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

Ткани со сверхвозможностями: материалы настоящего и будущего Ткани со сверхвозможностями: материалы настоящего и будущего

Культ тканей из природных волокон сменился восторгом от синтетических тканей

Популярная механика
Длинные руки Длинные руки

«Новичкам» здесь не место — как охотились на шпионов-дезертиров

Вокруг света
4 главных правила, которые помогут стать успешным блогером 4 главных правила, которые помогут стать успешным блогером

Как стать успешным инфлюенсером?

Psychologies
Бекхэм на Дамбо и пьяный енот: 22 пруфа, что взрослым весело в Диснейленде Бекхэм на Дамбо и пьяный енот: 22 пруфа, что взрослым весело в Диснейленде

Бекхэм на Дамбо и пьяный енот: 22 пруфа, что взрослым весело в Диснейленде

Playboy
5 неловких вопросов о сексе и честные ответы на них 5 неловких вопросов о сексе и честные ответы на них

Сексолог — о проблемах, с которыми люди сталкиваются в интимных отношениях

Psychologies
Фиолетовая пудра. Кайли Дженнер может стать самым молодым миллиардером в истории Фиолетовая пудра. Кайли Дженнер может стать самым молодым миллиардером в истории

Сестра Ким Кардашьян заработала на продаже косметики $900 млн

Forbes
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
Тугие паруса Тугие паруса

Шкипер Александр Аксенов 25 лет ловит в паруса попутный ветер

Seasons of life
Топ-10 мемов Чемпионата мира по футболу! Топ-10 мемов Чемпионата мира по футболу!

Все самые яркие моменты, которыми запомнился нам ЧМ

Maxim
Mercedes-Benz G-Class. Выживший Mercedes-Benz G-Class. Выживший

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

АвтоМир
И в печали, и в радости: вся правда о влюбленности И в печали, и в радости: вся правда о влюбленности

Всегда ли влюбленность дарит только положительные эмоции

Psychologies
Одинокие женщины не желают знакомиться... Одинокие женщины не желают знакомиться...

Истинные причины одиночества, которые отлично устраняются

Psychologies
Как делают ювелирные изделия: большой репортаж Как делают ювелирные изделия: большой репортаж

«ПМ» посетила производственную площадку ювелирного завода «Диамант»

Популярная механика
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
Самые известные преступники мира: от Усамы Бен Ладена до Чарльза Мэнсона Самые известные преступники мира: от Усамы Бен Ладена до Чарльза Мэнсона

Bзвестные преступники, которые на долгое время вошли в историю

Playboy
Как найти работу? Стать бездомным и раздавать на улице всем свое резюме Как найти работу? Стать бездомным и раздавать на улице всем свое резюме

Техасский разработчик решил переехать в Кремниевую долину для запуска стартапа

Playboy
Не упусти: топ-5 вещей, которые стоит купить во время распродаж Не упусти: топ-5 вещей, которые стоит купить во время распродаж

Что нужно постараться не пропустить на распродажах этого лета

Cosmopolitan
В чем идти на фестиваль современного искусства В чем идти на фестиваль современного искусства

21 июля пройдет фестиваль современного искусства "Форма"

Esquire
Мариам Новикова: Крит: чем заняться, что попробовать и увидеть на средиземноморском острове Мариам Новикова: Крит: чем заняться, что попробовать и увидеть на средиземноморском острове

На жаркий гористый Крит стоит приехать не только ради вечеринок и пляжей

СНОБ
В одни ворота В одни ворота

Почему во время матча у болельщиков «срывает крышу»

Вокруг света
Инь и Ян: действенные методы построения отношений Инь и Ян: действенные методы построения отношений

Как впустить в свою жизнь то, что сделает нас по-настоящему счастливыми?

Psychologies
Рекорды скорости на автомобиле: иллюстрированный справочник 1898-1914 Рекорды скорости на автомобиле: иллюстрированный справочник 1898-1914

Рекорды скорости на автомобиле 1898-1914

Популярная механика
Расти без старости Расти без старости

Предприниматель в области биотехнологий хочет помочь людям оставаться молодыми

Forbes
Анастасия Стежко. Преодоление Анастасия Стежко. Преодоление

История актрисы Анастасии Стежко

Караван историй
Что носили мужчины на этой неделе Что носили мужчины на этой неделе

Билл Скарсгард выглядит лучше брата, а Криштиану Роналду гонится за трендами

GQ
Узнать все Узнать все

Корреспондент Vogue отправилась в швейцарскую клинику

Vogue
Понять и простить Понять и простить

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

StarHit
Портреты маслом Портреты маслом

Собственная галерея героев прекрасного уголка Италии — Умбрии

Вокруг света
Лучшие шутки о финале Чемпионата мира! Лучшие шутки о финале Чемпионата мира!

Завершительный аккорд мундиаля выдался шикарным и богатым на мемы

Maxim
Менопауза: как подготовиться и пережить? Менопауза: как подготовиться и пережить?

Менопауза: как подготовиться и пережить?

Psychologies
Открыть в приложении