Som du vet, er midtpartiet selve delen av flyvingen som forbinder venstre og høyre fly og tjener faktisk til å feste vingen til flykroppen. I samsvar med logikken skal midtdelen være en stiv struktur. Men 21. desember 1979 tok et NASA AD-1-fly av, hvis vinge var festet til flykroppen … på et hengsel og kunne rotere, noe som ga flyet en asymmetrisk form.
Det hele startet imidlertid mye tidligere - med det dystre teutoniske geniet Richard Vogt, sjefsdesigner for det legendariske selskapet Blohm & Voss. Vogt, kjent for sin atypiske tilnærming til design av fly, hadde allerede bygget asymmetriske fly og visste at en slik ordning ikke forhindret flyet i å være stabilt i luften. Og i 1944 ble Blohm & Voss og P.202 -prosjektet født.
Vogts hovedidé var muligheten til å redusere motstanden betydelig ved flyging i høye hastigheter. Flyet tok av med en konvensjonell symmetrisk vinge (siden en liten sveipevinge har en høy løftekoeffisient), og under flukt snudde den i et plan parallelt med flykroksaksen, og reduserte dermed motstanden. Egentlig var dette en av løsningene for implementering av et variabelt sveip av vingen - samtidig utarbeidet tyskerne det klassiske symmetriske sveipet på Messerschmitt P.1101 -flyet.
Blohm & Voss og P.202 virket for gal for å gå inn i serien. Vingen med et spenn på 11, 98 m kan slå på det sentrale hengslet i en vinkel på opptil 35 ° - ved maksimal vinkel endret spennet seg til 10, 06 m. Manglende evne til å bruke vingen for montering av tilleggsutstyr. Prosjektet forble bare på papir.
Samtidig jobbet spesialister fra Messerschmitt på et lignende prosjekt. Kjøretøyet deres, Me P.1109, fikk kallenavnet "saksvinge". Bilen hadde to vinger, og eksternt uavhengig: den ene var plassert over flykroppen, den andre - under den. Når den øvre vingen ble dreid med klokken, ble den nedre vingen på samme måte dreid mot klokken - denne konstruksjonen gjorde det mulig å kvalitativt kompensere for skjevheten til flyet med en asymmetrisk sveipendring.
Vingene kunne rotere opptil 60 °, og da de var vinkelrett på flykroppeaksen, så flyet ut som en vanlig biplan.
Messerschmitts vanskeligheter var de samme som Blohm & Voss: en kompleks mekanisme og i tillegg problemer med chassisdesignet. Som et resultat ble ikke et fly bygget i jern med et symmetrisk variabelt sveip - Messerschmitt Р.1101, ikke i produksjon, enn si asymmetriske strukturer som bare var prosjekter. Tyskerne var for langt foran sin tid.
Fordeler og tap
Fordelene med et asymmetrisk variabelt fei er de samme som fordelene med et symmetrisk fei. Når flyet tar av, kreves et høyt løft, men når det flyr i høy hastighet (spesielt over lydens hastighet), er heisen ikke lenger så relevant, men det høye motstanden begynner å forstyrre. Luftfartsingeniører må finne et kompromiss. Ved å endre feien tilpasser flyet seg til flymodus. Beregninger viser at posisjonering av vingen i en vinkel på 60 ° til flykroppen vil redusere aerodynamisk motstand betydelig, øke maksimal marsjfart og redusere drivstofforbruket.
Men i dette tilfellet dukker det opp et andre spørsmål: hvorfor trenger vi en asymmetrisk feieendring, hvis en symmetrisk er mye mer praktisk for piloten og ikke krever kompensasjon? Faktum er at den største ulempen med symmetrisk fei er den tekniske kompleksiteten til endringsmekanismen, dens solide masse og kostnad. Med en asymmetrisk endring er enheten mye enklere - faktisk en aksel med et stivt feste av vingen og dens svingemekanisme.
Et slikt opplegg er i gjennomsnitt 14% lettere og minimerer den karakteristiske impedansen når du flyr med hastigheter som overstiger lydens hastighet (det vil si at fordelene også manifesteres i flyytelse). Sistnevnte er forårsaket av en sjokkbølge som oppstår når en del av luftstrømmen rundt flyet får supersonisk hastighet. Til slutt er dette den mest "budsjettmessige" varianten av variabelen feie.
OWRA RPW
Et ubemannet luftfartøy av NASA, bygget på begynnelsen av 1970 -tallet for eksperimentell studie av flyegenskapene til asymmetrisk feiing. Enheten var i stand til å rotere vingen 45 ° med klokken og eksisterte i to konfigurasjoner-korthale og langhalet.
