Selfs die mees ongewone vliegtuie is aan die begin van die vliegtuigbedryf volgens die simmetriese beginsels gebou. Elke vliegtuig het 'n konvensionele romp, waaraan konvensionele vlerke loodreg vasgemaak is. Geleidelik, met die ontwikkeling van aerodinamika, het ontwerpers egter begin nadink oor die skepping van 'n vliegtuig met 'n asimmetriese vleuel. Verteenwoordigers van die somber Duitse genie was die eerste om dit te bereik: in 1944 word 'n soortgelyke projek voorgestel deur Richard Vogt, hoofontwerper van Blohm & Voss. Sy projek is egter nie in metaal beliggaam nie; die Amerikaanse NASA AD-1 was werklik die eerste vliegtuig met 'n roterende vleuel.
NASA AD-1 (Ames Dryden-1) is 'n eksperimentele vliegtuig wat ontwerp is om die konsep van 'n asimmetries veranderlike swaai-vleuel te bestudeer. Het die wêreld se eerste skuins vlerkvliegtuig geword. Die ongewone vliegtuig is in 1979 in die Verenigde State gebou en het sy eerste vlug op 21 Desember van dieselfde jaar gemaak. Die toetse van die vliegtuig met 'n roterende vleuel het tot Augustus 1982 voortgeduur, waartydens 17 vlieëniers daarin geslaag het om die AD-1 te bemeester. Na die sluiting van die program is die vliegtuig gestuur na die Museum van die stad San Carlos, waar dit nog steeds vir alle besoekers beskikbaar is en een van die belangrikste uitstallings is.
Duitse eksperimente
In Duitsland, tydens die Tweede Wêreldoorlog, het hulle baie ernstig gewerk aan die skep van vliegtuie met 'n asimmetriese vleuel. Ontwerper Richard Vogt was bekend vir sy atipiese benadering tot die skep van lugvaarttegnologie, en hy het besef dat die nuwe skema nie sou verhinder dat die vliegtuig stabiel in die lug was nie. In 1944 het hy die Blohm & Voss- en P.202 -vliegtuigprojek geskep. Die hoofgedagte van die Duitse ontwerper was die moontlikheid van 'n aansienlike vermindering van die weerstand tydens vlieg teen hoë spoed. Die vliegtuig het met 'n konvensionele simmetriese vleuel opgestyg, aangesien 'n klein geveerde vleuel 'n hoë hefkoëffisiënt het, maar reeds tydens die vlug draai die vlerk in 'n vliegtuig parallel met die rompas, wat die weerstandsvlak verminder. Terselfdertyd is in Duitsland gewerk met die klassieke simmetriese sweep van die vleuel op die Messerschmitt P.1101 -vegter.
Blohm & Voss en P.202
Maar selfs in Duitsland in die afgelope oorlogsjare het die Blohm & Voss- en P.202 -vliegtuigprojek kranksinnig gelyk, dit is nooit in metaal vergestalt nie, en dit bly vir ewig slegs in die vorm van bloudrukke. Die vliegtuig wat deur Vogt ontwerp is, was veronderstel om 'n vlerkspan van 11,98 meter te ontvang, wat op 'n hoek van tot 35 grade op die sentrale skarnier gedraai het - met 'n maksimum afwyking het die vlerkspan verander na 10,06 meter. Die grootste nadeel van die projek is beskou as 'n swaar en omslagtige (volgens berekeninge) meganisme om die vleuel te draai, wat baie ruimte in beslag geneem het in die vliegtuig se romp, en die onvermoë om die vleuel te gebruik om ekstra wapens en toerusting op te hang was ook 'n ernstige nadeel.
Verrassend genoeg was Vogt nie die enigste Duitse ontwerper wat 'n swaaivleuel oorweeg het nie. 'N Soortgelyke projek is opgestel deur ingenieurs by Messerschmitt. Die Me P.1109 -projek wat deur hulle aangebied is, het selfs die bynaam "skêrvleuel" gekry. Die projek wat hulle geskep het, het twee vlerke tegelyk. Boonop was hulle onafhanklik van mekaar. Die een vleuel was bo die romp van die vliegtuig, die ander - daaronder. As die boonste vleuel met die kloksgewys gedraai word, draai die onderste vleuel op dieselfde manier, maar linksom. Hierdie ontwerp het dit moontlik gemaak om die skeefheid van die vliegtuig kwalitatief te vergoed met 'n asimmetriese verandering in sweep. Terselfdertyd kon die vlerke teen 'n hoek van tot 60 grade draai, terwyl dit loodreg op die vliegtuig se romp was, dit nie anders was as die klassieke tweedekker nie. Daarmee het Messerschmitt dieselfde probleme ondervind as Blohm & Voss: 'n baie komplekse draaimeganisme. Ondanks die feit dat nie een van die Duitse asimmetriese vliegtuie nie verder as papierprojekte gegaan het nie, moet erken word dat die Duitsers hul tyd ernstig vooruit was in hul ontwikkeling. Die Amerikaners kon hul plan eers in die laat sewentigerjare verwesenlik.
