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 ученые отправляют послания иным цивилизациям и сколько нам ждать ответа? Как ученые отправляют послания иным цивилизациям и сколько нам ждать ответа?

METI — попытки передачи межзвездных посланий

Популярная механика
Зарплата есть, мужа нет Зарплата есть, мужа нет

Стереотипы о слабых женщинах постепенно уходят в прошлое

Лиза
Как работают апельсиновые танкеры: удивительные факты о кораблях-соковозах Как работают апельсиновые танкеры: удивительные факты о кораблях-соковозах

Корабли-соковозы: как они доставляют соки по всему миру?

ТехИнсайдер
Вот паразиты! Вот паразиты!

95% всех взрослых людей на нашей планете заражены паразитами

Лиза
7 вещей, которые никогда не делают счастливые люди 7 вещей, которые никогда не делают счастливые люди

Эксперт по счастью: 7 вещей, которые никогда не делают счастливые люди

Inc.
Что носили мужчины на этой неделе Что носили мужчины на этой неделе

Билл Скарсгард выглядит лучше брата, а Криштиану Роналду гонится за трендами

GQ
10 самых высокооплачиваемых знаменитостей. Рейтинг Forbes — 2018 10 самых высокооплачиваемых знаменитостей. Рейтинг Forbes — 2018

Почему Месси зарабатывает больше Роналду

Forbes
Живущая в сети. Как Монеточка построила музыкальную карьеру нового типа Живущая в сети. Как Монеточка построила музыкальную карьеру нового типа

Ее сравнивают с молодой Земфирой, и сама Земфира ее тоже заметила

Forbes
«Слишком много просчетов» «Слишком много просчетов»

Чтобы вылечить пенсионную систему, стоит разобраться, почему она заболела

Огонёк
Самые дорогие спортивные клубы мира 2018. Рейтинг Forbes Самые дорогие спортивные клубы мира 2018. Рейтинг Forbes

Европейский футбол догоняет американский

Forbes
Один в море Один в море

Танцовщик и хореограф Юрий Смекалов

OK!
Впечатления британца от путешествия в поезде Екатеринбург-Самара. Уморительный ОТЧЕТ Впечатления британца от путешествия в поезде Екатеринбург-Самара. Уморительный ОТЧЕТ

Впечатления британца от путешествия в поезде Екатеринбург-Самара

Maxim
Телячьи нежности Телячьи нежности

Бланкет из телятины: блюдо для семейного торжества

Огонёк
Уникальные снимки гробницы Тутанхамона: как это было сто лет назад Уникальные снимки гробницы Тутанхамона: как это было сто лет назад

Уникальные снимки гробницы Тутанхамона: как это было сто лет назад

Популярная механика
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
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
Евгений Бабушкин Евгений Бабушкин

Евгений Бабушкин: И нарек человек имена всем скотам

Esquire
Грибной канал: 5 рецептов блюд с лисичками, которые понравятся всем Грибной канал: 5 рецептов блюд с лисичками, которые понравятся всем

Несколько вкусных рецептов с лисичками

Cosmopolitan
Как распознать ПТСР в обычной жизни Как распознать ПТСР в обычной жизни

ПТСР возникает не только у участников военных действий

Psychologies
Кубинские страсти Кубинские страсти

Куба – чудо-остров в Карибском море, где жить легко и просто

Лиза
Лучшие сериалы за каждый год с 2000-го по 2017-й, по мнению телекритиков Лучшие сериалы за каждый год с 2000-го по 2017-й, по мнению телекритиков

Список сериалов, получивших рекордное число хвалебных рецензий

Maxim
Мариам Новикова: Крит: чем заняться, что попробовать и увидеть на средиземноморском острове Мариам Новикова: Крит: чем заняться, что попробовать и увидеть на средиземноморском острове

На жаркий гористый Крит стоит приехать не только ради вечеринок и пляжей

СНОБ
На те же грабли На те же грабли

Чем нас привлекают неудачники?

Psychologies
Уходим в отрыв Уходим в отрыв

Самое время грамотно подготовиться к отдыху, чтобы не пережить нервный стресс

StarHit
Мной управляют или я подчиняюсь? Мной управляют или я подчиняюсь?

Как распознать приемы, цель которых – подчинить нашу волю

Psychologies
Гонка преследования Гонка преследования

Самые мощные, быстрые и технологичные новинки автопрома

Robb Report
В ответе за цех В ответе за цех

Ев­ге­ний Са­вин по­мо­га­ет сори­ен­ти­ро­вать­ся в ре­а­ли­ях фут­бо­ла

Glamour
Роботы вместо рабочих: все на сбор клубники Роботы вместо рабочих: все на сбор клубники

Роботы-сборщики клубники

CHIP
Горячая пора Горячая пора

Что делать, чтобы силы природы не навредили ребенку

Добрые советы
Данила Козловский снялся в фильме своей девушки Ольги Зуевой Данила Козловский снялся в фильме своей девушки Ольги Зуевой

Данила Козловский и Ольга Зуева вместе больше трех лет

Cosmopolitan
Открыть в приложении