Тіпті ең ерекше ұшақтар авиация өнеркәсібінің басында симметрия принциптеріне сәйкес жасалған. Кез келген ұшақтың кәдімгі қанаттары перпендикуляр бекітілген кәдімгі фюзеляжға ие болды. Алайда, бірте -бірте аэродинамиканың дамуымен дизайнерлер қанаты асимметриялы ұшақ құру туралы ойлана бастады. Қараңғы неміс данышпанының өкілдері бұған бірінші болып жетті: 1944 жылы ұқсас жобаны Blohm & Voss компаниясының бас дизайнері Ричард Фогт ұсынды. Алайда, оның жобасы металлға енгізілмеді; американдық NASA AD-1 шынымен айналмалы қанаты бар алғашқы ұшақ болды.
NASA AD-1 (Ames Dryden-1)-асимметриялық айнымалы айналмалы қанат тұжырымдамасын зерттеуге арналған эксперименттік ұшақ. Әлемдегі ең қиғаш қанатты ұшақ болды. Ерекше ұшақ Америка Құрама Штаттарында 1979 жылы құрастырылған және сол жылдың 21 желтоқсанында алғашқы рейсін жасаған. Айналмалы қанаты бар ұшақтың сынақтары 1982 жылдың тамызына дейін жалғасты, осы уақыт ішінде 17 ұшқыш AD-1-ді меңгерді. Бағдарлама жабылғаннан кейін ұшақ Сан -Карлос қаласының мұражайына жіберілді, онда ол әлі де барлық келушілер үшін қол жетімді және көрмеге қойылған ең маңызды экспонаттардың бірі болып табылады.
Неміс эксперименттері
Германияда, Екінші дүниежүзілік соғыс кезінде олар асимметриялық қанаты бар ұшақтарды жасауда айтарлықтай жұмыс жасады. Дизайнер Ричард Фогт авиациялық технологияны құрудағы атиптік көзқарасымен әйгілі болды, ол жаңа схема ұшақтың ауада тұрақты болуына кедергі келтірмейтінін түсінді. 1944 жылы ол Blohm & Voss және P.202 ұшақ жобасын құрды. Неміс дизайнерінің негізгі идеясы жоғары жылдамдықпен ұшу кезінде тартылуды айтарлықтай төмендету мүмкіндігі болды. Ұшақ кәдімгі симметриялы қанатпен көтерілді, өйткені кішкене сыпырылған қанат жоғары көтеру коэффициентіне ие болды, бірақ ұшу кезінде қанат фюзеляж осіне параллель жазықтықта бұрылып, қарсылық деңгейін төмендете алды. Сонымен қатар, Германияда Messerschmitt P.1101 жойғышындағы классикалық қанатты симметриялы сыпырумен жұмыс жүргізілді.
Blohm & Voss және P.202
Бірақ тіпті соңғы соғыс жылдарында Германияда Blohm & Voss және P.202 ұшақ жобасы ақылға сыймайтын болып көрінді, ол ешқашан металға салынбаған, тек сызба түрінде ғана қалған. Вогт жасаған ұшақ 11,98 метрлік қанатқа ие болуы керек еді, ол орталық топсада 35 градусқа дейін бұрышпен айналды - максималды ауытқу кезінде қанаттарының кеңдігі 10,06 метрге өзгерді. Жобаның негізгі кемшілігі - ұшақтың фюзеляжында көп орын алған қанатты бұрудың ауыр және ауыр (есептеулер бойынша) механизмі және қанатты қосымша қару мен жабдықтарды ілу үшін қолдана алмау. сонымен қатар елеулі кемшілік болды.
Бір таңқаларлығы, Фогт бұрылмалы қанатты ойлаған жалғыз неміс дизайнері емес. Дәл осындай жобаны Messerschmitt инженерлері дайындады. Олар ұсынған Me P.1109 жобасы тіпті «қайшының қанаты» лақап атын алды. Олар жасаған жобаның бірден екі қанаты болды. Оның үстіне, олар бір -бірінен тәуелсіз болды. Бір қанат ұшақтың фюзеляжының үстінде, екіншісі - оның астында орналасқан. Жоғарғы қанатты сағат тілімен бұрғанда, төменгі қанат дәл осылай айналды, бірақ сағат тіліне қарсы. Бұл дизайн ұшақтың ассиметриялық өзгеруімен қисықтықты сапалы түрде өтеуге мүмкіндік берді. Сонымен қатар, қанаттар 60 градусқа дейін бұрыла алады, ал олар ұшақтың фюзеляжына перпендикуляр орналасқанда, оның классикалық бипланен айырмашылығы болмады. Осылайша, Messerschmitt Blohm & Voss сияқты қиындықтарға тап болды: өте күрделі бұрылыс механизмі. Неміс асимметриялық ұшақтарының ешқайсысы қағаз жобалар шеңберінен шықпағанына қарамастан, немістер өз дамуында өз уақытынан едәуір озып кеткенін мойындау керек. Америкалықтар өз жоспарын тек 70 -ші жылдардың соңында жүзеге асыра алды.
