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

Физики напечатали порцию Физики напечатали порцию

Ученые разработали идеальную по вкусу кусочек шоколада

Популярная механика
Инвесторы в мемы Инвесторы в мемы

Как работает первый в России акселератор развлекательных стартапов

РБК
Гонки биовооружений, гибрид человека с обезьяной и другие риски генных технологий Гонки биовооружений, гибрид человека с обезьяной и другие риски генных технологий

Возможности, которые в ближайшее время может открыть синтетическая биология

Forbes
Финансовый тайфун: миру угрожает повторение кризиса 2008 года Финансовый тайфун: миру угрожает повторение кризиса 2008 года

Индикаторы денежного рынка предвещают рецессию в США

Forbes
11 способов становиться немного умнее каждый день 11 способов становиться немного умнее каждый день

Интеллект, как и тело, требует правильного питания и регулярных тренировок

Psychologies
6 самых бесполезных гаджетов нашего времени 6 самых бесполезных гаджетов нашего времени

Британские журналисты выдали список самых нелепых устройств

Maxim
8 железных фактов о первом альбоме Metallica — «Kill 'em All» 8 железных фактов о первом альбоме Metallica — «Kill 'em All»

25 июля 1983 года вышел первый альбом группы Metallica

Maxim
Крепкий ответ флешмобу про жадных мужчин: истории парней о корыстных подругах! Крепкий ответ флешмобу про жадных мужчин: истории парней о корыстных подругах!

Вечер мужских откровений у интернет-камелька

Maxim
Код в мешке Код в мешке

Разработчик Telegram — о слабых местах мессенджера

GQ
Лучшие шутки дня и 72 девственницы! Лучшие шутки дня и 72 девственницы!

Гиперреалистичный дайджест авторского юмора с авторской орфографией

Maxim
Мертвый город. Зачем Ford восстанавливает заброшенный вокзал в Детройте Мертвый город. Зачем Ford восстанавливает заброшенный вокзал в Детройте

Руководство Ford намерено превратить здание вокзала в исследовательский центр

Forbes
Сталинградский тракторный завод был построен в США! Сталинградский тракторный завод был построен в США!

Самые неожиданные родины национальных символов

Maxim
Моремания Моремания

Предлагаем три совершенно непохожих друг на друга сценария отдыха

Cosmopolitan
Футбол и борщ. Сколько россияне заработали на иностранцах Футбол и борщ. Сколько россияне заработали на иностранцах

Россияне хорошо заработали на сдаче квартир посуточно

Forbes
Почему мужчины изменяют: четыре мифа, в которые верят женщины Почему мужчины изменяют: четыре мифа, в которые верят женщины

Почему мужчины изменяют: четыре мифа, в которые верят женщины

Psychologies
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
Плата за геополитику. Почему «Газпром» начал занимать деньги в рублях Плата за геополитику. Почему «Газпром» начал занимать деньги в рублях

«Газпром» намерен занять на рынке рублевого долга сумму в 40 млрд рублей

Forbes
Профессор Шанинки Виктор Вахштайн:Аккредитации вузов не помогут даже новые стандарты Профессор Шанинки Виктор Вахштайн:Аккредитации вузов не помогут даже новые стандарты

Виктор Вахштайн объясняет, почему оценка качества образования неизбежна

СНОБ
Маленькая жизнь Маленькая жизнь

Выжить среди гигантов: суперспособности самой маленькой в мире птички

Вокруг света
В Москве в пятый раз пройдет фестиваль Synthposium В Москве в пятый раз пройдет фестиваль Synthposium

Международный фестиваль изобретательной музыки и музыкальных изобретений

Cosmopolitan
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
Кара Делевинь о моментах, которые изменили ее жизнь Кара Делевинь о моментах, которые изменили ее жизнь

Модель рассказала о самом главном — от первой татуировки до разбитого сердца

Vogue
Как стать героиней своего романа Как стать героиней своего романа

Чтобы очаровывать других, надо прежде самой обнаружить прекрасное в себе

Psychologies
Лето с пользой: игры для детей, развивающие речь Лето с пользой: игры для детей, развивающие речь

Игры для детей, развивающие речь

Psychologies
“Майкл взаперти” и “Верила-верю”: маленькие сенсации для тех, кто обожает кино “Майкл взаперти” и “Верила-верю”: маленькие сенсации для тех, кто обожает кино

Esquire отправился на фестиваль молодого европейского кино VOICES

Esquire
Вот паразиты! Вот паразиты!

95% всех взрослых людей на нашей планете заражены паразитами

Лиза
Кровное дело. Как «Инвитро» становится сетью лечебных клиник Кровное дело. Как «Инвитро» становится сетью лечебных клиник

Масштабно мыслить в «Инвитро» начали уже давно

Forbes
По кривой дорожке По кривой дорожке

Интерьер в современном стиле

SALON-Interior
Нанооружие: станет ли Нанооружие: станет ли

Подумаем о реалистичности "серой слизи" или рое микроботов

Популярная механика
Что носили мужчины на этой неделе Что носили мужчины на этой неделе

Почему Дрейк в оранжевой толстовке выглядит не хуже, чем в костюме

GQ
Открыть в приложении