Kaip žinote, centrinė dalis yra pati orlaivio sparno dalis, jungianti kairę ir dešinę plokštumas ir iš tikrųjų skirta sparnui pritvirtinti prie fiuzeliažo. Vadovaujantis logika, centrinė dalis turėtų būti standi. Tačiau 1979 m. Gruodžio 21 d. Pakilo NASA lėktuvas AD-1, kurio sparnas buvo pritvirtintas prie korpuso … ant vyrio ir galėjo suktis, suteikdamas orlaiviui asimetrišką formą.
Tačiau viskas prasidėjo daug anksčiau - su niūriu kryžiuočių genijumi Richardu Vogtu, legendinės kompanijos „Blohm & Voss“vyriausiuoju dizaineriu. Vogtas, žinomas dėl netipiško požiūrio į orlaivių projektavimą, jau buvo sukūręs asimetriškus orlaivius ir žinojo, kad tokia schema netrukdo orlaiviui būti stabiliam ore. O 1944 metais gimė projektas „Blohm & Voss“ir P.202.
Pagrindinė „Vogt“idėja buvo galimybė žymiai sumažinti pasipriešinimą skrendant dideliu greičiu. Lėktuvas pakilo su įprastu simetrišku sparnu (nes mažas šlavimo sparnas turi aukštą pakėlimo koeficientą), o skrydžio metu jis pasuko plokštumoje, lygiagrečioje kėbulo ašiai, taip sumažindamas pasipriešinimą. Tiesą sakant, tai buvo vienas iš sprendimų, kaip įgyvendinti kintamą sparno šlavimą - tuo pat metu vokiečiai sukūrė klasikinį simetrišką šlavimą „Messerschmitt P.1101“lėktuve.
Blohm & Voss ir P.202 atrodė per daug pamišę, kad galėtų eiti į serialą. Jo sparnas, kurio ilgis yra 11, 98 m, galėjo įjungti centrinį vyrį iki 35 ° kampu - maksimaliu kampu tarpatramis pasikeitė į 10, 06 m. Nesugebėjimas naudoti sparno papildomai įrangai montuoti. Projektas liko tik popieriuje.
Tuo pačiu metu prie panašaus projekto dirbo „Messerschmitt“specialistai. Jų transporto priemonė „Me P.1109“gavo slapyvardį „žirklinis sparnas“. Automobilis turėjo du sparnus ir išoriškai nepriklausomas: vienas buvo virš korpuso, antrasis - po juo. Kai viršutinis sparnas buvo pasuktas pagal laikrodžio rodyklę, apatinis sparnas buvo panašiai pasuktas prieš laikrodžio rodyklę - ši konstrukcija leido kokybiškai kompensuoti orlaivio pasvirimą, nes asimetriškai pasikeitė judėjimas.
Sparnai galėjo pasisukti iki 60 °, o kai jie buvo statmeni fiuzeliažo ašiai, orlaivis atrodė kaip įprastas dvipusis lėktuvas.
„Messerschmitt“sunkumai buvo tokie patys kaip „Blohm & Voss“: sudėtingas mechanizmas ir, be to, važiuoklės dizaino problemos. Dėl to net į geležį sukonstruotas orlaivis su simetriškai kintamu šlavimu - Messerschmitt Р.1101 - nebuvo pradėtas gaminti, jau nekalbant apie asimetrines konstrukcijas, kurios liko tik projektais. Vokiečiai per daug lenkė savo laiką.
Nauda ir nuostoliai
Asimetriškai kintamo valymo pranašumai yra tokie patys kaip ir simetriško valymo. Kai lėktuvas pakyla, reikalingas aukštas pakėlimas, tačiau skrendant dideliu greičiu (ypač viršijant garso greitį), keltuvas nebėra toks aktualus, tačiau pradeda trukdyti didelis pasipriešinimas. Aviacijos inžinieriai turi rasti kompromisą. Keisdamas valymą orlaivis prisitaiko prie skrydžio režimo. Skaičiavimai rodo, kad sparno padėjimas 60 ° kampu į fiuzeliažą žymiai sumažins aerodinaminį pasipriešinimą, padidins maksimalų kreiserinį greitį ir sumažins degalų sąnaudas.
