Bildiğiniz gibi orta kısım uçak kanadının sağ ve sol uçakları birbirine bağlayan ve aslında kanadın gövdeye bağlanmasına yarayan kısımdır. Mantığa uygun olarak orta kısım rijit bir yapı olmalıdır. Ancak 21 Aralık 1979'da, kanadı gövdeye bir menteşe üzerine tutturulmuş ve dönebilen bir NASA AD-1 uçağı havalandı ve uçağa asimetrik bir şekil verdi.
Ancak, her şey çok daha erken başladı - efsanevi Blohm & Voss şirketinin baş tasarımcısı olan kasvetli Teutonic dehası Richard Vogt ile. Uçak tasarımına atipik yaklaşımıyla tanınan Vogt, daha önce asimetrik uçaklar inşa etmişti ve böyle bir planın uçağın havada sabit kalmasını engellemediğini biliyordu. Ve 1944 yılında Blohm & Voss ve P.202 projesi doğdu.
Vogt'un ana fikri, yüksek hızlarda uçarken sürtünmeyi önemli ölçüde azaltma yeteneğiydi. Uçak, geleneksel bir simetrik kanatla (küçük bir süpürme kanadının yüksek bir kaldırma katsayısına sahip olması nedeniyle) havalandı ve uçuşta gövde eksenine paralel bir düzlemde döndü, böylece sürtünmeyi azalttı. Aslında bu, değişken bir kanat taramasının uygulanmasına yönelik çözümlerden biriydi - aynı zamanda Almanlar Messerschmitt P.1101 uçağında klasik simetrik taramayı çalıştı.
Blohm & Voss ve P.202, seriye giremeyecek kadar çılgın görünüyordu. 11, 98 m açıklığa sahip kanadı, merkezi menteşeyi 35 ° 'ye kadar bir açıyla açabilir - maksimum açıda, açıklık 10, 06 m olarak değiştirildi, kanadı ek ekipman montajı için kullanamama. Proje sadece kağıt üzerinde kaldı.
Aynı zamanda Messerschmitt'ten uzmanlar da benzer bir proje üzerinde çalışıyorlardı. Araçları, Me P.1109, "makas kanadı" takma adını aldı. Arabanın iki kanadı vardı ve dışarıdan bağımsızdı: biri gövdenin üstüne, ikincisi - altına yerleştirildi. Üst kanat saat yönünde döndürüldüğünde, alt kanat benzer şekilde saat yönünün tersine çevrildi - bu tasarım, süpürmede asimetrik bir değişiklikle uçağın eğriliğini niteliksel olarak telafi etmeyi mümkün kıldı.
Kanatlar 60 ° 'ye kadar dönebiliyordu ve gövde eksenine dik olduklarında uçak normal bir çift kanatlı gibi görünüyordu.
Messerschmitt'in zorlukları Blohm & Voss'unkilerle aynıydı: karmaşık bir mekanizma ve buna ek olarak şasi tasarımıyla ilgili sorunlar. Sonuç olarak, simetrik olarak değişken bir süpürme - Messerschmitt Р.1101 ile demirden yapılmış bir uçak bile, yalnızca projeler olarak kalan asimetrik yapıları bırakın, üretime girmedi. Almanlar zamanlarının çok ilerisindeydi.
Faydalar ve kayıplar
Asimetrik olarak değişken bir taramanın avantajları, simetrik bir taramanın avantajlarıyla aynıdır. Uçak havalandığında yüksek bir kaldırma gereklidir, ancak yüksek bir hızda (özellikle ses hızının üzerinde) uçtuğunda, asansör artık o kadar alakalı değildir, ancak yüksek sürtünme karışmaya başlar. Havacılık mühendisleri bir uzlaşma bulmak zorunda. Süpürmeyi değiştirerek, uçak uçuş moduna uyum sağlar. Hesaplamalar, kanadı gövdeye 60 ° açıyla konumlandırmanın aerodinamik sürtünmeyi önemli ölçüde azaltacağını, maksimum seyir hızını artıracağını ve yakıt tüketimini azaltacağını göstermektedir.
