Самолёты с поворотным крылом
Как известно, центроплан – это та самая часть самолетного крыла, которая соединяет левую и правую плоскости и служит, собственно, для крепления крыла к фюзеляжу. В соответствии с логикой центроплан должен быть жесткой конструкцией. Но 21 декабря 1979 года в воздух поднялся самолет NASA AD-1, у которого крыло крепилось к фюзеляжу… на шарнире и могло поворачиваться, придавая самолету асимметричную форму.
Впрочем, все началось гораздо раньше — с сумрачного тевтонского гения Рихарда Фогта, главного конструктора легендарной фирмы Blohm & Voss. Фогт, известный нетипичным подходом к проектированию авиатехники, уже строил асимметричные самолеты и знал, что подобная схема не мешает летательному аппарату быть устойчивым в воздухе. И в 1944-м на свет появился проект Blohm & Voss and P.202.
Основной идеей Фогта была возможность значительно снизить лобовое сопротивление при полетах на высоких скоростях. Самолет взлетал с обычным симметричным крылом (поскольку крыло малой стреловидности имеет высокий коэффициент подъемной силы), а в полете оно поворачивалось в плоскости, параллельной оси фюзеляжа, тем самым уменьшая сопротивление. Собственно, это было одно из решений по реализации изменяемой стреловидности крыла — одновременно немцы отрабатывали и классическую симметричную стреловидность на самолете Messerschmitt Р.1101.
Blohm & Voss and P.202 казался слишком безумным, для того чтобы пойти в серию. Его крыло размахом 11,98 м могло поворачиваться на центральном шарнире на угол до 35° - при максимальном угле размах изменялся до 10,06 м. Основными недостатками были громоздкий и тяжелый (по расчетам) механизм поворота, занимавший слишком много места внутри фюзеляжа, и невозможность использовать крыло для навески дополнительного оборудования. Проект остался только на бумаге.
В то же самое время над похожим проектом работали и специалисты фирмы Messerschmitt. Их машина Me P.1109 получила прозвище «крыло-ножницы». У машины было два крыла, причем внешне независимых: одно располагалось над фюзеляжем, второе — под ним. При повороте верхнего крыла по часовой стрелке нижнее аналогичным образом поворачивалось против — такая конструкция позволяла качественно компенсировать перекос самолета при асимметричном изменении стреловидности. Крылья могли поворачиваться на угол до 60°, а при их положении, перпендикулярном оси фюзеляжа, самолет выглядел как обычный биплан.
Трудности у Messerschmitt были такие же, как у Blohm & Voss: сложный механизм и вдобавок — проблемы с конструкцией шасси. В итоге в серию не пошел даже построенный в железе самолет с симметрично изменяемой стреловидностью — Messerschmitt Р.1101, что уж говорить об асимметричных конструкциях, оставшихся лишь проектами. Немцы слишком сильно опередили свое время.
Выгоды и потери
Преимущества у асимметрично изменяемой стреловидности те же, что и у симметричной. Когда самолет взлетает, требуется высокая подъемная сила, когда же летит на высокой скорости (особенно выше скорости звука), подъемная сила уже не столь актуальна, а вот высокое лобовое сопротивление начинает мешать. Авиаинженерам приходится искать компромисс. Изменяя же стреловидность, самолет приспосабливается к режиму полета. Расчеты показывают, что расположение крыла под углом 60° к фюзеляжу значительно снизит аэродинамическое сопротивление, увеличивая максимальную крейсерскую скорость и снижая расход топлива.