Net ir patys neįprasčiausi lėktuvai buvo sukurti pagal simetrijos principus orlaivių pramonės aušroje. Bet kuris orlaivis turėjo įprastą fiuzeliažą, prie kurio įprasti sparnai buvo pritvirtinti statmenai. Tačiau palaipsniui, tobulėjant aerodinamikai, dizaineriai pradėjo svarstyti apie orlaivio su asimetrišku sparnu sukūrimą. Pirmieji tai pasiekė niūraus vokiečių genijaus atstovai: 1944 metais panašų projektą pasiūlė Richardas Vogtas, vyriausiasis „Blohm & Voss“dizaineris. Tačiau jo projektas nebuvo įkūnytas metale; amerikiečių NASA AD-1 iš tikrųjų buvo pirmasis lėktuvas su besisukančiu sparnu.
NASA AD-1 (Ames Dryden-1) yra eksperimentinis orlaivis, skirtas asimetriškai kintančio sukamojo sparno koncepcijai ištirti. Tapo pirmuoju pasaulyje nuožulniu orlaiviu. Neįprastas orlaivis buvo pagamintas JAV 1979 m., O pirmąjį skrydį atliko tų pačių metų gruodžio 21 d. Lėktuvo su sukamuoju sparnu bandymai tęsėsi iki 1982 m. Rugpjūčio mėn., Per tą laiką 17 pilotų sugebėjo įvaldyti AD-1. Užbaigus programą, lėktuvas buvo išsiųstas į San Karloso miesto muziejų, kur jis vis dar yra prieinamas visiems lankytojams ir yra vienas svarbiausių eksponuojamų eksponatų.
Vokiečių eksperimentai
Vokietijoje Antrojo pasaulinio karo metais jie gana rimtai dirbo kurdami orlaivius su asimetrišku sparnu. Dizaineris Richardas Vogtas garsėjo savo netipišku požiūriu į aviacijos technologijų kūrimą, jis suprato, kad naujoji schema netrukdys orlaiviui būti stabiliam ore. 1944 m. Jis sukūrė lėktuvų projektą „Blohm & Voss“ir „P.202“. Pagrindinė vokiečių dizainerio idėja buvo galimybė žymiai sumažinti pasipriešinimą skrendant dideliu greičiu. Lėktuvas pakilo su įprastu simetrišku sparnu, nes mažas nušluostytas sparnas turėjo aukštą pakėlimo koeficientą, tačiau jau skrydžio metu sparnas pasisuko plokštumoje, lygiagrečioje kėbulo ašiai, sumažindamas pasipriešinimo lygį. Tuo pačiu metu Vokietijoje buvo atliktas darbas su klasikiniu simetrišku „Messerschmitt P.1101“naikintuvo sparno šlavimu.
Blohm & Voss ir P.202
Tačiau net Vokietijoje paskutiniais karo metais „Blohm & Voss“ir „P.202“lėktuvų projektas atrodė beprotiškas, jis niekada nebuvo įkūnytas metale, amžinai liko tik brėžinių pavidalu. „Vogt“suprojektuotas orlaivis turėjo gauti 11,98 metro sparno ilgį, kuris sukasi ant centrinio vyrio iki 35 laipsnių kampu - su didžiausiu nuokrypiu sparnų plotis pasikeitė iki 10,06 metro. Pagrindinis projekto trūkumas buvo laikomas sunkiu ir sudėtingu (pagal skaičiavimus) sparno sukimo mechanizmu, kuris užėmė daug vietos orlaivio fiuzeliaže, ir nesugebėjimo naudoti sparno papildomiems ginklams ir įrangai pakabinti. taip pat buvo rimtas trūkumas.
Keista, kad Vogtas nebuvo vienintelis vokiečių dizaineris, sumanęs sūpynės sparną. Panašų projektą parengė „Messerschmitt“inžinieriai. Jų pristatytas projektas „Me P.1109“netgi gavo „žirklinio sparno“slapyvardį. Jų sukurtas projektas turėjo du sparnus vienu metu. Be to, jie buvo nepriklausomi vienas nuo kito. Vienas sparnas buvo virš lėktuvo korpuso, kitas - po juo. Sukant viršutinį sparną pagal laikrodžio rodyklę, apatinis sparnas suko taip pat, bet prieš laikrodžio rodyklę. Ši konstrukcija leido kokybiškai kompensuoti orlaivio pasvirimą asimetrišku šlavimo pokyčiu. Tuo pačiu metu sparnai galėjo pasisukti iki 60 laipsnių kampu, o kai jie buvo statmeni orlaivio korpusui, jis nesiskyrė nuo klasikinio dvipusio lėktuvo. Tai darydamas, „Messerschmitt“susidūrė su tomis pačiomis problemomis kaip „Blohm & Voss“: labai sudėtingas posūkio mechanizmas. Nepaisant to, kad nė vienas iš Vokietijos asimetrinių orlaivių neperžengė popierinių projektų ribų, reikia pripažinti, kad vokiečiai savo kūrimu rimtai lenkė savo laiką. Amerikiečiai savo planą sugebėjo įgyvendinti tik aštuntojo dešimtmečio pabaigoje.