Ancak bu durumda ikinci bir soru ortaya çıkıyor: simetrik olan pilot için çok daha uygunsa ve tazminat gerektirmiyorsa neden asimetrik bir süpürme değişikliğine ihtiyacımız var? Gerçek şu ki, simetrik süpürmenin ana dezavantajı, değişim mekanizmasının teknik karmaşıklığı, sağlam kütlesi ve maliyetidir. Asimetrik bir değişiklikle, cihaz çok daha basittir - aslında, kanadın sert bir şekilde tutturulması ve dönüş mekanizmasına sahip bir aks.
Böyle bir şema ortalama olarak %14 daha hafiftir ve ses hızını aşan hızlarda uçarken karakteristik empedansı en aza indirir (yani, avantajlar uçuş performansında da kendini gösterir). İkincisine, uçağın etrafındaki hava akışının bir kısmı süpersonik hız kazandığında meydana gelen bir şok dalgası neden olur. Son olarak, bu değişken taramanın en "bütçeli" çeşididir.
OWRA RPW'si
Asimetrik taramanın uçuş özelliklerinin deneysel çalışması için 1970'lerin başında inşa edilen NASA tarafından insansız bir hava aracı. Cihaz, kanadı saat yönünde 45 ° döndürebildi ve iki konfigürasyonda mevcuttu - kısa kuyruklu ve uzun kuyruklu.
Bu nedenle, teknolojinin gelişmesiyle birlikte insanlık, ilginç bir konsepte geri dönmeden edemedi. 1970'lerin başında, böyle bir planın uçuş özelliklerini incelemek için NASA'nın emriyle insansız bir hava aracı OWRA RPW (Oblique Wing Research Aircraft) üretildi. Geliştirme danışmanı, savaştan sonra Amerika Birleşik Devletleri'ne göç eden Vogt'un kendisiydi, o zamanlar zaten çok yaşlı bir adamdı ve fikrin yeniden canlandırılmasının baş tasarımcısı ve ideoloğu NASA mühendisi Richard Thomas Jones'du. Jones, 1945'te NACA'nın (NASA'nın öncülü, Havacılık Ulusal Danışma Komitesi'nin) bir çalışanı olduğu zamandan beri bu fikri destekliyordu ve örnek oluşturulduğunda, kesinlikle tüm teorik hesaplamalar üzerinde çalışılmış ve baştan sona tamamlanmıştı. test edildi.
OWRA RPW kanadı 45 ° 'ye kadar dönebilirdi, dronun ilkel bir gövdesi ve kuyruğu vardı - aslında, merkezi ve tek ilginç unsuru kanat olan bir uçuş düzeniydi. Araştırmaların çoğu, bazıları gerçek uçuşta olmak üzere aerodinamik bir tünelde gerçekleştirildi. Kanat iyi performans gösterdi ve NASA tam teşekküllü bir uçak inşa etmeye karar verdi.
Ve şimdi - uçun
Tabii ki, asimetrik süpürme değişikliğinin dezavantajları da vardır - özellikle ön direncin asimetrisi, aşırı yuvarlanma ve sapmaya yol açan parazitik dönüş momentleri. Ancak tüm bunlar, 1970'lerde, kontrollerin kısmi otomasyonuyla alt edilebilirdi.
Uçak NASA AD-1
79 kez uçtu. Her uçuşta, testçiler kanadı yeni bir konuma yerleştirdi ve elde edilen veriler analiz edildi ve birbirleriyle karşılaştırıldı.
AD-1 (Ames Dryden-1) uçağı, bir dizi organizasyonun ortak buluşu haline geldi. Ames Industrial Co. tarafından demirden inşa edildi, genel tasarım Boeing üzerinde yapıldı, teknoloji araştırması Bertha Rutana'nın Scaled Composites tarafından yapıldı ve uçuş testleri California, Lancaster'daki Dryden Araştırma Merkezi'nde yapıldı. AD-1 kanadı, merkezi eksende 60 ° ve yalnızca saat yönünün tersine dönebilir (bu, avantajları kaybetmeden tasarımı büyük ölçüde basitleştirdi).
Kanat, gövdenin içinde doğrudan motorların önünde bulunan kompakt bir elektrik motoru tarafından tahrik edildi (ikincisi klasik Fransız turbojet motorları Microturbo TRS18'i kullandı). Yamuk kanadının dikey konumda açıklığı 9, 85 m ve döndürülmüş konumda - sadece 4, 93, bu da maksimum 322 km / s hıza ulaşmayı mümkün kıldı.
