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 возводят дымовые трубы Как возводят дымовые трубы

Какие мысли возникают у нас при виде дымовых труб, выпускающих в небо облака?

Популярная механика
«Не ной»: как «безобидные» фразы наносят глубокие раны «Не ной»: как «безобидные» фразы наносят глубокие раны

Какие комментарии наносят самый большой вред?

Psychologies
Неприятная правда о чат-ботах c ИИ: они способны выдавать незаконную информацию Неприятная правда о чат-ботах c ИИ: они способны выдавать незаконную информацию

Эксперты выяснили, что многие чат-боты на базе ИИ легко поддаются манипуляциям

Inc.
Восставшие: люди, которых много лет считали мертвыми, а они оказались живы Восставшие: люди, которых много лет считали мертвыми, а они оказались живы

Этих людей давным-давно «похоронили», а они вернулись спустя десятки лет

Cosmopolitan
30 способов перезапустить свое тело 30 способов перезапустить свое тело

Полное руководство по тому, как выжать максимум из человеческого организма

kiozk originals
Какие кроссовки носили мужчины на этой неделе Какие кроссовки носили мужчины на этой неделе

Козловский в кедах Gucci, Тимати в Yeezy и Джордж Лукас в Nike

GQ
В едином ритме В едином ритме

В Доминикане никому нет дела, кто ты и откуда. Страна, где каждый день праздник

Вокруг света
Стоящие люди: 10 самых дорогих игроков чемпионата мира — 2018 Стоящие люди: 10 самых дорогих игроков чемпионата мира — 2018

В четвертьфиналах турнира — 6 и 7 июля — сыграют семь футболистов из топ-10

Forbes
Мир глазами Трампа: чего хочет американский президент от России Мир глазами Трампа: чего хочет американский президент от России

Поступки Дональда Трампа пока очень непредсказуемы для общественности

Forbes
Не упусти: топ-5 вещей, которые стоит купить во время распродаж Не упусти: топ-5 вещей, которые стоит купить во время распродаж

Что нужно постараться не пропустить на распродажах этого лета

Cosmopolitan
Что делать, если жизнь до сих пор не «лухари»? 9 привычек успешных людей Что делать, если жизнь до сих пор не «лухари»? 9 привычек успешных людей

Если пацан не пришел к успеху, то потому, что он не читал наш список

Playboy
Бермудский флот Бермудский флот

Forbes составил первый рейтинг яхт российских миллиардеров

Forbes
Легкий день Легкий день

Юлия Высоцкая – о стиле, любви к умным мальчикам и чиабатте с маслом

Домашний Очаг
Цена долголетия. Какой должна быть правильная пенсионная реформа Цена долголетия. Какой должна быть правильная пенсионная реформа

Российская пенсионная система остро нуждается в реформировании

Forbes
Отпуск без проблем Отпуск без проблем

Как не «подцепить» болезнь во время отдыха на популярных у россиян курортах

Лиза
Инь и Ян: действенные методы построения отношений Инь и Ян: действенные методы построения отношений

Как впустить в свою жизнь то, что сделает нас по-настоящему счастливыми?

Psychologies
10 страшных и модных фильмов к пятнице, 13-му 10 страшных и модных фильмов к пятнице, 13-му

Красивые и очень страшные фильмы, которые помогут вам сжечь лишние калории

Vogue
От барбекю до жареных бананов: 11 главных лайфхаков для гриль-мастера От барбекю до жареных бананов: 11 главных лайфхаков для гриль-мастера

Раскрываем все секреты успеха гриль-мастера!

Playboy
«Брак научил меня независимости» «Брак научил меня независимости»

Многие девушки не торопятся выходить замуж, потому что боятся потерять свободу

Psychologies
Кара Делевинь о моментах, которые изменили ее жизнь Кара Делевинь о моментах, которые изменили ее жизнь

Модель рассказала о самом главном — от первой татуировки до разбитого сердца

Vogue
Второй Сталинград: последний бой офицерских штурмовых батальонов Второй Сталинград: последний бой офицерских штурмовых батальонов

Кто во время атаки ляжет на землю, после боя будет расстрелян как трус и паникер

Maxim
Круто, ты попала! Круто, ты попала!

20-ка самых обсуждаемых в Сети представительниц слабого пола

StarHit
Спасибо, нет! Спасибо, нет!

Как научиться говорить «нет» и подумать о себе

Добрые советы
В кино на этой неделе: басня о Человеке-муравье, кровавая сказка и новелла Мураками В кино на этой неделе: басня о Человеке-муравье, кровавая сказка и новелла Мураками

В прокате “Человек-муравей и Оса”, а также “Пылающий” и “Зверь”.

Esquire
Идеальный «шторм» Идеальный «шторм»

Компания Майкла Боттчера сумела возродить игорный бизнес в странах бывшего СССР

Forbes
«Трамп аплодировал и кивал»: зачем Абрамович и Волошин вложились в производство этана «Трамп аплодировал и кивал»: зачем Абрамович и Волошин вложились в производство этана

Александр Волошин и Роман Абрамович оказались инвесторами в American Ethane

Forbes
Дайте жару! Дайте жару!

Яна Кедрина прощается с романтическим прошлым и обещает зажечь танцполы

Vogue
Что надевать этой осенью? Что надевать этой осенью?

На работу, в университет, на вечеринку и в театр

GQ
Кайли Дженнер на пути к миллиарду, и вот, чему любой мужчина может у нее поучиться Кайли Дженнер на пути к миллиарду, и вот, чему любой мужчина может у нее поучиться

Кайли Дженнер скоро станет самым молодым миллиардером в мире

GQ
Гид Фернандо Гарсии по Миконосу Гид Фернандо Гарсии по Миконосу

Как провести идеальный отпуск на греческом острове

Vogue
Открыть в приложении