Čak su i najneobičniji avioni izgrađeni prema principima simetrije u osvit zrakoplovne industrije. Bilo koji zrakoplov imao je konvencionalni trup, na koji su konvencionalna krila bila pričvršćena okomito. Međutim, postupno, s razvojem aerodinamike, dizajneri su počeli razmišljati o stvaranju zrakoplova s asimetričnim krilom. Predstavnici sumornog njemačkog genija prvi su došli do toga: 1944. sličan projekt predložio je Richard Vogt, glavni dizajner Blohm & Voss -a. Međutim, njegov projekt nije bio utjelovljen u metalu; američka NASA AD-1 doista je bila prvi zrakoplov s okretnim krilom.
NASA AD-1 (Ames Dryden-1) eksperimentalni je avion dizajniran za proučavanje koncepta asimetrično promjenjivog okretnog krila. Postao je prvi avion sa kosim krilima na svijetu. Neobični avion izgrađen je u Sjedinjenim Državama 1979. godine, a prvi let je obavio 21. decembra iste godine. Ispitivanja aviona sa okretnim krilom trajala su do avgusta 1982. godine, a za to vrijeme 17 pilota uspjelo je savladati AD-1. Nakon zatvaranja programa, avion je poslan u Muzej grada San Carlosa, gdje je i dalje dostupan svim posjetiteljima i jedan je od najvažnijih izloženih eksponata.
Nemački eksperimenti
U Njemačkoj su tokom Drugog svjetskog rata prilično ozbiljno radili na stvaranju aviona s asimetričnim krilom. Dizajner Richard Vogt bio je poznat po svom atipičnom pristupu stvaranju zrakoplovne tehnologije, shvatio je da nova shema neće spriječiti stabilnost zrakoplova u zraku. 1944. stvorio je avionski projekt Blohm & Voss i P.202. Glavna ideja njemačkog dizajnera bila je mogućnost značajnog smanjenja otpora pri letenju velikom brzinom. Zrakoplov je uzletio konvencionalnim simetričnim krilom, budući da je malo zamahnuto krilo imalo visok koeficijent podizanja, ali već tokom leta, krilo se okrenulo u ravnini paralelnoj s osi trupa, smanjujući nivo otpora. U isto vrijeme u Njemačkoj su se radili klasičnim simetričnim zamahom krila na lovcu Messerschmitt P.1101.
Blohm & Voss i P.202
Ali čak i u Njemačkoj u posljednjim ratnim godinama, projekat aviona Blohm & Voss i P.202 djelovao je ludo, nikada nije bio utjelovljen u metalu, zauvijek je ostao samo u obliku nacrta. Zrakoplov koji je dizajnirao Vogt trebao je imati raspon krila od 11,98 metara, koji se okretao na središnjoj šarki pod kutom do 35 stupnjeva - uz maksimalno odstupanje, raspon krila se promijenio na 10,06 metara. Glavnim nedostatkom projekta smatrao se težak i glomazan (prema proračunima) mehanizam za okretanje krila, koji je zauzimao puno prostora unutar trupa aviona, te nemogućnost korištenja krila za vješanje dodatnog naoružanja i opreme bio je i ozbiljan nedostatak.
Iznenađujuće, Vogt nije bio jedini njemački dizajner koji je razmišljao o zamahu. Sličan projekat pripremili su inženjeri iz Messerschmitta. Projekt Me P.1109 koji su predstavili čak je dobio nadimak "makazasto krilo". Projekt koji su stvorili imao je dva krila odjednom. Štaviše, bili su nezavisni jedno od drugog. Jedno krilo nalazilo se iznad trupa aviona, drugo - ispod njega. Prilikom okretanja gornjeg krila u smjeru kazaljke na satu, donje krilo se okreće na isti način, ali suprotno od kazaljke na satu. Ovaj dizajn omogućio je kvalitativno kompenzaciju iskrivljenosti aviona asimetričnom promjenom zamaha. U isto vrijeme, krila su se mogla okretati pod kutom do 60 stupnjeva, dok se, kad su se nalazila okomito na trup aviona, nije razlikovala od klasičnog dvokrilca. Pritom se Messerschmitt suočio s istim problemima kao i Blohm & Voss: vrlo složen mehanizam okretanja. Unatoč činjenici da nijedan njemački asimetrični zrakoplov nije otišao dalje od papirnatih projekata, valja priznati da su Nijemci u svom razvoju bili ozbiljno ispred svog vremena. Amerikanci su uspjeli ostvariti svoj plan tek krajem 1970 -ih.