NASA AD -1 - vlieënde asimmetrie
Die idees van die Duitse ontwerpers is deur hul Amerikaanse kollegas in metaal geïmplementeer. Hulle het die kwessie so deeglik moontlik benader. Onafhanklik van die Duitsers in 1945, het die Amerikaanse ingenieur Robert Thomas Johnson sy idee van 'n soort 'skêrvleuel' voorgelê, volgens sy idee moes so 'n vleuel 'n spesiale skarnier draai. In daardie jare kon hy egter nie sy idee verwesenlik nie, maar die tegniese vermoëns het dit nie toegelaat nie. Dit het in die sewentigerjare verander toe tegnologie die skep van asimmetriese vliegtuie moontlik gemaak het. Terselfdertyd is dieselfde Richard Vogt, wat na die einde van die Tweede Wêreldoorlog na die Verenigde State geëmigreer het, as projekkonsultant genooi.
Teen daardie tyd het die ontwerpers reeds geweet dat vliegtuie met veranderlike sweepvlerke 'n aantal nadele het. Die belangrikste nadele van hierdie ontwerp sluit in: die verskuiwing van die aërodinamiese fokus by die verandering van sweep, wat gelei het tot 'n toename in die balansweerstand; 'n toename in die massa van die struktuur as gevolg van die teenwoordigheid van 'n kragbalk en draai -skarniere van die konsole wat daaraan geheg is, asook seëls van die teruggetrokke posisie van die vliegtuigvleuel. Beide hierdie tekortkominge was uiteindelik die rede vir 'n afname in die vlugreeks of 'n afname in die massa van die vrag.
Terselfdertyd was NASA -werknemers vol vertroue dat 'n vliegtuig met 'n asimmetries veranderlike sweepvleuel (KAIS) van die genoemde nadele beroof sou word. Met so 'n skema sal die vleuel met 'n draaibare skarnier aan die vliegtuigskroef geheg word, en die verandering in die sweep van die konsoles wanneer die vleuel gedraai word, word gelyktydig uitgevoer, maar het die teenoorgestelde karakter. 'N Vergelykende ontleding van vliegtuie met veranderlike sweepvlerke van die standaardskema en KAIS wat deur NASA-spesialiste uitgevoer is, het getoon dat die tweede skema 'n afname in sleep met 11-20 persent toon, die massa van die struktuur met 14 persent afneem en die golftrek as u met supersoniese snelhede vlieg, moet dit met 26 persent verminder …
Terselfdertyd het die vliegtuig met 'n asimmetriese vleuel nadele. In die eerste plek, met 'n groot sweephoek, het 'n reguit geveerde cantilever 'n groter effektiewe aanvalshoek as 'n reverse swept cantilever, wat lei tot 'n asimmetrie van sleep en, as gevolg daarvan, die voorkoms van parasitiese draaimomente in toonhoogte, rol en gaap. Die tweede probleem was dat KAIS gekenmerk word deur 'n dubbel so groot toename in die dikte van die grenslaag langs die vlerkspan, en enige asimmetriese stalling van die vloei veroorsaak intense steurnisse. Maar ten spyte hiervan is geglo dat negatiewe gevolge uit die weg geruim kan word deur 'n vlieg-deur-draadstelsel in te stel, wat die aërodinamiese kontroles van die vliegtuig outomaties beïnvloed, afhangende van verskillende parameters: invalshoek, vlugspoed, vleuelveeg hoek. Om al die berekeninge na te gaan, was dit in elk geval nodig om 'n vlieënde model te bou.
