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 правильно использовать гермоснаряжение: лайфхаки для туристов Как правильно использовать гермоснаряжение: лайфхаки для туристов

При многообразии видов отдыха есть универсальная вещь, которая пригодится везде

Популярная механика
Как найти работу? Стать бездомным и раздавать на улице всем свое резюме Как найти работу? Стать бездомным и раздавать на улице всем свое резюме

Техасский разработчик решил переехать в Кремниевую долину для запуска стартапа

Playboy
Кролики и удавы: как Apple iPad борются за выживание на рынке Кролики и удавы: как Apple iPad борются за выживание на рынке

Куда движется рынок планшетов: как спустя 1,5 года обновил свои девайсы Apple

РБК
5 скрытых признаков нелюбви к себе 5 скрытых признаков нелюбви к себе

Какие привычки говорят о тайной нелюбви к самому себе

Psychologies
История мира в шести стаканах История мира в шести стаканах

Как ваши любимые напитки изменили мир

kiozk originals
Рубль бережет Рубль бережет

Как планировать семейный бюджет и научить домочадцев экономить

StarHit
Большой трамплин: кто из российских футболистов воспользовался шансом жизни Большой трамплин: кто из российских футболистов воспользовался шансом жизни

Кому из российских футболистов удалось вывести карьеру на новый уровень после ЧМ

Esquire
4 фразы, которые не стоит произносить даже в пылу ссоры 4 фразы, которые не стоит произносить даже в пылу ссоры

Фразы, которые не стоит произносить даже в пылу ссоры

Psychologies
Космическая ошибка. Почему американцы могут остаться без доступа к МКС Космическая ошибка. Почему американцы могут остаться без доступа к МКС

Через год заканчивается контракт NASA с «Роскосмосом»

Forbes
Стейки и морепродукты в одной тарелке: необычные рецепты от шефа Moregrill Стейки и морепродукты в одной тарелке: необычные рецепты от шефа Moregrill

Surf&Turf — гастрономический жанр, объединяющий на тарелке дары земли и моря

Cosmopolitan
Всем встать! Всем встать!

Список лучших юристов

GQ
Телячьи нежности Телячьи нежности

Бланкет из телятины: блюдо для семейного торжества

Огонёк
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
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
Как возрождается культовый Дом моды Schiaparelli Как возрождается культовый Дом моды Schiaparelli

Бертран Гийон готов предпринять попытку вернуть бренду его былое величие

Vogue
Экономический тупик: почему нужно повышать пенсионный возраст Экономический тупик: почему нужно повышать пенсионный возраст

Повышение пенсионного возраста вызывает споры экспертов и недовольство граждан

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
Культура поражения. Выход России из чемпионата не стал общественной травмой Культура поражения. Выход России из чемпионата не стал общественной травмой

Когда в момент проигрыша выражается не осуждение, а благодарность

Forbes
Пора на сушу Пора на сушу

Уменьшить выделение пота можно натуральными средствами

Лиза
Дела семейные. Как братья Магомедовы строили бизнес и к чему привела их ссора Дела семейные. Как братья Магомедовы строили бизнес и к чему привела их ссора

Братья Магомедовы подозреваются в хищении 2,5 млрд рублей бюджетных денег

Forbes
«Счастье» материнства «Счастье» материнства

Почему никто не предупредил, что материнство – это так трудно?

Домашний Очаг
Горький fest: Михаил Пореченков, Константин Хабенский и другие звезды фестиваля Горький fest: Михаил Пореченков, Константин Хабенский и другие звезды фестиваля

Подробности прошедшего фестиваля нового российского кино «Горький fest»

Cosmopolitan
Стеклянные микробы Люка Джеррама Стеклянные микробы Люка Джеррама

Героев этих произведений не разглядеть без микроскопа

Популярная механика
Fallout 76 Fallout 76

Что мы знаем о самом неоднозначном проекте Е3 2018?

Игромания
Когнитивные искажения: как с их помощью нами манипулируют? Когнитивные искажения: как с их помощью нами манипулируют?

Когнитивные искажения: как с их помощью нами манипулируют?

Psychologies
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
В чем ездить на мотоцикле по городу? В чем ездить на мотоцикле по городу?

Чтобы быть стильным и остаться живым, следуй этим правилам

GQ
Инвесторы в мемы Инвесторы в мемы

Как работает первый в России акселератор развлекательных стартапов

РБК
Суперсемейка Суперсемейка

Дизайнер Ирина Коротич оформила квартиру для огромной коллекции супергероев

AD
Закрытые окна, заколоченные двери. Как общество может остановить пытки в колониях Закрытые окна, заколоченные двери. Как общество может остановить пытки в колониях

Попавшее в сеть видео о пытках в ярославской колонии было сделано год назад

СНОБ
Открыть в приложении