NASA AD -1 - leteća asimetrija
Ideje njemačkih dizajnera u metalu su provele njihove američke kolege. Pristupili su pitanju što je moguće temeljnije. Nezavisno od Nijemaca 1945. godine, američki inženjer Robert Thomas Johnson iznio je svoju ideju o vrsti "makazastog krila", prema njegovoj zamisli, takvo krilo moralo se okrenuti na posebnoj šarki. Međutim, tih godina nije mogao ostvariti svoju ideju, tehničke mogućnosti to nisu dopuštale. To se promijenilo 1970 -ih kada je tehnologija omogućila stvaranje asimetričnih aviona. U isto vrijeme, isti Richard Vogt, koji je emigrirao u Sjedinjene Američke Države nakon završetka Drugog svjetskog rata, pozvan je kao konsultant projekta.
Do tada su dizajneri već znali da zrakoplovi s promjenjivim krilima imaju niz nedostataka. Glavni nedostaci ovog dizajna uključivali su: pomicanje aerodinamičkog fokusa pri promjeni zamaha, što je dovelo do povećanja balansnog otpora; povećanje mase konstrukcije zbog prisutnosti snopa snage i zakretnih šarki pričvršćenih konzola, kao i brtvi povučenog položaja krila zrakoplova. Oba ova nedostatka su na kraju bila razlog smanjenja dometa leta ili smanjenja mase korisnog tereta.
U isto vrijeme, zaposlenici NASA -e bili su uvjereni da će zrakoplov s asimetrično promjenjivim krilnim krilom (KAIS) biti lišen navedenih nedostataka. S takvom shemom, krilo bi bilo pričvršćeno za trup zrakoplova pomoću jedne zakretne šarke, a promjena zamaha konzola pri rotiranju krila izvodila bi se istovremeno, ali je imala suprotan karakter. Komparativna analiza zrakoplova sa promjenjivim krilima za krilo standardne sheme i KAIS-a koju su proveli NASA-ini stručnjaci pokazala je da druga shema pokazuje smanjenje otpora za 11-20 posto, masa konstrukcije smanjuje se za 14 posto, a otpor valova pri letenju nadzvučnim brzinama trebalo bi se smanjiti za 26 posto. …
Istovremeno, avion sa asimetričnim krilom imao je i nedostataka. Prije svega, s velikim kutom zamaha, ravna konzola ima veći efektivni napadni kut od obrnute konzole, što dovodi do asimetrije otpora i, kao posljedica, do pojave parazitskih momenata okretanja u nagibu, kotrljati se i zaljuljati. Drugi problem je bio taj što KAIS karakterizira dvostruko veće povećanje debljine graničnog sloja duž raspona krila, a svako asimetrično zaustavljanje toka izaziva intenzivne smetnje. No, unatoč tome, vjerovalo se da bi se negativni učinci mogli ukloniti uvođenjem sistema za upravljanje premotavanjem žicom, koji bi automatski utjecao na aerodinamičke kontrole zrakoplova, ovisno o različitim parametrima: napadnom kutu, brzini leta, zamahu krila ugao. U svakom slučaju, da bi se provjerili svi proračuni, bilo je potrebno izgraditi leteći model.