Derfor, med utviklingen av teknologi, kunne menneskeheten ikke unngå å gå tilbake til et interessant konsept. På begynnelsen av 1970 -tallet ble et ubemannet luftfartøy OWRA RPW (Oblique Wing Research Aircraft) produsert etter ordre fra NASA for å studere flyegenskapene til et slikt opplegg. Utviklingskonsulenten var Vogt selv, som emigrerte til USA etter krigen, på den tiden allerede en veldig eldre mann, og sjefsdesigner og ideolog for gjenoppliving av ideen var NASA -ingeniør Richard Thomas Jones. Jones hadde forankret denne ideen siden 1945, da han var ansatt i NACA (forgjengeren til NASA, National Advisory Committee for Aeronautics), og da prøven ble bygget, hadde absolutt alle teoretiske beregninger blitt utarbeidet og grundig testet.
OWRA RPW -vingen kunne rotere opptil 45 °, dronen hadde en rudimentær flykropp og hale - faktisk var det et flygende layout, det sentrale og eneste interessante elementet som var vingen. Mesteparten av forskningen ble utført i en aerodynamisk tunnel, noen i ekte flukt. Vingen fungerte bra, og NASA bestemte seg for å bygge et fullverdig fly.
Og nå - fly
Selvfølgelig har den asymmetriske feieendringen også ulemper - spesielt asymmetrien til frontal motstand, parasittiske svingmomenter som fører til overdreven rulling og gjeving. Men alt dette allerede på 1970 -tallet kunne bli beseiret med delvis automatisering av kontroller.
Fly NASA AD-1
Han fløy 79 ganger. I hver flytur satte testerne vingen i en ny posisjon, og dataene som ble innhentet ble analysert og sammenlignet med hverandre.
AD-1 (Ames Dryden-1) -flyet har blitt et felles hjernebarn av en rekke organisasjoner. Det ble bygget i jern av Ames Industrial Co., den overordnede designen ble utført på Boeing, teknologisk forskning ble utført av Bertha Rutana's Scaled Composites, og flygtester ble utført på Dryden Research Center i Lancaster, California. AD-1-vingen kunne rotere på sentralaksen med 60 °, og bare mot klokken (dette forenklet designet sterkt uten å miste fordeler).
Vingen ble drevet av en kompakt elektrisk motor plassert inne i flykroppen rett foran motorene (sistnevnte brukte de klassiske franske turbojetmotorene Microturbo TRS18). Spenningen til den trapesformede vingen i vinkelrett posisjon var 9, 85 m, og i rotert posisjon - bare 4, 93, noe som gjorde det mulig å nå en maksimal hastighet på 322 km / t.
21. desember tok AD-1 av for første gang, og i løpet av de neste 18 månedene, med hver ny flyging, ble vingen rotert 1 grad, og registrerte alle flyets indikatorer. I midten av 1981 "nådde" flyet en maksimal vinkel på 60 grader. Flyet fortsatte til august 1982, totalt tok AD-1 av 79 ganger.
NASA AD-1 (1979)
Det eneste flyet med en asymmetrisk sveipevinge som tok av i luften. Vingen roterte opptil 60 grader mot klokken.
Jones hovedide var å bruke asymmetriske feieendringer i fly til interkontinentale flyvninger - hastighet og drivstofføkonomi betalte seg best på ultralange avstander. AD-1-flyet fikk virkelig positive anmeldelser fra både eksperter og piloter, men merkelig nok fikk ikke historien noen videreføring. Problemet var at hele programmet først og fremst var forskning. Etter å ha mottatt alle nødvendige data, sendte NASA flyet til hangaren; For 15 år siden flyttet han til evig lagring ved Hillier Aviation Museum i San Carlos.
NASA, som forskningsorganisasjon, var ikke involvert i flykonstruksjon, og ingen av de store flyprodusentene var interessert i Jones 'konsept. Interkontinentale liners er som standard mye større og mer komplekse enn "leken" AD-1, og selskapene turte ikke å investere enorme summer i forskning og utvikling av et lovende, men veldig mistenkelig design. Classic vant seier over innovasjon.
Richard Gray, NASA AD-1 testpilot
Etter å ha lykkes med å fly av programmet på en asymmetrisk fløy, døde han i 1982 i krasj av et privat treningsfly Cessna T-37 Tweet.
Deretter returnerte NASA til temaet "skrå vinge", etter å ha bygget en liten drone i 1994 med et vingespenn på 6, 1 m og evnen til å endre feievinkelen fra 35 til 50 grader. Det ble bygget som en del av etableringen av et 500-seters transkontinentalt passasjerfly. Men til slutt ble arbeidet med prosjektet avbrutt av de samme økonomiske årsakene.
Det er ikke over ennå
Likevel fikk den "skrå vingen" et tredje liv, og denne gangen takket være intervensjonen fra det velkjente byrået DARPA, som i 2006 tilbød Northrop Grumman en kontrakt på 10 millioner for utvikling av et ubemannet luftfartøy med asymmetrisk feieendring.