Tačiau šiuo atveju kyla antras klausimas: kam mums reikia asimetrinio šlifavimo pakeitimo, jei simetriškas yra daug patogesnis pilotui ir nereikalauja kompensacijos? Faktas yra tas, kad pagrindinis simetriško valymo trūkumas yra techninis keitimo mechanizmo sudėtingumas, jo masė ir kaina. Su asimetrišku pakeitimu prietaisas yra daug paprastesnis - iš tikrųjų ašis su standžiu sparno tvirtinimu ir jo posūkio mechanizmu.
Tokia schema yra vidutiniškai 14% lengvesnė ir sumažina būdingą varžą skrendant didesniu nei garso greičiu (tai yra, pranašumai taip pat pasireiškia skrydžio rezultatuose). Pastarąjį sukelia smūginė banga, kuri atsiranda, kai dalis oro srauto aplink orlaivį įgauna viršgarsinį greitį. Galiausiai, tai yra „biudžetiškiausias“kintamojo valymo variantas.
OWRA RPW
NASA nepilotuojamas orlaivis, pagamintas aštuntojo dešimtmečio pradžioje eksperimentiniam asimetrinio šlavimo skrydžio savybių tyrimui. Prietaisas galėjo pasukti sparną 45 ° pagal laikrodžio rodyklę ir egzistavo dviejų konfigūracijų-trumpojo ir ilgojo.
Todėl tobulėjant technologijoms žmonija negalėjo atsigręžti į įdomią koncepciją. Aštuntojo dešimtmečio pradžioje NASA užsakymu buvo pagaminta nepilotuojama orlaivis OWRA RPW (Oblique Wing Research Aircraft), kuris ištirs tokios schemos skrydžio savybes. Plėtros konsultantas buvo pats Vogtas, po karo emigravęs į JAV, tuo metu jau būdamas labai pagyvenęs žmogus, o vyriausias idėjos atgimimo dizaineris ir ideologas buvo NASA inžinierius Richardas Thomasas Jonesas. Jonesas šią idėją puoselėjo nuo 1945 m., Kai buvo NACA (NASA pirmtako, Nacionalinio aeronautikos patariamojo komiteto) darbuotojas, ir iki to laiko, kai buvo sudarytas mėginys, buvo atlikti visi teoriniai skaičiavimai. išbandytas.
OWRA RPW sparnas galėjo pasisukti iki 45 °, dronas turėjo pradinį korpusą ir uodegą - iš tikrųjų tai buvo skraidantis išdėstymas, kurio pagrindinis ir vienintelis įdomus elementas buvo sparnas. Dauguma tyrimų buvo atlikti aerodinaminiame tunelyje, kai kurie - tikro skrydžio metu. Sparnas pasirodė gerai, ir NASA nusprendė sukurti visavertį orlaivį.
O dabar - skrisk
Žinoma, asimetriškas šlifavimo keitimas taip pat turi trūkumų - visų pirma, priekinio pasipriešinimo asimetrija, parazitiniai posūkio momentai, lemiantys pernelyg didelį riedėjimą ir posūkį. Bet visa tai jau aštuntajame dešimtmetyje galėjo būti nugalėta daliniu valdymo automatizavimu.
Lėktuvas NASA AD-1
Jis skrido 79 kartus. Kiekvieno skrydžio metu bandytojai pastatė sparną į naują padėtį, o gauti duomenys buvo analizuojami ir lyginami tarpusavyje.
Lėktuvas AD-1 (Ames Dryden-1) tapo daugelio organizacijų bendru sumanymu. Jį iš geležies pastatė „Ames Industrial Co. AD-1 sparnas centrinėje ašyje galėjo pasisukti 60 ° ir tik prieš laikrodžio rodyklę (tai labai supaprastino dizainą neprarandant pranašumų).
Sparną varė kompaktiškas elektros variklis, esantis kėbulo viduje tiesiai prieš variklius (pastarasis naudojo klasikinius prancūziškus turboreaktyvinius variklius „Microturbo TRS18“). Trapecijos formos sparno plotis statmenoje padėtyje buvo 9, 85 m, o pasuktoje - tik 4, 93, o tai leido pasiekti maksimalų 322 km / h greitį.
