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

Как возводят дымовые трубы Как возводят дымовые трубы

Какие мысли возникают у нас при виде дымовых труб, выпускающих в небо облака?

Популярная механика
Мозг и медитация. Чем знания тибетских монахов помогут в бизнесе Мозг и медитация. Чем знания тибетских монахов помогут в бизнесе

Как медитация влияет на нейропластичность мозга

Forbes
Каким мог стать Ту-204: как советские конструкторы искали идеальный авиалайнер Каким мог стать Ту-204: как советские конструкторы искали идеальный авиалайнер

За 15 лет видение о том, каким должен быть Ту-204, несколько раз менялось

ТехИнсайдер
Лучшие шутки дня и конкурс мокрых маек Лучшие шутки дня и конкурс мокрых маек

Фермерский дайджест авторского юмора с авторской орфографией

Maxim
Мы выбираем друг друга не случайно Мы выбираем друг друга не случайно

Выбор партнера предопределен всем предшествующим ходом нашей жизни

Psychologies
Как Уилл Смит экспериментировал со стилем Как Уилл Смит экспериментировал со стилем

Модный мир он покорил давным давно, поэтому сейчас взялся за интернет

Esquire
Лучшие шутки дня и рыбные обозы из Архангельска в Москву! Лучшие шутки дня и рыбные обозы из Архангельска в Москву!

Стопроцентный дайджест авторского юмора с авторской орфографией

Maxim
Проповедник Проповедник

«Отец массового туризма» — Томас Кук

Вокруг света
10 потрясающих кастомов Джорджа Бэрриса 10 потрясающих кастомов Джорджа Бэрриса

За свою кинокарьеру Джордж Бэррис сделал десятки удивительных автомобилей

Популярная механика
10 разочарований в семейной жизни, с которыми вы точно справитесь 10 разочарований в семейной жизни, с которыми вы точно справитесь

Как дожить до серебряной свадьбы и не разочаровать друг друга?

Домашний Очаг
10 главных мужских гаджетов для дачи 10 главных мужских гаджетов для дачи

Долой прополку патиссонов и сбор урожая колорадских жуков

Maxim
Молодая Сидни Свини: 20 горячих фото звезды «Острых предметов» и «Рассказа служанки» Молодая Сидни Свини: 20 горячих фото звезды «Острых предметов» и «Рассказа служанки»

Сериал «Рассказ служанки» — это страшный и злободневный триллер

Playboy
Щипай нас, мы спим!!! Россия обыграла Испанию и вышла в четвертьфинал! Щипай нас, мы спим!!! Россия обыграла Испанию и вышла в четвертьфинал!

Россия в 1/8 финала чемпионата мира победила Испанию

Maxim
Золотые горы Золотые горы

Как работает казино в новой игорной зоне «Красная Поляна»

Forbes
Мечты о Царьграде Мечты о Царьграде

Мечты о возрождении Византии исчезли вместе с монархией

Дилетант
У меня будет стадо бычков У меня будет стадо бычков

Арине Смирновой не нравилось работать в рекламе – и она стала фермером

Домашний Очаг
Съезжать от родителей и еще 9 разорительных ошибок молодости Съезжать от родителей и еще 9 разорительных ошибок молодости

Финансовые глупости молодых перечислять можно бесконечно и с удовольствием

Maxim
Питер Дундас рассказал Vogue о своей новой коллекции Питер Дундас рассказал Vogue о своей новой коллекции

Питер Дундас о своем показе и сотрудничестве с Бейонсе

Vogue
Дайте жару! Дайте жару!

Яна Кедрина прощается с романтическим прошлым и обещает зажечь танцполы

Vogue
Мы провели один день с Галь Гадот. И узнали о ней абсолютно все Мы провели один день с Галь Гадот. И узнали о ней абсолютно все

Галь Гадот и вправду Чудо-Женщина

GQ
Самые древние небоскрёбы в мире: глиняный город Шибам Самые древние небоскрёбы в мире: глиняный город Шибам

Столетия назад из обычной глины были возведены колоссальные сооружения

Популярная механика
Почему мы встречаем правильных людей в неправильное время Почему мы встречаем правильных людей в неправильное время

Может быть, расставание с человеком, понимающим нас с полувздоха, к лучшему

Psychologies
8 удивительных фактов о динозаврах 8 удивительных фактов о динозаврах

Теплокровные, пернатые и заботливые — такими были динозавры

Вокруг света
Хочу замуж, но боюсь! Хочу замуж, но боюсь!

Есть страхи, которые мешают женщине стать счастливой

Лиза
Как добиться эффекта пляжных волос Как добиться эффекта пляжных волос

Как добиться эффекта пляжных волос даже за тысячи километров от моря

GQ
«Выступление не состоится»: реакция на бойкот «Нашествия» из-за милитаризма «Выступление не состоится»: реакция на бойкот «Нашествия» из-за милитаризма

Реакция на бойкот «Нашествия» из-за милитаризма

Playboy
Под чужим флагом. Самые длинные яхты российских миллиардеров Под чужим флагом. Самые длинные яхты российских миллиардеров

20 самых длинных яхт российских миллиардеров

Forbes
С поля — в вечность: 6 главных рекордcменов чемпионатов мира С поля — в вечность: 6 главных рекордcменов чемпионатов мира

На чемпионатах мира по футболу играют команды, а звездами становятся личности.

Playboy
«Счастье» материнства «Счастье» материнства

Почему никто не предупредил, что материнство – это так трудно?

Домашний Очаг
От Австрии до Гренады: 10 стран, в которых можно купить гражданство От Австрии до Гренады: 10 стран, в которых можно купить гражданство

10 стран, в которых можно купить гражданство

Playboy
Открыть в приложении