Преследуя цель на достижение нулевых вредных выбросов в атмосферу к 2050 году, США и партнёры делают ставку на трансформирующие концепции самолётов. Для этого специалисты NASA разработали и соорудили исследовательский аппарат «Sustainable Flight Demonstrator». Машина предназначена для исследований вредных выбросов авиации, а также экономичных пассажирских рейсов, совершаемых на скорости, близкой к скорости звука. Что примечательно, никак не упоминаются техногенные аварии, число которых в США неуклонно растёт. Загрязнение среды от таковых в разы превышает все вместе взятые, о которых беспокоится NASA.
Трансформирующие концепции самолётов США
Ещё в 1940 году американцы запустили в действие программу «X-plane», нацеленную на разработку и производство самолётов. Однако здесь существовали явные отличия в плане традиционного производства. Американцы делали тут чисто исследовательские машины для совершения аэрокосмических прорывов на фундаментальном уровне. Как результат — появление сверхзвуковой машины «X-1» и гиперзвуковой машины «X-15».
Теперь же инженеры агентства NASA и фирмы «Boeing» нацелены решить главную проблему аэрокосмической техники – создание идеальной конструкции. Идеальной конструкцией инженеры США видят планер, оснащённый совершенным крылом. Но теоретически согласно расчётам, крыло получается с бесконечным размахом, что далеко от практики применения.
Соответственно, имеют место инженерные компромиссы в деле создания крыльев самолётов. Если рассматривать форму крыльев птиц, становится очевидным приспособление под различные функции. Здесь фигурируют не только разные формы, но также:
- соотношение сторон,
- изгибы,
- окончания.
Эти детали помогают птицам справляться с вихревыми потоками, вызванными невероятно сложным потоком воздуха. Так, ворон имеет эллиптические крылья, чем обеспечивается скорость и маневренность. Орлы располагают широкими крыльями с прорезями на окончаниях, что даёт малую скорость и большую подъёмную силу. В общем, каждый отдельно взятый вариант – это индивидуальная конструкция.
Концепции самолётов США под «альбатрос»
Американцы решили обратиться к типичному исполнению «альбатрос». В этом варианте используется трансзвуковое крыло с ферменными связями. Такая конструкция обеспечивает полёты в околозвуковой области на скоростях 0,8-1,2 Маха. Этот диапазон остаётся до звукового барьера, когда самолёт начинает подвергаться сильным нагрузкам. Переход звукового барьера сопровождают ударные волны, увеличивающие сопротивление, затрудняющие управление, вызывающие другие проблемы.
В околозвуковой области воздух, обтекающий разные части самолёта, движется с разной скоростью. В результате большая часть самолёта подвергается дозвуковому влиянию, а меньшие части сверхзвуковому влиянию. Обывателю понять сложно, но есть смыл представить пикирующий на высокой скорости аппарат. Здесь полёт ниже скорости звука, но винт и части аэродинамических поверхностей движутся быстрее скорости звука относительно воздуха.
Концепция длинное тонкое узкое крыло
В случае с американским аппаратом требуется длинное, тонкое, узкое крыло, расположенное высоко на фюзеляже. Правда, такого рода крыло имеет тенденцию изгиба и раскачивания. Поэтому с целью стабилизации требуется ферма, что ведёт к новым проблемам вкупе с проблемой создания реалистичных компьютерных моделей сложного воздушного потока через крыло, фюзеляж и двигатели.
Цель состоит в том, чтобы лучше понять конструкцию демонстрационного самолёта, который, как надеются специалисты США, должен привести к созданию околозвукового авиалайнера. Таковой, по мнению инженеров, на 30% выглядит более эффективным и способен привести человечество к нулевым выбросам во время перелётов. Между тем, техногенные катастрофы США не утихают. Практически еженедельно в атмосферу уходят тонны ядовитых веществ.
При помощи информации: NASA
Публикация Концепции самолётов США под вредные выбросы впервые появилась на ZM.