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 люди жили до изобретения электричества: не принимайте его как должное Как люди жили до изобретения электричества: не принимайте его как должное

Как люди жили без электрического освещения и холодильников?

Популярная механика
Социальный лифт. Четыре богатейшие женщины заработали на Instagram Социальный лифт. Четыре богатейшие женщины заработали на Instagram

В рейтинге женщин США, самостоятельно заработавших состояния, семь новичков

Forbes
От мела к модели: как искусственный интеллект перестраивает образовательный процесс От мела к модели: как искусственный интеллект перестраивает образовательный процесс

ИИ вошел во многие сферы жизни. Не избежала его и система образования

ТехИнсайдер
Се ля ви, Сильви Се ля ви, Сильви

Уроженка Антверпена Сильви Кройш поет песни про любовь

Vogue
План Б План Б

Как пережить несчастье, собраться с силами и снова ощутить радость жизни

kiozk originals
Российские звезды поддержали футболистов после проигрыша команде Хорватии Российские звезды поддержали футболистов после проигрыша команде Хорватии

Российские звезды поддержали футболистов после проигрыша команде Хорватии

Cosmopolitan
7 самых обязательных к просмотру фильмов с Джейсоном Стейтемом 7 самых обязательных к просмотру фильмов с Джейсоном Стейтемом

Фильмы с Джейсоном Стейтемом можно перечислять бесконечно, но мы выбрали семь

Maxim
Toyota Camry Toyota Camry

Toyota Camry. Самое время обновиться

Quattroruote
Лучшие шутки дня и Милонов! Лучшие шутки дня и Милонов!

Малахитовый дайджест авторского юмора с авторской орфографией

Maxim
Пробили дно. Стоит ли покупать подешевевшие российские акции Пробили дно. Стоит ли покупать подешевевшие российские акции

В июле индекс MSCI Russia упал почти на 8%

Forbes
Правила «неудобных» разговоров Правила «неудобных» разговоров

Как сказать близкому человеку о неудобных вещах

Psychologies
Как носить футбольную форму в обычной жизни Как носить футбольную форму в обычной жизни

Шорты на резинке и джерси — в повседневный гардероб

Esquire
Тугие паруса Тугие паруса

Шкипер Александр Аксенов 25 лет ловит в паруса попутный ветер

Seasons of life
Всему есть предел: за что Google получила рекордный штраф в $5 млрд Всему есть предел: за что Google получила рекордный штраф в $5 млрд

Как скажется признание Европейской комиссией монопольного положения Google

Forbes
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
8000 лет назад… 8000 лет назад…

Когда в Америке начали выращивать табак, а в Европе — производить сыр

Вокруг света
Терпение и труд. Где будут работать вчерашние пенсионеры после реформы Терпение и труд. Где будут работать вчерашние пенсионеры после реформы

В каких сферах экономики будет спрос на несостоявшихся пенсионеров

Forbes
На природе На природе

Интерьер дома в Одинцовском районе Подмосковья

SALON-Interior
Хозяева подземелья Хозяева подземелья

Под землю можно спрятаться от многих сложностей

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
15 мыслей Артемия Троицкого 15 мыслей Артемия Троицкого

Артемий Троицкий ругает Монеточку и хвалит Ким Чен Ына

GQ
Черная кошка, розовая пантера: история самой киногеничной банды XXI века Черная кошка, розовая пантера: история самой киногеничной банды XXI века

История восточноевропейского криминального клана «Розовые пантеры»

Maxim
Охота на черных лебедей. Откуда ждать нового финансового кризиса Охота на черных лебедей. Откуда ждать нового финансового кризиса

Противоречия в мировой торговле могут загнать глобальную экономику в кризис

Forbes
Новая «Миссия невыполнима»: вечный Круз, крутой Кавилл и много-много экшна Новая «Миссия невыполнима»: вечный Круз, крутой Кавилл и много-много экшна

Стартовала шестая часть франшизы с Томом Крузом «Миссия невыполнима»

Playboy
5 врагов мотивации: что лишает нас энтузиазма 5 врагов мотивации: что лишает нас энтузиазма

Что убивает мотивацию и волю к победе

Psychologies
Если мать вас не любила: 10 ошибок в выборе мужчин Если мать вас не любила: 10 ошибок в выборе мужчин

Некоторых женщин привлекают мужчины, которые причиняют им страдания

Psychologies
Другое измерение Другое измерение

Чем Пабло Пикассо оскорбил друзей и коллег на картине «Авиньонские девицы»

Вокруг света
Трагедии золотой молодежи: гибель Ратмира Шишкова, Чингиса Гуцериева и других Трагедии золотой молодежи: гибель Ратмира Шишкова, Чингиса Гуцериева и других

Они жили ярко, роскошно - и очень недолго... Трагедии золотой молодежи

Cosmopolitan
Двигай телом Двигай телом

Эти упражнения помогут укрепить мышцы и держать их в тонусе

Cosmopolitan
Охота к перемене места Охота к перемене места

Инъекция современного искусства изменила парки, памятники и пляжи Риги

Vogue
Открыть в приложении