NASA AD -1 - ұшатын асимметрия
Неміс дизайнерлерінің идеяларын американдық әріптестері металлға енгізді. Олар бұл мәселеге барынша мұқият қарады. 1945 жылы немістерден тәуелсіз американдық инженер Роберт Томас Джонсон өзінің «қайшының қанаты» туралы өз идеясын ұсынды, оның идеясы бойынша мұндай қанат арнайы топсаны қосуға мәжбүр болды. Алайда, ол жылдары ол өз идеясын жүзеге асыра алмады, техникалық мүмкіндіктер мүмкіндік бермеді. Бұл 1970 жылдары технология асимметриялық ұшақ құруға мүмкіндік берген кезде өзгерді. Сонымен бірге, Екінші дүниежүзілік соғыс аяқталғаннан кейін АҚШ -қа қоныс аударған Ричард Фогт жобаның кеңесшісі ретінде шақырылды.
Сол кезде конструкторлар өзгермелі қанаттары бар ұшақтардың бірқатар кемшіліктері бар екенін білген. Бұл конструкцияның негізгі кемшіліктері мыналарды қамтиды: тепе -теңдіктің қарсыласуының жоғарылауына әкелген тазартуды өзгерту кезінде аэродинамикалық фокустың ығысуы; оған бекітілген консольдердің қуат сәулесі мен бұрылмалы ілмектерінің, сондай -ақ ұшақ қанатының тартылған позициясының тығыздығының болуына байланысты құрылым массасының ұлғаюы. Бұл кемшіліктердің екеуі де ұшу қашықтығының төмендеуіне немесе пайдалы жүктеме массасының төмендеуіне себеп болды.
Сонымен қатар, NASA қызметкерлері асимметриялық өзгермелі қанаты бар ұшақтың (KAIS) аталған кемшіліктерден айырылатынына сенімді болды. Мұндай схемамен қанат бір бұрылмалы топсаның көмегімен ұшақтың фюзеляжына бекітіледі, ал қанатты айналдыру кезінде консольдердің сыпырылуының өзгеруі бір уақытта орындалады, бірақ қарама -қарсы сипатта болады. NASA мамандары жүргізген стандартты схемасы мен KAIS-тің ауыспалы қанаттары бар ұшақтардың салыстырмалы талдауы көрсеткендей, екінші схема апарудың 11-20 пайызға төмендеуін, құрылымның массасы 14 пайызға және толқынның тартылуын көрсетеді. дыбыстан жоғары жылдамдықпен ұшқанда 26 пайызға төмендеу керек.
Бұл кезде асимметриялық қанаты бар ұшақтың кемшіліктері болды. Біріншіден, үлкен бұрылу бұрышы бар, түзу тартылған консоль, кері тартылған консольге қарағанда, шабуылдың үлкен тиімді бұрышына ие болады, бұл апарудың асимметриясына және нәтижесінде паразиттік бұрылыс сәттерінің пайда болуына әкеледі. айналдыру және иіру. Екінші мәселе, KAIS қанаттық кеңістік бойындағы шекаралық қабаттың қалыңдығының екі есе ұлғаюымен сипатталады, және ағынның кез келген асимметриялық тоқтауы қарқынды бұзылуларды тудырады. Бірақ, соған қарамастан, теріс әсерді әр түрлі параметрлерге байланысты әуе кемесінің аэродинамикалық басқару элементтеріне автоматты түрде әсер ететін ұшатын сымды басқару жүйесін енгізу арқылы жоюға болады деп есептелді: шабуыл бұрышы, ұшу жылдамдығы, қанатты сыпыру. бұрыш. Қалай болғанда да, барлық есептеулерді тексеру үшін ұшатын модель құрастыру қажет болды.
