорим за асиметрични конструкции, които останаха само проекти. Германците бяха твърде далеч от времето си.
Ползи и загуби
Предимствата на асиметрично променливото почистване са същите като тези на симетричното размахване. Когато самолетът излита, се изисква високо повдигане, но когато лети с висока скорост (особено над скоростта на звука), повдигането вече не е толкова актуално, но голямото съпротивление започва да пречи. Авиационните инженери трябва да намерят компромис. Чрез промяна на размахването самолетът се адаптира към режима на полет. Изчисленията показват, че позиционирането на крилото под ъгъл от 60 ° спрямо фюзелажа значително ще намали аеродинамичното съпротивление, увеличавайки максималната крейсерска скорост и намалявайки разхода на гориво.
Но в този случай възниква втори въпрос: защо се нуждаем от асиметрична смяна на размах, ако симетрична е много по -удобна за пилота и не изисква компенсация? Факт е, че основният недостатък на симетричното почистване е техническата сложност на механизма за промяна, неговата солидна маса и цена. С асиметрична промяна устройството е много по -просто - всъщност, ос с твърдо закрепване на крилото и неговия механизъм за завъртане.
Подобна схема е средно с 14% по -лека и минимизира характерния импеданс при полет със скорост, превишаваща скоростта на звука (тоест предимствата се проявяват и в летателните характеристики). Последното се причинява от ударна вълна, която възниква, когато част от въздушния поток около самолета придобие свръхзвукова скорост. И накрая, това е най -"бюджетният" вариант на променливата размах.
OWRA RPW
Безпилотен летателен апарат от НАСА, построен в началото на 70 -те години на миналия век за експерименталното изследване на свойствата на полета на асиметрично размахване. Устройството можеше да завърти крилото на 45 ° по посока на часовниковата стрелка и съществуваше в две конфигурации-късоопашато и дългоопашно.
Следователно, с развитието на технологиите, човечеството нямаше как да не се върне към интересна концепция. В началото на 70 -те години по поръчка на НАСА е произведен безпилотен летателен апарат OWRA RPW (Oblique Wing Research Aircraft) за проучване на летателните свойства на такава схема. Консултант по разработката беше самият Фогт, който емигрира в САЩ след войната, по това време вече много възрастен мъж, а главният дизайнер и идеолог на възраждането на идеята беше инженерът на НАСА Ричард Томас Джоунс. Джоунс се вкореняваше в тази идея от 1945 г., когато беше служител на NACA (предшественикът на НАСА, Националния консултативен комитет по аеронавтика) и по времето, когато беше създадена извадката, абсолютно всички теоретични изчисления бяха разработени и задълбочени тестван.
Крилото на OWRA RPW можеше да се върти до 45 °, дронът имаше елементарен фюзелаж и опашка - всъщност това беше летящо разположение, чийто централен и единствен интересен елемент беше крилото. По -голямата част от изследванията бяха проведени в аеродинамичен тунел, някои в реален полет. Крилото се представи добре и НАСА реши да построи пълноценен самолет.
А сега - лети
Разбира се, промяната на асиметричното размахване има и недостатъци - по -специално асиметрията на челното съпротивление, паразитните моменти на завъртане, водещи до прекомерно преобръщане и извиване. Но всичко това през 70 -те години на миналия век може да бъде победено чрез частична автоматизация на контролите.
Самолет НАСА AD-1
Той е летял 79 пъти. При всеки полет изпитателите поставят крилото в ново положение и получените данни се анализират и сравняват помежду си.
Самолетът AD-1 (Ames Dryden-1) се превърна в съвместно дете на редица организации. Той е построен от желязо от Ames Industrial Co., цялостният дизайн е направен на Boeing, технологичните изследвания са проведени от Bertha Rutana's Scaled Composites, а полетните тестове са проведени в изследователския център Dryden в Ланкастър, Калифорния. Крилото AD-1 може да се върти по централната ос с 60 ° и само обратно на часовниковата стрелка (това значително опростява дизайна, без да губи предимства).
Крилото се задвижва от компактен електродвигател, разположен във фюзелажа директно пред двигателите (последните използват класическите френски турбореактивни двигатели Microturbo TRS18). Размахът на трапецовидното крило в перпендикулярно положение беше 9, 85 м, а във въртящо се положение - само 4, 93, което направи възможно достигането на максимална скорост от 322 км / ч.
На 21 декември AD-1 излита за първи път и през следващите 18 месеца при всеки нов полет крилото се завърта на 1 градус, като се записват всички показатели на самолета. В средата на 1981 г. самолетът "достигна" максимален ъгъл от 60 градуса. Полетите продължиха до август 1982 г., общо AD-1 излетя 79 пъти.
НАСА AD-1 (1979)
Единственият самолет с асиметрично крило, което излетя във въздуха. Крилото се завърта до 60 градуса обратно на часовниковата стрелка.
Основната идея на Джоунс беше да използва асиметрични промени в самолетите за междуконтинентални полети - скоростта и икономията на гориво се изплащат най -добре на свръх дълги разстояния. Самолетът AD-1 наистина получи положителни отзиви както от експерти, така и от пилоти, но, колкото и да е странно, историята не получи никакво продължение. Проблемът беше, че цялата програма беше предимно изследователска. След като получи всички необходими данни, НАСА изпрати самолета до хангара; Преди 15 години той се премести във вечно хранилище в Музея на авиацията на Хилиер в Сан Карлос.
