Өздеріңіз білетіндей, орталық бөлім - бұл ұшақ қанатының сол және оң жақ ұшақтарын қосатын және шын мәнінде қанатты фюзеляжға бекітуге қызмет ететін бөлігі. Логикаға сәйкес орталық бөлік қатаң құрылым болуы керек. Бірақ 1979 жылы 21 желтоқсанда NASA AD-1 ұшағы көтерілді, оның қанаты фюзеляжға бекітілген … топсада және айнала алады, бұл ұшаққа асимметриялық пішін береді.
Алайда, бәрі әлдеқайда ертерек басталды - аты аңызға айналған Blohm & Voss компаниясының бас дизайнері, қараңғы тевтон генийі Ричард Фогт. Әуе кемесінің конструкциясына атипті емес көзқараспен танылған Фогт асимметриялық ұшақ құрастырып қойған және мұндай схема әуе кемесінің ауада тұрақты болуына кедергі жасамайтынын білген. Ал 1944 жылы Blohm & Voss and P.202 жобасы дүниеге келді.
Фогттың негізгі идеясы - жоғары жылдамдықпен ұшу кезінде апаруды айтарлықтай азайту. Ұшақ кәдімгі симметриялы қанатпен көтерілді (өйткені шағын қанаттың көтерілу коэффициенті жоғары), ал ұшу кезінде фюзеляж осіне параллель жазықтықта бұрылды, осылайша тартылуын азайтады. Шын мәнінде, бұл қанатты ауыспалы тазартуды жүзеге асырудың шешімдерінің бірі болды - сонымен бірге немістер Messerschmitt P.1101 ұшақтарында классикалық симметриялы тазалауды жасады.
Blohm & Voss пен P.202 серияға ену үшін тым ақылсыз болып көрінді. Оның ұзындығы 11, 98 м болатын қанаты орталық ілмекті 35 ° бұрышпен қоса алады - максималды бұрышта аралық 10, 06 м -ге дейін өзгерді.қанатты қосымша қондырғыларға қолдана алмау. Жоба тек қағаз жүзінде қалды.
Сонымен қатар, Messerschmitt мамандары ұқсас жобамен жұмыс жасады. Олардың көлігі Me P.1109 «қайшының қанаты» лақап атын алды. Автокөліктің екі қанаты бар және сырттай тәуелсіз: біреуі фюзеляждың үстінде, екіншісі - оның астында орналасқан. Жоғарғы қанат сағат тілімен бұрылғанда, төменгі қанат сағат тілінің бағытына қарсы бұрылды - бұл дизайн ұшақтың ассиметриялық өзгеруімен қисықтықты сапалы түрде өтеуге мүмкіндік берді.
Қанаттар 60 ° дейін айнала алады, ал олар фюзеляж осіне перпендикуляр болғанда, ұшақ кәдімгі қос ұшаққа ұқсайды.
Messerschmitt қиындықтары Blohm & Voss қиындықтарымен бірдей болды: күрделі механизм және сонымен қатар шасси дизайнындағы проблемалар. Нәтижесінде, симметриялы ауыспалы сыпырғышпен темірден салынған ұшақ - Messerschmitt Р.1101, тек жобалар болып қалатын асимметриялық құрылымдарды айтпағанда, өндіріске енбеді. Немістер өз уақытынан тым озып кетті.
Пайда мен залал
Асимметриялы ауыспалы тазалаудың артықшылықтары симметриялы тазалауға ұқсас. Ұшақ ұшқан кезде жоғары көтергіш қажет, бірақ ол жоғары жылдамдықпен (әсіресе дыбыс жылдамдығынан жоғары) ұшқанда, көтергіш бұдан былай маңызды болмайды, бірақ жоғары тартылу кедергі жасай бастайды. Авиациялық инженерлер ымыраға келуі керек. Сүзуді өзгерту арқылы ұшақ ұшу режиміне бейімделеді. Есептеулер көрсеткендей, қанатты фюзеляжға 60 ° бұрышпен орналастыру аэродинамикалық тартылуды едәуір азайтады, круиздің максималды жылдамдығын арттырады және отын шығынын азайтады.
Бірақ бұл жағдайда екінші сұрақ туындайды: егер симметриялы ұшқыш үшін әлдеқайда ыңғайлы болса және өтемақы талап етпесе, бізге асимметриялық тазартудың өзгеруі не үшін қажет? Факт мынада: симметриялы тазалаудың басты кемшілігі - өзгерту механизмінің техникалық күрделілігі, оның қатты массасы мен бағасы. Асимметриялық өзгеріс кезінде құрылғы әлдеқайда қарапайым - шын мәнінде қанат пен оның айналу механизмінің қатаң бекітілген осі.
