Летающее крыло — самая совершенная форма в авиации. За миллионы лет до появления человечества оно было выработано природой как простой и эффективный способ транспортировки семян на значительные расстояния. Когда люди впервые с завистью подняли глаза к небу и задумались о том, чтобы научиться летать, их очевидным источником вдохновения стали птицы. Однако некоторые первопроходцы изучали, как некоторые деревья используют ветер для переноса семян в новые места.
Это стимулировало бы эксперименты с моделями летающих крыльев и большими пилотируемыми планерами. Однако различные технические проблемы и сопротивление новым идеям сдерживали разработку силовых конструкций, и прогресс был относительно медленным.
Идеальное летающее крыло — это форма, сведенная к минимуму, с небольшим количеством выступов или вообще без них, без заметного фюзеляжа и с эффективным использованием внутреннего пространства.
Такой тип летательного аппарата обеспечивает высокую подъемную силу и низкое лобовое сопротивление, хотя устойчивость и управляемость были проблемой для первых конструкторов. Впоследствии многие летающие крылья представляли собой компромиссные решения с точки зрения аэродинамики. Ранние летающие крылья требовали вертикальных стабилизаторов для эффективного управления, в то время как секции фюзеляжа выходили за пределы крыла, а в некоторых случаях были добавлены отсеки двигателей. Из-за этого многие так называемые летающие крылья были более точно определены как "бесхвостые летательные аппараты", и крыло могло быть отведено назад, направлено вперед, поворачиваться наклонно, вертикально, с изменяемой геометрией или в форме треугольника.
Как правило, «летающее крыло» и родственные ему конструкции не подходят для создания сверхзвуковых летательных аппаратов из-за большого размаха крыльев. Тем не менее есть несколько интересных исключений из этого правила, а также возможности достижения сверхзвуковой скорости при использовании бесхвостых конструкций с большой стреловидностью. Кроме того, «летающее крыло» потенциально является очень эффективной аэродинамической конфигурацией для перевозки значительных грузов на дозвуковых скоростях на большие расстояния.
Некоторые историки справедливо отнесут самые ранние проекты пилотируемого летающего крыла к Леонардо да Винчи (1452-1519), который создал подробный чертеж управляемого человеком орнитоптера (устройства для взмахивания крыльями).
Этот проект был не более чем фантастической идеей, но интерес к возможности пилотируемого полета набирал обороты в течение последующих столетий, что в конечном итоге привело к экспериментам с воздушными шарами и небольшими планирующими моделями, запускаемыми с руки.
Одной из особенно интересных идей, возникших на основе простого бумажного самолетика, было летающее крыло, разработанное Джеймсом Уильямом Батлером и Эдмундом Эдвардсом в 1867 году. Они представили увеличенную в масштабе летательную машину для перевозки людей, приводимую в движение паровым двигателем, и запатентовали конструкцию, хотя многие аспекты этой концепции опередили свое время.
Затем последовала первая демонстрация устойчивого полета: 18 августа 1871 года в Париже Альфонс Пено (1850–1880) пролетел на модели с резиномотором на расстояние 40 м, доказав, что управляемый полет возможен,
Пено приступил к разработке серии удивительно совершенных летательных аппаратов с несущим крылом, которые так и не поднялись в воздух, но стали эталоном для всех последующих проектов.
Пено сменил пионер авиации Луи Пьер Муйяр (1834–1897), который, как считается, 3 января 1878 года совершил короткий полет на своем четвертом планере на расстояние 27 м на высоте 9 м недалеко от Каира, Египет. Хотя Отто Лилиенталю (1848–1896) часто приписывают создание первого успешного пилотируемого планера в 1891 году, многие утверждают, что Муйяр и Лилиенталь шли по стопам английского изобретателя сэра Джорджа Кейли (1773–1857). Он спроектировал и построил несколько планеров, которые, по некоторым данным, были испытаны в период с 1799 по 1853 год. Вопрос о том, действительно ли Кейли стоит считать изобретателем первого пилотируемого планера, до сих пор остается открытым. Еще одним пионером в этой области был Иго Этрих (1879–1967), который строил планеры на основе семян крылатой лианы.
Эта работа оказала влияние на многих будущих конструкторов. Применение двигателя внутреннего сгорания в бесхвостой конструкции было подхвачено такими первопроходцами, как французский инженер Рене Арну и британский конструктор Джон Уильям Данн (1875–1949).
Первая мировая война привела к значительному прогрессу в авиационных технологиях. Самолеты стали ценным военным ресурсом. После прекращения боевых действий в 1918 году немецкий инженер Гуго Юнкерс сосредоточился на создании эффективного самолета, известного как JG-1. Предполагалось, что пассажиры будут сидеть внутри крыла.
К несчастью для Юнкерса, конструкция была признана не соответствующей требованиям к строительству самолетов, установленным союзниками, и JG-I был списан. Юнкерс запатентовал самолет с крылом типа «летающее крыло» в 1910 году и был ярым сторонником такой конфигурации, представляя себе будущие гигантские транспортные самолеты, способные вместить 1000 пассажиров.
