Найти тему
Основной аэродром

NASA AD-1 — кто сказал, что крыло должно быть симметричным?

Даже самые диковинные летательные аппараты на заре авиации старались следовать принципам симметрии. Условный фюзеляж, к которому перпендикулярно крепились условные крылья. Но с развитием аэродинамики авиаконструкторы стали задумываться о постройке самолётов с асимметричным крылом. Первым таким проектом был Blohm & Voss P.202 немецкого конструктора Ричарда Фогта. Но, если P.202 так и остался на бумаге, то наш сегодняшний герой летал и даже очень успешно.

Blohm & Voss P.202. Современная иллюстрация. Фото: duhraviationart.com
Blohm & Voss P.202. Современная иллюстрация. Фото: duhraviationart.com

Началась наша история в 1945 году, когда молодой инженер Национального консультативного комитета по воздухоплаванию (NACA) Роберт Томас Джонс независимо от Фогта выдвинул идею о своеобразном «крыле-ножницах». Установленное на фюзеляже крыло должно было поворачиваться на специальном шарнире. По предварительным расчётам Джонса применение крыла асиметрично изменяемой стреловидности (далее — КАИС) должно было снизить лобовое сопротивление самолёта на 10-20%. Что в свою очередь приводило к увеличению полётного веса или дальности полёта при прежнем весе. По причинам несовершенства технологий в те годы идея не нашла поддержки и проект до реализации в железе не дошёл.

Роберт Томас Джонс. 1946 год. Фото: NASA
Роберт Томас Джонс. 1946 год. Фото: NASA

Вернулись к концепции КАИС в начале 1970-х. К тому времени технологии позволяли реализовать задумку Роберта Джонса. Консультантом проекта пригласили того самого Ричарда Фогта, который эмигрировал в США после Второй мировой войны. Теоретические выкладки были давно готовы, поэтому сразу приступили к практическим испытаниям. Продувка модели самолёта в аэродинамической трубе, проведённая в исследовательском центре NASA, показала, что самолёт с КАИС будет обладать лучшими аэродинамическими характеристиками на скоростях до 1,4 МАХа по сравнению с классическим крылом.

Для проведения полётных испытаний инженеры NASA начали с постройки беспилотного летательного аппарата OWRA RPW — Oblique Wing Research Aircraft. Этот летающий макет сделали максимально простым и оснастили толкающим винтом в кольце-импеллере, установленном в центре поворотного механизма. Крыло могло поворачиваться на 45° в обе стороны. Первые полёты были выполнены осенью 1976 года.

OWRA RPW на аэродроме. 1976 год. Фото: NASA
OWRA RPW на аэродроме. 1976 год. Фото: NASA
OWRA RPW в полёте. Хорошо видно, что крыло повёрнуто. 3 ноября 1976 года. Фото: NASA
OWRA RPW в полёте. Хорошо видно, что крыло повёрнуто. 3 ноября 1976 года. Фото: NASA

Успешно опробовав концепцию КАИС на беспилотном макете, NASA приступает к разработке полноценного самолёта. Проект получает название NASA AD-1 или Ames-Dryden-1 по названиям исследовательских центров, принимавших участие в программе - NASA Ames и NASA Dryden. По техническому заданию и расчётам от инженеров NASA компания Rutan Aircraft Factory изготовила самолёт. Одним из требований было уложиться в бюджет — 240 000 долларов. Поэтому аппарат сделали максимально дешёвым, технологически простым и установили не самые мощные двигатели. AD-1 был готов в феврале 1979 года и доставлен на аэродром NASA Dryden в Калифорнии.