Мұндай схема орта есеппен 14% жеңіл және дыбыс жылдамдығынан асатын жылдамдықпен ұшқанда тән кедергісін азайтады (яғни артықшылықтар ұшу өнімділігінде де көрінеді). Соңғысы әуе кемесінің айналасындағы ауа ағынының бір бөлігі дыбыстан жоғары жылдамдықты алған кезде пайда болатын соққы толқынынан туындайды. Ақырында, бұл айнымалы сыпырудың ең «бюджеттік» нұсқасы.
OWRA RPW
НАСА ұшқышсыз ұшу аппараты, ассиметриялық тазалаудың ұшу қасиеттерін эксперименттік зерттеу үшін 1970 жылдардың басында жасалған. Құрылғы қанатты сағат тілімен 45 ° айналдыра алды және екі конфигурацияда болды-қысқа және ұзын.
Сондықтан, технологияның дамуымен адамзат қызықты тұжырымдамаға қайта орала алмады. 1970 жылдардың басында осындай схеманың ұшу қасиеттерін зерттеу үшін NASA -ның тапсырысы бойынша ұшқышсыз OWRA RPW (Oblique Wing Research Aircraft) ұшқыш аппараты шығарылды. Даму бойынша кеңесші - соғыстан кейін Америка Құрама Штаттарына қоныс аударған Фогттың өзі, ол кезде өте қарт адам, ал идеяны жаңғыртудың бас дизайнері мен идеологы НАСА инженері Ричард Томас Джонс болды. Джонс бұл идеяны 1945 жылдан бастап, NACA (NASA -ның председателі, аэронавтика бойынша ұлттық консультативтік комитеті) қызметкері болған кезден бастап қабылдады, және үлгі құрастырылған кезде барлық теориялық есептеулер әбден пысықталды. сыналған.
OWRA RPW қанаты 45 ° -қа дейін айнала алады, дронның фюзеляжы мен құйрығы қарапайым болды - іс жүзінде бұл ұшатын макет, оның орталық және жалғыз қызықты элементі қанат болды. Зерттеудің көп бөлігі аэродинамикалық туннельде жүргізілді, кейбіреулері нақты ұшуда. Қанат жақсы өнер көрсетті, ал НАСА толыққанды ұшақ жасауға шешім қабылдады.
Ал енді - ұш
Әрине, асимметриялық тазартудың кемшіліктері де бар - атап айтқанда, фронтальды қарсылықтың асимметриясы, паразиттік айналу сәттері шамадан тыс айналу мен иекке әкеледі. Бірақ мұның бәрі 1970 жылдары басқаруды ішінара автоматтандыру арқылы жеңілуі мүмкін еді.
NASA AD-1 ұшағы
Ол 79 рет ұшқан. Әр ұшу кезінде тестерлер қанатты жаңа орынға қояды, ал алынған мәліметтер талданып, бір -бірімен салыстырылады.
AD-1 (Ames Dryden-1) ұшағы көптеген ұйымдардың бірлескен жұмысына айналды. Оны темірден Ames Industrial Co. құрастырды, жалпы дизайн Boeing -те жасалды, технологиялық зерттеулер Берта Рутананың масштабталған композиттері арқылы жүргізілді, ұшу сынақтары Ланкастердегі (Калифорния) Драйден зерттеу орталығында жүргізілді. AD-1 қанаты орталық осьте 60 ° айналуы мүмкін және тек сағат тіліне қарсы (бұл дизайнды айтарлықтай жеңілдетіп, артықшылықтарын жоғалтпайды).
Қанатты қозғалтқыштардың алдында фюзеляждың ішінде орналасқан ықшам электр қозғалтқышы басқарды (соңғысы француздық турбожетті Microturbo TRS18 классикалық қозғалтқыштарын қолданды). Трапеция тәрізді қанаттың перпендикуляр позициядағы ұзындығы 9, 85 м, ал айналған күйде - тек 4, 93 болды, бұл 322 км / сағ максималды жылдамдыққа жетуге мүмкіндік берді.