Men Northrop -selskapet gikk inn i luftfartens historie først og fremst på grunn av utviklingen av fly av typen "flying wing": grunnleggeren av selskapet, John Northrop var en entusiast for en slik ordning, helt fra begynnelsen av satte han retningen forskning i mange år fremover (han grunnla selskapet på slutten av 1930 -tallet og døde i 1981).
Som et resultat bestemte Northrop -spesialister seg for å krysse teknologien til den flygende vingen og asymmetrisk fei på en uventet måte. Resultatet var Northrop Grumman Switchblade -dronen (for ikke å forveksle med deres andre konseptuelle utvikling - Northrop Switchblade -jagerflyet).
Utformingen av dronen er ganske enkel. Festet til den 61 meter lange vingen er en hengslet modul med to jetmotorer, kameraer, kontrollelektronikk og tilleggsutstyr som er nødvendige for oppdraget (for eksempel missiler eller bomber). Modulen har ingenting overflødig - flykroppen, fjærdrakten, halen, den ligner en ballonggondol, unntatt kanskje med kraftenheter.
Vingens rotasjonsvinkel i forhold til modulen er fremdeles den samme ideelle 60 grader, beregnet tilbake på 1940 -tallet: i denne vinkelen utjevnes sjokkbølger når de beveger seg med supersonisk hastighet. Med vingen dreid, er dronen i stand til å fly 2500 miles med en hastighet på 2,0 M.
Konseptet med flyet var klart innen 2007, og på 2010 -tallet lovet selskapet å gjennomføre de første testene av et oppsett med et vingespenn på 12,2 m - både i en vindtunnel og i reell flyging. Northrop Grumman hadde planlagt at den første flyvningen av dronen i full størrelse skulle finne sted rundt 2020.
Men allerede i 2008 mistet DARPA -byrået interessen for prosjektet. Foreløpige beregninger ga ikke de planlagte resultatene, og DARPA trakk kontrakten og stengte programmet på datamodellstadiet. Så tanken på asymmetrisk feiing var uten hell igjen.
Vil det eller ikke?
Faktisk var den eneste faktoren som drepte et interessant konsept økonomi. Å ha fungerende og velprøvde kretser gjør det ulønnsomt å utvikle et komplekst og uprøvd system. Den har to anvendelsesområder - transkontinentale flyvninger med tunge liners (hovedideen til Jones) og militære droner som er i stand til å bevege seg med hastigheter som overstiger lydens hastighet (hovedoppgaven til Northrop Grumman).
I det første tilfellet er fordelene drivstofføkonomi og økning i hastighet, andre ting er lik tradisjonelle fly. I det andre er minimering av bølgedrag i øyeblikket når flyet når det kritiske Mach -tallet av største betydning.
Om et seriell fly med en lignende konfigurasjon vil vises, avhenger utelukkende av flyprodusentenes vilje. Hvis en av dem bestemmer seg for å investere penger i forskning og konstruksjon, og deretter i praksis bevise at konseptet ikke bare er funksjonelt (dette er allerede bevist), men også selvopprettholdende, har den asymmetriske endringen i fei en sjanse til å lykkes. Hvis slike våghalser ikke blir funnet innenfor rammen av den globale finanskrisen, vil "skråfløyen" forbli en del av historien til luftfart rik på nysgjerrigheter.
Kjennetegn ved NASA AD-1-flyet
Mannskap: 1 person
Lengde: 11, 83 m
Vingespenn: 9,85 m vinkelrett, 4,93 m skrått
Vingevinkel: opptil 60 °
Vingeområde: 8, 6 2
Høyde: 2, 06 m
Tom flyvekt: 658 kg
Maks. startvekt: 973 kg
Drivstoff: 2 x Microturbo TRS-18 jetmotorer
Kraft: 100 kgf per motor
Drivstoffkapasitet: 300 liter Maksimal hastighet: 322 km / t
Servicetak: 3658 moh
Ekte pionerer
Få mennesker vet at det første flyet med variabel vingegeometri ikke ble bygget av tyskerne under andre verdenskrig (som de fleste kilder hevder), men av de franske luftfartspionerene Baron Edmond de Marcai og Emile Monin tilbake i 1911. Monoplanet Markay-Monin ble presentert for publikum i Paris 9. desember 1911, og seks måneder senere foretok den sin første vellykkede flytur.
Egentlig kom de Marcay og Monin med det klassiske opplegget med symmetrisk variabel geometri - to separate vingefly med en total maksimal spennvidde på 13,7 m var festet til hengslene, og piloten kunne endre vinkelen på plasseringen i forhold til flykroppen til høyre i flukt. På bakken, for transport, kunne vingene brettes, som insektens vinger, "bak ryggen." Kompleksiteten i designet og behovet for å flytte til mer funksjonelle fly (på grunn av krigsutbruddet) tvang designerne til å forlate det videre arbeidet med prosjektet.
