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

Мужчины никому не интересны: ученые изучили аудиторию приложений для знакомств и пришли к неутешительным выводам Мужчины никому не интересны: ученые изучили аудиторию приложений для знакомств и пришли к неутешительным выводам

Почему в интернете мужчины получают меньше внимания, чем девушки?

Популярная механика
Длинные руки Длинные руки

«Новичкам» здесь не место — как охотились на шпионов-дезертиров

Вокруг света
Почему телемедицина в России пока остается нишевым продуктом Почему телемедицина в России пока остается нишевым продуктом

Телемедицина в России: стоит ли записываться на удаленный прием к врачу?

РБК
Крылатая технократия Крылатая технократия

В чем машины, созданные людьми, уступают обычным голубям

Вокруг света
Новое открытие в нейробиологии: ученые разобрались, как на самом деле работает память Новое открытие в нейробиологии: ученые разобрались, как на самом деле работает память

Какой процесс играет ключевую роль в том, как хранятся воспоминания?

Inc.
Бермудский флот Бермудский флот

Forbes составил первый рейтинг яхт российских миллиардеров

Forbes
Как выглядел Как выглядел

В апреле 1913 года в Америке открылся небоскреб Вулворт-билдинг

Популярная механика
Сказка станет былью. Искусственный интеллект убьет магазины Сказка станет былью. Искусственный интеллект убьет магазины

Искусственный интеллект может стать идеальным слугой

Forbes
Овен с гранатой: как знаки зодиака водят машину Овен с гранатой: как знаки зодиака водят машину

Как знаки зодиака ведут себя за рулем

Cosmopolitan
Лакомый кусочек: 6 идеальных рецептов для гриля Лакомый кусочек: 6 идеальных рецептов для гриля

Жарить мясо на открытом огне, а потом наслаждаться едой на лоне природы

Playboy
Я люблю тебя, лошадка: что такое пони-плей Я люблю тебя, лошадка: что такое пони-плей

Рассказываем об одном из направлений БДСМ, которое получило название «пони-плей»

Cosmopolitan
Путин заявил, что не одобряет повышение пенсионного возраста Путин заявил, что не одобряет повышение пенсионного возраста

Владимир Путин заявил, что его не устраивают варианты пенсионной реформы

Forbes
Почему миллениалы начали покупать кутюр Почему миллениалы начали покупать кутюр

Кто эти молодые люди, которые стали главными клиентами модных Домов

Vogue
Загадка космических лучей и источник нейтрино: уникальное открытие Загадка космических лучей и источник нейтрино: уникальное открытие

Впервые в истории астрономам удалось установить источник нейтрино

Популярная механика
В Москве в пятый раз пройдет фестиваль Synthposium В Москве в пятый раз пройдет фестиваль Synthposium

Международный фестиваль изобретательной музыки и музыкальных изобретений

Cosmopolitan
В Сочи школьники разрабатывают станцию для обработки снимков Земли из космоса В Сочи школьники разрабатывают станцию для обработки снимков Земли из космоса

Российские школьники разрабатывают специальную станцию

Популярная механика
Что носили мужчины на фестивале «Жара» Что носили мужчины на фестивале «Жара»

В Баку встретились тяжелый люкс, лаконичный casual и аскетичный спортшик

GQ
Море любви Море любви

У курортных романов, помимо опасностей, есть множество плюсов

Добрые советы
Скрытые функции в Android и iOS Скрытые функции в Android и iOS

Как ускорить работу смартфона с помощью инструментов для разработчиков

CHIP
«Люк, я твой…»: 56 лучших фильмов с неожиданными концовками «Люк, я твой…»: 56 лучших фильмов с неожиданными концовками

Представляем самые неожиданные концовки в истории кино

Playboy
8 железных фактов о первом альбоме Metallica — «Kill 'em All» 8 железных фактов о первом альбоме Metallica — «Kill 'em All»

25 июля 1983 года вышел первый альбом группы Metallica

Maxim
Большая стирка: как быстро отмыть помаду, тональный крем и красное вино с одежды Большая стирка: как быстро отмыть помаду, тональный крем и красное вино с одежды

Что делать, если нет возможности отдать вещи в химчистку

Cosmopolitan
Как выжить в тюрьме: советы звезд из-за решетки Как выжить в тюрьме: советы звезд из-за решетки

Знаменитости тоже оказываются за решеткой

Maxim
Как я сама сняла с себя венец безбрачия Как я сама сняла с себя венец безбрачия

Я никогда не думала, что для того, чтобы встретить любовь, я пойду на кладбище

Лиза
Три новых смартфона Nokia на Android - тема этого лета Три новых смартфона Nokia на Android - тема этого лета

Новые смартфоны Nokia 5.1, Nokia 3.1 и Nokia 2.1

Maxim
10 принципов, которые изменят вашу жизнь 10 принципов, которые изменят вашу жизнь

10 принципов, которые изменят вашу жизнь

Psychologies
Максим Виторган: Петь трезвым – просто пытка Максим Виторган: Петь трезвым – просто пытка

Актер сериала «Новый человек» рассказал, что общего у автомобилей и собак

Лиза
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
Хозяева подземелья Хозяева подземелья

Под землю можно спрятаться от многих сложностей

Вокруг света
Новый альбом Kanye West и другие главные музыкальные новинки Новый альбом Kanye West и другие главные музыкальные новинки

Музыкальные новинки этого сезона

Maxim
Открыть в приложении