21 желтоқсанда AD-1 бірінші рет көтерілді, ал келесі 18 ай ішінде әрбір жаңа ұшу кезінде қанат 1 градусқа бұрылып, ұшақтың барлық көрсеткіштерін тіркеді. 1981 жылдың ортасында ұшақ максималды 60 градус бұрышқа «жетті». Ұшулар 1982 жылдың тамызына дейін жалғасты, барлығы AD-1 79 рет ұшты.
NASA AD-1 (1979)
Асимметриялы қанаты бар жалғыз әуе кемесі. Қанат сағат тіліне қарсы 60 градусқа дейін айналды.
Джонстың негізгі идеясы құрлықаралық рейстерде ұшақтардың асимметриялық өзгеруін қолдану болды - жылдамдық пен жанармай шығыны өте ұзақ қашықтықта өзін ақтады. AD-1 ұшақтары мамандардан да, ұшқыштардан да оң пікірлер алды, бірақ таңқаларлықтай, бұл оқиғаның жалғасы болмады. Мәселе мынада, барлық бағдарлама бірінші кезекте зерттеу болды. Барлық қажетті мәліметтерді алған НАСА ұшақты ангарға жіберді; 15 жыл бұрын ол Сан -Карлос қаласындағы Хиллиер авиациялық мұражайындағы мәңгілік қоймаға көшті.
NASA зерттеу ұйымы ретінде ұшақ жасаумен айналыспады, және ірі ұшақ өндірушілердің ешқайсысы Джонстың тұжырымдамасына қызығушылық танытпады. Құрлықаралық лайнерлер әдепкі бойынша «ойыншық» AD-1-ге қарағанда әлдеқайда үлкен және күрделі, ал компаниялар перспективалы, бірақ өте күдікті дизайнды зерттеуге және дамытуға қомақты қаражат салуға батылы бармады. Классика инновацияны жеңді.
Ричард Грей, NASA AD-1 сынақ ұшқышы
Асимметриялық қанатта өз бағдарламасынан сәтті ұшып шыққан ол 1982 жылы Cessna T-37 Tweet жеке жаттықтырушы ұшағының апатында қайтыс болды.
Кейіннен НАСА «қиғаш қанат» тақырыбына оралды, 1994 жылы қанатының ұзындығы 6, 1 м болатын және ұшу бұрышын 35 -тен 50 градусқа дейін өзгертуге қабілетті шағын дрон құрды. Ол 500 орындық трансконтинентальды авиалайнерді құру аясында салынған. Бірақ, ақырында, сол қаржылық себептерге байланысты жоба бойынша жұмыс тоқтатылды.
Әлі біткен жоқ
Соған қарамастан, «қиғаш қанат» үшінші өмірге ие болды, және бұл жолы 2006 жылы Northrop Grumman-ге ассиметриялық өзгеруі бар ұшқышсыз ұшу аппаратын жасауға 10 миллион келісімшарт ұсынған белгілі DARPA агенттігінің араласуының арқасында..
Бірақ Northrop корпорациясы авиация тарихына ең алдымен «ұшатын қанат» типті ұшақтарды шығарудың арқасында кірді: компанияның негізін қалаушы Джон Нортроп осындай схеманың әуесқойы болды, ол әуелден бастап бағытты белгіледі. ұзақ жылдар бойы зерттеулер жүргізді (ол компанияны 1930 жылдардың соңында құрып, 1981 жылы қайтыс болды).
Нәтижесінде, Northrop мамандары ұшатын қанат пен асимметриялық тазалау технологиясын күтпеген түрде қиып өтуге шешім қабылдады. Нәтижесінде Northrop Grumman Switchblade дроны болды (олардың басқа тұжырымдамалық дамуымен шатастырмау керек - Northrop Switchblade жауынгері).
Дронның дизайны өте қарапайым. 61 метрлік қанатқа екі реактивті қозғалтқышы, камерасы, басқару электроникасы мен миссияға қажетті қондырмалары бар топсалы модуль бекітілген (мысалы, ракеталар немесе бомбалар). Модульде артық ештеңе жоқ - фюзеляж, қауырсын, құйрық, ол шарлы гондолаға ұқсайды, мүмкін қуат қондырғыларынан басқа.
Қанаттың модульге қатысты бұрылу бұрышы бұрынғыдай 40 -шы жылдарда есептелген 60 градусқа сәйкес келеді: бұл бұрышта дыбыстан жоғары жылдамдықпен қозғалу кезінде пайда болатын соққы толқындары теңестіріледі. Қанаты бұрылған кезде дрон 2,0 М жылдамдықпен 2500 миль ұшуға қабілетті.
