Kao što znate, središnji dio je sam dio krila zrakoplova koji povezuje lijevu i desnu ravninu i služi, zapravo, za pričvršćivanje krila na trup aviona. U skladu s logikom, središnji dio trebao bi biti kruta struktura. No 21. prosinca 1979. godine poletio je zrakoplov NASA-e AD-1, čije je krilo bilo pričvršćeno za trup … na šarkama i moglo se okretati, dajući zrakoplovu asimetričan oblik.
Međutim, sve je počelo mnogo ranije - sa sumornim teutonskim genijem Richardom Vogtom, glavnim dizajnerom legendarne tvrtke Blohm & Voss. Vogt, poznat po svom atipičnom pristupu dizajnu zrakoplova, već je izgradio asimetrične zrakoplove i znao je da takva shema ne sprječava letjelicu u stabilnosti u zraku. A 1944. godine rođen je projekt Blohm & Voss i P.202.
Vogtova glavna ideja bila je mogućnost značajnog smanjenja otpora pri letenju velikom brzinom. Zrakoplov je uzletio s konvencionalnim simetričnim krilom (budući da malo krilo ima veliki koeficijent podizanja), a u letu se okretao u ravnini paralelnoj s osi trupa, čime se smanjio otpor. Zapravo, ovo je bilo jedno od rješenja za provedbu promjenjivog zamaha krila - u isto vrijeme Nijemci su razvili klasični simetrični zamah na zrakoplovu Messerschmitt P.1101.
Blohm & Voss i P.202 djelovali su previše ludi da bi ušli u seriju. Njegovo krilo raspona 11,98 m moglo je okrenuti središnju šarku pod kutom do 35 ° - pod maksimalnim kutom raspon se promijenio na 10,06 m. Nemogućnost korištenja krila za montažu dodatne opreme. Projekt je ostao samo na papiru.
U isto vrijeme, stručnjaci iz Messerschmitta radili su na sličnom projektu. Njihovo vozilo, Me P.1109, dobilo je nadimak "škarasto krilo". Automobil je imao dva krila, a izvana neovisna: jedno se nalazilo iznad trupa, drugo - ispod njega. Kad je gornje krilo okrenuto u smjeru kazaljke na satu, donje krilo je slično okrenuto u smjeru suprotnom od kazaljke na satu - ovaj je dizajn omogućio kvalitativno kompenzirati iskrivljenost zrakoplova asimetričnom promjenom zamaha.
Krila su se mogla okretati do 60 °, a kad su bila okomita na os trupa, zrakoplov je izgledao kao običan dvokrilac.
Messerschmittove teškoće bile su iste kao i Blohm & Voss: složen mehanizam i, uz to, problemi s dizajnom šasije. Kao rezultat toga, čak ni zrakoplov izgrađen od željeza sa simetrično promjenjivim zamahom - Messerschmitt R.1101, nije ušao u proizvodnju, a kamoli asimetrične strukture koje su ostale samo projekti. Nijemci su bili previše ispred svog vremena.
Koristi i gubici
Prednosti asimetrično promjenjivog zamaha iste su kao kod simetričnog zamaha. Prilikom polijetanja zrakoplova potrebno je visoko dizanje, ali kada leti velikom brzinom (osobito iznad brzine zvuka), dizalo više nije toliko relevantno, ali veliki otpor počinje ometati. Zračni inženjeri moraju pronaći kompromis. Promjenom zamaha zrakoplov se prilagođava načinu leta. Izračuni pokazuju da će pozicioniranje krila pod kutom od 60 ° u odnosu na trup značajno smanjiti aerodinamički otpor, povećati maksimalnu brzinu krstarenja i smanjiti potrošnju goriva.
