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

Зачем азиатский профессор создавал вирусы: сумасшедший или спаситель? Зачем азиатский профессор создавал вирусы: сумасшедший или спаситель?

Труды профессора Каваоки наделали много шума во всем мире

Популярная механика
9 зажигательных фактов о фильме «Терминатор 2: Судный день» 9 зажигательных фактов о фильме «Терминатор 2: Судный день»

Что мы знаем о фильме «Терминатор 2: Судный день»

Maxim
3D-печать домов, роботы-диагносты, космические двигатели и сверхпрочные ткани: как российские стартапы создают будущее 3D-печать домов, роботы-диагносты, космические двигатели и сверхпрочные ткани: как российские стартапы создают будущее

Подборка историй людей, которые двигают прогресс

ТехИнсайдер
Дом Ипатьева: конец истории Дом Ипатьева: конец истории

Кто принял решение о сносе особняка Ипатьева?

Дилетант
Мы выбираем друг друга не случайно Мы выбираем друг друга не случайно

Выбор партнера предопределен всем предшествующим ходом нашей жизни

Psychologies
Восточное наследство Восточное наследство

Мухтар Аблязов вложил в Россию $5 млрд. Что стало с его активами спустя 10 лет?

Forbes
Цветок Лили Цветок Лили

Молодая и амбициозная английская звезда Лили Джеймс

Glamour
Рубль бережет Рубль бережет

Как планировать семейный бюджет и научить домочадцев экономить

StarHit
Массовые акции протеста против пенсионной реформы невозможны Массовые акции протеста против пенсионной реформы невозможны

Соцопросы показали падение рейтинга власти

СНОБ
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
Что носили мужчины на этой неделе Что носили мужчины на этой неделе

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

GQ
Слабое звено: почему рубль будет худшей валютой 2018 года Слабое звено: почему рубль будет худшей валютой 2018 года

Российскую валюту сбили с ног апрельские санкции, а сейчас добивают реформы

Forbes
Ми-ми-ми: самые маленькие секс-игрушки, которые можно взять с собой Ми-ми-ми: самые маленькие секс-игрушки, которые можно взять с собой

Секс-игрушки, которые можно брать с собой куда угодно

Cosmopolitan
«Что-то теряешь — идешь дальше». Правила бизнеса Владимира Евтушенкова «Что-то теряешь — идешь дальше». Правила бизнеса Владимира Евтушенкова

Владелец АФК «Система» о дружбе, одиночестве покорителя вершин и чувствах

Forbes
Геннадий Карюк. Конец прекрасной эпохи Геннадий Карюк. Конец прекрасной эпохи

Кинооператор Геннадий Карюк вспоминает Киру Муратову и Станислава Говорухина

Караван историй
Включить яркость Включить яркость

Цветная квартира в Киеве

SALON-Interior
В Рив Гош состоялась pre-party Cosmopolitan Beauty Awards 2018 В Рив Гош состоялась pre-party Cosmopolitan Beauty Awards 2018

О ярком запуске главного события года в индустрии красоты

Cosmopolitan
Кто из российских футболистов лучше всех выглядит на поле Кто из российских футболистов лучше всех выглядит на поле

Кто из российских футболистов лучше всех выглядит на поле

Esquire
Бермудский флот Бермудский флот

Forbes составил первый рейтинг яхт российских миллиардеров

Forbes
Палата номер секс Палата номер секс

Научные исследования обнаружили неожиданные целительные свойства секса

Maxim
Женщина случайно угнала автомобиль и, не заметив этого, спокойно ездила на нем 2 недели! Женщина случайно угнала автомобиль и, не заметив этого, спокойно ездила на нем 2 недели!

Увлекательная и загадочная история о широте женской души

Maxim
«Ну что за секс с человеком, который не знает Бродского?!» Какие мужчины привлекают звезд, по их собственным словам «Ну что за секс с человеком, который не знает Бродского?!» Какие мужчины привлекают звезд, по их собственным словам

Есть ли у тебя хоть какие-то шансы закрутить роман со знаменитостью?

Maxim
Tesla для всех Tesla для всех

Возможности новой Tesla Model 3

CHIP
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
Диета по Зодиаку Диета по Зодиаку

Чтобы килограммы уходили быстрее и легче, прислушайся к советам астрологов

Лиза
Love is... Love is...

Ведущая «Дома-2» раскрыла «СтарХиту» секреты своего счастливого брака

StarHit
Кубинские страсти Кубинские страсти

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

Лиза
Рейтинг клана. Почему эпоха Пугачевой не закончится никогда Рейтинг клана. Почему эпоха Пугачевой не закончится никогда

В рейтинг 50 российских звезд ежегодно попадают совсем нечужие Пугачевой люди

Forbes
5 фильмов с Вином Дизелем, которые не стыдно смотреть 5 фильмов с Вином Дизелем, которые не стыдно смотреть

Список самых похвальных работ Вина Дизеля, как актера

Maxim
Как делают ювелирные изделия: большой репортаж Как делают ювелирные изделия: большой репортаж

«ПМ» посетила производственную площадку ювелирного завода «Диамант»

Популярная механика
Открыть в приложении