профили для летающего крыла

Сверху вниз: творения Boeing, Lockheed Martin и Northrop Grumman (иллюстрации НАСА и указанных компаний). Lockheed Martin В Lockheed Martin выбрали самую, пожалуй, необычную компоновку замкнутого крыла. Первый самолёт такого типа был построен в 1906 году: это . Впрочем, первая по-настоящему летающая машина появился лишь в 1954-м. У обычного самолёта воздух из под крыла, где давление выше, постоянно стремится перетечь кверху, где оно ниже. Образуются вихри, из-за которых при интенсивном маневрировании за концами крыльев остаётся видимый белый след. Индуктивное сопротивление при этом ведёт к существенному увеличению расхода горючего. При замкнутом крыле воздух не может завихряться на концах крыльев, так как их при этой схеме просто нет. Более того, такое крыло позволяет достичь значительно бóльших углов атаки без срыва потока а значит, избежать срыва самолёта в штопор. Иными словами, самолёт Lockheed Martin должен взлетать под куда более крутыми углами, чем обычный лайнер. Например, экспериментальный российский может подниматься под углом до 50Љ, в то время как для традиционных самолётов и 22Љ рекорд. Очевидно, это снизит и шумовое загрязнение: более крутая траектории взлёта означает, что его низко- и средневысотная части будут проходить над значительно меньшими площадями. Работы над концептом ведутся уже три десятка лет, однако лишь сегодня, с созданием новых композитных конструкционных материалов, новых шасси, гибридного ламинарного обтекания и пр., корпорация надеется превратить этот смелый проект в жизнеспособную конструкцию. Lockheed Martin также предполагает использовать в этом самолёте Rolls Royce Liberty Works Ultra Fan Engine. Этот новый турбовентиляторный двигатель, по заявлениям разработчика, имеет в пять раз более высокую степень двухконтурности, чем у существующих изделий. И если это так, то речь идёт о революции в авиационном двигателестроении. Однако схема Lockheed Martin вызывает и вопросы. Как видно на иллюстрации, крыло у машины замкнуто, но его верхняя часть расположена не над нижней, а со смещением назад у хвоста. А это значит, что зона пониженного давления у хвоста будет под крылом, а повышенного над ним. Таким образом, прижимная сила в районе хвоста опять, как и у традиционного самолёта, должна бороться с подъёмной силой крыльев. Только теперь между собой будут бороться передняя и задняя части замкнутого крыла. Изменение профиля верхней части теоретически способно решить проблему, но оно обессмыслило бы саму идею замкнутого крыла: воздух с нижней кромки верхней части крыла будет стремиться к верхней кромке нижней части. Думается, такая схема способна работать, только если замкнутое крыло выполнить в виде ленты Мёбиуса, но на рисунке этого не видно -:). Как при всём этом можно добиться снижения расхода топлива на 50%? Наверное, лишь с применением новых двигателей Rolls Royce. Northrop G

НАСА бросило вызов авиаотрасли, объявив награду в 11 млн долларов трём исследовательским группам за понимание того, какие именно конструкторские и технологические решения помогут достичь столь амбициозных целей. Названные компании только что отчитались перед ведомством о проделанной работе. Читатель «КЛ», вероятно, уже догадался, что названные стахановские результаты невозможны при использовании классической компоновки самолёта. И впрямь все три предложенные машины выглядят, на первый взгляд, весьма необычно. Как заявила руководитель НАСА-проекта Environmentally Responsible Aviation ( ) Фэй Колиэ, агентство сведёт результаты исследований и на основе этой информации примет решение о следующем шаге. Нетрудно понять: сравнительно небольшое вознаграждение привело к тому, что каждая из команд выдала на-гора уже имеющиеся перспективные разработки своей компании, частью реализованные в существующих прототипах. Boeing Концепт продвинутого летательного аппарата Boeing, по сути, представляет собой версию на тему одного из вариантов «летающего крыла», так называемого смешанного крыла, такого же, как на , который совершил свой первый полёт в 2007 году. Это стандартное «летающее крыло», у которого, однако, сохранено вертикальное хвостовое оперение по центру фюзеляжа-крыла, а на концах крыльев есть законцовки. Недостатки такого решения, в СССР в 1930-х (хотя и без законцовок), широко известны и являются продолжением его преимуществ. Выступающее хвостовое оперение повышает аэродинамическое сопротивление в сравнении с чистым «летающим крылом». То же относится и к законцовкам. Всё это, разумеется, увеличивает расход топлива. В то же время вертикальное оперение снижает рыскание самолёта на курсе и позволяет чуть упростить механизацию крыла: при такой схеме ей нет нужды помогать в рулении в горизонтальной плоскости и удержании машины на курсе. Но есть и существенное отличие от X-48: турбовентиляторные двигатели находятся сверху «летающего крыла» и с обеих сторон ограждены вертикальным хвостовым оперением, представленным двумя развитыми рулями направления. Среди других новшеств упомянем использование весьма лёгкого и устойчивого к повреждениям композитного планера; свежие технологии по снижению шума, исходящего от фюзеляжа-крыла; продвинутый автопилот и системы контроля курсовой устойчивости; ламинарный профиль «летающего крыла», что предполагает его низкое аэродинамическое сопротивление; большой размах крыльев, ведущий к снижению удельной нагрузки на крыло и росту аэродинамического качества. Последнее особенно важно для уменьшения расхода топлива.

Исследовательские группы из из Хантигтон-Бич, из Пальмдейла и Northrop Grumman из Эль-Сегундо (все Калифорния, США) потратили весь прошлый год на изучение вопроса о том, какие технологии могут удовлетворить требованиям по созданию до 2025 года летательного аппарата, тратящего на 50% меньше топлива, дающего на 75% меньше вредных выбросов и зашумляющего на 83% меньшую зону вокруг аэропортов. Все эти цифры отталкиваются от уровня 1998 года, который берётся за отправную точку.

«Позеленеет» ли авиация, или Новые идеи в самолётостроении  

30 января 2012 г., 20:48

Запомнить   

«Позеленеет» ли авиация, или Новые идеи в самолётостроении - Технологии | Dnevniki.Ykt.Ru