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

Как в России производят титан: технология настоящего Как в России производят титан: технология настоящего

Гигант ВСМПО-АВИСМА — неотъемлемая часть мирового авиапрома

Популярная механика
10 фактов о секте 10 фактов о секте

6 июля в Японии казнили основателя секты «Аум Синрике» Секо Асахара

Esquire
Ученые превратили растительные отходы в топливо для самолетов Ученые превратили растительные отходы в топливо для самолетов

Технологию производства авиатоплива из биомассы создали в РГУ нефти и газа

ТехИнсайдер
Торжество морали: Дерипаска отсудил миллион рублей у Насти Рыбки и ее секс-тренера Торжество морали: Дерипаска отсудил миллион рублей у Насти Рыбки и ее секс-тренера

История конфликта между Олегом Дерипаской и Настей Рыбкой подошла к развязке

Forbes
Сменила балет на «Игрушки»: как Агния Барто стала одной из главных детских поэтесс Сменила балет на «Игрушки»: как Агния Барто стала одной из главных детских поэтесс

История Агнии Барто, одной из главных детских поэтесс в России

Forbes
Ночные едоки: почему они едят, когда нужно спать Ночные едоки: почему они едят, когда нужно спать

Кто из нас не бегал ночью к холодильнику, чтобы стащить что-нибудь вкусненькое

Psychologies
Girl in Vogue: Варвара Шмыкова Girl in Vogue: Варвара Шмыкова

Актриса театра и кино о моде и любви

Vogue
Продавай быстро. Почему в России заканчивается эпоха скидок на жилье Продавай быстро. Почему в России заканчивается эпоха скидок на жилье

В России должно быть прекращено заключение договоров долевого участия

Forbes
Суперсемейка Суперсемейка

Дизайнер Ирина Коротич оформила квартиру для огромной коллекции супергероев

AD
Рейтинг клана. Почему эпоха Пугачевой не закончится никогда Рейтинг клана. Почему эпоха Пугачевой не закончится никогда

В рейтинг 50 российских звезд ежегодно попадают совсем нечужие Пугачевой люди

Forbes
Спиральная динамика: как по одежде выбрать будущую жену Спиральная динамика: как по одежде выбрать будущую жену

Как определить по одежде жизненные приоритеты девушки и ее отношение к семье

Psychologies
Веселые каникулы Веселые каникулы

Чтобы за лето ребенок набрался сил, ему надо проводить время на свежем воздухе

Лиза
«Утренний секс — секрет успеха в жизни» «Утренний секс — секрет успеха в жизни»

О преимуществах и роли утреннего секса в жизни партнеров

Psychologies
Самые смешные анекдоты 2018 года: про политику, ЧМ, отношения и многое другое Самые смешные анекдоты 2018 года: про политику, ЧМ, отношения и многое другое

«Хорошее чувство юмора», если задуматься, спорное качество

Playboy
Под чужим флагом. Самые длинные яхты российских миллиардеров Под чужим флагом. Самые длинные яхты российских миллиардеров

20 самых длинных яхт российских миллиардеров

Forbes
Линия бровей: поговорим про хвостик Линия бровей: поговорим про хвостик

Анастасия Алексеенко предлагает поговорить о «хвостике» брови

Cosmopolitan
В чем ездить на мотоцикле по городу? В чем ездить на мотоцикле по городу?

Чтобы быть стильным и остаться живым, следуй этим правилам

GQ
Как делают ювелирные изделия: большой репортаж Как делают ювелирные изделия: большой репортаж

«ПМ» посетила производственную площадку ювелирного завода «Диамант»

Популярная механика
Как стать здоровым, если не болен Как стать здоровым, если не болен

Как раскрыть свой энергетический потенциал и стать счастливее и успешнее

Esquire
Понять и простить Понять и простить

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

StarHit
Тайное знание: почему сегодня не нужны многоразовые ракеты Тайное знание: почему сегодня не нужны многоразовые ракеты

Количество ракетных пусков в мире сократилось после завершения Холодной войны

Forbes
Большая стирка: как быстро отмыть помаду, тональный крем и красное вино с одежды Большая стирка: как быстро отмыть помаду, тональный крем и красное вино с одежды

Что делать, если нет возможности отдать вещи в химчистку

Cosmopolitan
Кто такая Агния Миргородская Кто такая Агния Миргородская

Супергероиня из мира современного искусства Агния Миргородская

Vogue
Стиль на трибуне: как одеваются избранницы главных футболистов Стиль на трибуне: как одеваются избранницы главных футболистов

Кто украл сердца самых знаменитых футболистов и как эти девушки одеваются?

Cosmopolitan
5 кризисов, которые переживает каждая женщина 5 кризисов, которые переживает каждая женщина

Жизненные кризисы неизбежно переживают и мужчины, и женщины

Psychologies
С поля — в вечность: 6 главных рекордcменов чемпионатов мира С поля — в вечность: 6 главных рекордcменов чемпионатов мира

На чемпионатах мира по футболу играют команды, а звездами становятся личности.

Playboy
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
Музыка их связала Музыка их связала

Кто и как зарабатывал на любви России к красивой мелодии

Forbes
Прощай, Америка. Куда Россия перевела миллиарды из госдолга США Прощай, Америка. Куда Россия перевела миллиарды из госдолга США

Россия сократила свое участие в госдолге США до минимальных значений с 2007 года

Forbes
Море закрывается. Почему иностранцев выдавливают из рыбной отрасли Море закрывается. Почему иностранцев выдавливают из рыбной отрасли

Количество иностранных судов в рыбной отрасли в Северном бассейне составляет 70%

Forbes
Открыть в приложении