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
Как нарциссы, психопаты и домашние тираны оправдывают свое поведение Как нарциссы, психопаты и домашние тираны оправдывают свое поведение

Как распознать нарцисса, психопата, домашнего тирана и что делать дальше

Psychologies
Крюки на ногах позволили роботу ANYmal вскарабкаться по приставной лестнице Крюки на ногах позволили роботу ANYmal вскарабкаться по приставной лестнице

Скорость подъема ANYmal в 232 раза превосходит результаты других роботов

N+1
Новая аристократия: тест Range Rover LWB Новая аристократия: тест Range Rover LWB

Range Rover скоро будет отмечать 50-летний юбилей

Популярная механика
Как лучшие оптические иллюзии обманывают твой мозг Как лучшие оптические иллюзии обманывают твой мозг

Чтобы обмануть мозг, нужно просто показать ему эти изображения

Maxim
Папуасский домострой Папуасский домострой

Бьёт — значит любит: жестокие нравы племени Энга

Вокруг света
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
Сломанные судьбы: 4 страшные истории о сексуальном рабстве Сломанные судьбы: 4 страшные истории о сексуальном рабстве

4 страшные истории о сексуальном рабстве

Cosmopolitan
Как российские СМИ устроили чемпионат мира по сексизму Как российские СМИ устроили чемпионат мира по сексизму

Лиза Лазерсон о сексистском троллинге в российской прессе

Esquire
«Даймлеры» Докера: самые красивые «Даймлеры» Докера: самые красивые

Как заказ автомобиля для свадьбы стал началом настоящей мании

Популярная механика
Заколдованное место Заколдованное место

Мистический триллер: утро, день, вечер и ночь в Диканьке

Вокруг света
5 вещей, которые должны быть в сумочке, если ты собралась на летний фестиваль 5 вещей, которые должны быть в сумочке, если ты собралась на летний фестиваль

Проверь, взяла ли ты всё необходимое, чтобы ничто не испортило тебе отдых

Cosmopolitan
12 лучших фильмов для знакомства с киберпанком 12 лучших фильмов для знакомства с киберпанком

Многие мальчики входят в киберпанк через мультики, но мы расскажем о фильмах

Maxim
Операция «Оливковая ветвь» Операция «Оливковая ветвь»

Почему греческие оливки знамениты на весь мир

Вокруг света
Как у младенца Как у младенца

Как правильно ухаживать за стопами, чтобы не стыдно было надеть босоножки

StarHit
Код в мешке Код в мешке

Разработчик Telegram — о слабых местах мессенджера

GQ
Правила идеального мужского аккаунта в соцсетях Правила идеального мужского аккаунта в соцсетях

С таким аккаунтом у тебя отбоя не будет от виртуальных поклонниц!

Maxim
Love is... Love is...

Ведущая «Дома-2» раскрыла «СтарХиту» секреты своего счастливого брака

StarHit
Сможет ли человечество пережить расширение Вселенной: мнение ученых Сможет ли человечество пережить расширение Вселенной: мнение ученых

Как избежать вымирания в беззвездной пустоте космической бездны

Популярная механика
После развода: как строить личную жизнь, если у вас есть дети? После развода: как строить личную жизнь, если у вас есть дети?

Если мы используем чрезмерную заботу о детях, это не поможет никому

Psychologies
Верные до гроба Верные до гроба

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

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

Что о тебе знает Facebook?

Maxim
В чем идти на фестиваль современного искусства В чем идти на фестиваль современного искусства

21 июля пройдет фестиваль современного искусства "Форма"

Esquire
Станислав Говорухин. Лучшее Станислав Говорухин. Лучшее

Вспоминаем знаменитого режиссера и его фильмы, которые уже стали классикой

Лиза
Такие милые! Бьюти-средства из Кореи, которые хочется купить за один их вид Такие милые! Бьюти-средства из Кореи, которые хочется купить за один их вид

Внутри — эффективные средства, снаружи — чистый детский восторг

Cosmopolitan
Спасибо, нет! Спасибо, нет!

Как научиться говорить «нет» и подумать о себе

Добрые советы
Самая глупая ложь: 4 случая, когда лжецов Самая глупая ложь: 4 случая, когда лжецов

Самые глупые поступки людей

Cosmopolitan
Белый стих Белый стих

Оксана Лаврентьева формулирует свою концепцию брака с писателем

Tatler
От трупа до русского: 9 ролей Дэниэла Рэдклиффа, которые тебя сильно удивят От трупа до русского: 9 ролей Дэниэла Рэдклиффа, которые тебя сильно удивят

9 ролей Дэниэла Рэдклиффа, которые тебя сильно удивят

Playboy
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
Открыть в приложении