NASA AD-1. Проекции. Фото: журнал Air International №8/1979
NASA AD-1. Проекции. Фото: журнал Air International №8/1979

Если не «крыло-ножницы», то конструктивно новый самолёт был похож на обычный реактив того времени — вытянутый фюзеляж с длинным носом и классическим хвостовым оперением. В отличие от модели, трапециевидное крыло большого удлинения Ames-Dryden-1 могло поворачиваться на 60°, но только против часовой стрелки. Поворот со скоростью 3°/секунду обеспечивался электромотором. Два турбореактивных двигателя Microturbo TRS18 были установлены сразу за механизмом поворота. Мощности двигателей хватало развить скорость в 322 км/ч на высоте 3658 метров. Вся конструкция была изготовлена из пластика, армированного стекловолокном.

NASA AD-1 впервые поднялся в воздух 21 декабря 1979 года под управлением лётчика-испытателя NASA Томаса МакМёрфи. Взлёт осуществлялся с зафиксированным перпендикулярно крылом, угол поворотам менялся после набора высоты и достижения требуемой скорости. В каждом полёте крыло поворачивали на , поведение самолёта и показатели тщательно фиксировались и анализировались. В середине 1980 года достигли предельного угла отклонения в 60°. При таком положении размах крыла сокращался с 9,85 метров до 4,93 метров и AD-1 развивал свою максимальную скорость.

Возможные углы отклонения крыла NASA AD-1. Фото: NASA
Возможные углы отклонения крыла NASA AD-1. Фото: NASA
NASA AD-1 в полёте. Фото: NASA
NASA AD-1 в полёте. Фото: NASA

Всего было выполнено 79 полётов на NASA AD-1. Исследовательский самолёт с КАИС освоило 17 различных пилотов. Результаты полётов подтвердили теоретические выкладки, сделанные Робертом Джонсом в далёком 1945 году. Некоторые негативные моменты при использовании асимметричного крыла — паразитный крен, рыскание, тангаж - по мнению авиаконструкторов можно компенсировать, использую для частичного управления самолётом автоматические системы. По задумке Джонса преимущества КАИС лучше всего проявлялись на дальних расстояниях - его мечтой было создание трансконтинентального лайнера с поворотным крылом. Для таких самолётов высокая скорость и экономия топлива значили больше, чем для военной или лёгкой авиации.

Но NASA прежде всего исследовательская организация, которая не производила самолёты самостоятельно. А крупные авиастроительные компании не заинтересовались проектом. Пассажирский лайнер по конструкции гораздо сложнее экспериментального AD-1 и никто не рискнул вкладывать деньги в эту необычную концепцию. Консерватизм победил. Так проект, получивший хорошие отзывы авиационных экспертов, фактически закончился ничем. 7 августа 1982 года Ames-Dryden-1 совершил свой последний полёт. Интересно, что закрывал программу всё тот же Томас МакМёрфи. Сегодня можно воочию увидеть NASA AD-1 в авиационном музее города Сан-Карлос.

NASA AD-1 в полёте. Вид снизу. Фото: NASA
NASA AD-1 в полёте. Вид снизу. Фото: NASA
NASA AD-1 в полёте. Вид сверху. Фото: NASA
NASA AD-1 в полёте. Вид сверху. Фото: NASA

Идея крыла асимметрично изменяемой стреловидности не канула в лету с окончанием проекта AD-1. В 1994 году NASA построили небольшой беспилотник с «косым крылом». А в 2002 году уже компания Northrop Grumman начала разработку своего беспилотного летательного аппарата по этой схеме. Оба проекта были свёрнуты по финансовым причинам. Да, наличие проверенных и работающих классических аэродинамических схем ставит под вопрос экономическую целесообразность самолётов с поворотным крылом. Но авиация не стоит на месте и мне кажется, что в этом деле ещё рано ставить точку.

Спасибо за внимание, дорогой читатель!

Ставь лайк и подписывайся на канал, чтобы не пропустить интересные статьи об истории авиации в своей ленте Дзен!
Читай также: Первый лётчик Арктики
Есть предложения, вопросы или замечания? Пиши на редакционную почту - main.aerodrome@gmail.com