Gruodžio 21 d. Pirmą kartą pakilo AD-1, o per ateinančius 18 mėnesių su kiekvienu nauju skrydžiu sparnas buvo pasuktas 1 laipsniu, fiksuojant visus orlaivio rodiklius. 1981 metų viduryje lėktuvas „pasiekė“maksimalų 60 laipsnių kampą. Skrydžiai tęsėsi iki 1982 m. Rugpjūčio, iš viso AD-1 pakilo 79 kartus.
NASA AD-1 (1979)
Vienintelis orlaivis su asimetrišku šlavimo sparnu pakilo į orą. Sparnas suko iki 60 laipsnių prieš laikrodžio rodyklę.
Pagrindinė Joneso idėja buvo naudoti asimetrinius orlaivių pakeitimus tarpžemyniniams skrydžiams - greitis ir degalų taupymas geriausiai pasiteisino itin ilgais atstumais. AD-1 lėktuvas tikrai sulaukė teigiamų ekspertų ir pilotų atsiliepimų, tačiau, kaip bebūtų keista, istorija nesulaukė jokio tęsinio. Problema buvo ta, kad visa programa pirmiausia buvo tiriama. Gavusi visus reikiamus duomenis, NASA išsiuntė lėktuvą į angarą; Prieš 15 metų jis persikėlė į amžiną saugyklą Hillier aviacijos muziejuje San Carlos.
NASA, kaip tyrimų organizacija, nedalyvavo orlaivių statyboje, ir nė vienas iš pagrindinių orlaivių gamintojų nesidomėjo Joneso koncepcija. Tarpžemyniniai laineriai pagal nutylėjimą yra daug didesni ir sudėtingesni už „žaislinį“AD-1, o bendrovės nesiryžo investuoti didžiulių pinigų į perspektyvaus, bet labai įtartino dizaino tyrimus ir plėtrą. Klasika nugalėjo naujoves.
Richardas Grėjus, NASA AD-1 bandomasis pilotas
Sėkmingai nuskridęs savo programą asimetrišku sparnu, jis mirė 1982 m., Sudužęs privačiam treniruokliui „Cessna T-37 Tweet“.
Vėliau NASA grįžo prie „įstrižo sparno“temos, 1994 m. Pastatęs nedidelį droną, kurio sparnų plotis yra 6, 1 m ir galimybė keisti nuskaitymo kampą nuo 35 iki 50 laipsnių. Jis buvo pastatytas kuriant 500 vietų tarpžemyninį lėktuvą. Tačiau galų gale darbas su projektu buvo atšauktas dėl tų pačių finansinių priežasčių.
Dar nesibaigė
Nepaisant to, „įstrižasis sparnas“gavo trečią gyvybę ir šį kartą dėl žinomos agentūros DARPA įsikišimo, kuri 2006 m. Pasiūlė „Northrop Grumman“10 mln..
Tačiau korporacija „Northrop“į aviacijos istoriją pateko pirmiausia dėl to, kad sukūrė „skraidančio sparno“tipo orlaivius: bendrovės įkūrėjas Johnas Northropas buvo tokios schemos entuziastas, nuo pat pradžių jis nustatė kryptį mokslinių tyrimų daugelį metų (jis įkūrė įmonę 1930 -ųjų pabaigoje ir mirė 1981 m.).
Dėl to „Northrop“specialistai nusprendė netikėtai kirsti skraidančio sparno ir asimetrinio šlavimo technologiją. Rezultatas buvo „Northrop Grumman Switchblade“dronas (nepainiokite su kitu jų koncepciniu kūriniu - naikintuvu „Northrop Switchblade“).
Drono dizainas yra gana paprastas. Prie 61 metrų sparno pritvirtintas lankstinis modulis su dviem reaktyviniais varikliais, kameromis, valdymo elektronika ir misijai reikalingais priedais (pavyzdžiui, raketomis ar bombomis). Modulis neturi nieko nereikalingo - fiuzeliažas, plunksna, uodega, jis primena oro baliono gondolą, išskyrus galbūt su jėgos agregatais.
Sparno sukimosi kampas modulio atžvilgiu vis dar yra tas pats idealus 60 laipsnių, apskaičiuotas dar 1940 -aisiais: šiuo kampu išlyginamos smūgio bangos, kylančios judant viršgarsiniu greičiu. Pasukęs sparną, dronas gali nuskristi 2500 mylių 2,0 M greičiu.
