Interested Article - Летательный аппарат с неподвижным крылом

Самолёт с изменяемой геометрией ( стреловидностью ) крыла

Авиалайнер Boeing 737 — типичный представитель летательного аппарата с неподвижным крылом

Летательный аппарат с неподвижным крылом способен летать благодаря подъёмной силе , создаваемой аэродинамической формой фиксированного крыла при движении вперёд с определённой скоростью, развитие которой достигается различными способами (чаще за счёт двигателя либо благодаря рациональному использованию восходящих воздушных потоков). Воздушные суда с неподвижным крылом являются летательными аппаратами тяжелее воздуха и отличаются от винтокрылых воздушных судов , в которых лопасти-крылья образуют ротор , смонтированный на вращающемся валу или птиц , способных к машущему полёту .

Неподвижные крылья летательных аппаратов не всегда жёсткие: они способны к определённым расчётным деформациям, а также к изменяемой, в зависимости от режима полёта, стреловидности .

Использование неподвижного крыла даёт существенное преимущество при использовании тяги двигателя, движущего воздушное судно вперёд ( самолёт ), периодических включений двигателя ( параплан ), а также использование воздушных потоков ( дельтаплан ) и эффекта экрана Земли ( экраноплан ). Самолёты, не имеющие собственного двигателя ( планёры ), после набора высоты (буксировка самолётом или взлёт с высокогорной площадки) переходят в режим свободного полёта (парения), используя воздушные потоки для перемещения и дальнейшего набора высоты, как это делают птицы при парящем полёте ( ястребы , коршуны и так далее). Современные планёры отличаются большим разнообразием: начиная от сверхлёгких, весом в десяток килограммов и скоростью полёта чуть больше скорости лошади , и заканчивая космическими челноками , стартовой массой более 100 тонн и скоростью полёта на орбите 28 тысяч км/ч. Несмотря на то, что по своим лётным характеристикам любой крылатый космический корабль мало напоминает обычный планёр, он снижается в атмосфере и садится на поверхность Земли в режиме планёра.

Наиболее часто летательные аппараты с неподвижным крылом пилотируются находящимся на борту воздушного судна пилотом , однако некоторые предназначены или дистанционного управления или управляются компьютером (так называемые дроны или беспилотные летательные аппараты ).

Крылатая ракета

Беспилотный самолёт-снаряд « Фау-1 » можно считать прототипом современных крылатых ракет

Согласно определению, приведённому Советской военной энциклопедией, крыла́тая раке́та — беспилотный летательный аппарат однократного запуска, траектория полёта которого определяется аэродинамической подъёмной силой крыла , тягой двигателя и силой тяжести . Идея создания беспилотной, автоматически управляемой «летающей бомбы» появилась практически сразу же после зарождения авиации (в первое десятилетие существования авиации): ещё в 1910 году (до Первой мировой войны ) её предложил французский инженер , более известный, как обладатель патента 1913 года на прямоточный воздушно-реактивный двигатель . Первой в мире крылатой ракетой, производившейся серийно и применявшейся в реальных боевых действиях, стала « Фау-1 », разработанная Германией и испытанная 21 декабря 1942 года . Впервые она была применена в конце Второй мировой войны против Великобритании . Устаревшее название сконструированной по самолётной (классической) схеме крылатой ракеты — самолёт-снаряд . По сравнению с самолётами , основным достоинством крылатой ракеты является беспилотность, позволяющая не только сохранить жизнь людей в боевых условиях, но и уменьшить габариты, тем самым затруднив возможность обнаружения неприятелем. Поскольку крылатые ракеты рассчитаны на одноразовое применение им не требуется дозаправка, дальность действия определяется «в один конец», к ним предъявляются гораздо менее жёсткие требования по ресурсу двигателя и других агрегатов.

Летающее крыло

Американский бомбардировщик -«невидимка» B-2 Spirit с дельтовидным крылом

Инженерная мысль и современные технологии привели к созданию летательных аппаратов типа « летающее крыло » — разновидности бесхвостых самолётов, практически не имеющих фюзеляжа , у которых экипаж , большая часть полезной нагрузки и оборудования размещены в главном крыле летательного аппарата .

