En sıra dışı uçaklar bile, uçak endüstrisinin şafağında simetri ilkelerine göre inşa edildi. Herhangi bir uçağın, geleneksel kanatların dikey olarak takıldığı geleneksel bir gövdesi vardı. Bununla birlikte, yavaş yavaş, aerodinamiğin gelişmesiyle birlikte, tasarımcılar asimetrik kanatlı bir uçağın yaratılması üzerinde düşünmeye başladılar. Kasvetli Alman dehasının temsilcileri buna ilk ulaşanlardı: 1944'te Blohm & Voss'un baş tasarımcısı Richard Vogt tarafından benzer bir proje önerildi. Bununla birlikte, projesi metalde somutlaştırılmadı; Amerikan NASA AD-1, gerçekten döner kanatlı ilk uçaktı.
NASA AD-1 (Ames Dryden-1), asimetrik olarak değişken süpürme döner kanat kavramını incelemek için tasarlanmış deneysel bir uçaktır. Dünyanın ilk eğik kanatlı uçağı oldu. Alışılmadık uçak 1979'da Amerika Birleşik Devletleri'nde inşa edildi ve ilk uçuşunu aynı yılın 21 Aralık'ında yaptı. Döner kanatlı uçağın testleri Ağustos 1982'ye kadar devam etti ve bu süre zarfında 17 pilot AD-1'de ustalaşmayı başardı. Programın kapanmasının ardından uçak, halen tüm ziyaretçilerin kullanımına açık olduğu ve sergilenen en önemli sergilerden biri olduğu San Carlos Şehir Müzesi'ne gönderildi.
Alman deneyleri
Almanya'da, İkinci Dünya Savaşı sırasında, asimetrik kanatlı uçakların yaratılması üzerinde oldukça ciddi çalıştılar. Tasarımcı Richard Vogt, havacılık teknolojisinin yaratılmasına atipik yaklaşımıyla ünlüydü, yeni planın uçağın havada sabit kalmasını engellemeyeceğini anladı. 1944 yılında Blohm & Voss ve P.202 uçak projesini yarattı. Alman tasarımcının ana fikri, yüksek hızda uçarken sürtünmede önemli bir azalma olasılığıydı. Uçak, geleneksel bir simetrik kanatla havalandı, çünkü küçük bir süpürülmüş kanat yüksek bir kaldırma katsayısına sahipti, ancak zaten uçuş sırasında kanat, gövde eksenine paralel bir düzlemde döndü ve direnç seviyesini azalttı. Aynı zamanda, Messerschmitt P.1101 avcı uçağında kanadın klasik simetrik taraması ile Almanya'da çalışmalar yapıldı.
Blohm & Voss ve P.202
Ancak son savaş yıllarında Almanya'da bile, Blohm & Voss ve P.202 uçak projesi çılgınca görünüyordu, asla metalde somutlaştırılmadı, sonsuza dek sadece planlar şeklinde kaldı. Vogt tarafından tasarlanan uçağın, merkezi menteşe üzerinde 35 dereceye kadar bir açıyla dönen 11.98 metrelik bir kanat açıklığı alması gerekiyordu - maksimum sapma ile kanat açıklığı 10.06 metreye değişti. Projenin ana dezavantajı, uçağın gövdesi içinde çok fazla yer kaplayan kanadı döndürmek için ağır ve hantal (hesaplamalara göre) bir mekanizma ve kanadın ek silah ve teçhizatı asmak için kullanılamaması olarak kabul edildi. da ciddi bir dezavantajdı.
Şaşırtıcı bir şekilde, bir salıncak kanadı tasarlayan tek Alman tasarımcı Vogt değildi. Benzer bir proje Messerschmitt'teki mühendisler tarafından hazırlandı. Onlar tarafından sunulan Me P.1109 projesi "makas kanadı" takma adını bile aldı. Yarattıkları projenin aynı anda iki kanadı vardı. Üstelik birbirlerinden bağımsızdılar. Bir kanat uçağın gövdesinin üzerine, diğeri ise altına yerleştirildi. Üst kanat saat yönünde döndürüldüğünde, alt kanat da aynı şekilde ancak saat yönünün tersine dönüyordu. Bu tasarım, süpürmede asimetrik bir değişiklikle uçağın eğriliğini kalitatif olarak telafi etmeyi mümkün kıldı. Aynı zamanda, kanatlar 60 dereceye kadar bir açıyla dönebilirken, uçak gövdesine dik yerleştirildiğinde klasik çift kanattan farklı değildi. Bunu yaparken Messerschmitt, Blohm & Voss ile aynı sorunlarla karşılaştı: çok karmaşık bir döndürme mekanizması. Alman asimetrik uçaklarının hiçbirinin kağıt projelerinin ötesine geçmemesine rağmen, Almanların gelişimlerinde zamanlarının ciddi şekilde ilerisinde olduklarını kabul etmek gerekir. Amerikalılar planlarını ancak 1970'lerin sonunda gerçekleştirebildiler.