No, u ovom slučaju postavlja se drugo pitanje: zašto nam je potrebna asimetrična promjena zamaha, ako je simetrična mnogo prikladnija za pilota i ne zahtijeva kompenzaciju? Činjenica je da je glavni nedostatak simetričnog čišćenja tehnička složenost mehanizma promjene, njegova čvrsta masa i cijena. S asimetričnom promjenom, uređaj je mnogo jednostavniji - zapravo, osovina s krutim pričvršćenjem krila i njegovim mehanizmom za okretanje.
Takva je shema u prosjeku 14% lakša i minimizira karakterističnu impedanciju pri letenju brzinama većim od brzine zvuka (to jest, prednosti se očituju i u letnim performansama). Potonji je uzrokovan udarnim valom koji nastaje kada dio strujanja zraka oko zrakoplova postigne nadzvučnu brzinu. Konačno, ovo je "proračunska" varijanta brisanja varijabli.
OWRA RPW
Bespilotna letjelica NASA -e, izgrađena početkom 1970 -ih za eksperimentalno proučavanje svojstava leta asimetričnog zamaha. Uređaj je mogao rotirati krilo za 45 ° u smjeru kazaljke na satu i postojao je u dvije konfiguracije-kratkorepa i dugorepa.
Stoga se razvojem tehnologije čovječanstvo nije moglo ne vratiti zanimljivom konceptu. Početkom 1970 -ih godina, bespilotna letjelica OWRA RPW (Oblique Wing Research Aircraft) proizvedena je po narudžbi NASA -e za proučavanje svojstava leta takve sheme. Konzultant za razvoj bio je sam Vogt, koji je emigrirao u Sjedinjene Američke Države nakon rata, u to vrijeme već vrlo stari čovjek, a glavni dizajner i ideolog oživljavanja ideje bio je NASA -in inženjer Richard Thomas Jones. Jones je za ovu ideju navijao od 1945. godine, kada je bio zaposlenik NACA -e (prethodnice NASA -e, Nacionalnog savjetodavnog odbora za aeronautiku), a do trenutka kad je uzorak izgrađen, apsolutno su svi teorijski izračuni razrađeni i temeljito testirano.
Krilo OWRA RPW moglo se okretati do 45 °, dron je imao rudimentarni trup i rep - zapravo, to je bio leteći raspored, čiji je središnji i jedini zanimljiv element bilo krilo. Većina istraživanja provedena su u aerodinamičkom tunelu, a neki u stvarnom letu. Krilo se dobro pokazalo, a NASA je odlučila izgraditi punopravni zrakoplov.
A sada - letite
Naravno, promjena asimetričnog zamaha ima i nedostatke - osobito, asimetriju frontalnog otpora, parazitske momente okretanja koji vode do prekomjernog kotrljanja i zakretanja. No sve se to već 1970 -ih moglo pobijediti djelomičnom automatizacijom kontrola.
Zrakoplov NASA AD-1
Letio je 79 puta. U svakom letu ispitivači su krilo postavili u novi položaj, a dobiveni su podaci međusobno analizirani i uspoređeni.
Zrakoplov AD-1 (Ames Dryden-1) postao je zajedničko zamisao brojnih organizacija. Izgradila ga je tvrtka Ames Industrial Co. u željezu, cjelokupni dizajn izrađen je na Boeingu, tehnološka istraživanja provela je Scatha Composites Bertha Rutana, a letačka ispitivanja provedena su u Dryden Research Centru u Lancasteru u Kaliforniji. Krilo AD-1 moglo se okretati na središnjoj osi za 60 °, i samo u smjeru suprotnom od kazaljke na satu (to je uvelike pojednostavilo dizajn bez gubitka prednosti).
Krilo je pokretalo kompaktni elektromotor smješten unutar trupa neposredno ispred motora (potonji je koristio klasične francuske turboreaktivne motore Microturbo TRS18). Raspon trapeznog krila u okomitom položaju iznosio je 9, 85 m, a u zakrenutom položaju samo 4, 93, što je omogućilo postizanje maksimalne brzine od 322 km / h.