21 Aralık'ta AD-1 ilk kez havalandı ve sonraki 18 ay boyunca her yeni uçuşta kanat 1 derece döndürülerek uçağın tüm göstergeleri kaydedildi. 1981'in ortalarında, uçak maksimum 60 derecelik bir açıya "ulaştı". Uçuşlar Ağustos 1982'ye kadar devam etti, toplamda AD-1 79 kez havalandı.
NASA AD-1 (1979)
Asimetrik bir süpürme kanadına sahip olan tek uçak havaya uçtu. Kanat saat yönünün tersine 60 dereceye kadar döndü.
Jones'un ana fikri, kıtalararası uçuşlar için uçaklarda asimetrik süpürme değişiklikleri kullanmaktı - hız ve yakıt ekonomisi, ultra uzun mesafelerde kendilerini en iyi şekilde ödedi. AD-1 uçağı hem uzmanlardan hem de pilotlardan gerçekten olumlu eleştiriler aldı, ancak garip bir şekilde hikayenin devamı gelmedi. Sorun, tüm programın öncelikle araştırma olmasıydı. Gerekli tüm verileri alan NASA, uçağı hangara gönderdi; 15 yıl önce San Carlos'taki Hillier Havacılık Müzesi'ndeki ebedi depoya taşındı.
NASA, bir araştırma kuruluşu olarak, uçak yapımında yer almadı ve büyük uçak üreticilerinin hiçbiri Jones'un konseptiyle ilgilenmedi. Kıtalararası gömlekler varsayılan olarak "oyuncak" AD-1'den çok daha büyük ve daha karmaşıktır ve şirketler umut verici, ancak çok şüpheli bir tasarımın araştırılması ve geliştirilmesine büyük miktarda para yatırmaya cesaret edemediler. Klasik, yeniliğe galip geldi.
Richard Gray, NASA AD-1 Test Pilotu
Programından asimetrik bir kanatta başarıyla uçtuktan sonra, 1982'de özel eğitim uçağı Cessna T-37 Tweet'in kazasında öldü.
Daha sonra NASA, 1994 yılında kanat açıklığı 6, 1 m olan ve tarama açısını 35 ila 50 derece arasında değiştirme yeteneğine sahip küçük bir drone inşa ederek "eğik kanat" temasına geri döndü. 500 koltuklu bir kıtalararası uçağın yaratılmasının bir parçası olarak inşa edildi. Ancak sonunda, aynı mali nedenlerle proje üzerindeki çalışmalar iptal edildi.
Daha bitmedi
Bununla birlikte, "eğik kanat" üçüncü bir hayat aldı ve bu kez, 2006 yılında Northrop Grumman'a asimetrik bir süpürme değişikliği ile insansız bir hava aracının geliştirilmesi için 10 milyon sözleşme teklif eden tanınmış ajans DARPA'nın müdahalesi sayesinde.
Ancak Northrop şirketi, öncelikle "uçan kanat" tipi uçak geliştirmesi nedeniyle havacılık tarihine düştü: şirketin kurucusu John Northrop, en başından beri böyle bir planın meraklısıydı. (şirketi 1930'ların sonlarında kurdu ve 1981'de öldü).
Sonuç olarak, Northrop uzmanları, uçan kanat ve asimetrik tarama teknolojisini beklenmedik bir şekilde geçmeye karar verdi. Sonuç Northrop Grumman Sustalı drone oldu (diğer kavramsal geliştirmeleriyle karıştırılmamalıdır - Northrop Sustalı avcı uçağı).
Drone tasarımı oldukça basittir. 61 metrelik kanada, iki jet motoru, kamera, kontrol elektroniği ve görev için gerekli ekleri (örneğin füzeler veya bombalar) içeren menteşeli bir modül takılır. Modülün gereksiz hiçbir şeyi yoktur - gövde, tüyler, kuyruk, belki de güç üniteleri dışında bir balon gondoluna benzer.
