Авиатехники пересматривают существующие решения, проверяя, нет ли в них лишнего

Популярная механикаHi-Tech

Самолёты без рулей и элеронов

Константин Предаченко

В поисках резервов совершенствования авиатехники инженеры пересматривают существующие технические решения, проверяя, нет ли в них чего-нибудь лишнего, что можно выбросить, упростив конструкцию. В последнее время исследователи обратили внимание на такие привычные элементы самолета, как рули и элероны. Можно ли обойтись без них? Что можно выиграть без подвижных поверхностей управления?

Дальше всех в этом направлении продвинулись британцы. В рамках программы FLAVIIR (Flapless Air Vehicle Integrated Industrial Research) десять британских университетов при помощи и финансировании BAE Systems и Research Councils UK в течение шести лет (с 2004 до 2010 года) и с бюджетом 6,5 млн фунтов построили прототип беспилотного летательного аппарата Demon UAV, управление которым обеспечивалось без подвижных поверхностей – только струями воздуха. Это был демонстратор технологий весом 90 кг, показавший принципиальную возможность использования органов управления нового типа. Дальнейшие работы в данном направлении при участии фирмы BAE Systems и Манчестерского университета привели к созданию более зрелого прототипа БПЛА с низким уровнем радиолокационной заметности – Magma UAV, поднявшегося в воздух семь лет спустя.

Дело принципа

Для управления самолетами в настоящее время используются два принципа: аэродинамический и реактивный (третий, балансирный, применяется в дельтапланах, но на иных типах летательных аппаратов он широкого распространения не получил). В первом случае отклонение подвижных поверхностей управления на крыльях и оперении приводит к местному изменению подъемной силы, а плечо от центра масс до точки приложения этой силы создает поворачивающий момент. По сути, эта система использует энергию набегающего потока воздуха – так называемый скоростной напор (произведение половины квадрата скорости потока на плотность). Если энергия потока мала (малая скорость или малая плотность окружающей среды при большой высоте полета), самолет становится трудноуправляемым, а то и вообще перестает реагировать на шевеление рулями. Справедливости ради необходимо заметить, что, когда говорят о скорости и энергии потока, на самом деле имеют в виду скорость самолета и его же кинетическую энергию. Однако в аэродинамике для упрощения расчетов принято рассматривать самолет неподвижным относительно набегающего воздушного потока, скорость которого принимают равной скорости полета – это так называемый принцип обратимости.

Летающее крыло. Экспериментальный беспилотник MAGMA применяется для испытания новых технологий полета без использования рулевых поверхностей крыла

В случаях малой скорости и/или большой высоты применяют реактивную, или струйную, систему управления (RCS – reaction control system). На концах крыльев и фюзеляжа устанавливают сопла, через которые под давлением вырываются струи сжатого воздуха, или размещают миниатюрные реактивные двигатели. Сжатый воздух используется на малых скоростях, когда плотность высокая, что позволяет брать атмосферный воздух, отбирая его, например, от компрессора двигателя. Это в основном самолеты вертикальных взлета и посадки, которым необходимо управление в режиме висения. Реактивные двигатели применяются на больших высотах, где плотность низкая и эффективности обычных аэродинамических рулей не хватает даже при околокосмических скоростях, то есть для орбитальных самолетов и суборбитальных ракетопланов. Отклоняемый вектор тяги боевых самолетов тоже пример воплощения реактивной системы управления, только используется тяга основного двигателя.

Реактивные закрылки

Реализованная в беспилотных Demon и Magma концепция, получившая название Circulation Control Wing (управление циркуляцией на крыле), находится как раз на стыке этих подходов. Да, используются струи воздуха, выдуваемые через щель на задней кромке крыла или киля. Но задача этих струй – не образовать реактивную тягу, а повлиять на обтекание впереди расположенной поверхности, создав на ней аэродинамические силы и моменты.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Полезные привычки для здоровья мозга: 5 советов, к которым стоит прислушаться Полезные привычки для здоровья мозга: 5 советов, к которым стоит прислушаться

Отрывок из книги Джона Рэндольфа «Таблетка для мозга»

Популярная механика
5 скрытых признаков нелюбви к себе 5 скрытых признаков нелюбви к себе

Какие привычки говорят о тайной нелюбви к самому себе

Psychologies
Как составлять промты для нейросети — «учим» ИИ работать по правилам Как составлять промты для нейросети — «учим» ИИ работать по правилам

Как объяснить ИИ, как действовать правильно, а не пускать все на самотек

CHIP
Как правильно пить коньяк, которому 100 лет? Как правильно пить коньяк, которому 100 лет?