NASA AD -1 - skraidanti asimetrija
Vokiečių dizainerių idėjas metale įgyvendino jų kolegos amerikiečiai. Jie kiek įmanoma nuodugniau kreipėsi į problemą. Nepriklausomai nuo vokiečių 1945 m., Amerikos inžinierius Robertas Thomasas Johnsonas pateikė savo idėją apie savotišką „žirklinį sparną“, pagal jo idėją toks sparnas turėjo įjungti specialų vyrį. Tačiau tais metais jis negalėjo įgyvendinti savo idėjos, neleido techninės galimybės. Tai pasikeitė aštuntajame dešimtmetyje, kai technologijos leido sukurti asimetriškus orlaivius. Tuo pačiu metu projekto konsultantu buvo pakviestas tas pats Richardas Vogtas, kuris po Antrojo pasaulinio karo emigravo į JAV.
Iki to laiko dizaineriai jau žinojo, kad orlaiviai su kintamaisiais sparneliais turi nemažai trūkumų. Pagrindiniai šios konstrukcijos trūkumai: aerodinaminio fokusavimo pakeitimas keičiant šlavimą, dėl kurio padidėjo balansavimo pasipriešinimas; konstrukcijos masės padidėjimas dėl elektros sijos ir prie jo pritvirtintų konsolių pasukamų vyrių, taip pat orlaivio sparno įtrauktos padėties antspaudų. Abu šie trūkumai galiausiai lėmė skrydžio diapazono sumažėjimą arba naudingos apkrovos masės sumažėjimą.
Tuo pačiu metu NASA darbuotojai buvo įsitikinę, kad orlaivis su asimetriškai kintančiu šlavimo sparnu (KAIS) neteks išvardytų trūkumų. Taikant tokią schemą, sparnas būtų pritvirtintas prie orlaivio korpuso, naudojant vieną šarnyrinį vyrį, o konsolių šlavimo pakeitimas, kai sparnas buvo pasuktas, būtų atliekamas vienu metu, tačiau būtų priešingo pobūdžio. NASA specialistų atlikta standartinės schemos ir KAIS lyginamoji orlaivių su kintamaisiais sparneliais analizė parodė, kad antroji schema rodo, kad pasipriešinimas sumažėja 11–20 proc., Konstrukcijos masė sumažėja 14 proc. skrendant viršgarsiniu greičiu turėtų sumažėti 26 proc.
Tuo pačiu metu orlaivis su asimetrišku sparnu turėjo trūkumų. Visų pirma, esant dideliam šlifavimo kampui, tiesios svirties konsoles turi didesnį efektyvų atakos kampą nei atbulinės eigos kampas, o tai lemia pasipriešinimo asimetriją ir dėl to atsiranda parazitinių posūkio momentų, suktis ir pasukti. Antroji problema buvo ta, kad KAIS būdingas dvigubai didesnis ribinio sluoksnio storio padidėjimas išilgai sparno, o bet koks asimetriškas srauto sustojimas sukelia intensyvius trikdžius. Tačiau nepaisant to, buvo manoma, kad neigiamas poveikis gali būti pašalintas įvedus „fly-by-wire“valdymo sistemą, kuri automatiškai paveiktų orlaivio aerodinaminę valdymą, atsižvelgiant į įvairius parametrus: atakos kampą, skrydžio greitį, sparno šlifavimą kampas. Bet kokiu atveju, norint patikrinti visus skaičiavimus, reikėjo sukurti skraidantį modelį.
KAIS koncepcija buvo sėkmingai išbandyta naudojant nepilotuojamą modelį, po kurio reikėjo pereiti prie visaverčio orlaivio kūrimo. Eksperimentinis projektas buvo pavadintas NASA AD-1 arba Ames Dryden-1. Lėktuvas buvo pavadintas pagal projektą dirbusių tyrimų centrų - NASA Ames ir NASA Dryden - garbei. Tuo pačiu metu „Boeing“specialistai buvo atsakingi už bendrą orlaivio dizainą. Remiantis NASA inžinierių skaičiavimais ir turimais įgaliojimais, Amerikos kompanija „Rutan Aircraft Factory“surinko reikiamus orlaivius. Tuo pačiu metu vienas iš projekto reikalavimų buvo išlaikyti 250 tūkstančių dolerių biudžetą. Tam eksperimentinis lėktuvas buvo padarytas kuo paprastesnis technologijos požiūriu ir pigus; orlaivyje buvo sumontuoti gana silpni varikliai. Naujasis lėktuvas buvo paruoštas 1979 m. Vasario mėn., Po to jis buvo pristatytas į Kaliforniją NASA Dryden aerodrome.