Koncept KAIS-a uspješno je testiran na bespilotnom modelu, nakon čega je bilo potrebno prijeći na stvaranje punopravnog aviona. Eksperimentalni projekt nazvan je NASA AD-1 ili Ames Dryden-1. Letjelica je dobila ime po istraživačkim centrima koji su radili na projektu - NASA Ames i NASA Dryden. U isto vrijeme, stručnjaci Boeinga bili su odgovorni za cjelokupni dizajn aviona. Prema proračunima NASA -inih inženjera i raspoloživom projektnom zadatku, američka kompanija Rutan Aircraft Factory sastavila je potrebne avione. U isto vrijeme, jedan od zahtjeva projekta bio je držati se unutar budžeta od 250 hiljada dolara. Zbog toga je eksperimentalni avion bio što jednostavniji u tehnološkom smislu i jeftin; na avion su ugrađeni prilično slabi motori. Novi avion bio je spreman u februaru 1979. godine, nakon čega je isporučen u Kaliforniju na NASA -inom aerodromu Dryden.
Krilo eksperimentalnog aviona AD-1 moglo se okretati duž središnje osi za 60 stupnjeva, ali samo u smjeru suprotnom od kazaljke na satu (ovo rješenje uvelike je pojednostavilo dizajn bez gubitka prednosti). Okretanje krila brzinom od 3 stepena u sekundi omogućio je kompaktni elektromotor, koji je bio ugrađen unutar trupa aviona neposredno ispred glavnih motora. Kao potonji, korištena su dva klasična turboreaktivna motora Microturbo TRS18 francuske proizvodnje sa potiskom od 100 kgf svaki. Raspon trapeznog krila, postavljen okomito na trup, iznosio je 9,85 metara, a pri najvećem zavoju samo 4,93 metra. U isto vrijeme, maksimalna brzina leta nije prelazila 400 km / h.
Avion je prvi put poletio 21. decembra 1979. godine. Na svom prvom letu upravljao je NASA -in pilot pilot Thomas McMurphy. Polijetanje zrakoplova izvedeno je s okomito fiksiranim krilom, kut rotacije krila promijenio se već u letu nakon postizanja potrebne brzine i visine. U narednih 18 mjeseci, sa svakim novim probnim letom, krilo aviona AD-1 je rotirano za 1 stepen, dok su bilježili sve indikatore leta. Kao rezultat toga, sredinom 1980. godine, eksperimentalni avion dostigao je maksimalni ugao krila od 60 stepeni. Probni letovi su nastavljeni do avgusta 1982. godine, sa ukupno 79 letova aviona. Tako se dogodilo da je na posljednjem letu 7. avgusta 1982. avion podigao Thomas McMurphy, dok je 17 različitih pilota letelo na njemu tokom čitavog perioda ispitivanja.
Program ispitivanja pretpostavljao je da će dobiveni rezultati pomoći u korištenju asimetrične promjene zamaha krila pri obavljanju dugih interkontinentalnih letova - brzina i ušteda goriva trebali su se na najbolji način isplatiti na vrlo velikim udaljenostima. Eksperimentalni NASA-in avion AD-1 dobio je pozitivne kritike pilota i stručnjaka, ali projekt nije dobio daljnji razvoj. Problem je bio u tome što se na program prvobitno gledalo kao na istraživački program. Nakon što je primila sve potrebne podatke, NASA je jednostavno poslala jedinstveni zrakoplov u hangar, odakle je kasnije prebačen u muzej zrakoplovstva. NASA je oduvijek bila istraživačka organizacija koja se nije bavila konstrukcijom aviona, a niti jedan od najvećih proizvođača aviona nije bio zainteresiran za koncept rotirajućeg krila. Prema zadanim postavkama, svaki međukontinentalni putnički brod bio je složeniji i veći od aviona AD-1 "igračka", pa kompanije nisu riskirale. Nisu željeli ulagati u istraživanje i razvoj, iako obećavajući, ali ipak sumnjiv dizajn. Vrijeme za inovacije u ovoj oblasti, po njihovom mišljenju, još nije došlo.
Letne performanse NASA-e AD-1:
Ukupne dimenzije: dužina - 11, 8 m, visina - 2, 06 m, raspon krila - 9, 85 m, površina krila - 8, 6 m2.
Težina praznog vozila - 658 kg.
Maksimalna težina pri polijetanju - 973 kg.
Elektrana je 2 turboreaktivna motora Microturbo TRS18-046 s potiskom 2x100 kgf.
Krstareća brzina - 274 km / h.
Maksimalna brzina je do 400 km / h.
Posada - 1 osoba.
