Небольшая винтажная статья из журнала «Letectví + kosmonautika» (выпуск №5 за 1985 год), которая, думаю, заинтересует читателей и коллег.
Одним из возможных путей совершенствования конструкции крыльев транспортных самолетов будущего могло бы стать так называемое «соединенное крыло», которое в англоязычных источниках именуется «jointed wing» и которое, по сути, представляет собой кольцевую несущую поверхность необычной конструкции.
«Соединенное крыло» не является чем-то совершенно новым. Система крыльев, в которой две расположенные друг над другом несущие поверхности соединены внешними законцовками, обеспечивает прочность, сравнимую с прочностью классических одностоечных бипланов, и обладают некоторыми аэродинамическими преимуществами, среди которых меньшее индуктивное сопротивление. Данные системы крыльев использовались уже в первые дни развития авиации. Аналогичным образом в те дни были испытаны и кольцевые крылья различных форм при виде сверху (в том числе и ромбовидной) с использованием благоприятных аэродинамических и прочностных взаимодействий между «передней» и «задней» частями крыла. Новизна заключается в одновременном использовании хорошо известных принципов в сочетании с турбореактивными двигателями, современной аэродинамикой и новыми конструкционными материалами.
Одним из первых предложенных сегодня вариантов применения «соединенного крыла» появилось в исследовании для пока еще нереализованной западногерманской военной программы TKF-90 (Taktik Kampfflugzeug 90 – тактический боевой самолет 1990-х годов). В немецкой литературе такое расположение несущих поверхностей называется Rautenflügel (ромбовидное крыло). Более подробную информацию о возможном использовании такого сконструированной таким образом несущей поверхности сообщили из Калифорнии, где небольшая компания Scaled Compositas Inc., основанная Бертом Рутаном и имеющая на своем счету экспериментальный самолет AD-1, летающую модель УТС Fairchild-Republic T-46 и т.д., приступила к созданию специального сельскохозяйственного самолета Rutan Predator, оснащенного «соединенным крылом». Данную схему запатентовал американский инженер, проверивший концепцию на летающих моделях. Из-за авторских прав изобретателя и связанных с ними финансовых споров Рутана и изобретателя Rutan Predator совершил свой первый полет самолетом классической аэродинамической схемы, дополненной небольшим передним горизонтальным оперением «утки».
Форма последнего проекта, использующего «соединенное крыло», представлена на рисунках ниже. «Соединенное крыло» состоит из четырех частей и фактически из двух крыльев: одно с положительной стреловидностью и положительным углом поперечного V и другим, закрепленным сверху, с отрицательной стреловидностью и отрицательным углом поперечного V. Их законцовки соединены веретенообразными телами. В результате получается прочная свободнонесущая конструкция, позволяющая построить тонкое и легкое крыло без потери прочности. Сверхкритический аэродинамический профиль крыла также снижает сопротивление. Согласно «гражданскому» исследованию Управления военно-морских исследований ВМС США (Office of Naval Research) на высоких дозвуковых скоростях концепция «соединенного крыла» предлагает множество других преимуществ. Аэродинамическая концепция «соединенного крыла» по существу соответствует определению тандемного крыла, поскольку «переднее» и «заднее» крылья сопоставимы по площади. Значительная жесткость замкнутой системы несущих поверхностей позволяет создать тонкие крылья. Это достигается несмотря на то, что заднее крыло (из-за склонности крыльев с отрицательной стреловидностью к флаттеру) должно быть значительно жестче; при создании заднего крыла необходимо учитывать аэроупругость (aeroelastic tailoring), что достигается увеличением его массы или использованием цельнокомпозитной конструкции.
Еще одним преимуществом «соединенного крыла» является преимущество, которое оно разделяет с самолетами аэродинамической схемы «утка» и с самолетами с крылом обратной стреловидности., – большой диапазон возможных положений центра тяжести в сочетании с системами активного управления и снижением естественной устойчивости, а также с резким снижением балансировочного сопротивления. Многосекционные поверхности управления на обоих крыльях позволяют выполнять такие маневры, как боковой маневр (отклонение в сторону без разворота) с непосредственным управлением боковой силой (direct side force control) и непосредственное управление подъемной силой (direct lift control), обеспечивающее возможность набора высоты и снижения без использования тангажа. Такая универсальная управляемость поможет облегчить маневрирование в перегруженных зонах аэропорта и на траекториях полета, а также облегчить маневры при взлете и посадке. Однако точки зрения органов управления воздушным движением недостатками, безусловно, будут «нелогичное» и, следовательно, труднопредсказуемое движение самолета и т.д..
После снижения скорости во время выполнения посадки или при прерывания взлета большие закрылки должны служить в качестве аэродинамических тормозов.
В заключение зададимся вопросом: что побудило ВМС США работать над гражданским самолетом? Ответ на это довольно прост. Все началось с научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по созданию малой скоростной высокоманевренной крылатой ракеты со складывающимся крылом, которую можно было бы запускать с подводной лодки. Если военная версия «соединенного крыла» окажется успешной, то следующим шагом должен стать финансируемый НАСА увеличенный прототип для гражданского воздушного транспорта.
Официальная группа сайта Альтернативная История ВКонтакте
Телеграмм канал Альтернативная История
Читайте также:
Источник: https://alternathistory.ru/krylo-budushhego/
👉 Подписывайтесь на канал Альтернативная история ! Каждый день — много интересного из истории реальной и той которой не было! 😉