21. prosinca AD-1 je prvi put poletio, a tijekom sljedećih 18 mjeseci, sa svakim novim letom, krilo se zakretalo za 1 stupanj, bilježeći sve pokazatelje zrakoplova. Sredinom 1981. zrakoplov je "dosegao" maksimalni kut od 60 stupnjeva. Letovi su se nastavili do kolovoza 1982., ukupno je AD-1 poletio 79 puta.
NASA AD-1 (1979.)
Jedini zrakoplov s asimetričnim krilom za polijetanje koji je poletio u zrak. Krilo se rotiralo do 60 stupnjeva u smjeru kazaljke na satu.
Jonesova je glavna ideja bila koristiti asimetrične izmjene u zrakoplovima za interkontinentalne letove - brzina i potrošnja goriva najbolje su se isplatili na iznimno velikim udaljenostima. Zrakoplov AD-1 doista je dobio pozitivne kritike i stručnjaka i pilota, ali, začudo, priča nije dobila nikakav nastavak. Problem je bio u tome što je cijeli program bio prvenstveno istraživački. Nakon što je primila sve potrebne podatke, NASA je poslala avion u hangar; Prije 15 godina preselio se u vječno skladište u Muzeju zrakoplovstva Hillier u San Carlosu.
NASA, kao istraživačka organizacija, nije se bavila izgradnjom zrakoplova, a nitko od velikih proizvođača zrakoplova nije bio zainteresiran za Jonesov koncept. Interkontinentalni brodovi prema zadanim postavkama mnogo su veći i složeniji od "igračke" AD-1, a tvrtke se nisu usudile uložiti ogromne svote novca u istraživanje i razvoj obećavajućeg, ali vrlo sumnjivog dizajna. Classic je osvojio inovacije.
Richard Grey, pilot NASA-e AD-1
Nakon što je uspješno odletio sa svog programa na asimetričnom krilu, poginuo je 1982. u padu privatnog aviona trenera Cessne T-37 Tweet.
Nakon toga, NASA se vratila temi "kosog krila", izgradivši 1994. mali dron s rasponom krila od 6, 1 m i sposobnošću mijenjanja kuta zamaha s 35 na 50 stupnjeva. Izgrađen je u sklopu stvaranja transkontinentalnog zrakoplova s 500 mjesta. No, na kraju je rad na projektu otkazan iz istih financijskih razloga.
Još nije gotovo
Ipak, "koso krilo" dobilo je treći život, a ovaj put zahvaljujući intervenciji poznate agencije DARPA, koja je 2006. Northropu Grummanu ponudila ugovor od 10 milijuna za razvoj bespilotne letjelice s promjenom asimetričnog zamaha.
No korporacija Northrop ušla je u povijest zrakoplovstva prvenstveno zbog razvoja zrakoplova tipa "leteće krilo": osnivač tvrtke John Northrop bio je entuzijast takve sheme, od samog početka postavio je smjer dugi niz godina (osnovao je tvrtku krajem 1930 -ih, a umro 1981.).
Kao rezultat toga, stručnjaci tvrtke Northrop odlučili su na neočekivan način prijeći tehnologiju letećeg krila i asimetričnog zamaha. Rezultat je bio dron Northrop Grumman Switchblade (ne treba ga miješati s drugim konceptualnim razvojem - lovcem Northrop Switchblade).
Dizajn drona je prilično jednostavan. Na 61-metarsko krilo pričvršćen je zglobni modul s dva mlazna motora, kamerama, upravljačkom elektronikom i priključcima potrebnim za misiju (na primjer, projektili ili bombe). Modul nema ništa suvišno - trup, perje, rep, nalikuje balonskoj gondoli, osim možda s pogonskim jedinicama.