НАСА, като изследователска организация, не участва в самолетостроенето и никой от големите производители на самолети не се интересува от концепцията на Джоунс. Междуконтиненталните лайнери по подразбиране са много по-големи и по-сложни от „играчката“AD-1 и компаниите не смееха да инвестират огромни суми пари в изследвания и разработки на обещаващ, но много подозрителен дизайн. Класиката спечели иновациите.
Ричард Грей, пилот на НАСА AD-1
След като успешно излетя от програмата си на асиметрично крило, той загина през 1982 г. при катастрофата на частен тренировъчен самолет Cessna T-37 Tweet.
Впоследствие НАСА се върна към темата „косо крило“, като построи през 1994 г. малък дрон с размах на крилата 6, 1 м и възможност за промяна на ъгъла на размахване от 35 на 50 градуса. Той е построен като част от създаването на 500-местен трансконтинентален самолет. Но в крайна сметка работата по проекта беше отменена поради същите финансови причини.
Още не е свършило
Независимо от това, „косото крило“получи трети живот и този път благодарение на намесата на добре известната агенция DARPA, която през 2006 г. предложи на Northrop Grumman 10 милиона договор за разработване на безпилотен летателен апарат с асиметрична смяна.
Но корпорацията Northrop влезе в историята на авиацията главно поради развитието на самолети от типа „летящо крило“: основателят на компанията Джон Нортроп беше ентусиаст на такава схема, от самото начало той определи посоката на много години напред (основава компанията в края на 30 -те години на миналия век и умира през 1981 г.).
В резултат на това специалистите от Northrop решиха да пресекат технологията на летящото крило и асиметричното размахване по неочакван начин. Резултатът беше дронът Northrop Grumman Switchblade (да не се бърка с другото им концептуално развитие - изтребителя Northrop Switchblade).
Дизайнът на дрона е доста прост. Към 61-метровото крило е прикрепен шарнирен модул с два реактивни двигателя, камери, управляваща електроника и приставки, необходими за мисията (например ракети или бомби). Модулът няма нищо излишно - фюзелажът, оперението, опашката, прилича на гондола с балон, освен може би със силови агрегати.
Ъгълът на въртене на крилото спрямо модула все още е същият идеален 60 градуса, изчислен още през 1940 -те: при този ъгъл се изравняват ударните вълни, възникващи при движение със свръхзвукова скорост. С обърнатото крило дронът може да прелети 2500 мили със скорост 2,0 М.
Концепцията на самолета беше готова до 2007 г., а до 2010 г. компанията обеща да проведе първите тестове на компоновка с размах на крилата 12,2 м - както в аеродинамичния тунел, така и в реалния полет. Northrop Grumman беше планирал първият полет на пълноразмерния дрон да се проведе около 2020 г.
Но още през 2008 г. агенцията DARPA загуби интерес към проекта. Предварителните изчисления не дадоха планираните резултати и DARPA оттегли договора, затваряйки програмата на етапа на компютърния модел. Така че идеята за асиметрично размахване отново нямаше късмет.
Ще стане или няма?
Всъщност единственият фактор, който уби интересна концепция, беше икономиката. Наличието на работещи и доказани схеми прави нерентабилно разработването на сложна и неизпитана система. Той има две области на приложение - трансконтинентални полети на тежки лайнери (основната идея на Джоунс) и военни дронове, способни да се движат със скорост, превишаваща скоростта на звука (основната задача на Northrop Grumman).
В първия случай предимствата са икономия на гориво и увеличаване на скоростта, при други равни условия с конвенционалните самолети. Във втория, минимизирането на съпротивлението на вълната в момента, когато самолетът достигне критичното число на Мах, е от най -голямо значение.
Дали ще се появи сериен самолет с подобна конфигурация, зависи единствено от волята на производителите на самолети. Ако някой от тях реши да инвестира пари в изследвания и строителство, а след това на практика докаже, че концепцията е не само функционална (това вече е доказано), но и самоподдържаща се, тогава асиметричната промяна в размахването има шанс за успех. Ако в рамките на световната финансова криза не се намерят такива смелчаци, „косото крило“ще остане още една част от историята на авиацията, богата на любопитства.
Характеристики на самолета НАСА AD-1
Екипаж: 1 човек
Дължина: 11, 83 м
Размах на крилата: 9,85 м перпендикулярно, 4,93 м косо
Ъгъл на крилото: до 60 °
Площ на крилото: 8, 6 2
Височина: 2, 06 m
Тегло на празен самолет: 658 кг
Макс. излетно тегло: 973 кг
Задвижване: 2 x реактивни двигателя Microturbo TRS-18
Тяга: 100 kgf на двигател
Капацитет на горивото: 300 литра Максимална скорост: 322 км / ч
Сервизен таван: 3658 м
Истински пионери
Малко хора знаят, че първият самолет с променлива геометрия на крилото не е построен от германците по време на Втората световна война (както твърдят повечето източници), а от френските авиационни пионери барон Едмонд де Маркай и Емил Монин през 1911 г. Монопланът Маркай-Монин е представен на обществеността в Париж на 9 декември 1911 г. и шест месеца по-късно прави първия си успешен полет.
Всъщност, дьо Маркай и Монен измислят класическата схема на симетрично променлива геометрия - две отделни равнини на крилото с общ максимален размах от 13,7 м бяха прикрепени към пантите и пилотът можеше да промени ъгъла на своето местоположение спрямо десния фюзелаж в полет. На земята, за транспортиране, крилата могат да бъдат сгънати, подобно на крилата на насекомите, „зад гърба“. Сложността на дизайна и необходимостта от преминаване към по -функционални самолети (поради избухването на войната) принудиха дизайнерите да се откажат от по -нататъшната работа по проекта.