Конфигурация летательных аппаратов типа «летающее крыло» была подробно изучена на протяжении 1930-х — 1940-х годов, в частности, Джеком Нортропом в Соединённых Штатах и братьями Хортен в Германии . Джон Нортроп — основатель фирмы Northrop — являлся сторонником данной конструктивной схемы и старался проводить её во всех проектах, в которых разработка аэродинамической схемы летательного аппарата жёстко не регламентировалась заказчиком и её проектирование предлагалось на усмотрение разработчика. Таким образом, он прибег к схеме «летающего крыла» при разработке перспективного истребителя во время Второй мировой войны . Кроме того, дальний тяжёлый бомбардировщик фирмы Northrop был создан на базе бомбардировщика XB-35 . Однако, после закрытия программы B-49 Джон Кнудсен Нортроп прекратил работы в этом направлении, и схема «летающее крыло» была вновь реализована только в проекте Northrop B-2 Spirit . Братья Хортен в Германии до начала и во время Второй мировой войны также работали над аэродинамической схемой «летающее крыло» — ими были спроектированы и построены несколько экспериментальных планёров и самолётов разного назначения. В частности, по программе «1000-1000-1000» (доставка 1000 килограммов бомб на 1000 километров со скоростью 1000 км/ч) с 1943 года разрабатывался истребитель-бомбардировщик Horten Ho 229 с реактивными двигателями и элементами стелс-технологии . После Второй мировой войны разработка ряда экспериментальных образцов, основанных на аэродинамической концепции «летающее крыло», продолжалась до начала 1950-х годов. Однако, в связи с рядом технических проблем, а также отсутствием видимого преимущества в дальности полёта было принято решение в пользу «обычной» аэродинамической схемы. Так были созданы Convair B-36 и B-52 Stratofortress . В силу практической необходимости создания большого крыла, концепция «летающее крыло» является наиболее практичной для конструкций летательных аппаратов, рассчитанных на эксплуатацию в медленном и среднем диапазоне скоростей и в тех случаях, когда существует определённая заинтересованность в использовании его в качестве тактического дизайна несущего крыла.

Воздушный змей

Воздушным змеем называют привязной летательный аппарат тяжелее воздуха, который поддерживается в воздухе давлением ветра на поверхность, поставленную под некоторым углом к направлению движения ветра и удерживаемую леером с земли. В полёте воздушный змей оказывается привязанным к фиксированной на земле точке таким образом, чтобы ветер дул на его неподвижное крыло . Первые упоминания о воздушных змеях встречаются ещё во II веке до н.э., в Китае (так называемый «змей-дракон»).

Подъём воздушного змея осуществляется, когда воздушные потоки над неподвижным крылом создают разрежение воздуха, а ниже образуется более высокое давление, выталкивающее крыло вверх. Таким образом, за счёт формирующейся выталкивающей силы возможно осуществлять перетаскивание воздушного змея за леер по горизонтали в направлении ветра. Устанавливается своего рода динамическое равновесие : вектор равнодействующей силы, складывающийся из подъёмной силы и силы перетаскивающей компоненты противостоит напряжению, возникающему при натяжении верёвки или троса, прикреплённого к неподвижному крылу.

См. также

Примечания

↑ «К-22» — Линейный крейсер / [под общ. ред. Н. В. Огаркова ]. — М. : Военное изд-во М-ва обороны СССР , 1979. — С. 483—484. — ( Советская военная энциклопедия : [в 8 т.] ; 1976—1980, т. 4).
Crane, Dale: Dictionary of Aeronautical Terms, third edition, page 224. Aviation Supplies & Academics, 1997. ISBN 1-56027-287-2 (англ.)
Myhra, David. «Northrop Tests Hitler’s 'Stealth' Fighter.» Aviation History , Volume 19, Issue 6, July 2009. (англ.)
от 25 марта 2015 на Wayback Machine , NASA (11 July 2008). (англ.)