KAIS тұжырымдамасы ұшқышсыз модельде сәтті сыналды, содан кейін толыққанды әуе кемесін жасауға көшу қажет болды. Тәжірибелік жоба NASA AD-1 немесе Ames Dryden-1 деп аталды. Ұшақ осы жобада жұмыс жасаған зерттеу орталықтарының атымен аталды - NASA Ames және NASA Dryden. Сонымен бірге Boeing мамандары ұшақтың жалпы конструкциясына жауап берді. NASA инженерлерінің есептеулері мен қолда бар техникалық тапсырмаларға сәйкес американдық Rutan Aircraft Factory компаниясы қажетті ұшақтарды құрастырды. Бұл ретте, жоба талаптарының бірі бюджет шегінде 250 мың долларды сақтау болды. Бұл үшін эксперименттік ұшақтар технология тұрғысынан мүмкіндігінше қарапайым және арзан болды; ұшаққа әлсіз қозғалтқыштар орнатылды. Жаңа ұшақ 1979 жылы ақпанда дайын болды, содан кейін ол Калифорнияға NASA -ның Драйден аэродромында жеткізілді.
AD-1 эксперименттік ұшағының қанаты орталық ось бойымен 60 градусқа айнала алады, бірақ тек сағат тіліне қарсы бағытта (бұл шешім оның артықшылықтарын жоғалтпай дизайнды айтарлықтай жеңілдетті). Секундына 3 градус жылдамдықпен қанатты бұру ұшақтың фюзеляжының ішінде негізгі қозғалтқыштардың алдында орнатылған ықшам электр қозғалтқышымен қамтамасыз етілді. Соңғысы ретінде француз өндірісінің екі классикалық турбожетті Microturbo TRS18 екі қозғалтқышы қолданылды, олардың әрқайсысы 100 кгс. Трапеция тәрізді қанаттың фюзеляжға перпендикуляр орналасқандағы ұзындығы 9, 85 метр, ал максималды бұрылыста - небәрі 4, 93 метр болды. Бұл кезде ұшудың максималды жылдамдығы сағатына 400 км -ден аспады.
Ұшақ алғаш рет 1979 жылы 21 желтоқсанда көкке көтерілді. Алғашқы рейсте оны NASA -ның сынақшы -ұшқышы Томас МакМерфи басқарды. Ұшақтың ұшуы перпендикуляр бекітілген қанатпен жүзеге асырылды, қанаттың бұрылу бұрышы қажетті жылдамдық пен биіктікке жеткеннен кейін ұшуда өзгерді. Келесі 18 айда әр жаңа сынақ ұшу кезінде AD-1 ұшағының қанаты 1 градусқа бұрылды, бұл ретте барлық ұшу көрсеткіштері жазылды. Нәтижесінде, 1980 жылдың ортасында эксперименттік ұшақ қанатының ең жоғары бұрышына 60 градусқа жетті. Сынақ ұшулары 1982 жылдың тамызына дейін жалғасты, барлығы 79 ұшақ. 1982 жылдың 7 тамызындағы соңғы рейсте ұшақты Томас МакМерфи көтерді, ал сынақ кезеңінде 17 түрлі ұшқыш ұшты.
Сынақ бағдарламасы алынған нәтижелер континентаралық ұзақ ұшуларды орындау кезінде қанаттың асимметриялық өзгеруін қолдануға көмектеседі деп есептеді - жылдамдық пен отын үнемдеуі өте алыс қашықтықта жақсы нәтиже беруі керек еді. NASA AD-1 эксперименттік ұшағы ұшқыштар мен мамандардан оң пікірлер алды, бірақ жоба одан әрі жетілдірілмеді. Мәселе мынада, бұл бағдарлама бастапқыда зерттеу бағдарламасы ретінде қарастырылды. Барлық қажетті деректерді алғаннан кейін НАСА ангарға бірегей ұшақ жіберді, содан кейін ол авиациялық мұражайға берілді. NASA әрқашан ұшақ конструкциясымен айналыспайтын зерттеу ұйымы болды және ірі ұшақ өндірушілердің ешқайсысы айналмалы қанат ұғымына қызығушылық танытпады. Әдепкі бойынша кез келген құрлықаралық жолаушылар лайнері AD-1 «ойыншық» ұшақтарына қарағанда күрделі және үлкен болды, сондықтан компаниялар тәуекелге бармады. Олар перспективалы, бірақ әлі де күдікті дизайн болса да, зерттеулер мен әзірлемелерге инвестиция салғысы келмеді. Бұл саладағы инновациялар уақыты, олардың пікірінше, әлі келген жоқ.
NASA AD-1 ұшу өнімділігі:
Жалпы өлшемдері: ұзындығы - 11, 8 м, биіктігі - 2, 06 м, қанатының ұзындығы - 9, 85 м, қанатының ауданы - 8, 6 м2.
Бос салмақ - 658 кг.
Ұшудың максималды салмағы - 973 кг.
Электр қондырғысы 2x100 кгс серпімділігі бар Microturbo TRS18-046 турбоагрегатты 2 қозғалтқыш.
Круиз жылдамдығы - 274 км / сағ.
Максималды жылдамдық - 400 км / сағ.
Экипаж - 1 адам.