Orlaivio koncepcija buvo paruošta iki 2007 m., O 2010 -aisiais bendrovė pažadėjo atlikti pirmuosius išdėstymo bandymus, kurių sparnų plotis yra 12,2 m - tiek vėjo tunelyje, tiek realiame skrydyje. „Northrop Grumman“planavo, kad pirmasis pilno dydžio drono skrydis įvyks apie 2020 m.
Tačiau jau 2008 metais agentūra DARPA prarado susidomėjimą projektu. Preliminarūs skaičiavimai nepateikė planuotų rezultatų, o DARPA atsisakė sutarties, uždarydama programą kompiuterio modelio etape. Taigi asimetrinio šlavimo idėjai vėl nepasisekė.
Bus ar ne?
Tiesą sakant, vienintelis veiksnys, nužudęs įdomią koncepciją, buvo ekonomika. Turint veikiančias ir patikrintas grandines, nepelninga kurti sudėtingą ir neišbandytą sistemą. Jis turi dvi taikymo sritis - tarpžemyninius sunkiųjų lainerių skrydžius (pagrindinė Joneso idėja) ir karinius dronus, galinčius judėti didesniu nei garso greitis greičiu (pagrindinė „Northrop Grumman“užduotis).
Pirmuoju atveju privalumai yra degalų taupymas ir greičio padidėjimas, o kiti dalykai yra lygūs įprastiems lėktuvams. Antra, didžiausią reikšmę turi bangų pasipriešinimo sumažinimas tuo momentu, kai orlaivis pasiekia kritinį Macho skaičių.
Ar pasirodys panašios konfigūracijos serijinis orlaivis, priklauso tik nuo orlaivių gamintojų valios. Jei vienas iš jų nusprendžia investuoti pinigus į mokslinius tyrimus ir statybas, o tada praktiškai įrodo, kad ši koncepcija yra ne tik funkcionali (tai jau įrodyta), bet ir savarankiška, tada asimetriškas valymo pokytis turi sėkmės tikimybę.. Jei pasaulinės finansų krizės sąlygomis tokių drąsuolių nebus rasta, „įstrižasis sparnas“liks dar viena įdomybių kupinos aviacijos istorijos dalis.
NASA AD-1 lėktuvo charakteristikos
Įgula: 1 asmuo
Ilgis: 11, 83 m
Sparnų plotis: 9,85 m statmenas, 4,93 m įstrižas
Sparno kampas: iki 60 °
Sparno plotas: 8, 6 2
Aukštis: 2, 06 m
Tuščio lėktuvo svoris: 658 kg
Maks. kilimo svoris: 973 kg
Varomoji jėga: 2 x „Microturbo TRS-18“reaktyviniai varikliai
Traukos jėga: 100 kgf vienam varikliui
Kuro talpa: 300 litrų Maksimalus greitis: 322 km / h
Aptarnavimo lubos: 3658 m
Tikri pionieriai
Nedaug žmonių žino, kad pirmąjį orlaivį su kintama sparnų geometrija sukūrė ne vokiečiai Antrojo pasaulinio karo metais (kaip teigia dauguma šaltinių), o prancūzų aviacijos pionieriai baronas Edmondas de Marcai ir Emile Monin dar 1911 m. 1911 m. Gruodžio 9 d. Paryžiuje visuomenei buvo pristatytas monoplanas „Markay-Monin“, o po šešių mėnesių jis atliko pirmąjį sėkmingą skrydį.
Tiesą sakant, de Marcay ir Monin sugalvojo klasikinę simetriškai kintančios geometrijos schemą - prie vyrių buvo pritvirtintos dvi atskiros sparno plokštumos, kurių bendras ilgis yra 13,7 m, o pilotas galėjo pakeisti savo vietos kampą, palyginti su fiuzeliažu dešinėje skrydžio metu. Žemėje, transportavimui, sparnai, kaip ir vabzdžių sparnai, galėjo būti sulankstyti „už nugaros“. Dizaino sudėtingumas ir poreikis pereiti prie funkcionalesnių orlaivių (dėl karo pradžios) privertė dizainerius atsisakyti tolesnio projekto kūrimo.
