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

Внутри вас — множество субличностей. Кто они и чего хотят? Внутри вас — множество субличностей. Кто они и чего хотят?

Отрывок из книги Ричарда Шварца «Мои разные "я"» — о разных частях личности

Популярная механика
Неизвестные грузовики из Канады: арктический бренд Foremost Неизвестные грузовики из Канады: арктический бренд Foremost

Слышали ли вы о таком автомобильном бренде, как Foremost?

Популярная механика
Ученые превратили растительные отходы в топливо для самолетов Ученые превратили растительные отходы в топливо для самолетов

Технологию производства авиатоплива из биомассы создали в РГУ нефти и газа

ТехИнсайдер
Будьте здоровы! 25 советов путешественнику Будьте здоровы! 25 советов путешественнику

В путешествии возможны любые неожиданности, но многие из них можно предотвратить

Домашний Очаг
Нейробиолог назвал привычку, объединяющую гениев. А у вас она есть? Нейробиолог назвал привычку, объединяющую гениев. А у вас она есть?

Настоящий прорыв мысли начинается в тишине и одиночестве

Maxim
Другое измерение Другое измерение

Чем Пабло Пикассо оскорбил друзей и коллег на картине «Авиньонские девицы»

Вокруг света
Институт элиты Институт элиты

Forbes представляет первый рейтинг высших учебных заведений

Forbes
Генри Кавилл: “Усы приносят сразу и удачу, и неудачу” Генри Кавилл: “Усы приносят сразу и удачу, и неудачу”

Генри Кавилл о Томе Крузе, шпионах, футболе и символизме усов

Esquire
Ночные едоки: почему они едят, когда нужно спать Ночные едоки: почему они едят, когда нужно спать

Кто из нас не бегал ночью к холодильнику, чтобы стащить что-нибудь вкусненькое

Psychologies
Глобальная угроза: как скоро рухнет американская экономика Глобальная угроза: как скоро рухнет американская экономика

Главных страхов глобальных инвесторов — это предстоящий спад экономики США

Forbes
Сеть знает обо всем, что вы делали Сеть знает обо всем, что вы делали

Популярные социальные сети собирают данные о пользователях

CHIP
Геннадий Карюк. Конец прекрасной эпохи Геннадий Карюк. Конец прекрасной эпохи

Кинооператор Геннадий Карюк вспоминает Киру Муратову и Станислава Говорухина

Караван историй
Много личного: как мужчины выбирают будущую жену Много личного: как мужчины выбирают будущую жену

От чего зависит выбор партнера и на что обращают внимание женщины и мужчины

Forbes
7 технологий, при помощи которых Facebook следит за тобой 7 технологий, при помощи которых Facebook следит за тобой

Что о тебе знает Facebook?

Maxim
12 невероятных доспехов и шлемов 12 невероятных доспехов и шлемов

Некоторые латы и шлемы действительно кажутся необычными

Maxim
Островная лихорадка Островная лихорадка

Аборигены, передающие по наследству райские кущи

Вокруг света
Наши в городе Наши в городе

Винтажный интерьер в Дюссельдорфе

SALON-Interior
Вкус перемен Вкус перемен

Через несколько лет появится еда, которую сейчас сложно назвать съедобной

Вокруг света
«Меня бесит, когда перебивают» «Меня бесит, когда перебивают»

Почему некоторых людей бесит, когда их перебивают?

Psychologies
Прошлое не вернуть. Россия больше не будет великой научной державой Прошлое не вернуть. Россия больше не будет великой научной державой

Атомные, космические и военные технологии нуждаются в дальнейшем развитии

Forbes
Диета по Зодиаку Диета по Зодиаку

Чтобы килограммы уходили быстрее и легче, прислушайся к советам астрологов

Лиза
Спиной к США: на что ЦБ променял вложения в американский госдолг Спиной к США: на что ЦБ променял вложения в американский госдолг

Банк России сократил вложения в казначейские облигации США

Forbes
Выгодный ход Выгодный ход

Какие вещи стоит купить на распродаже

StarHit
+10 к крутости: самые трендовые мужские аксессуары этого лета +10 к крутости: самые трендовые мужские аксессуары этого лета

Лето — то самое время года, когда любому мужчине аксессуары нужны как никогда

Playboy
Биткоины для Донбасса: ополченец «Морячок» покупает скандальную криптобиржу Биткоины для Донбасса: ополченец «Морячок» покупает скандальную криптобиржу

Российскую биржу криптовалют Wex покупает бывший ополченец «Морячок»

РБК
Виктория Лазич. За ширмой Виктория Лазич. За ширмой

Рассказ подруги дочери Брежнева

Караван историй
Календарь Pirelli 2019 — кадры из-за кулис съемок Календарь Pirelli 2019 — кадры из-за кулис съемок

Знаменитости в объективе шотландского фотографа Альберта Уотсона

Esquire
«Люк, я твой…»: 56 лучших фильмов с неожиданными концовками «Люк, я твой…»: 56 лучших фильмов с неожиданными концовками

Представляем самые неожиданные концовки в истории кино

Playboy
Что читать в июле: выбор Psychologies Что читать в июле: выбор Psychologies

Подборка из восьми книг, которые можно взять с собой в путешествие

Psychologies
Понять и простить Понять и простить

Финалист шоу «Голос» впервые за 34 года встретился с родной матерью

StarHit
Открыть в приложении