Батист Луазо – о том, как производится коньяк

Esquire
Эмоциональный интеллект Эмоциональный интеллект

Новое представление о том, что значит быть «умным»

kiozk originals
7 самых больших зданий, которые так и не были построены 7 самых больших зданий, которые так и не были построены

Колоссальные постройки, которые в реальном мире так и не были возведены

Популярная механика
Социальный лифт. Четыре богатейшие женщины заработали на Instagram Социальный лифт. Четыре богатейшие женщины заработали на Instagram

В рейтинге женщин США, самостоятельно заработавших состояния, семь новичков

Forbes
Вдвоем против призраков Вдвоем против призраков

Ванесса Паради не ищет легких мужчин

StarHit
Овен с гранатой: как знаки зодиака водят машину Овен с гранатой: как знаки зодиака водят машину

Как знаки зодиака ведут себя за рулем

Cosmopolitan
5 способов испортить себе отпуск 5 способов испортить себе отпуск

5 способов испортить себе отпуск

Psychologies
Звезды отметили победу России над Испанией и выход в 1/4 финала ЧМ-2018 Звезды отметили победу России над Испанией и выход в 1/4 финала ЧМ-2018

14 июня в России стартовал Чемпионат мира по футболу FIFA 2018

Cosmopolitan
Как правильно дышать во время бега Как правильно дышать во время бега

5 важных советов по дыханию во время пробежки

Maxim
Мыс доброй одежды Мыс доброй одежды

Алла Вербер — женщина, которая решает, что мы будем носить завтра

Cosmopolitan
Когда лайнер бьет хвостом Когда лайнер бьет хвостом

Авиаинциденты с «тейлстрайком»

Популярная механика
От барбекю до жареных бананов: 11 главных лайфхаков для гриль-мастера От барбекю до жареных бананов: 11 главных лайфхаков для гриль-мастера

Раскрываем все секреты успеха гриль-мастера!

Playboy
Вот паразиты! Вот паразиты!

95% всех взрослых людей на нашей планете заражены паразитами

Лиза
Самые смешные анекдоты 2018 года: про политику, ЧМ, отношения и многое другое Самые смешные анекдоты 2018 года: про политику, ЧМ, отношения и многое другое

«Хорошее чувство юмора», если задуматься, спорное качество

Playboy
Новые отношения — старые проблемы: как разорвать замкнутый круг Новые отношения — старые проблемы: как разорвать замкнутый круг

После расставания мы зарекаемся повторять прежние ошибки, но они преследуют нас

Psychologies
Мертвый город. Зачем Ford восстанавливает заброшенный вокзал в Детройте Мертвый город. Зачем Ford восстанавливает заброшенный вокзал в Детройте

Руководство Ford намерено превратить здание вокзала в исследовательский центр

Forbes
Сказка станет былью. Искусственный интеллект убьет магазины Сказка станет былью. Искусственный интеллект убьет магазины

Искусственный интеллект может стать идеальным слугой

Forbes
Узнать все Узнать все

Корреспондент Vogue отправилась в швейцарскую клинику

Vogue
Как отличать интеллектуальное кино от подделки Как отличать интеллектуальное кино от подделки

Признаки интеллектуального кино

Maxim
Основатель Kanobu создает онлайн-энциклопедию для геймеров Основатель Kanobu создает онлайн-энциклопедию для геймеров

Основатель Kanobu рассказывает о новом проекте — «энциклопедии для геймеров»

РБК
Высокая должность Высокая должность

Пентхаус Инги Берман у Шуховской башни

Tatler
Дуэль на шпажках Дуэль на шпажках

Расплата за национальную закуску в Стране Басков

Вокруг света
Ксения Новикова: Ксения Новикова:

Ксения Новикова из «Блестящих»: какие мужчины встречались на ее пути

Караван историй
Может, сами договоримся? Может, сами договоримся?

История читательницы

Лиза
9 симптомов, что вы подошли к переломному моменту в жизни 9 симптомов, что вы подошли к переломному моменту в жизни

Как распознать переломный момент в жизни и поверить в светлое будущее

Psychologies
Оздоровительный сеанс Оздоровительный сеанс

Лето – уникальное время для укрепления здоровья

Лиза
Умри все живое: 10 тайных причин неприятного запаха изо рта Умри все живое: 10 тайных причин неприятного запаха изо рта

Десять неочевидных причин убийственного аромата изо рта

Cosmopolitan
Открыть в приложении