AD-1 eksperimentinio lėktuvo sparnas galėjo suktis išilgai centrinės ašies 60 laipsnių kampu, tačiau tik prieš laikrodžio rodyklę (šis sprendimas labai supaprastino dizainą neprarandant savo privalumų). Sparno posūkį 3 laipsnių per sekundę greičiu užtikrino kompaktiškas elektros variklis, kuris buvo sumontuotas orlaivio fiuzeliažo viduje tiesiai prieš pagrindinius variklius. Pastaruoju atveju buvo naudojami du klasikiniai prancūziški „Microturbo TRS18“turboreaktyviniai varikliai, kurių kiekvienos traukos jėga buvo 100 kgf. Trapecijos formos sparno ilgis statmenai fiuzeliažui buvo 9, 85 metrai, o maksimaliu posūkiu - tik 4, 93 metrai. Tuo pačiu metu maksimalus skrydžio greitis neviršijo 400 km / h.
Lėktuvas pirmą kartą pakilo į dangų 1979 m. Gruodžio 21 d. Pirmuoju skrydžiu juo skrido NASA bandomasis pilotas Thomas McMurphy. Lėktuvo kilimas buvo atliktas statmenai pritvirtintu sparnu, sparno sukimosi kampas pasikeitė jau skrendant, pasiekus reikiamą greitį ir aukštį. Per ateinančius 18 mėnesių su kiekvienu nauju bandomuoju skrydžiu AD-1 orlaivio sparnas buvo pasuktas 1 laipsniu, įrašant visus skrydžio rodiklius. Dėl to 1980-ųjų viduryje eksperimentinis lėktuvas pasiekė maksimalų 60 laipsnių sparno kampą. Bandomieji skrydžiai tęsėsi iki 1982 m. Rugpjūčio, iš viso buvo skraidoma 79 lėktuvais. Taip atsitiko, kad paskutiniame skrydyje 1982 m. Rugpjūčio 7 d. Lėktuvą pakėlė Thomas McMurphy, o per visą bandymų laikotarpį juo skrido 17 skirtingų pilotų.
Bandymo programoje buvo daroma prielaida, kad gauti rezultatai padės panaudoti asimetrinį sparno šlavimo pokytį atliekant ilgus tarpkontinentinius skrydžius - greitis ir degalų ekonomija turėjo geriausiai pasiteisinti labai dideliais atstumais. Eksperimentinis NASA AD-1 lėktuvas sulaukė teigiamų pilotų ir specialistų atsiliepimų, tačiau projektas nebuvo toliau plėtojamas. Problema buvo ta, kad programa iš pradžių buvo laikoma mokslinių tyrimų programa. Gavusi visus reikiamus duomenis, NASA tiesiog išsiuntė unikalų orlaivį į angarą, iš kurio vėliau buvo perkeltas į aviacijos muziejų. NASA visada buvo mokslinių tyrimų organizacija, nesusijusi su orlaivių konstrukcija, ir nė vienas didžiausių orlaivių gamintojų nesidomėjo besisukančio sparno koncepcija. Pagal numatytuosius nustatymus bet kuris tarpžemyninis keleivinis laineris buvo sudėtingesnis ir didesnis už „žaislinį“AD-1 lėktuvą, todėl bendrovės nerizikavo. Jie nenorėjo investuoti į mokslinius tyrimus ir plėtrą, nors ir perspektyvų, bet vis tiek įtartiną dizainą. Laikas naujovėms šioje srityje, jų nuomone, dar neatėjo.
NASA AD-1 skrydžio našumas:
Bendri matmenys: ilgis - 11, 8 m, aukštis - 2, 06 m, sparnų plotis - 9, 85 m, sparnų plotas - 8, 6 m2.
Tuščias svoris - 658 kg.
Maksimalus kilimo svoris - 973 kg.
Jėgainė yra 2 turboreaktyviniai varikliai „Microturbo TRS18-046“, kurių traukos jėga yra 2x100 kgf.
Kreiserinis greitis - 274 km / h.
Maksimalus greitis yra iki 400 km / h.
Įgula - 1 asmuo.