Хотя такой проект так и не был реализован, в этой области был бы достигнут значительный прогресс. Германия в последующие десятилетия благодаря Александру Липпишу и братьям Хортен, которые были ответственны за ряд весьма значимых проектов. Во время Второй мировой войны их работа совместно с Липпишем и Хортеном претерпела значительные изменения, разработав усовершенствованные реактивные и ракетные самолеты, которые приблизились к пределам сверхзвуковых полетов.
В Северной Америке главным сторонником и разработчиком «летающего крыла» был Нортроп, хотя следует отметить, что Винсент Бернелли (1895–1964), о котором часто забывают, добился больших успехов в разработке самолетов с несущим фюзеляжем.
В какой-то момент во время Второй мировой войны американские стратеги полагали, что Британия падет под натиском Германии, и перед Нортропом была поставлена задача разработать новый бомбардировщик для Военно-воздушных сил США, способный долететь до Европы. Этот проект привел к созданию футуристического летающего крыла B-35; однако к тому времени, когда он поднялся в воздух, винтомоторный военный самолет уже практически устарел.
Конструкция была переработана в реактивный B-49, но новый самолет компании Northrop имел технические недостатки и не мог конкурировать с относительно простым B-47 производства Boeing. Впоследствии B-49 так и не был принят на вооружение, и интерес к летающим крыльям резко упал.
Хотя конструкторы продолжали изучать концепцию летающего крыла, в течение многих лет не было построено ни одного значимого самолета такого типа, хотя послевоенный интерес британцев к бесхвостым самолетам привел к созданию успешного бомбардировщика Avro Vulcan с треугольным крылом.
К 1970-м годам развитие компьютерных технологий позволило реализовать управление полетами необычных конструкций. Ученые осознали потенциал летающего крыла как самолета с исключительно малой радиолокационной заметностью.
Было очевидно, что летающие крылья сложнее обнаружить с помощью радара, чем обычные самолеты. Считалось, что это особенность реактивного истребителя «Хортен», который впервые поднялся в воздух в конце Второй мировой войны.
Сейчас предполагается, что малозаметность реактивного истребителя «Хортен» была скорее случайной, чем намеренной, даже с учетом значительных успехов в разработке средств радиоэлектронного подавления, достигнутых немецкими учеными во время войны.
Несколько раз сообщалось о том, что послевоенные самолеты, такие как Northrop B-49 и Avro Vulcan, было сложно обнаружить с помощью преобладавших в то время наземных радиолокационных систем.
Способность скрывать самолеты от вражеских радаров давала бы множество преимуществ, и это привело к тому, что в 1970-х годах в США проводились строго засекреченные исследования по созданию малозаметного самолета. В итоге это привело к созданию Lockheed F-117A, который был разработан на основе ромбовидного фюзеляжа.
Несмотря на то, что его называли истребителем, он был спроектирован как специализированный дозвуковой штурмовик, не предназначенный для ведения воздушного боя.
Возможность внезапной атаки небольшими силами была очевидна, но ожидалось, что F-117A не справится с серьёзным противостоянием с Советским Союзом, чьи силы противовоздушной обороны оставались значительными и постоянно совершенствовались. Таким образом, ВВС США требовался бомбардировщик следующего поколения с межконтинентальной дальностью полета, значительной грузоподъемностью и относительной скрытностью от всех существующих и перспективных радиолокационных систем. Это привело к появлению предложений по созданию усовершенствованного бомбардировщика, в результате чего в 1986 году состоялся первый полет Northrop-Grumman B-2A Spirit. Стратегический бомбардировщик B-2A, разработанный и построенный в обстановке строжайшей секретности, стал самым дорогим боевым самолетом в истории. Его использование в небольших региональных конфликтах многие сочли чрезмерным.
Тем не менее B-2A остается техническим шедевром и во всех отношениях является настоящим летающим крылом, хотя его форма была выбрана из соображений малозаметности, а изящный внешний вид стал почти побочным продуктом. Военно-морские силы США также нуждались в новом многоцелевом боевом самолете палубного базирования со стелс-технологиями.
Так появился A-I2AAvenger II — летающее крыло треугольной формы, разработанное компаниями General Dynamics и McDonnell Douglas.
В некоторых отношениях этот самолет был более совершенным, чем B-2A. Однако из-за стремительно растущих затрат на разработку программа A-I2A была внезапно свернута.
В настоящее время малозаметные технологии находят основное применение во все более сложных самолетах с дистанционным управлением, которые часто имеют конфигурацию "летающего крыла".
Появление новых бесхвостых самолетов кажется неизбежным, поскольку конструкторы стремятся к аэродинамически эффективным комбинированным конфигурациям крыла (CBWB), чтобы удовлетворить требования к новым тактическим транспортным средствам, топливозаправщикам и авиалайнерам. В ближайшие десятилетия эти летательные аппараты, скорее всего, станут привычным зрелищем в небе.
Продолжение следует…
