Soos u weet, is die middelste gedeelte die deel van die vliegtuigvleuel wat die linker- en regtervliegtuie verbind en in werklikheid dien om die vleuel aan die romp vas te maak. In ooreenstemming met die logika moet die middelste gedeelte 'n stewige struktuur wees. Maar op 21 Desember 1979 het 'n NASA AD-1-vliegtuig opgestyg, waarvan die vleuel aan die romp geheg was … op 'n skarnier en kan draai, wat die vliegtuig 'n asimmetriese vorm gee.
Dit het egter baie vroeër begin - met die somber Teutoniese genie Richard Vogt, hoofontwerper van die legendariese onderneming Blohm & Voss. Vogt, bekend vir sy atipiese benadering tot die ontwerp van vliegtuie, het reeds asimmetriese vliegtuie gebou en geweet dat so 'n skema nie verhoed dat die vliegtuig stabiel in die lug is nie. En in 1944 is die Blohm & Voss en P.202 -projek gebore.
Die belangrikste idee van Vogt was die vermoë om die lugweer aansienlik te verminder wanneer jy teen hoë snelhede vlieg. Die vliegtuig het met 'n konvensionele simmetriese vleuel opgestyg (aangesien 'n klein sweepvleuel 'n hoë hefkoëffisiënt het) en tydens vlug in 'n vliegtuig parallel met die rompas gedraai en sodoende die weerstand verminder. Dit was eintlik een van die oplossings vir die implementering van 'n veranderlike sweep van die vleuel - terselfdertyd het die Duitsers die klassieke simmetriese sweep op die Messerschmitt P.1101 -vliegtuig uitgewerk.
Blohm & Voss en P.202 het te mal gelyk om in die reeks te gaan. Sy vleuel met 'n spanwydte van 11, 98 m kan die sentrale skarnier teen 'n hoek van tot 35 ° aanskakel - teen die maksimum hoek verander die span na 10, 06 m. Die projek het slegs op papier gebly.
Terselfdertyd werk spesialiste van Messerschmitt aan 'n soortgelyke projek. Hul voertuig, die Me P.1109, het die bynaam "skêrvleuel" gekry. Die motor het twee vlerke, en ekstern onafhanklik: die een was bo die romp, die tweede - daaronder. As die boonste vleuel met die kloksgewys gedraai is, is die onderste vleuel ook op dieselfde manier linksom gedraai - hierdie ontwerp het dit moontlik gemaak om die skeefheid van die vliegtuig kwalitatief te vergoed met 'n asimmetriese sweepverandering.
Die vlerke kon tot 60 ° draai, en toe hulle loodreg op die rompas was, het die vliegtuig soos 'n gewone tweedekker gelyk.
Die Messerschmitt se probleme was dieselfde as die van Blohm & Voss: 'n komplekse meganisme en ook probleme met die onderstelontwerp. As gevolg hiervan het selfs 'n vliegtuig wat in yster gebou is met 'n simmetries veranderlike sweep - Messerschmitt Р.1101, nie in produksie gekom nie, laat staan asimmetriese strukture wat slegs projekte was. Die Duitsers was hul tyd te ver vooruit.
Voordele en verliese
Die voordele van 'n asimmetries veranderlike sweep is dieselfde as dié van 'n simmetriese sweep. As die vliegtuig opstyg, is 'n hoë hysbak nodig, maar as dit teen 'n hoë spoed vlieg (veral bo die klanksnelheid), is die hysbak nie meer so relevant nie, maar die hoë weerstand begin inmeng. Lugvaartingenieurs moet 'n kompromie vind. Deur die sweep te verander, pas die vliegtuig aan by die vlugmodus. Berekeninge toon dat die posisionering van die vleuel onder 'n hoek van 60 ° tot die romp die aërodinamiese weerstand aansienlik sal verminder, die maksimum kruissnelheid verhoog en die brandstofverbruik verminder.