Ұшақтың тұжырымдамасы 2007 жылға дейін дайын болды, ал 2010 жылдарға қарай компания қанатының ұзындығы 12,2 м болатын макеттің алғашқы сынақтарын жел туннелінде де, нақты ұшуда да жүргізуге уәде берді. Нортроп Грумман толық көлемді дронның алғашқы ұшуы 2020 жылы болады деп жоспарлаған болатын.
Бірақ 2008 жылы DARPA агенттігі жобаға деген қызығушылығын жоғалтты. Алдын ала есептеулер жоспарланған нәтиже бермеді, ал DARPA келісімшарттан бас тартып, бағдарламаны компьютерлік модельдеу сатысында жауып тастады. Сонымен, асимметриялық сыпыру идеясы қайтадан сәтсіз болды.
Болады ма, жоқ па?
Шын мәнінде, қызықты тұжырымдаманы өлтірген жалғыз фактор - экономика. Жұмыс істейтін және дәлелденген тізбектердің болуы күрделі және тексерілмеген жүйені құруды тиімсіз етеді. Оның қолданылуының екі бағыты бар - ауыр лайнерлердің трансконтинентальдық ұшулары (Джонстың негізгі идеясы) және дыбыс жылдамдығынан асатын жылдамдықпен қозғала алатын әскери дрондар (Нортроп Грумманның негізгі міндеті).
Бірінші жағдайда, артықшылықтар - отынды үнемдеу және жылдамдықтың жоғарылауы, басқа нәрселер кәдімгі лайнерлермен тең. Екіншісінде, әуе кемесі Mach -тің маңызды санына жеткен кезде толқынның тарылуын барынша азайту маңызды.
Ұқсас конфигурациясы бар сериялық әуе кемесінің пайда болуы тек ұшақ өндірушілердің еркіне байланысты. Егер олардың біреуі ғылыми зерттеулер мен құрылыс салуға ақша салуды шешсе, содан кейін бұл тұжырымдаманың функционалды ғана емес (бұл дәлелденген), сонымен қатар өзін-өзі ақтайтынын іс жүзінде дәлелдесе, онда ассиметриялық өзгерістің табысқа жету мүмкіндігі бар.. Егер жаһандық қаржылық дағдарыс кезінде мұндай батылдықтар табылмаса, «қиғаш қанат» авиация тарихының қызығушылығына бай тағы бір бөлігі болып қала бермек.
NASA AD-1 ұшағының сипаттамасы
Экипаж: 1 адам
Ұзындығы: 11, 83 м
Қанаттарының ұзындығы: 9,85 м перпендикуляр, 4,93 м қиғаш
Қанат бұрышы: 60 ° дейін
Қанат аймағы: 8, 6 2
Биіктігі: 2, 06 м
Бос ұшақтың салмағы: 658 кг
Максимум ұшу салмағы: 973 кг
Powertrain: 2 x Microturbo TRS-18 реактивті қозғалтқыштары
Қозғалтқыш: бір қозғалтқышқа 100 кгс
Жанармай сыйымдылығы: 300 литр Максималды жылдамдық: 322 км / сағ
Қызмет төбесі: 3658 м
Нағыз пионерлер
Қанаты өзгермелі геометриясы бар алғашқы ұшақты Екінші дүниежүзілік соғыс кезінде немістер жасамағанын көп адамдар біледі (көптеген дереккөздер айтқандай), бірақ француз авиациясының пионерлері Барон Эдмонд де Маркай мен Эмиль Монин 1911 ж. Маркай-Монин моноплані 1911 жылы 9 желтоқсанда Парижде көпшілік назарына ұсынылды, ал алты айдан кейін алғашқы сәтті рейсін жасады.
Іс жүзінде де Маркай мен Монин симметриялы ауыспалы геометрияның классикалық схемасын ойлап тапты - ілмектерге жалпы ұзындығы 13,7 м болатын екі бөлек қанат жазықтық бекітілген, ал ұшқыш фюзеляждың оң жағына қатысты орналасу бұрышын өзгерте алады. ұшуда. Жерде, тасымалдау үшін, қанаттар жәндіктердің қанаттары сияқты «артқы жағында» бүгілуі мүмкін. Дизайндың күрделілігі және неғұрлым функционалды ұшақтарға көшу қажеттілігі (соғыс басталуына байланысты) дизайнерлерді жобадағы әрі қарайғы жұмыстан бас тартуға мәжбүр етті.
