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

Музыкальная эстетика заводов от саунд-дизайнеров: как записать чистый звук машины Музыкальная эстетика заводов от саунд-дизайнеров: как записать чистый звук машины

Кто такие саунд-дизайнеры и что такое сонорные объекты?

Популярная механика
Немедленно прекрати! Вырывать волосы из носа — смертельно опасно! Немедленно прекрати! Вырывать волосы из носа — смертельно опасно!

От этого умер композитор Скрябин

Maxim
Как обработать фото, будто вы сделали его на пленку? Сохраните этот простой метод! Как обработать фото, будто вы сделали его на пленку? Сохраните этот простой метод!

Как сделать цифровые снимки похожими на пленку: инструкция

ТехИнсайдер
Сломанные судьбы: 4 страшные истории о сексуальном рабстве Сломанные судьбы: 4 страшные истории о сексуальном рабстве

4 страшные истории о сексуальном рабстве

Cosmopolitan
Какие позы любят девушки? 9 самых-самых (бонус: позиции, которые их бесят) Какие позы любят девушки? 9 самых-самых (бонус: позиции, которые их бесят)

Какие позы любят девушки? 9 самых-самых (бонус: позиции, которые их бесят)

Playboy
Skoda Rapid: такси заказывали? Skoda Rapid: такси заказывали?

Слухи о безгрешности Skoda Rapid слегка преувеличены

АвтоМир
Вот это цирк! Вот это цирк!

Максим Никулин и его супруга Мария показали свой новый лофт в центре Москвы

AD
“Майкл взаперти” и “Верила-верю”: маленькие сенсации для тех, кто обожает кино “Майкл взаперти” и “Верила-верю”: маленькие сенсации для тех, кто обожает кино

Esquire отправился на фестиваль молодого европейского кино VOICES

Esquire
Что смотреть на фестивале «ФОРМА» — рассказывают кураторы Что смотреть на фестивале «ФОРМА» — рассказывают кураторы

Что смотреть 21 июля на одном из самых крупных мероприятий

Esquire
Любовь не измеряется расстоянием Любовь не измеряется расстоянием

Фешен-директор Елена Дудина отправилась в путешествие с Елизаветой Боярской

Cosmopolitan
Мышцы-трудоголики и лентяи: как добиться гармонии в теле Мышцы-трудоголики и лентяи: как добиться гармонии в теле

Как заставить каждый мускул выполнять оптимальный объем работы

Psychologies
Крылатая технократия Крылатая технократия

В чем машины, созданные людьми, уступают обычным голубям

Вокруг света
От Шнура до Бузовой: самые богатые российские селебрити по версии Forbes От Шнура до Бузовой: самые богатые российские селебрити по версии Forbes

Самые главные российские селебрити

Playboy
Самые остроумные цитаты Джорджа Бернарда Шоу Самые остроумные цитаты Джорджа Бернарда Шоу

Цитаты искрометного автора Джорджа Бернарда Шоу

Maxim
Хозяева подземелья Хозяева подземелья

Под землю можно спрятаться от многих сложностей

Вокруг света
Форма благополучия Форма благополучия

Немецкий и японский седаны Volkswagen Passat и Toyota Camry

АвтоМир
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
Сериалы Netflix, которые выйдут в 2018 году Сериалы Netflix, которые выйдут в 2018 году

Новый сезон «Карточного домика», мрачный перезапуск «Сабрины, маленькой ведьмы»

Esquire
«Мне неинтересно жить онлайн» «Мне неинтересно жить онлайн»

Дельфин о том, что он готовит для поклонников и почему его нет в соцсетях

OK!
Бей своих. Российское вино и шампанское сильно подорожают Бей своих. Российское вино и шампанское сильно подорожают

Импортное вино и шампанское может оттеснить российскую продукцию с прилавков

Forbes
9 симптомов, что вы подошли к переломному моменту в жизни 9 симптомов, что вы подошли к переломному моменту в жизни

Как распознать переломный момент в жизни и поверить в светлое будущее

Psychologies
Саша Щипин: Петля времени и очистительная кастрация. Что нужно знать о фильме «Паранормальное» Саша Щипин: Петля времени и очистительная кастрация. Что нужно знать о фильме «Паранормальное»

На экраны выходит малобюджетный и изобретательный фильм

СНОБ
Политика стиля: самые громкие модные провалы первых леди Политика стиля: самые громкие модные провалы первых леди

Самые громкие модные провалы первых леди

Cosmopolitan
Неукротимое топливо. Водителей ждет взрывной рост цен на бензин Неукротимое топливо. Водителей ждет взрывной рост цен на бензин

Латание дыр в топливной инфраструктуре чревато дефицитом, а значит — ростом цен

Forbes
Нездоровый ЗОЖ: 5 признаков, что вы переборщили Нездоровый ЗОЖ: 5 признаков, что вы переборщили

Как отличить нездоровый ЗОЖ и что делать, чтобы исправить ситуацию

Psychologies
Футбол закончился: как жить дальше? Футбол закончился: как жить дальше?

Чемпионат преподнес много сюрпризов и главный — не спортивный

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

Актриса театра и кино о моде и любви

Vogue
Выйти за рамки Выйти за рамки

Коллекция заблуждений, которые мешают людям мыслить рационально

Вокруг света
Мечты сбываются: удивительные истории из жизни болельщиков Мечты сбываются: удивительные истории из жизни болельщиков

Почему миллионы людей во всем мире так преданно любят футбол?

Cosmopolitan
«Выступление не состоится»: реакция на бойкот «Нашествия» из-за милитаризма «Выступление не состоится»: реакция на бойкот «Нашествия» из-за милитаризма

Реакция на бойкот «Нашествия» из-за милитаризма

Playboy
Открыть в приложении