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

Накликали беду: как правильно применять AI в работе с небольшим количеством данных Накликали беду: как правильно применять AI в работе с небольшим количеством данных

Самые известные AI-модели, такие как GPT-3, обучены на гигантских датасетах

Популярная механика
Анна Грачевская: чем разнообразнее места для занятий любовью, тем интереснее Анна Грачевская: чем разнообразнее места для занятий любовью, тем интереснее

Анна Грачевская — девушка явно не робкого десятка

Playboy
Минус вайб Минус вайб

Чем опасно доверять написание кода нейросетям?

N+1
Ингмар Бергман: 18 цитат о кино, жизни и смерти Ингмар Бергман: 18 цитат о кино, жизни и смерти

14 июля 2018 года ровно 100 лет со дня рождения Ингмара Бергмана

Psychologies
«Дневник невидимки»: история необычной старшеклассницы с обычными проблемами «Дневник невидимки»: история необычной старшеклассницы с обычными проблемами

Отрывок из «Дневника невидимки» — романа о том, как оставаться собой

Forbes
С горочки спустился С горочки спустился

Мы встретились с чемпионом России по форкроссу Иваном Кунаевым

Популярная механика
Вторая жизнь бесполезных подарков Вторая жизнь бесполезных подарков

Получила презент, открыла коробку и поняла, что даритель не угадал...

Лиза
Оздоровительный сеанс Оздоровительный сеанс

Лето – уникальное время для укрепления здоровья

Лиза
7 слов, которые ты, скорее всего, употребляешь неправильно 7 слов, которые ты, скорее всего, употребляешь неправильно

Пусть прочитавший бросит в неграмотного словарем, если сам окажется без греха!

Maxim
Футбол закончился: как жить дальше? Футбол закончился: как жить дальше?

Чемпионат преподнес много сюрпризов и главный — не спортивный

Psychologies
Парень так боялся опоздать в первый рабочий день, что за ночь преодолел 32 км! И вот что сделал босс (видео) Парень так боялся опоздать в первый рабочий день, что за ночь преодолел 32 км! И вот что сделал босс (видео)

Его пример тебе наука! Не говоря уже о поступке начальника

Maxim
Женская сила: участницы рейтинга знаменитостей — 2018 Женская сила: участницы рейтинга знаменитостей — 2018

13 женщин, вошедших в рейтинг звезд шоу-бизнеса и спорта

Forbes
Их хотела вся Америка: 13 самых горячих актрис классического Голливуда Их хотела вся Америка: 13 самых горячих актрис классического Голливуда

Эффектные и роковые королевы кино середины прошлого века

Playboy
Флойд Мейвезер и Джордж Клуни стали самыми высокооплачиваемыми звездами Флойд Мейвезер и Джордж Клуни стали самыми высокооплачиваемыми звездами

Иногда некоторым звездам удается вернуться под свет софитов

Forbes
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
5 небанальных мест, где смотреть матч Россия — Хорватия 5 небанальных мест, где смотреть матч Россия — Хорватия

Где заедать и запивать стресс 7 июля

Esquire
Полосы Вероники Полосы Вероники

Дочь Джироламо Этро Вероника рассказывает, куда движется женская линия Etro

Vogue
Беспроводные колонки с мощным звучанием Беспроводные колонки с мощным звучанием

Тест 35 беспроводных колонок

CHIP
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
Экскурсия по уникальной студии «Матч ТВ» специально для «Популярной механики» Экскурсия по уникальной студии «Матч ТВ» специально для «Популярной механики»

Уникальная студия национального спортивного телеканала «Матч ТВ»

Популярная механика
Яндекс проиндексировал и дал доступ к тысячам документам Google Docs Яндекс проиндексировал и дал доступ к тысячам документам Google Docs

Вчера одна половина рунета узнала пароли другой

Maxim
Сила в глубинке. Как заработать на франшизе в регионах Сила в глубинке. Как заработать на франшизе в регионах

Современный франчайзинговый бизнес растет благодаря регионам

Forbes
Гарроча, Испания Гарроча, Испания

Вулкан Санта-Маргарида в вулканическом парке Гарроча

Maxim
Впечатления британца от путешествия в поезде Екатеринбург-Самара. Уморительный ОТЧЕТ Впечатления британца от путешествия в поезде Екатеринбург-Самара. Уморительный ОТЧЕТ

Впечатления британца от путешествия в поезде Екатеринбург-Самара

Maxim
Отцы и дети Отцы и дети

Алексей Серебряков делится своими впечатлениями от съемок в фильме «Ван Гоги»

OK!
Идея! Поучаствовать в правосудии Идея! Поучаствовать в правосудии

Сколько лет учиться на присяжного и сколько зарабатывают понятые

Maxim
Древние технологии, которых не было: как лжеученые пытаются нас обмануть Древние технологии, которых не было: как лжеученые пытаются нас обмануть

YouTube-канал Utopia Show рассказывает о науке и мифах

Cosmopolitan
Не цифрой единой Не цифрой единой

Парадокс альтернативных инвестиций

Forbes
Анна Андерсон в роли Анастасии Анна Андерсон в роли Анастасии

Истории «чудесного спасения» погибших лиц царской крови случались неоднократно

Дилетант
Любимые сцены актеров из сериала Любимые сцены актеров из сериала

В этом году исполняется ровно 10 лет с выхода первого сезона "Во все тяжкие"

Esquire
Открыть в приложении