Kanatın modüle göre dönme açısı, 1940'larda hesaplanan hala aynı ideal 60 derecedir: bu açıda, süpersonik hızda hareket ederken ortaya çıkan şok dalgaları dengelenir. Uçağı döndürülmüş haldeyken, drone 2,0 M hızla 2500 mil uçabiliyor.
Uçağın konsepti 2007 yılına kadar hazırdı ve 2010'larda şirket, hem rüzgar tünelinde hem de gerçek uçuşta 12.2 m kanat açıklığına sahip bir düzenin ilk testlerini gerçekleştirme sözü verdi. Northrop Grumman, tam boyutlu insansız hava aracının ilk uçuşunun 2020 civarında gerçekleşmesini planlamıştı.
Ancak 2008'de DARPA ajansı projeye olan ilgisini kaybetti. Ön hesaplamalar planlanan sonuçları vermedi ve DARPA sözleşmeyi geri çekerek programı bilgisayar modeli aşamasında kapattı. Yani asimetrik süpürme fikri yine şanssızdı.
Olacak mı, olmayacak mı?
Aslında ilginç bir kavramı öldüren tek faktör ekonomiydi. Çalışan ve kanıtlanmış devrelere sahip olmak, karmaşık ve test edilmemiş bir sistem geliştirmeyi kârsız hale getirir. İki uygulama alanı vardır - kıtalararası ağır gemi uçuşları (Jones'un ana fikri) ve ses hızını aşan hızlarda hareket edebilen askeri dronlar (Northrop Grumman'ın birincil görevi).
İlk durumda, avantajlar yakıt ekonomisi ve hızda artış, diğer şeylerin geleneksel uçaklarla eşit olmasıdır. İkincisinde, uçağın kritik Mach sayısına ulaştığı andaki dalga sürüklemesinin minimizasyonu büyük önem taşımaktadır.
Benzer konfigürasyona sahip bir seri uçağın ortaya çıkıp çıkmayacağı, yalnızca uçak üreticilerinin iradesine bağlıdır. İçlerinden biri araştırma ve inşaata para yatırmaya karar verirse ve daha sonra pratikte kavramın sadece işlevsel olmadığını (bu zaten kanıtlanmıştır), aynı zamanda kendi kendini idame ettirdiğini kanıtlarsa, o zaman süpürmedeki asimetrik değişimin başarı şansı vardır.. Küresel mali kriz çerçevesinde bu tür cesaretler bulunmazsa, "eğik kanat", meraklarla dolu havacılık tarihinin bir parçası olarak kalacaktır.
NASA AD-1 uçağının özellikleri
Mürettebat: 1 kişi
Uzunluk: 11, 83 m
Kanat açıklığı: 9,85 m dik, 4,93 m eğik
Kanat açısı: 60 ° 'ye kadar
Kanat alanı: 8, 6 2
Yükseklik: 2, 06 m
Boş uçak ağırlığı: 658 kg
Maks. kalkış ağırlığı: 973 kg
Güç Aktarma Organı: 2 x Microturbo TRS-18 jet motorları
İtme: motor başına 100 kgf
Yakıt kapasitesi: 300 litre Maksimum hız: 322 km/s
Servis tavanı: 3658 m
Gerçek öncüler
Çok az insan, değişken kanat geometrisine sahip ilk uçağın İkinci Dünya Savaşı sırasında Almanlar tarafından (çoğu kaynağın iddia ettiği gibi) değil, Fransız havacılık öncüleri Baron Edmond de Marcai ve Emile Monin tarafından 1911'de yapıldığını biliyor. Markay-Monin monoplane 9 Aralık 1911'de Paris'te halka sunuldu ve altı ay sonra ilk başarılı uçuşunu yaptı.
Aslında, de Marcay ve Monin, simetrik olarak değişken geometrinin klasik şemasını buldular - menteşelere toplam maksimum 13.7 m açıklığa sahip iki ayrı kanat düzlemi takıldı ve pilot, konumlarının açısını gövdeye göre değiştirebilirdi. uçuşta. Yerde, ulaşım için kanatlar, böceklerin kanatları gibi "arkadan" katlanabilir. Tasarımın karmaşıklığı ve (savaşın patlak vermesi nedeniyle) daha işlevsel uçaklara geçme ihtiyacı, tasarımcıları proje üzerinde daha fazla çalışmayı bırakmaya zorladı.
