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

10 знаменитых средневековых путешественников 10 знаменитых средневековых путешественников

История каждого средневекового путешественника — это приключенческий роман

Популярная механика
Новое поколение: MINI 3 двери, MINI 5 дверей и MINI Cabrio Новое поколение: MINI 3 двери, MINI 5 дверей и MINI Cabrio

Компактные британские автомобили MINI продолжают завоевывать мир

Maxim
Почему телефон быстро разряжается и как это исправить: 5 простых советов Почему телефон быстро разряжается и как это исправить: 5 простых советов

Как сделать, чтобы телефон не разряжался быстро

CHIP
Слабое звено: почему рубль будет худшей валютой 2018 года Слабое звено: почему рубль будет худшей валютой 2018 года

Российскую валюту сбили с ног апрельские санкции, а сейчас добивают реформы

Forbes
Насколько вы терпеливый человек? Психологический тест для самопознания Насколько вы терпеливый человек? Психологический тест для самопознания

Выберите свечу и узнайте, насколько вы терпеливы

ТехИнсайдер
Mercedes-Benz G-Class. Выживший Mercedes-Benz G-Class. Выживший

Mercedes-Benz G-Class. Гелендваген буквально выгрыз себе новую жизнь

АвтоМир
Едем на машине Едем на машине

Дальние поездки на автомобиле – это сплошные плюсы

Домашний Очаг
Каким был последний день чемпионата мира по футболу. Фоторепортаж Каким был последний день чемпионата мира по футболу. Фоторепортаж

15 июля на стадионе "Лужники" состоялся финал чемпионата мира по футболу

Esquire
5 небанальных мест, где смотреть матч Россия — Хорватия 5 небанальных мест, где смотреть матч Россия — Хорватия

Где заедать и запивать стресс 7 июля

Esquire
Стоящие люди: 10 самых дорогих игроков чемпионата мира — 2018 Стоящие люди: 10 самых дорогих игроков чемпионата мира — 2018

В четвертьфиналах турнира — 6 и 7 июля — сыграют семь футболистов из топ-10

Forbes
«Даймлеры» Докера: самые красивые «Даймлеры» Докера: самые красивые

Как заказ автомобиля для свадьбы стал началом настоящей мании

Популярная механика
7 слов, которые ты, скорее всего, употребляешь неправильно 7 слов, которые ты, скорее всего, употребляешь неправильно

Пусть прочитавший бросит в неграмотного словарем, если сам окажется без греха!

Maxim
Cкайп-терапия: реальная помощь или иллюзия? Cкайп-терапия: реальная помощь или иллюзия?

Виртуальное общение с психологом — насколько это эффективно?

Psychologies
США и Китай готовятся к новому раунду торговой войны. Весь мир фрустрирован США и Китай готовятся к новому раунду торговой войны. Весь мир фрустрирован

Воюют две самые крупные экономики — страдаем все мы

Maxim
Гаумарджос! 11 правил и лайфхаков грузинского застолья Гаумарджос! 11 правил и лайфхаков грузинского застолья

11 правил и лайфхаков грузинского застолья

Maxim
«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
Овен с гранатой: как знаки зодиака водят машину Овен с гранатой: как знаки зодиака водят машину

Как знаки зодиака ведут себя за рулем

Cosmopolitan
Вот это цирк! Вот это цирк!

Максим Никулин и его супруга Мария показали свой новый лофт в центре Москвы

AD
Рекорды скорости на автомобиле: иллюстрированный справочник 1964 - наши дни Рекорды скорости на автомобиле: иллюстрированный справочник 1964 - наши дни

Третья часть "рекордного" обзора!

Популярная механика
Голос улиц Голос улиц

Звезда стрит-арта Шепард Фейри рассуждает о грани между роскошью и бунтарством

Vogue
Tesla для всех Tesla для всех

Возможности новой Tesla Model 3

CHIP
10 главных мемов ЧМ-2018 10 главных мемов ЧМ-2018

Чем запомнится нынешний чемпионат мира по футболу

Русский репортер
Портреты маслом Портреты маслом

Собственная галерея героев прекрасного уголка Италии — Умбрии

Вокруг света
Как выглядел Как выглядел

В апреле 1913 года в Америке открылся небоскреб Вулворт-билдинг

Популярная механика
Toyota Camry Toyota Camry

Toyota Camry. Самое время обновиться

Quattroruote
Пропавшую в океане женщину нашли 1,5 года спустя на том же месте и в той же одежде! Живую! Пропавшую в океане женщину нашли 1,5 года спустя на том же месте и в той же одежде! Живую!

Пропавшую в океане женщину нашли 1,5 года спустя на том же месте! Живую!

Maxim
Сюрпризы от ФНС. Будут ли облагаться налогом переводы на карту Сюрпризы от ФНС. Будут ли облагаться налогом переводы на карту

Когда переводы денег с карты на карту не влекут возникновение НДФЛ

Forbes
Трагедии золотой молодежи: гибель Ратмира Шишкова, Чингиса Гуцериева и других Трагедии золотой молодежи: гибель Ратмира Шишкова, Чингиса Гуцериева и других

Они жили ярко, роскошно - и очень недолго... Трагедии золотой молодежи

Cosmopolitan
Одежды ангелов Одежды ангелов

Экскурсия по лондонскому ателье, где создают костюмы для главных киношедевров

Вокруг света
Несолнечные Пиренеи: почему Испания собирается «раскулачивать» богатых нерезидентов Несолнечные Пиренеи: почему Испания собирается «раскулачивать» богатых нерезидентов

Испания перестает быть удобным местом для минимизации налогов

Forbes
Открыть в приложении