Kao što znate, središnji dio je dio krila aviona koji povezuje lijevu i desnu ravninu i služi, ustvari, za pričvršćivanje krila na trup aviona. U skladu s logikom, središnji dio trebao bi biti kruta struktura. Ali 21. decembra 1979. godine poletio je NASA-in avion AD-1, čije je krilo bilo pričvršćeno za trup … na šarkama i moglo se okretati, dajući letjelici asimetričan oblik.
Međutim, sve je počelo mnogo ranije - sa sumornim teutonskim genijem Richardom Vogtom, glavnim dizajnerom legendarne kompanije Blohm & Voss. Vogt, poznat po svom atipičnom pristupu dizajnu aviona, već je izgradio asimetrične avione i znao je da takva shema ne sprječava stabilnost zrakoplova 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 okretalo u ravnini paralelnoj s osi trupa, čime se smanjuje otpor. Zapravo, ovo je bilo jedno od rješenja za implementaciju promjenjivog zamaha krila - u isto vrijeme Nijemci su razvili klasični simetrični zamah na avionu Messerschmitt P.1101.
Blohm & Voss i P.202 djelovali su previše ludi da bi ulazili 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 postavljanje dodatne opreme. Projekat je ostao samo na papiru.
U isto vrijeme, stručnjaci iz Messerschmitta radili su na sličnom projektu. Njihovo vozilo, Me P.1109, dobilo je nadimak "makazasto krilo". Automobil je imao dva krila i izvana nezavisna: jedno se nalazilo iznad trupa aviona, drugo - ispod njega. Kada je gornje krilo okrenuto u smjeru kazaljke na satu, donje krilo je slično okrenuto u smjeru suprotnom od kazaljke na satu - ovaj dizajn omogućio je kvalitativno kompenziranje nagiba aviona asimetričnom promjenom zamaha.
Krila su se mogla okretati do 60 °, a kada su bila okomita na osu trupa, letjelica je izgledala kao običan dvokrilac.
Messerschmittove teškoće bile su iste kao i Blohm & Voss: složen mehanizam i, osim toga, 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 čišćenja iste su kao i simetričnog čišćenja. Prilikom polijetanja aviona potrebno je visoko dizanje, ali kada leti velikom brzinom (posebno iznad brzine zvuka), dizalo više nije toliko relevantno, ali veliki otpor počinje ometati. Zračni inženjeri moraju pronaći kompromis. Promjenom zamaha, avion se prilagođava načinu leta. Proračuni pokazuju da će pozicioniranje krila pod uglom od 60 ° u odnosu na trup značajno smanjiti aerodinamički otpor, povećati maksimalnu brzinu krstarenja i smanjiti potrošnju goriva.
Ali u ovom slučaju postavlja se drugo pitanje: zašto nam je potrebna asimetrična promjena zamaha, ako je simetrična mnogo pogodnija 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 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 performansama leta). Ovo posljednje je uzrokovano udarnim valom koji nastaje kada dio strujanja zraka oko aviona postigne nadzvučnu brzinu. Konačno, ovo je "budžetska" varijanta brisanja varijabli.
OWRA RPW
Bespilotna letjelica NASA -e, izgrađena početkom 1970 -ih za eksperimentalno proučavanje svojstava leta asimetričnog čišćenja. Uređaj je mogao rotirati krilo za 45 ° u smjeru kazaljke na satu i postojao je u dvije konfiguracije-kratkorepa i dugorepa.
Stoga se s razvojem tehnologije čovječanstvo nije moglo a da se ne vrati zanimljivom konceptu. Početkom 1970 -ih godina, bespilotna letjelica OWRA RPW (Oblique Wing Research Aircraft) proizvedena je po nalogu NASA -e za proučavanje letnih svojstava takve sheme. Konzultant za razvoj bio je sam Vogt, koji je emigrirao u Sjedinjene Američke Države nakon rata, u to vrijeme već vrlo star 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 izgradnje uzorka, apsolutno su svi teorijski proračuni bili razrađeni i temeljito testirano.
Krilo OWRA RPW moglo se okretati do 45 °, dron je imao rudimentarni trup i rep - u stvari, 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 avion.
A sada - letite
Naravno, promjena asimetričnog pomeranja ima i nedostatke - posebno, asimetriju frontalnog otpora, parazitske momente okretanja koji vode do prekomjernog kotrljanja i zakretanja. No, sve to već 1970 -ih moglo se pobijediti djelomičnom automatizacijom kontrola.
Avion NASA AD-1
Leteo je 79 puta. Prilikom svakog leta, ispitivači su krilo postavili u novi položaj, a dobijeni podaci su međusobno analizirani i upoređeni.
Avion AD-1 (Ames Dryden-1) postao je zajedničko zamisao brojnih organizacija. Gradila ga je kompanija Ames Industrial Co. Krilo AD-1 moglo se okretati na središnjoj osi za 60 °, i to samo u smjeru suprotnom od kazaljke na satu (to je znatno 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 rotiranom položaju samo 4, 93, što je omogućilo postizanje maksimalne brzine od 322 km / h.
