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 определить серьезные заболевания по лицу: на эти признаки сразу обращают внимание врачи Как определить серьезные заболевания по лицу: на эти признаки сразу обращают внимание врачи

Отеки, высыпания, краснота на лице — какие болезни сопровождают эти симптомы

Популярная механика
Самая глупая ложь: 4 случая, когда лжецов Самая глупая ложь: 4 случая, когда лжецов

Самые глупые поступки людей

Cosmopolitan
ИИ наступает: что ждет российский агротех ИИ наступает: что ждет российский агротех

Зачем фермерам искусственный интеллект и беспилотники

Inc.
В фильме только девушки В фильме только девушки

Удачный старт в прокате «8 подруг Оушена» инициировал споры о «женском кино»

OK!
Реальные факты, стоящие за самыми известными мифами в истории Реальные факты, стоящие за самыми известными мифами в истории

Порой за легендами стоят реальные факты и явления

Maxim
5 простых способов разжечь огонь без спичек на природе 5 простых способов разжечь огонь без спичек на природе

Как быстро и просто разжечь огонь с помощью подручных средств

Популярная механика
We Happy Few и другие главные игровые новинки месяца We Happy Few и другие главные игровые новинки месяца

Игры, в которые стоит поиграть

Maxim
Анастасия Стежко. Преодоление Анастасия Стежко. Преодоление

История актрисы Анастасии Стежко

Караван историй
«Даймлеры» Докера: самые красивые «Даймлеры» Докера: самые красивые

Как заказ автомобиля для свадьбы стал началом настоящей мании

Популярная механика
Гилеадские муки: второй сезон «Рассказа служанки» как порно для совести Гилеадские муки: второй сезон «Рассказа служанки» как порно для совести

Что так и что не так с главным претендентом на «Эмми» 2018 года. Со спойлерами

Esquire
Сноу растаял Сноу растаял

Звезда сериала «Игра престолов» Кит Харингтон чуть не расстался с будущей женой

StarHit
Максим Скулачев: «Похоже, что мы взломали механизм старения!» Максим Скулачев: «Похоже, что мы взломали механизм старения!»

О том, когда настанет вечная молодость, рассказывает биохимик Максим Скулачев

Maxim
Путешествие в прошлое Путешествие в прошлое

Проехать 200 километров до Суздали на Toyota Celica

АвтоМир
Ставка на любовь Ставка на любовь

Ведущих «Давай поженимся!» преследуют неудачи в личной жизни

StarHit
Когнитивные искажения: как с их помощью нами манипулируют? Когнитивные искажения: как с их помощью нами манипулируют?

Когнитивные искажения: как с их помощью нами манипулируют?

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

Актриса театра и кино о моде и любви

Vogue
Россия попала в список самых работающих стран! Снова! Но не спеши ликовать. И вот почему Россия попала в список самых работающих стран! Снова! Но не спеши ликовать. И вот почему

Занимательный доклад Организации экономического сотрудничества и развития

Maxim
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
Сталинградский тракторный завод был построен в США! Сталинградский тракторный завод был построен в США!

Самые неожиданные родины национальных символов

Maxim
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
Календарь Pirelli 2019 — кадры из-за кулис съемок Календарь Pirelli 2019 — кадры из-за кулис съемок

Знаменитости в объективе шотландского фотографа Альберта Уотсона

Esquire
Хозяева подземелья Хозяева подземелья

Под землю можно спрятаться от многих сложностей

Вокруг света
Портрет генами Портрет генами

ДНК-фенотипирование позволит восстановить облик преступника по его генам

Популярная механика
Как носить оранжевый этим летом Как носить оранжевый этим летом

Как носить оранжевый этим летом

Vogue
7 самых больших зданий, которые так и не были построены 7 самых больших зданий, которые так и не были построены

Колоссальные постройки, которые в реальном мире так и не были возведены

Популярная механика
На честном слове На честном слове

«Мажор» Павел Прилучный — о цензуре, жестких проектах и диктатуре в семье

Glamour
Гурманам на заметку: самые вкусные тартары в ресторанах Раппопорта Гурманам на заметку: самые вкусные тартары в ресторанах Раппопорта

Самые вкусные тартары в ресторанах Раппопорта

Cosmopolitan
Безопасный Эрмитаж Безопасный Эрмитаж

Разговор с начальником службы безопасности Эрмитажа Александром Хожаиновым

Дилетант
Румия стыдится спастись: ей нужна твоя помощь Румия стыдится спастись: ей нужна твоя помощь

Румие Ширяевой 33 года и она стыдится, что у нее острый промиелоцитарный лейкоз

Cosmopolitan
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
Открыть в приложении