Kut rotacije krila u odnosu na modul još uvijek je idealnih 60 stupnjeva, izračunato još 1940 -ih: pod ovim kutom izravnavaju se udarni valovi koji nastaju pri kretanju nadzvučnom brzinom. Uz okrenuto krilo, bespilotna letjelica je u stanju letjeti 2500 milja brzinom od 2,0 M.
Koncept zrakoplova bio je spreman do 2007. godine, a do 2010. godine tvrtka je obećala provesti prva ispitivanja izgleda s rasponom krila od 12,2 m - kako u zračnom tunelu, tako i u stvarnom letu. Northrop Grumman planirao je da će se prvi let bespilotne letjelice u punoj veličini obaviti oko 2020. godine.
No već 2008. agencija DARPA izgubila je interes za projekt. Preliminarni izračuni nisu dali planirane rezultate, a DARPA je povukla ugovor, zatvarajući program u fazi računalnog modela. Tako da ideja o asimetričnom čišćenju opet nije imala sreće.
Hoće ili neće?
Zapravo, jedini faktor koji je ubio zanimljiv koncept bila je ekonomija. Posjedovanje ispravnih i provjerenih sklopova čini neisplativim razvoj složenog i neprovjerenog sustava. Ima dva područja primjene - transkontinentalne letove teških brodova (glavna ideja Jonesa) i vojne bespilotne letjelice sposobne za kretanje brzinama većim od brzine zvuka (primarni zadatak Northropa Grummana).
U prvom slučaju, prednosti su ušteda goriva i povećanje brzine, pod ostalim uvjetima jednakim konvencionalnim zrakoplovima. U drugom, minimiziranje otpora valova u trenutku kada zrakoplov dosegne kritični Mach broj je od najveće važnosti.
Hoće li se pojaviti serijski zrakoplov slične konfiguracije, ovisi isključivo o volji proizvođača zrakoplova. Ako netko od njih odluči uložiti novac u istraživanje i izgradnju, a zatim u praksi dokaže da koncept nije samo funkcionalan (to je već dokazano), već i samoodrživ, tada asimetrična promjena u zamahu ima šanse za uspjeh. Ako se u okvirima globalne financijske krize takvi odvažni ljudi ne pronađu, "koso krilo" ostat će još jedan dio povijesti zrakoplovstva bogatog zanimljivostima.
Karakteristike NASA-inog zrakoplova AD-1
Posada: 1 osoba
Duljina: 11, 83 m
Raspon krila: 9,85 m okomito, 4,93 m koso
Kut krila: do 60 °
Područje krila: 8, 6 2
Visina: 2, 06 m
Težina praznog zrakoplova: 658 kg
Maks. uzletna težina: 973 kg
Pogonski sklop: 2 x mlazna motora Microturbo TRS-18
Potisak: 100 kgf po motoru
Kapacitet goriva: 300 litara Maksimalna brzina: 322 km / h
Servisni strop: 3658 m
Pravi pioniri
Malo ljudi zna da prvi zrakoplov s promjenjivom geometrijom krila nisu izgradili Nijemci tijekom Drugoga svjetskog rata (kako tvrdi većina izvora), već francuski zračni pioniri barun Edmond de Marcai i Emile Monin davne 1911. godine. Monoplan Markay-Monin predstavljen je javnosti u Parizu 9. prosinca 1911. godine, a šest mjeseci kasnije izvršio je prvi uspješan let.
Zapravo, de Marcay i Monin došli su do klasične sheme simetrično promjenjive geometrije - dvije zasebne ravnine krila s ukupnim maksimalnim rasponom od 13,7 m bile su pričvršćene na šarke, a pilot je mogao promijeniti kut svog položaja u odnosu na desni dio trupa u letu. Na tlu, za prijevoz, krila su se mogla sklopiti, poput krila insekata, "iza leđa". Složenost dizajna i potreba za prelaskom na funkcionalnije zrakoplove (zbog izbijanja rata) natjerali su dizajnere da napuste daljnji rad na projektu.