Maar in hierdie geval ontstaan 'n tweede vraag: waarom het ons 'n asimmetriese sweepverandering nodig, as 'n simmetriese vir die vlieënier baie geriefliker is en nie vergoeding vereis nie? Die feit is dat die grootste nadeel van simmetriese sweep die tegniese kompleksiteit van die veranderingsmeganisme, sy vaste massa en koste is. Met 'n asimmetriese verandering is die toestel baie eenvoudiger - in werklikheid 'n as met 'n stewige bevestiging van die vleuel en sy draaimeganisme.
So 'n skema is gemiddeld 14% ligter en verminder die kenmerkende impedansie by vlieg teen 'n snelheid wat die klanksnelheid oorskry (dit wil sê, die voordele word ook gemanifesteer in vlugprestasie). Laasgenoemde word veroorsaak deur 'n skokgolf wat voorkom wanneer 'n deel van die lugvloei om die vliegtuig supersoniese spoed verkry. Uiteindelik is dit die mees 'begrotings' variant van die veranderlike sweep.
OWRA RPW
'N Onbemande vliegtuig deur NASA, wat in die vroeë sewentigerjare gebou is vir die eksperimentele studie van die vlieg eienskappe van asimmetriese sweep. Die toestel kon die vleuel 45 ° kloksgewys draai en bestaan in twee konfigurasies-kortstert en langstert.
Met die ontwikkeling van tegnologie kon die mensdom dus nie anders as om terug te keer na 'n interessante konsep nie. In die vroeë sewentigerjare is 'n onbemande lugvoertuig OWRA RPW (Oblique Wing Research Aircraft) in opdrag van NASA vervaardig om die vlieg eienskappe van so 'n skema te bestudeer. Die ontwikkelingskonsultant was Vogt self, wat na die oorlog na die Verenigde State geëmigreer het, op daardie stadium reeds 'n baie bejaarde man, en die hoofontwerper en ideoloog van die herlewing van die idee was NASA -ingenieur Richard Thomas Jones. Jones het sedert 1945, toe hy 'n werknemer was van NACA (die voorganger van NASA, die National Advisory Committee for Aeronautics), by hierdie idee gewerk, en teen die tyd dat die steekproef opgestel is, was absoluut alle teoretiese berekeninge deeglik uitgewerk getoets.
Die OWRA RPW -vleuel kon tot 45 ° draai, die hommeltuig het 'n rudimentêre romp en stert - dit was eintlik 'n vlieënde uitleg, waarvan die sentrale en enigste interessante element die vleuel was. Die meeste navorsing is uitgevoer in 'n aërodinamiese tonnel, sommige in werklike vlug. Die vleuel het goed gevaar, en NASA het besluit om 'n volwaardige vliegtuig te bou.
En nou - vlieg
Die asimmetriese sweepverandering het natuurlik ook nadele - veral die asimmetrie van die frontale weerstand, parasitiese draaimomente wat lei tot oormatige rol en gaai. Maar dit alles kan reeds in die sewentigerjare verslaan word deur gedeeltelike outomatisering van kontroles.
Vliegtuig NASA AD-1
Hy het 79 keer gevlieg. In elke vlug het die toetsers die vleuel in 'n nuwe posisie geplaas, en die data wat verkry is, is geanaliseer en met mekaar vergelyk.
Die vliegtuig AD-1 (Ames Dryden-1) het 'n gesamentlike breinkind geword van 'n aantal organisasies. Dit is in yster gebou deur Ames Industrial Co., die algehele ontwerp is op Boeing gedoen, tegnologiese navorsing is uitgevoer deur Bertha Rutana's Scaled Composites en vlugtoetse is uitgevoer by die Dryden Research Center in Lancaster, Kalifornië. Die AD-1-vleuel kon 60 ° op die sentrale as draai, en slegs linksom (dit het die ontwerp baie vereenvoudig sonder om die voordele te verloor).
Die vleuel is aangedryf deur 'n kompakte elektriese motor wat in die romp was, reg voor die enjins (laasgenoemde gebruik die klassieke Franse turbo -enjins Microturbo TRS18). Die spanwydte van die trapeziumvleuel in die loodregte posisie was 9, 85 m, en in die gedraaide posisie - slegs 4, 93, wat dit moontlik gemaak het om 'n maksimum snelheid van 322 km / h te bereik.
