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

8 продуктов, которые ни в коем случае нельзя есть просроченными 8 продуктов, которые ни в коем случае нельзя есть просроченными

Некоторые продукты с последним ударом часов превращаются в настоящий яд

Популярная механика
Футбол и борщ. Сколько россияне заработали на иностранцах Футбол и борщ. Сколько россияне заработали на иностранцах

Россияне хорошо заработали на сдаче квартир посуточно

Forbes
Разработана умная роботизированная инвалидная коляска Разработана умная роботизированная инвалидная коляска

Как умное кресло-коляска позволяет находить оптимальный путь к пункту назначения

ТехИнсайдер
Что носили мужчины на этой неделе Что носили мужчины на этой неделе

Розовые волосы, футболка в сетку и широкие брюки против классики

GQ
Святая вода из Эфиопии вызвала семь случаев устойчивой холеры в Европе Святая вода из Эфиопии вызвала семь случаев устойчивой холеры в Европе

Вспышка холеры в Европе: во всем виновата святая вода из Эфиопии

N+1
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
Параллельная реальность Параллельная реальность

Audi A8 и Lexus LS демонстрируют подход к созданию представительского седана

АвтоМир
Очень открытая Очень открытая

Интервью с певицей Анной Седоковой

Домашний Очаг
Розовые розы Розовые розы

Дом в Ричмонде в розовом цвете

AD
Сколько можно спать? Сколько можно спать?

Еще несколько сотен лет назад европейцы спали дважды за сутки

Популярная механика
Детский праздник Детский праздник

У твоего малыша ожидается важная дата? Устрой незабываемое торжество на даче

Лиза
Где ваше слабое место Где ваше слабое место

Чтобы помешать использовать вас, необходимо определить свою ахиллесову пяту

Psychologies
Как вернуть энергию в свою жизнь? Как вернуть энергию в свою жизнь?

Как жизнерадостный человек превращается в скучающего утомленного взрослого

Psychologies
Ню в невесомости Ню в невесомости

Анна Грачевская – девушка явно не робкого десятка

Playboy
Анфиса Чехова: «Что меня возбуждает в мужчине? Волосатая грудь!» Анфиса Чехова: «Что меня возбуждает в мужчине? Волосатая грудь!»

Телеведущая призналась, кто станет отцом ее второго ребенка

StarHit
Как переплавить город Как переплавить город

Сколько неуемных людей нужно для изменения жизни

Русский репортер
«Я стал психологом после самоубийства жены» «Я стал психологом после самоубийства жены»

Когда близкий человек уходит из жизни добровольно, боль невыносима

Psychologies
5 продуктов для красивой кожи, которые должны появиться в твоем рационе 5 продуктов для красивой кожи, которые должны появиться в твоем рационе

Некоторые продукты помогают сохранить не только здоровье, но и красоту

Cosmopolitan
Новые крылья: семья Игоря Шувалова оказалась владельцем самолета за $70 млн Новые крылья: семья Игоря Шувалова оказалась владельцем самолета за $70 млн

На смену «самолету для корги» пришел Gulfstream G650

Forbes
Что нужно знать о грузинских дизайнерах — участниках Pitti Uomo Что нужно знать о грузинских дизайнерах — участниках Pitti Uomo

Популярность грузинских дизайнеров вышла за рамки узкого сообщества

Esquire
Лето — самый стрессовый сезон? Лето — самый стрессовый сезон?

Что нас больше всего волнует летом и как «отпустить» эти тревоги

Psychologies
Цена свободы. Почему молодежь не может найти работу Цена свободы. Почему молодежь не может найти работу

У представителей нового поколения другой принцип: «жизнь не может ждать»

Forbes
Турист оставил на видном месте в Японии 200 йен, а когда вернулся их было 300 Турист оставил на видном месте в Японии 200 йен, а когда вернулся их было 300

Канадский турист во время поездки в Японию решил провести небольшой эксперимент

Playboy
Быстрее, выше, сильнее Быстрее, выше, сильнее

Российские футболисты вместе со своими детьми накануне ЧМ-2018

OK!
Охотник на лис. Как распознать проблемного сотрудника на собеседовании Охотник на лис. Как распознать проблемного сотрудника на собеседовании

Как выявить ненадежных и откровенно вредных для компании людей

Forbes
Как выйти из мертвой точки: 3 шага вперед Как выйти из мертвой точки: 3 шага вперед

Утром вы еле встаете с кровати, потому что не знаете, зачем начинать новый день

Psychologies
Все краски Туниса Все краски Туниса

Путешествие по Тунису напоминает слайд-шоу в старинном диапроекторе

Лиза
Как устроен вантовый мост? Как устроен вантовый мост?

Из всех гигантских сооружений вантовые мосты, пожалуй, больше всех радуют глаз

Популярная механика
Гонка преследования Гонка преследования

Самые мощные, быстрые и технологичные новинки автопрома

Robb Report
Ген победы. Для чего существует человек? Ответ на этот вопрос тебе может не понравиться Ген победы. Для чего существует человек? Ответ на этот вопрос тебе может не понравиться

О британского ученого-эволюциониста Ричарда Докинза

Maxim
Открыть в приложении