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 работают современные российские ледоколы Как работают современные российские ледоколы

«кСромные размеры» — последнее, что приходит в голову при виде ледокола

Популярная механика
Закрытые окна, заколоченные двери. Как общество может остановить пытки в колониях Закрытые окна, заколоченные двери. Как общество может остановить пытки в колониях

Попавшее в сеть видео о пытках в ярославской колонии было сделано год назад

СНОБ
Вовсе не для развлечения: зачем на самом деле в Windows были встроены игры «Косынка» и «Сапер» Вовсе не для развлечения: зачем на самом деле в Windows были встроены игры «Косынка» и «Сапер»

«Косынка» и «Сапер»: какой замысел Билла Гейтса они в себе таили?

ТехИнсайдер
Кубинские страсти Кубинские страсти

Куба – чудо-остров в Карибском море, где жить легко и просто

Лиза
«Мне ни на что не хватает!»: 4 типа отношения к деньгам «Мне ни на что не хватает!»: 4 типа отношения к деньгам

Как нормализовать свое отношение к деньгам?

Psychologies
Верные до гроба Верные до гроба

Эти несчастные, возможно, в большей степени заслужили право считаться святыми

Дилетант
Язык соблазна Язык соблазна

Как вести интимный диалог? Есть ли законы у этого жанра?

Psychologies
Кристиан Крахт Кристиан Крахт

Кристиан Крахт: Мертвые

Esquire
Приключения Электроников Приключения Электроников

Как живут и работают представители пяти новых инженерных профессий

Русский репортер
Растущий организм: как клуб Рыболовлева заработал €500 млн на продаже игроков Растущий организм: как клуб Рыболовлева заработал €500 млн на продаже игроков

Как функционирует клуб, где вырастили звезду сборной Франции Килиана Мбаппе

Forbes
Ботокс всемогущий, или Как уколы красоты могут сделать нас счастливее Ботокс всемогущий, или Как уколы красоты могут сделать нас счастливее

Свойства ботокса и как он помогает занять высокое положение в обществе

Cosmopolitan
Куда дела клонятся? Куда дела клонятся?

Верховный суд опубликовал статистику, которую не может объяснить ни один юрист

Огонёк
Код в мешке Код в мешке

Разработчик Telegram — о слабых местах мессенджера

GQ
Bonjour Paris! Bonjour Paris!

Ксения Сухинова рассказала о самых модных и кинематографических местах Парижа

OK!
Тайная кнопка: всегда ли влиять на других плохо? Тайная кнопка: всегда ли влиять на других плохо?

Всегда ли влиять на других плохо? И как защититься, если потребуется?

Psychologies
«Мне неинтересно жить онлайн» «Мне неинтересно жить онлайн»

Дельфин о том, что он готовит для поклонников и почему его нет в соцсетях

OK!
«Я люблю красивых людей»: правила жизни Земфиры «Я люблю красивых людей»: правила жизни Земфиры

Forbes собрал высказывания певицы Земфира о своем и чужом творчестве

Forbes
Дмитрий Данилов Дмитрий Данилов

Дмитрий Данилов: Самое ужасное место в Москве

Esquire
В чем идти на фестиваль современного искусства В чем идти на фестиваль современного искусства

21 июля пройдет фестиваль современного искусства "Форма"

Esquire
Genesis G70 Genesis G70

Genesis G70. Смелость берет города, а иногда еще верх над стереотипами

Quattroruote
Лучшие шутки дня и пара стаканчиков свежайших клопов! Лучшие шутки дня и пара стаканчиков свежайших клопов!

Вдохновляющий дайджест авторского юмора с авторской орфографией

Maxim
Кто-нибудь, дайте Неймару «Оскар»: мемы о симуляциях бразильской звезды Кто-нибудь, дайте Неймару «Оскар»: мемы о симуляциях бразильской звезды

Капитан сборной Бразилии Неймар в очередной раз вызвал волну шуток в свой адрес

Playboy
Будьте здоровы! 25 советов путешественнику Будьте здоровы! 25 советов путешественнику

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

Домашний Очаг
Уникальные снимки гробницы Тутанхамона: как это было сто лет назад Уникальные снимки гробницы Тутанхамона: как это было сто лет назад

Уникальные снимки гробницы Тутанхамона: как это было сто лет назад

Популярная механика
Загадка космических лучей и источник нейтрино: уникальное открытие Загадка космических лучей и источник нейтрино: уникальное открытие

Впервые в истории астрономам удалось установить источник нейтрино

Популярная механика
С точки зрения любви С точки зрения любви

Мы поговорили с Гузель Яхиной про новый роман и про служение слову

Seasons of life
Основатель Kanobu создает онлайн-энциклопедию для геймеров Основатель Kanobu создает онлайн-энциклопедию для геймеров

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

РБК
Громкий дон Громкий дон

История Джона Готти Младшего, босса мафиозной семьи Гамбино

Maxim
Дороже денег Дороже денег

Фильм Михаила Задорнова досняли на средства его поклонников

StarHit
Сноу растаял Сноу растаял

Звезда сериала «Игра престолов» Кит Харингтон чуть не расстался с будущей женой

StarHit
Открыть в приложении