Op 21 Desember het AD-1 vir die eerste keer opgestyg, en gedurende die volgende 18 maande, met elke nuwe vlug, is die vleuel met 1 graad gedraai en al die aanwysers van die vliegtuig aangeteken. In die middel van 1981 het die vliegtuig 'n maksimum hoek van 60 grade "bereik". Die vlugte duur tot Augustus 1982, in totaal het die AD-1 79 keer opgestyg.
NASA AD-1 (1979)
Die enigste vliegtuig met 'n asimmetriese sweepvleuel wat die lug opgestyg het. Die vleuel het tot 60 grade linksom gedraai.
Jones se belangrikste idee was om asimmetriese sweepveranderings in vliegtuie vir interkontinentale vlugte te gebruik - spoed en brandstofverbruik betaal hulself die beste op ultra lang afstande. Die AD-1-vliegtuig het werklik positiewe resensies van kundiges en vlieëniers gekry, maar vreemd genoeg het die verhaal geen voortsetting gekry nie. Die probleem was dat die hele program hoofsaaklik navorsing was. Nadat al die nodige data ontvang is, het NASA die vliegtuig na die hangar gestuur; 15 jaar gelede verhuis hy na die ewige berging by die Hillier Aviation Museum in San Carlos.
NASA was as navorsingsorganisasie nie betrokke by die bou van vliegtuie nie, en nie een van die groot vliegtuigvervaardigers was geïnteresseerd in Jones se konsep nie. Interkontinentale voerings is standaard baie groter en meer ingewikkeld as die 'speelgoed' AD-1, en die ondernemings durf nie groot bedrae belê in navorsing en ontwikkeling van 'n belowende, maar baie agterdogtige ontwerp nie. Classic het gewen oor innovasie.
Richard Gray, NASA AD-1-toetsvlieënier
Nadat hy sy program suksesvol op 'n asimmetriese vleuel gevlieg het, sterf hy in 1982 in die ongeluk van 'n privaat afrigtervliegtuig Cessna T-37 Tweet.
Daarna het NASA teruggekeer na die tema "skuins vleuel", nadat hy in 1994 'n klein hommeltuig met 'n vlerkspan van 6, 1 m en die vermoë gehad het om die sweephoek van 35 na 50 grade te verander. Dit is gebou as deel van die oprigting van 'n 500-sitplek-transkontinentale vliegtuig. Maar uiteindelik is werk aan die projek om dieselfde finansiële redes gekanselleer.
Dit is nog nie verby nie
Tog het die 'skuins vleuel' 'n derde lewe gekry, en hierdie keer danksy die ingryping van die bekende agentskap DARPA, wat in 2006 aan Northrop Grumman 'n kontrak van 10 miljoen aangebied het vir die ontwikkeling van 'n onbemande vliegtuig met 'n asimmetriese sweepverandering.
Maar die Northrop -korporasie het in die geskiedenis van die lugvaart ingeskryf, hoofsaaklik as gevolg van die ontwikkeling van vliegtuie van die "vlieënde vleuel" -tipe: John Northrop, die stigter van die onderneming, was 'n entoesias vir so 'n plan, van die begin af het hy die rigting bepaal navorsing oor baie jare (hy het die onderneming in die laat dertigerjare gestig en is in 1981 oorlede).
As gevolg hiervan het Northrop -spesialiste besluit om die tegnologie van die vlieënde vleuel en asimmetriese sweep op 'n onverwagte manier oor te steek. Die gevolg was die Northrop Grumman Switchblade -hommeltuig (nie te verwar met hul ander konseptuele ontwikkeling nie - die Northrop Switchblade -vegter).
Die ontwerp van die hommeltuig is redelik eenvoudig. Aan die 61-meter-vleuel is 'n skarniermodule met twee straalmotoren, kameras, elektroniese bedieningselemente en aanhangsels wat nodig is vir die missie (byvoorbeeld missiele of bomme). Die module het niks oorbodig nie - die romp, die verekleed, die stert, dit lyk soos 'n ballon -gondel, behalwe miskien met krag -eenhede.