Die KAIS-konsep is suksesvol getoets op 'n onbemande model, waarna dit nodig was om 'n volwaardige vliegtuig te skep. Die eksperimentele projek is aangewys as NASA AD-1 of Ames Dryden-1. Die vliegtuig is vernoem na die navorsingsentrums wat aan die projek gewerk het - NASA Ames en NASA Dryden. Terselfdertyd was Boeing -spesialiste verantwoordelik vir die algehele ontwerp van die vliegtuig. Volgens die berekeninge van NASA -ingenieurs en die beskikbare opdragte het die Amerikaanse onderneming Rutan Aircraft Factory die vereiste vliegtuie saamgestel. Terselfdertyd was een van die vereistes van die projek om binne die begroting van 250 duisend dollar te bly. Hiervoor is die eksperimentele vliegtuig so eenvoudig as moontlik gemaak in terme van tegnologie en goedkoop; taamlik swak enjins is op die vliegtuig geïnstalleer. Die nuwe vliegtuig was gereed in Februarie 1979, waarna dit by die NASA se Dryden -vliegveld na Kalifornië afgelewer is.
Die vleuel van die AD-1-eksperimentele vliegtuig kon 60 grade langs die sentrale as draai, maar slegs linksom (hierdie oplossing het die ontwerp baie vereenvoudig sonder om die voordele daarvan te verloor). Die vleueldraai met 'n snelheid van 3 grade per sekonde is verskaf deur 'n kompakte elektriese motor wat in die vliegtuig se romp voor die hoofmotors aangebring is. Soos laasgenoemde is twee klassieke Fransgemaakte Microturbo TRS18-turbo-enjins met 'n stukrag van 100 kgf elk gebruik. Die spanwydte van die trapeziumvleuel, loodreg op die romp, was 9, 85 meter en by 'n maksimum draai - slegs 4, 93 meter. Terselfdertyd het die maksimum vlugspoed nie 400 km / h oorskry nie.
Die vliegtuig het op 21 Desember 1979 die eerste keer die lug ingehaal. Op sy eerste vlug is dit deur die NASA -toetsvlieënier Thomas McMurphy gevlieg. Die opstyg van die vliegtuig is uitgevoer met 'n loodreg vasgemaakte vleuel, die draaihoek van die vleuel verander reeds tydens vlug nadat die vereiste snelheid en hoogte bereik is. Gedurende die volgende 18 maande, met elke nuwe toetsvlug, is die vleuel van die AD-1-vliegtuig 1 graad gedraai, terwyl alle vlugaanwysers aangeteken is. As gevolg hiervan, in die middel van 1980, bereik die eksperimentele vliegtuie sy maksimum vleuelhoek van 60 grade. Toetsvlugte duur tot Augustus 1982, met 'n totaal van 79 vlugte van die vliegtuig. Dit gebeur so dat die vliegtuig op die laaste vlug op 7 Augustus 1982 deur Thomas McMurphy gelig is, terwyl 17 verskillende vlieëniers gedurende die hele toetsperiode daarop gevlieg het.
Die toetsprogram het aanvaar dat die resultate wat verkry is, sou help om die asimmetriese verandering van die vleuel te gebruik tydens lang interkontinentale vlugte - die spoed en brandstofverbruik moes op baie lang afstande die beste gewees het. Die eksperimentele NASA AD-1-vliegtuig het positiewe resensies van vlieëniers en spesialiste ontvang, maar die projek het nie verdere ontwikkeling ontvang nie. Die probleem was dat die program oorspronklik as 'n navorsingsprogram beskou is. Nadat al die nodige data ontvang is, het NASA eenvoudig 'n unieke vliegtuig na die hangar gestuur, vanwaar dit later na die lugvaartmuseum oorgeplaas is. NASA was nog altyd 'n navorsingsorganisasie wat nie met vliegtuigkonstruksie te doen gehad het nie, en nie een van die grootste vliegtuigvervaardigers was geïnteresseerd in die konsep van 'n roterende vleuel nie. By verstek was enige interkontinentale passasiersvoering ingewikkelder en groter as die "speelgoed" AD-1-vliegtuig, sodat die maatskappye dit nie waag nie. Hulle wou nie in navorsing en ontwikkeling belê nie, al was dit 'n belowende, maar tog agterdogtige ontwerp. Na hul mening het die tyd vir innovasie op hierdie gebied nog nie aangebreek nie.
Vlugprestasie van NASA AD-1:
Algehele afmetings: lengte - 11, 8 m, hoogte - 2, 06 m, vlerkspan - 9, 85 m, vleueloppervlakte - 8, 6 m2.
Leeg gewig - 658 kg.
Maksimum opstyggewig - 973 kg.
Die kragstasie bestaan uit 2 turbo-enjins Microturbo TRS18-046 met 'n stukrag van 2x100 kgf.
Kruissnelheid - 274 km / h.
Die maksimum spoed is tot 400 km / h.
Bemanning - 1 persoon.