Dana 21. decembra, AD-1 je prvi put poletio, a u narednih 18 mjeseci, sa svakim novim letom, krilo je rotirano za 1 stepen, bilježeći sve indikatore aviona. Sredinom 1981. godine avion je "dostigao" maksimalni ugao od 60 stepeni. Letovi su trajali do avgusta 1982., ukupno je AD-1 poletio 79 puta.
NASA AD-1 (1979)
Jedini zrakoplov s asimetričnim krilom koji je poletio u zrak. Krilo se rotiralo do 60 stepeni u smjeru kazaljke na satu.
Jonesova je glavna ideja bila koristiti asimetrične izmjene u zrakoplovima za interkontinentalne letove - brzina i ušteda goriva najbolje su se isplatili na izuzetno velikim udaljenostima. Zrakoplov AD-1 zaista je dobio pozitivne kritike i od stručnjaka i od 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 aviona, a niko od velikih proizvođača aviona nije bio zainteresiran za Jonesov koncept. Interkontinentalni brodovi po zadanom su mnogo veći i složeniji od "igračke" AD-1, a kompanije 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 Cessna T-37 Tweet.
Nakon toga, NASA se vratila temi "kosog krila", izgradivši 1994. mali dron sa rasponom krila od 6, 1 m i sposobnošću mijenjanja kuta zamaha sa 35 na 50 stepeni. Izgrađen je u sklopu stvaranja transkontinentalnog aviona sa 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. godine Northropu Grummanu ponudila ugovor od 10 miliona za razvoj bespilotne letjelice sa promjenom asimetričnog zamaha.
No, korporacija Northrop ušla je u povijest zrakoplovstva prvenstveno zbog razvoja aviona tipa "leteće krilo": osnivač kompanije John Northrop bio je entuzijast takve sheme, od samog početka postavio je smjer dugi niz godina (osnovao je kompaniju krajem 1930 -ih, a umro 1981.).
Kao rezultat toga, stručnjaci kompanije Northrop odlučili su na neočekivan način ukrstiti 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 krilu od 61 metra pričvršćen je zglobni modul sa dva mlazna motora, kamerama, upravljačkom elektronikom i dodacima neophodnim za misiju (na primjer, raketama ili bombama). Modul nema ništa suvišno - trup, perje, rep, nalikuje balonskoj gondoli, osim možda s pogonskim jedinicama.
Ugao rotacije krila u odnosu na modul i dalje je idealnih 60 stepeni, računato još 1940 -ih: pod ovim uglom izravnavaju se udarni talasi koji nastaju pri kretanju nadzvučnom brzinom. Uz okrenuto krilo, bespilotna letjelica je u stanju letjeti 2.500 milja brzinom od 2.0 M.
Koncept aviona bio je spreman do 2007. godine, a do 2010. godine kompanija je obećala da će sprovesti prva ispitivanja izgleda sa rasponom krila od 12,2 m - kako u vazdušnom tunelu, tako i u stvarnom letu. Northrop Grumman planirao je da će se prvi let bespilotne letjelice u punoj veličini obaviti oko 2020.
No već 2008. godine agencija DARPA izgubila je interes za projekt. Preliminarni proračuni nisu dali planirane rezultate, pa je DARPA povukla ugovor, zatvarajući program u fazi računarskog modela. Tako da ideja o asimetričnom čišćenju opet nije imala sreće.
Hoće li ili neće?
U stvari, jedini faktor koji je ubio zanimljiv koncept bila je ekonomija. Posjedovanje ispravnih i provjerenih kola čini neisplativim razvoj složenog i neprovjerenog sistema. Ima dvije oblasti primjene - transkontinentalne letove teških brodova (glavna ideja Jonesa) i vojne dronove sposobne za kretanje brzinom većom od brzine zvuka (primarni zadatak Northropa Grumana).
U prvom slučaju, prednosti su ušteda goriva i povećanje brzine, ostale su stvari jednake konvencionalnim avionima. U drugom, minimiziranje otpora talasa u trenutku kada avion dostigne kritični Mahov broj je od najveće važnosti.
Hoće li se pojaviti serijski zrakoplov slične konfiguracije, ovisi isključivo o volji proizvođača aviona. 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 aviona AD-1
Posada: 1 osoba
Dužina: 11, 83 m
Raspon krila: 9,85 m okomito, 4,93 m koso
Kut krila: do 60 °
Površina krila: 8, 6 2
Visina: 2, 06 m
Težina praznog aviona: 658 kg
Maks. poletna 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 plafon: 3658 m
Pravi pioniri
Malo ljudi zna da prve letjelice promjenjive geometrije krila nisu izgradili Nijemci tokom Drugog svjetskog rata (kako većina izvora tvrdi), već francuski vazdušni pioniri baron Edmond de Marcai i Emile Monin davne 1911. godine. Monoplan Markay-Monin predstavljen je javnosti u Parizu 9. decembra 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 ravni krila s ukupnim maksimalnim rasponom od 13,7 m bile su pričvršćene na šarke, a pilot je mogao promijeniti kut svoje lokacije u odnosu na desno trup trupa u letu. Na tlu, za transport, krila su se mogla sklopiti, poput krila insekata, "iza leđa". Složenost dizajna i potreba za prelaskom na funkcionalnije avione (zbog izbijanja rata) primorali su dizajnere da odustanu od daljnjeg rada na projektu.
