Дори и най -необичайните самолети са построени според принципите на симетрията в зората на самолетостроенето. Всеки самолет имаше конвенционален фюзелаж, към който конвенционалните крила бяха прикрепени перпендикулярно. Въпреки това, постепенно, с развитието на аеродинамиката, дизайнерите започнаха да мислят за създаването на самолет с асиметрично крило. Представители на мрачния немски гений първи достигнаха до това: през 1944 г. подобен проект беше предложен от Ричард Фогт, главен дизайнер на Blohm & Voss. Неговият проект обаче не е въплътен в метал; американската НАСА AD-1 беше наистина първият самолет с въртящо се крило.
НАСА AD-1 (Ames Dryden-1) е експериментален самолет, предназначен да изучава концепцията за асиметрично променливо въртящо се крило. Стана първият в света самолет с косо крило. Необичайният самолет е построен в САЩ през 1979 г. и осъществява първия си полет на 21 декември същата година. Изпитанията на самолета с въртящо се крило продължават до август 1982 г., като през това време 17 пилоти успяват да овладеят AD-1. След закриването на програмата самолетът беше изпратен в Музея на град Сан Карлос, където все още е достъпен за всички посетители и е един от най -важните експонати.
Германски експерименти
В Германия по време на Втората световна война те работят доста сериозно върху създаването на самолети с асиметрично крило. Дизайнерът Ричард Фогт беше известен със своя нетипичен подход към създаването на авиационна технология, той разбра, че новата схема няма да попречи на самолета да бъде стабилен във въздуха. През 1944 г. той създава самолетен проект Blohm & Voss и P.202. Основната идея на германския дизайнер беше възможността за значително намаляване на съпротивлението при полет с висока скорост. Самолетът излита с конвенционално симетрично крило, тъй като малко крило е имало висок коефициент на повдигане, но вече по време на полет крилото се завърта в равнина, успоредна на оста на фюзелажа, намалявайки нивото на съпротивление. В същото време в Германия се извършва работа с класическия симетричен размах на крилото на изтребителя Messerschmitt P.1101.
Blohm & Voss и P.202
Но дори и в Германия през последните военни години проектът за самолети Blohm & Voss и P.202 изглеждаше безумен, никога не беше въплътен в метал, като завинаги остана само под формата на чертежи. Самолетът, проектиран от Vogt, трябваше да получи размах на крилата от 11,98 метра, който се завърта на централната панта под ъгъл до 35 градуса - с максимално отклонение размахът на крилата се променя на 10,06 метра. Основният недостатък на проекта се счита за тежък и тромав (според изчисленията) механизъм за завъртане на крилото, който заема много място във фюзелажа на самолета, и невъзможността да се използва крилото за окачване на допълнителни оръжия и оборудване беше и сериозен недостатък.
Изненадващо, Vogt не беше единственият германски дизайнер, който обмисляше люлеещо се крило. Подобен проект е подготвен от инженери в Messerschmitt. Представеният от тях проект Me P.1109 дори получи прозвището „ножично крило“. Създаденият от тях проект имаше две крила наведнъж. Освен това те бяха независими един от друг. Едното крило беше разположено над фюзелажа на самолета, другото - под него. При завъртане на горното крило по посока на часовниковата стрелка, долното крило се завърта по същия начин, но обратно на часовниковата стрелка. Този дизайн направи възможно качествено компенсиране на изкривяването на самолета с асиметрична промяна в размахването. В същото време крилата можеха да се завъртят под ъгъл до 60 градуса, докато когато бяха разположени перпендикулярно на фюзелажа на самолета, той не се различаваше от класическия биплан. По този начин Messerschmitt се сблъска със същите проблеми като Blohm & Voss: много сложен механизъм на завъртане. Въпреки факта, че нито един от германските асиметрични самолети не надхвърля хартиените проекти, трябва да се признае, че германците са изпреварили сериозно времето си в развитието си. Американците успяха да реализират плана си едва в края на 70 -те години.
НАСА AD -1 - летяща асиметрия
Идеите на германските дизайнери бяха реализирани в метал от техните американски колеги. Те подходиха към въпроса възможно най -задълбочено. Независимо от германците през 1945 г., американският инженер Робърт Томас Джонсън изложи идеята си за своеобразно „ножично крило“, според неговата идея такова крило трябваше да се включи на специална панта. Въпреки това, в тези години той не може да реализира идеята си, техническите възможности не позволяват. Това се промени през 70 -те години, когато технологията направи възможно създаването на асиметрични самолети. В същото време същият Ричард Фогт, който емигрира в САЩ след края на Втората световна война, беше поканен като консултант по проекта.
По това време дизайнерите вече са знаели, че самолетите с променливи крила на замах имат редица недостатъци. Основните недостатъци на този дизайн включват: изместване на аеродинамичния фокус при смяна на размах, което доведе до увеличаване на балансиращото съпротивление; увеличаване на масата на конструкцията поради наличието на силова греда и шарнирни панти на конзолите, прикрепени към нея, както и уплътнения на прибраното положение на крилото на самолета. И двата недостатъка в крайна сметка бяха причина за намаляване на обхвата на полета или намаляване на масата на полезния товар.
