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

Диджитал-детокс: очищаем организм от цифровых шлаков Диджитал-детокс: очищаем организм от цифровых шлаков

Нужен ли вам диджитал-детокс и как решиться отложить смартфон в сторону?

Популярная механика
Гид по юбилейному фестивалю современной музыки и технологий Alfa Future People Гид по юбилейному фестивалю современной музыки и технологий Alfa Future People

Пятый фестиваль Alfa Future People раскрыл полную программу

Cosmopolitan
Почему глобальное потепление угрожает разрушением зданий Почему глобальное потепление угрожает разрушением зданий

Потепление вредит не только живой природе, но и домам

Популярная механика
Кровожадная элита. Чем обернутся новые санкции США для российской энергетики Кровожадная элита. Чем обернутся новые санкции США для российской энергетики

Чего ждать энергетическому сектору России от новой волны американских санкций

Forbes
Сила воли: что мешает нам добиваться цели Сила воли: что мешает нам добиваться цели

Проблема отсутствия силы воли – в образе жизни, который ее ослабляет

Psychologies
От повышения НДС не скрыться От повышения НДС не скрыться

В 2017 году каждый житель России заплатил 20,8 тыс. рублей НДС

Эксперт
Образцовый ученик: стиль Макса Фишера из фильма Уэса Андерсона «Академия Рашмор» Образцовый ученик: стиль Макса Фишера из фильма Уэса Андерсона «Академия Рашмор»

Шедевральный подход к «преппи» в одном из ранних фильмов Уэса Андерсона

Esquire
«Отстаньте от родителей»: почему вы не будете счастливы, пока не сможете их простить «Отстаньте от родителей»: почему вы не будете счастливы, пока не сможете их простить

Каждый день нам говорят, что корень всех проблем — в детстве

Psychologies
История возрождается: Omega выпустила уникальные часы с механизмом 1913 года История возрождается: Omega выпустила уникальные часы с механизмом 1913 года

Великий швейцарский часовой бренд представил настоящий технологический продукт

National Geographic
Рецепт спасения Рецепт спасения

Традиционный армянский суп тан-апур

Вокруг света
«Не ной»: как «безобидные» фразы наносят глубокие раны «Не ной»: как «безобидные» фразы наносят глубокие раны

Какие комментарии наносят самый большой вред?

Psychologies
Ленинградская область стала первым в России регионом, отказавшимся от одноразового пластика Ленинградская область стала первым в России регионом, отказавшимся от одноразового пластика

Dо время массовых мероприятий в Ленобласти не будет использоваться пластик

National Geographic
Что королева Елизавета II надевала на встречи с американскими президентами Что королева Елизавета II надевала на встречи с американскими президентами

Гарри Трумэн, Джон Кеннеди, Ричард Никсон и другие лидеры

Vogue
12 лучших концертных альбомов всех времен 12 лучших концертных альбомов всех времен

Нужны ли вообще концертные пластинки? Эти 12 альбомов дают ответ!

Maxim
Поют романсы Поют романсы

Как зажигались звезды шоу-бизнеса в Российской империи

Forbes
Экзоскелеты медленно идут в цеха Экзоскелеты медленно идут в цеха

Экзоскелет — «доспехи» для рабочего человека

Эксперт
Лайки и репосты ни о чем не говорят. О «ремонте» 282-й статьи УК Лайки и репосты ни о чем не говорят. О «ремонте» 282-й статьи УК

По 282-й статье Уголовного кодекса судят не только за разжигание вражды

СНОБ
Хочу нравиться! Хочу нравиться!

Почему простые природные желания порой доставляют нам столько хлопот

Psychologies
5 упражнений, которые приведут тело в тонус всего за 10 дней 5 упражнений, которые приведут тело в тонус всего за 10 дней

До отпуска меньше двух недель, и ты практически готова

Cosmopolitan
Урок географии Урок географии

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

Seasons of life
5 ошибок в поведении, которые выдают неуверенность в себе 5 ошибок в поведении, которые выдают неуверенность в себе

Напряжение и неуверенность зачастую проявляются в жестах и выражениях

Psychologies
Лето на горошине Лето на горошине

Как приготовить гаспачо из нута

Огонёк
Офшоры, деньги, три топора Офшоры, деньги, три топора

Как работает бизнес запрещенного в России онлайн-казино Azino777

РБК
Где отдыхать по вашему знаку зодиака Где отдыхать по вашему знаку зодиака

Vogue проконсультировался со звездами в вопросах отдыха

Vogue
Ставка на любовь Ставка на любовь

Ведущих «Давай поженимся!» преследуют неудачи в личной жизни

StarHit
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
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
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
Вот паразиты! Вот паразиты!

95% всех взрослых людей на нашей планете заражены паразитами

Лиза
Алексей Сальников Алексей Сальников

Алексей Сальников: История про квартиру

Esquire
Открыть в приложении