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

Крионика: есть ли жизнь после заморозки? Крионика: есть ли жизнь после заморозки?

Крионика – это игра с малыми шансами, но с колоссальным джекпотом

Популярная механика
Страшная стабильность: когда будет выгодно брать жилье в ипотеку Страшная стабильность: когда будет выгодно брать жилье в ипотеку

Строительная отрасль переходит на проектное финансирование

Forbes
Почему интернет перестает быть свободным и переходит к гиперконтролю Почему интернет перестает быть свободным и переходит к гиперконтролю

Какой будет новая этика для мессенджеров в условиях гиперконтроля интернета

Forbes
Растущий организм: как клуб Рыболовлева заработал €500 млн на продаже игроков Растущий организм: как клуб Рыболовлева заработал €500 млн на продаже игроков

Как функционирует клуб, где вырастили звезду сборной Франции Килиана Мбаппе

Forbes
Ученые назвали главные факторы того, почему вы чувствуете себя уставшим Ученые назвали главные факторы того, почему вы чувствуете себя уставшим

Почему взрослые люди чувствуют себя постоянно уставшими?

ТехИнсайдер
Пропавшую в океане женщину нашли 1,5 года спустя на том же месте и в той же одежде! Живую! Пропавшую в океане женщину нашли 1,5 года спустя на том же месте и в той же одежде! Живую!

Пропавшую в океане женщину нашли 1,5 года спустя на том же месте! Живую!

Maxim
Громкий дон Громкий дон

История Джона Готти Младшего, босса мафиозной семьи Гамбино

Maxim
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
Мной управляют или я подчиняюсь? Мной управляют или я подчиняюсь?

Разбираемся, как вычислить манипуляцию

Psychologies
Как справиться с варикозом Как справиться с варикозом

Красивые и здоровые ноги – мечта каждой женщины

Домашний Очаг
Летим домой: зачем миллиардер Усманов переводит бизнес в Россию Летим домой: зачем миллиардер Усманов переводит бизнес в Россию

Крупнейшие активы бизнесмена переводятся с Кипра на российскую компанию

Forbes
Что носили мужчины на этой неделе Что носили мужчины на этой неделе

Парадокс, но голубой костюм – это хорошо, а голубой галстук – уже не очень

GQ
Вещи, которые никогда нельзя покупать б/у Вещи, которые никогда нельзя покупать б/у

Нельзя отнять у народа его любовь задешево покупать подержанные вещи

Maxim
«На самолет неча пенять»: экипаж ответил на жалобы пассажиров «На самолет неча пенять»: экипаж ответил на жалобы пассажиров

Мы привыкли жаловаться на авиакомпании и экипаж в соцсетях

Psychologies
Что такое карма (и как от нее избавиться) Что такое карма (и как от нее избавиться)

Что такое карма (и как от нее избавиться)

Psychologies
Приключения Электроников Приключения Электроников

Как живут и работают представители пяти новых инженерных профессий

Русский репортер
Без кормовой базы Без кормовой базы

Из-за санкций западные инвестбанки лишились бизнеса в России

Forbes
Наши в городе Наши в городе

Винтажный интерьер в Дюссельдорфе

SALON-Interior
Экзоскелеты медленно идут в цеха Экзоскелеты медленно идут в цеха

Экзоскелет — «доспехи» для рабочего человека

Эксперт
Глобус Воланда. Почему США не нужны хорошие отношения с Россией Глобус Воланда. Почему США не нужны хорошие отношения с Россией

Встреча президентов Путина и Трампа продолжает волновать политиков

Forbes
5 способов помочь подростку обрести уверенность в себе 5 способов помочь подростку обрести уверенность в себе

Как научить детей справляться с тревогой и принимать самих себя

Psychologies
Как быстро собрать чемодан в любое путешествие Как быстро собрать чемодан в любое путешествие

Гид по самым необходимым вещам в любых поездках

Vogue
Фестиваль-путешествие лаборатории «Человек мира» Фестиваль-путешествие лаборатории «Человек мира»

Фестиваль-путешествие лаборатории «Человека Мира»

Cosmopolitan
Линия бровей: поговорим про хвостик Линия бровей: поговорим про хвостик

Анастасия Алексеенко предлагает поговорить о «хвостике» брови

Cosmopolitan
Girl in Vogue: Татуна Николаишвили Girl in Vogue: Татуна Николаишвили

Знакомьтесь с одной из немногих в Грузии дизайнеров-минималистов

Vogue
Из худышки в толстушку: знаменитости, которые поправились до неузнаваемости Из худышки в толстушку: знаменитости, которые поправились до неузнаваемости

Не у всех голливудских звезд получается держать себя в ежовых рукавицах

Cosmopolitan
Правила идеального мужского аккаунта в соцсетях Правила идеального мужского аккаунта в соцсетях

С таким аккаунтом у тебя отбоя не будет от виртуальных поклонниц!

Maxim
9 симптомов, что вы подошли к переломному моменту в жизни 9 симптомов, что вы подошли к переломному моменту в жизни

Как распознать переломный момент в жизни и поверить в светлое будущее

Psychologies
Как понять, что расстаться — лучшее решение Как понять, что расстаться — лучшее решение

Признаки, по которым можно точно предсказать, что отношения уже не спасти

Psychologies
Страх перед пенсией. Ученые развенчали мифы о пенсионной реформе Страх перед пенсией. Ученые развенчали мифы о пенсионной реформе

Повышение пенсионного возраста активно критикуют

Forbes
Открыть в приложении