NASA AD-1 - uçan asimetri
Alman tasarımcıların fikirleri, Amerikalı meslektaşları tarafından metalde uygulandı. Konuya olabildiğince detaylı yaklaştılar. 1945'te Almanlardan bağımsız olarak, Amerikalı mühendis Robert Thomas Johnson, bir tür "makas kanadı" fikrini ortaya koydu, fikrine göre, böyle bir kanadın özel bir menteşeye dönmesi gerekiyordu. Ancak o yıllarda fikrini gerçekleştirememiş, teknik imkânlar elvermemişti. Bu, teknolojinin asimetrik uçakların yaratılmasını mümkün kıldığı 1970'lerde değişti. Aynı zamanda, İkinci Dünya Savaşı'nın sona ermesinden sonra Amerika Birleşik Devletleri'ne göç eden aynı Richard Vogt, proje danışmanı olarak davet edildi.
O zamana kadar tasarımcılar, değişken süpürme kanatlı uçakların bir takım dezavantajları olduğunu zaten biliyorlardı. Bu tasarımın ana dezavantajları şunları içeriyordu: dengeleme direncinde bir artışa yol açan süpürme değiştirirken aerodinamik odağın kayması; bir güç ışını ve kendisine bağlı konsolların pivot menteşelerinin yanı sıra uçak kanadının geri çekilmiş konumunun contalarının varlığı nedeniyle yapının kütlesinde bir artış. Bu eksikliklerin her ikisi de nihayetinde uçuş menzilindeki bir azalmanın veya yük kütlesindeki bir azalmanın nedeniydi.
Aynı zamanda, NASA çalışanları asimetrik olarak değişken süpürme kanadına (KAIS) sahip bir uçağın listelenen dezavantajlardan mahrum kalacağından emindi. Böyle bir şema ile kanat, bir pivot menteşe kullanılarak uçak gövdesine bağlanacak ve kanat döndürüldüğünde konsolların süpürmesindeki değişiklik aynı anda gerçekleştirilecek, ancak tam tersi karakterde olacaktı. NASA uzmanları tarafından yürütülen standart şema ve KAIS'in değişken süpürme kanatlarına sahip uçakların karşılaştırmalı bir analizi, ikinci şemanın sürtünmede yüzde 11-20 oranında bir düşüş gösterdiğini, yapının kütlesinin yüzde 14 azaldığını ve dalga sürüklenmesini gösterdiğini gösterdi. süpersonik hızlarda uçarken yüzde 26 oranında azalmalıdır. …
Aynı zamanda, asimetrik kanatlı uçağın dezavantajları vardı. Her şeyden önce, geniş bir süpürme açısı ile, düz bir süpürme konsolu, ters süpürme bir konsoldan daha büyük bir etkili hücum açısına sahiptir, bu da bir sürüklenme asimetrisine ve bunun bir sonucu olarak, perdede parazitik dönüş momentlerinin ortaya çıkmasına neden olur, yuvarla ve yaw. İkinci sorun, KAIS'in kanat açıklığı boyunca sınır tabakasının kalınlığında iki kat daha büyük bir artış ile karakterize edilmesi ve akışın herhangi bir asimetrik durmasının yoğun rahatsızlıklara yol açmasıydı. Ancak buna rağmen, çeşitli parametrelere bağlı olarak uçağın aerodinamik kontrollerini otomatik olarak etkileyecek bir fly-by-wire kontrol sistemi getirilerek olumsuz etkilerin ortadan kaldırılabileceğine inanılıyordu: hücum açısı, uçuş hızı, kanat süpürme. açı. Her durumda, tüm hesaplamaları kontrol etmek için uçan bir model inşa etmek gerekiyordu.
