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

5 увлекательных книг об истории России 5 увлекательных книг об истории России

Подборка книг, авторы которых расскажут о возникновении и становлении России

Популярная механика
Елизавета Боярская: Елизавета Боярская:

Двухдневное путешествие в Барселону вместе с актрисой Елизаветой Боярской

Cosmopolitan
Антисмартфоны и цифровые детокс-устройства: как tech-индустрия зарабатывает на нашей усталости от экранов Антисмартфоны и цифровые детокс-устройства: как tech-индустрия зарабатывает на нашей усталости от экранов

Гаджеты, которые помогут вернуть контроль над своим временем

Inc.
Сказка станет былью. Искусственный интеллект убьет магазины Сказка станет былью. Искусственный интеллект убьет магазины

Искусственный интеллект может стать идеальным слугой

Forbes
Мы выбираем друг друга не случайно Мы выбираем друг друга не случайно

Выбор партнера предопределен всем предшествующим ходом нашей жизни

Psychologies
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
Тайны лучших песен Дэвида Гетта Тайны лучших песен Дэвида Гетта

Легенда французской электроники вспоминает работы с Рианной, Sia и другими

Cosmopolitan
Бизнес против инноваций. Почему в России отложили переход на онлайн-кассы Бизнес против инноваций. Почему в России отложили переход на онлайн-кассы

Индивидуальные предприниматели получили право не переходить на онлайн-кассы

Forbes
Вещи, которые никогда нельзя покупать б/у Вещи, которые никогда нельзя покупать б/у

Нельзя отнять у народа его любовь задешево покупать подержанные вещи

Maxim
Можно ли на самом деле «выйти из тела»? Можно ли на самом деле «выйти из тела»?

Где заканчивается наше «я» и начинается окружающий мир

Популярная механика
Овен с гранатой: как знаки зодиака водят машину Овен с гранатой: как знаки зодиака водят машину

Как знаки зодиака ведут себя за рулем

Cosmopolitan
Институт элиты Институт элиты

Forbes представляет первый рейтинг высших учебных заведений

Forbes
Женщина случайно угнала автомобиль и, не заметив этого, спокойно ездила на нем 2 недели! Женщина случайно угнала автомобиль и, не заметив этого, спокойно ездила на нем 2 недели!

Увлекательная и загадочная история о широте женской души

Maxim
Круто, ты попала! Круто, ты попала!

20-ка самых обсуждаемых в Сети представительниц слабого пола

StarHit
Голос улиц Голос улиц

Звезда стрит-арта Шепард Фейри рассуждает о грани между роскошью и бунтарством

Vogue
Девальвация и отвага: почему не стоит менять рубли на доллары Девальвация и отвага: почему не стоит менять рубли на доллары

Минфин увеличит покупки валюты на рынке, что продолжит давить на курс рубля

Forbes
Как закалялся Сталлоне: история парня, которому прочили будущее лифтера, а он стал сценаристом, актером и режиссером Как закалялся Сталлоне: история парня, которому прочили будущее лифтера, а он стал сценаристом, актером и режиссером

Сильвестру Сталлоне стукнуло 72 года!

Maxim
Урок географии Урок географии

На окраине Москвы вдруг натыкаешься на юрты и чумы, выглядывающие из-за забора

Seasons of life
Под запретом Под запретом

Что мешает паре обрести гармонию

StarHit
Вся программа Alfa Future People 2018 в одой статье Вся программа Alfa Future People 2018 в одой статье

Наконец-то мы узнали полную программу фестиваля Alfa Future People

Maxim
Лучшие шутки дня и конкурс мокрых маек Лучшие шутки дня и конкурс мокрых маек

Фермерский дайджест авторского юмора с авторской орфографией

Maxim
9 вредных водительских привычек, которые обходятся тебе в круглую сумму 9 вредных водительских привычек, которые обходятся тебе в круглую сумму

Присмотрись к своей манере езды

Maxim
5 вопросов, которые подскажут, нужны ли вам перемены 5 вопросов, которые подскажут, нужны ли вам перемены

Многие привыкли плыть по течению, закрывая глаза на то, что их жизнь не идеальна

Psychologies
Ксения Новикова: Ксения Новикова:

Ксения Новикова из «Блестящих»: какие мужчины встречались на ее пути

Караван историй
Хочу ребенка, но... Хочу ребенка, но...

Материнство – потребность, которая заложена в женщине природой

Лиза
Нефть, рубль и кошелек: сколько заплатит потребитель за маневр правительства Нефть, рубль и кошелек: сколько заплатит потребитель за маневр правительства

Сможет ли изменение фискальных условий помочь развитию нефтепереработки

Forbes
Самые крутые боевики, которые стоит посмотреть: 43 лучших фильма Самые крутые боевики, которые стоит посмотреть: 43 лучших фильма

Самые крутые боевики, которые стоит посмотреть каждому

Playboy
Проповедник Проповедник

«Отец массового туризма» — Томас Кук

Вокруг света
Много личного: как мужчины выбирают будущую жену Много личного: как мужчины выбирают будущую жену

От чего зависит выбор партнера и на что обращают внимание женщины и мужчины

Forbes
Ми-ми-ми: самые маленькие секс-игрушки, которые можно взять с собой Ми-ми-ми: самые маленькие секс-игрушки, которые можно взять с собой

Секс-игрушки, которые можно брать с собой куда угодно

Cosmopolitan
Открыть в приложении