В същото време служителите на НАСА бяха уверени, че самолет с асиметрично променливо крило (KAIS) ще бъде лишен от изброените недостатъци. При такава схема крилото ще бъде прикрепено към фюзелажа на самолета с помощта на една шарнирна панта, а промяната в размахването на конзолите при завъртане на крилото ще се извършва едновременно, но ще има обратен характер. Сравнителен анализ на самолети с променливи крила на размах на стандартната схема и KAIS, извършен от специалисти на НАСА, показа, че втората схема показва намаляване на съпротивлението с 11-20 процента, масата на конструкцията намалява с 14 процента, а съпротивлението на вълната когато полетите със свръхзвукови скорости трябва да намалят с 26 процента. …
В същото време самолетът с асиметрично крило имаше своите недостатъци. На първо място, с голям ъгъл на замятане, една направена конзола има по -голям ефективен ъгъл на атака от конзолата с обратна стрелка, което води до асиметрия на плъзгане и в резултат на това до появата на паразитни моменти на завъртане в терена, преобръщане и извиване. Вторият проблем беше, че KAIS се характеризира с двойно по -голямо увеличение на дебелината на граничния слой по размах на крилата и всеки асиметричен застой на потока предизвиква интензивни смущения. Но въпреки това се смяташе, че негативните ефекти могат да бъдат елиминирани чрез въвеждане на система за управление „fly-by-wire“, която автоматично ще повлияе на аеродинамичното управление на самолета, в зависимост от различни параметри: ъгъл на атака, скорост на полета, размах на крилото ъгъл. Във всеки случай, за да се проверят всички изчисления, беше необходимо да се изгради летящ модел.
Концепцията KAIS беше успешно тествана на безпилотен модел, след което беше необходимо да се премине към създаването на пълноправен самолет. Експерименталният проект е обозначен като NASA AD-1 или Ames Dryden-1. Самолетът е кръстен на изследователските центрове, които са работили по проекта - НАСА Еймс и НАСА Драйдън. В същото време специалистите на Boeing отговаряха за цялостния дизайн на самолета. Според изчисленията на инженерите на НАСА и наличните технически задания, американската компания Rutan Aircraft Factory е сглобила необходимия самолет. В същото време едно от изискванията на проекта беше да се запази в рамките на бюджета от 250 хиляди долара. За това експерименталният самолет беше направен възможно най -опростен по отношение на технологиите и евтин; на самолета бяха инсталирани доста слаби двигатели. Новият самолет беше готов през февруари 1979 г., след което беше доставен в Калифорния на летището Dryden на НАСА.
Крилото на експерименталния самолет AD-1 може да се върти по централната ос с 60 градуса, но само обратно на часовниковата стрелка (това решение значително опрости дизайна, без да губи своите предимства). Завъртането на крилото със скорост от 3 градуса в секунда беше осигурено от компактен електродвигател, който беше монтиран във фюзелажа на самолета директно пред основните двигатели. Като последен бяха използвани два класически френски турбореактивни двигателя Microturbo TRS18 с тяга от 100 kgf всеки. Размахът на трапецовидното крило, разположен перпендикулярно на фюзелажа, беше 9, 85 метра, а при максимален завой - само 4, 93 метра. В същото време максималната скорост на полета не надвишава 400 км / ч.
Самолетът се издигна за първи път на 21 декември 1979 г. При първия си полет той е управляван от пилота на НАСА Томас Макмърфи. Излитането на самолета беше извършено с перпендикулярно фиксирано крило, ъгълът на въртене на крилото се промени вече по време на полет след достигане на необходимата скорост и надморска височина. През следващите 18 месеца при всеки нов изпитателен полет крилото на самолета AD-1 се завърташе на 1 градус, като същевременно се записват всички индикатори за полет. В резултат на това в средата на 1980 г. експерименталният самолет достигна максималния ъгъл на крилото си от 60 градуса. Тестовите полети продължиха до август 1982 г. с общо 79 полета на самолета. Случи се така, че при последния полет на 7 август 1982 г. самолетът беше вдигнат от Томас Макмърфи, докато 17 различни пилоти летяха по него през целия период на изпитване.
Програмата за изпитване предполага, че получените резултати ще помогнат да се използва асиметричната промяна в размахването на крилото при извършване на дълги междуконтинентални полети - скоростта и икономията на гориво трябваше да се изплатят по най -добрия начин на много големи разстояния. Експерименталният самолет на НАСА AD-1 получи положителни отзиви от пилоти и специалисти, но проектът не получи по-нататъшно развитие. Проблемът беше, че първоначално програмата се разглеждаше като изследователска програма. След като получи всички необходими данни, НАСА просто изпрати уникален самолет до хангара, откъдето по -късно беше прехвърлен в музея на авиацията. НАСА винаги е била изследователска организация, която не се е занимавала със самолетостроене и никой от най -големите производители на самолети не се е интересувал от концепцията за въртящо се крило. По подразбиране всеки междуконтинентален пътнически лайнер беше по-сложен и по-голям от самолета „играчка“AD-1, така че компаниите не рискуваха. Те не искаха да инвестират в научноизследователска и развойна дейност, макар и обещаващ, но все пак подозрителен дизайн. Времето за иновации в тази област, според тях, все още не е дошло.
Летни показатели на НАСА AD-1:
Габаритни размери: дължина - 11, 8 м, височина - 2, 06 м, размах на крилата - 9, 85 м, площ на крилото - 8, 6 м2.
Тегло на празен - 658 кг.
Максимално тегло при излитане - 973 кг.
Електроцентралата е 2 турбореактивни двигателя Microturbo TRS18-046 с тяга 2х100 кгс.
Крейсерска скорост - 274 км / ч.
Максималната скорост е до 400 км / ч.
Екипаж - 1 човек.