Die draaihoek van die vleuel relatief tot die module is steeds dieselfde ideale 60 grade, bereken in die veertigerjare: teen hierdie hoek word skokgolwe wat ontstaan as dit met supersoniese spoed beweeg, gelykgemaak. Met sy vleuel gedraai, kan die hommeltuig 2,500 myl vlieg teen 'n snelheid van 2,0 M.
Die konsep van die vliegtuig was teen 2007 gereed, en teen die 2010's het die maatskappy belowe om die eerste toetse van 'n uitleg met 'n vlerkspan van 12,2 m uit te voer - beide in 'n windtunnel en in werklike vlug. Northrop Grumman het beplan dat die eerste vlug van die volle grootte drone ongeveer 2020 sou plaasvind.
Maar reeds in 2008 het die DARPA -agentskap belangstelling in die projek verloor. Voorlopige berekeninge het nie die beplande resultate opgelewer nie, en DARPA het die kontrak teruggetrek en die program in die rekenaarmodelfase gesluit. Die idee van asimmetriese sweep was dus weer te min.
Sal dit of nie?
Die enigste faktor wat 'n interessante konsep doodgemaak het, was ekonomie. As u werkende en beproefde stroombane het, is dit nie winsgewend om 'n komplekse en ongetoetste stelsel te ontwikkel nie. Dit het twee toepassingsgebiede - transkontinentale vlugte van swaarvoertuie (die hoofgedagte van Jones) en militêre hommeltuie wat kan beweeg teen 'n snelheid wat die klanksnelheid oorskry (die belangrikste taak van Northrop Grumman).
In die eerste geval is die voordele brandstofverbruik en 'n toename in spoed, anders as die gewone vliegtuie. In die tweede plek is die minimalisering van die golftrek op die oomblik dat die vliegtuig die kritieke Mach -nommer bereik, van die grootste belang.
Of 'n reeksvliegtuig met 'n soortgelyke opset verskyn, hang uitsluitlik af van die wil van vliegtuigvervaardigers. As een van hulle besluit om geld in navorsing en konstruksie te belê, en dan in die praktyk bewys dat die konsep nie net funksioneel is nie (dit is reeds bewys), maar ook selfonderhoudend, het die asimmetriese verandering in sweep 'n kans op sukses. As sulke waaghals nie in die raamwerk van die wêreldwye finansiële krisis gevind word nie, sal die 'skuins vleuel' nog 'n deel van die geskiedenis van lugvaart ryk aan nuuskierighede bly.
Kenmerke van die NASA AD-1 vliegtuig
Bemanning: 1 persoon
Lengte: 11, 83 m
Vlerkspan: 9,85 m loodreg, 4,93 m skuins
Vleuelhoek: tot 60 °
Vleuelarea: 8, 6 2
Hoogte: 2,06 m
Leeg vliegtuiggewig: 658 kg
Maks. opstyggewig: 973 kg
Aandrywing: 2 x Microturbo TRS-18 straalmotoren
Stootkrag: 100 kgf per enjin
Brandstof: 300 liter Maksimum spoed: 322 km / h
Diensplafon: 3658 m
Ware pioniers
Min mense weet dat die eerste vliegtuie met veranderlike vleuelgeometrie nie tydens die Tweede Wêreldoorlog deur die Duitsers gebou is nie (soos die meeste bronne beweer), maar deur die Franse lugvaartpioniers Baron Edmond de Marcai en Emile Monin in 1911. Die Markay-Monin-vliegtuig is op 9 Desember 1911 in Parys aan die publiek voorgehou en ses maande later sy eerste suksesvolle vlug gemaak.
Eintlik het de Marcay en Monin met die klassieke simmetries -veranderlike meetkunde vorendag gekom - twee afsonderlike vlerkvliegtuie met 'n totale maksimum spanwydte van 13,7 m was aan die skarniere vasgemaak, en die vlieënier kon die hoek van hul ligging in vergelyking met die romp regs verander in vlug. Op die grond kon die vlerke "agter die rug" gevou word, soos die vlerke van insekte. Die kompleksiteit van die ontwerp en die behoefte om na meer funksionele vliegtuie te beweeg (as gevolg van die uitbreek van die oorlog) het die ontwerpers genoop om verdere werk aan die projek te laat vaar.