KAIS konsepti insansız bir model üzerinde başarıyla test edildi, ardından tam teşekküllü bir uçak yaratmaya geçmek gerekliydi. Deneysel proje NASA AD-1 veya Ames Dryden-1 olarak adlandırıldı. Uçağa, proje üzerinde çalışan araştırma merkezlerinin adı verildi - NASA Ames ve NASA Dryden. Aynı zamanda, Boeing uzmanları uçağın genel tasarımından sorumluydu. NASA mühendislerinin hesaplamalarına ve mevcut referans şartlarına göre, Amerikan şirketi Rutan Aircraft Factory gerekli uçağı bir araya getirdi. Aynı zamanda projenin gerekliliklerinden biri de 250 bin dolarlık bütçe dahilinde kalmasıydı. Bunun için deneysel uçak, teknoloji açısından olabildiğince basit ve ucuz hale getirildi; uçaklara oldukça zayıf motorlar yerleştirildi. Yeni uçak Şubat 1979'da hazırdı ve ardından NASA'nın Dryden havaalanında Kaliforniya'ya teslim edildi.
AD-1 deney uçağının kanadı, merkezi eksen boyunca 60 derece dönebilir, ancak yalnızca saat yönünün tersine dönebilir (bu çözüm, avantajlarını kaybetmeden tasarımı büyük ölçüde basitleştirdi). Saniyede 3 derecelik bir hızda kanat dönüşü, uçak gövdesinin içine doğrudan ana motorların önüne monte edilen kompakt bir elektrik motoru tarafından sağlandı. İkincisi olarak, her biri 100 kgf itme gücüne sahip iki klasik Fransız yapımı Microturbo TRS18 turbojet motoru kullanıldı. Gövdeye dik olarak yerleştirildiğinde trapez kanadın açıklığı 9, 85 metre ve maksimum dönüşte - sadece 4, 93 metre idi. Aynı zamanda, maksimum uçuş hızı 400 km / s'yi geçmedi.
Uçak ilk kez 21 Aralık 1979'da gökyüzüne çıktı. İlk uçuşunda NASA test pilotu Thomas McMurphy tarafından uçtu. Uçağın kalkışı dikey olarak sabit bir kanatla gerçekleştirildi, kanadın dönüş açısı, gerekli hız ve irtifaya ulaştıktan sonra uçuşta zaten değişti. Sonraki 18 ay boyunca, her yeni test uçuşunda, tüm uçuş göstergelerini kaydederken AD-1 uçağının kanadı 1 derece döndürüldü. Sonuç olarak, 1980 ortalarında, deneysel uçak maksimum kanat açısı olan 60 dereceye ulaştı. Test uçuşları Ağustos 1982'ye kadar devam etti ve toplam 79 uçak uçuşu yaptı. Öyle oldu ki, 7 Ağustos 1982'deki son uçuşta, uçak Thomas McMurphy tarafından kaldırılırken, tüm test süresi boyunca 17 farklı pilot uçtu.
Test programı, elde edilen sonuçların, uzun kıtalar arası uçuşlar yaparken kanat süpürmesindeki asimetrik değişikliğin kullanılmasına yardımcı olacağını varsayıyordu - hız ve yakıt ekonomisi, çok uzun mesafelerde en iyi şekilde karşılığını vermeliydi. Deneysel NASA AD-1 uçağı, pilotlardan ve uzmanlardan olumlu eleştiriler aldı, ancak proje daha fazla gelişme almadı. Sorun, programın başlangıçta bir araştırma programı olarak görülmesiydi. Gerekli tüm verileri alan NASA, daha sonra havacılık müzesine aktarıldığı hangara benzersiz bir uçak gönderdi. NASA her zaman uçak yapımıyla ilgilenmeyen bir araştırma kuruluşu olmuştur ve en büyük uçak üreticilerinden hiçbiri dönen kanat kavramıyla ilgilenmemiştir. Varsayılan olarak, herhangi bir kıtalararası yolcu gemisi "oyuncak" AD-1 uçağından daha karmaşık ve daha büyüktü, bu nedenle şirketler riske atmadı. Umut verici ama yine de şüpheli bir tasarıma rağmen araştırma ve geliştirmeye yatırım yapmak istemediler. Onlara göre bu alanda yenilik yapma zamanı henüz gelmedi.
NASA AD-1'in uçuş performansı:
Kaba ölçüler: uzunluk - 11, 8 m, yükseklik - 2, 06 m, kanat açıklığı - 9, 85 m, kanat alanı - 8, 6 m2.
Boş ağırlık - 658 kg.
Maksimum kalkış ağırlığı - 973 kg.
Santral, 2x100 kgf itme gücüne sahip 2 turbojet motor Microturbo TRS18-046'dır.
Seyir hızı - 274 km / s.
Maksimum hız 400 km / s'ye kadar.
Mürettebat - 1 kişi.
