Aviācijas nozare savas simtgades vēstures gaitā ir izstrādājusi dažus interesantus dizainus. Tie ir tā saucamie lidojošie spārni - fiksēta spārna lidmašīnu tips, kas sastāv no viena spārna.
Lai gan šī koncepcija tika pētīta gandrīz tik ilgi, kamēr pastāvēja lidojošas mašīnas, tās patiesais potenciāls tika realizēts tikai dažu pēdējo desmitgažu laikā. Un, runājot par aviācijas un kosmosa nākotni, tas ir viens jēdziens, kas, domājams, redzēs daudz vairāk pētniecības un attīstības veidā.
Apraksts:
Pēc definīcijas lidojošais spārns ir gaisa kuģis, kam nav noteiktas fizelāžas, un lielākajai daļai apkalpes, kravas un aprīkojuma ir galvenā spārna konstrukcija. No augšas lidojošs spārns izskatās kā šaurs, ar spārniem, kas veido tā ārējās malas, un priekšējais vidusdaļa kalpo kā pilota kabīnes vai pilota sēdeklis. Tās ir daudzās šķirnēs, sākot ar reaktīvo iznīcinātāju / bumbvedēju un beidzot ar rokas planieriem un planieriem.
Tīri lidojošs spārns teorētiski ir visefektīvākais aerodinamiski efektīvākais (ar zemāko pretestību) fiksēta spārna gaisa kuģa konstrukcijas konfigurācija. Tas piedāvā arī augstu konstrukcijas efektivitāti noteiktam spārna dziļumam, kas nodrošina nelielu svaru un augstu degvielas efektivitāti.
Attīstības vēsture:
Neierobežotie amatniecības veidi ir bijuši kopš brāļu Wright laika. Tikai pēc Pirmā pasaules kara, pateicoties plašām kara laika norisēm ar vienplāniem, kļuva iespējams veikt kuģi bez īstas fizelāžas. Agrīnais entuziasts bija Hugo Junkers, kurš 1910. gadā patentēja ideju par tikai spārnu gaisa transportu.
Diemžēl ierobežojumi, kas Versaļas līgumā tika noteikti Vācijas aviācijai, nozīmēja, ka viņa redzējums netika īstenots līdz 1931. gadam ar Junkera G38. Lai arī šī konstrukcija bija revolucionāra, tai joprojām bija nepieciešama īsa fizelāža un astes daļa, lai tā būtu aerodinamiski iespējama.
Ar lidojošo spārnu dizainu tika plaši eksperimentēts 30. un 40. gados, īpaši ASV un Vācijā. Francijā, Lielbritānijā un ASV tika izgatavoti daudzi zīmējumi, lai gan vairums bija planieri. Tomēr bija arī izņēmumi, piemēram, Northrop N1M, visu spārnu lidmašīnas prototips un daudz iespaidīgākais Horten Ho 229, pirmais ar sprauslu darbināmais lidojošais spārns, kas kalpoja kā iznīcinātājs / bumbvedējs Vācijas gaisa spēkiem Otrajā pasaules karā.
Šis lidaparāts bija daļa no ilgām eksperimentālām lidmašīnām, kuras ražoja nacistiskā Vācija, un tas bija arī pirmais kuģis, kurā tika iestrādāta tehnoloģija, kuru apgrūtināja atklāšana uz radara - aka. Maskēšanās tehnoloģija. Tomēr par to, vai tas bija apzināti vai netīši tā dizains, joprojām tiek spekulēts.
Pēc Otrā pasaules kara šī lidmašīna iedvesmoja vairākas eksperimentālo lidmašīnu paaudzes. Ievērojamākie no tiem ir YB-49 tālsatiksmes bumbas sprādzieni, A-12 Avenger II, B-2 Stealth Bomber (citādi zināmi kā Spirit) un delta spārnoto lidmašīnu saimnieki, piemēram, Kanādas pašas Avro -105, kas pazīstams arī kā Avro bulta.
Jaunākās norises:
Jaunākie gaisa kuģu piemēri ar lidojoša spārna dizainu ietver X-47B, demonstrācijas bezpilota kaujas gaisa transportlīdzekli (UCAV), kuru pašlaik izstrādā Northrop Grumman. X-47B, kas paredzēts operācijām ar pārvadātāju, ir sadarbības rezultāts starp Aizsardzības progresīvo pētījumu projektu aģentūru (DARPA) un ASV Jūras spēku bezpilota apkarošanas gaisa sistēmas demonstrācijas (UCAS-D) programmu.
X-47B pirmais lidoja 2011. gadā, un kopš 2015. gada tā divi aktīvi demonstranti veiksmīgi veica virkni nolaišanos uz gaisa joslas un uz nesēju bāzes. Galu galā Nortrops Grūmans cer attīstīt X-47B prototipu par kaujas laukam paredzētu lidmašīnu, kas pazīstama kā bezpilota lidaparātu palaišanas novērošanas un streika (UCLASS) sistēma, kuru paredzēts sākt ekspluatācijā 2020. gados.
Vēl viena koncepcijas pārņemšana notiek divvirzienu lidojošā spārna formā. Šāda veida konstrukcija sastāv no gara laiduma, maza ātruma spārna un īsā laiduma, ātrgaitas spārna, kas savienots vienā gaisa kuģa rāmī nevienmērīga krusta formā. Piedāvātais kuģis varētu pacelties un nolaisties ar zemu ātruma spārnu visā gaisa plūsmā, pēc tam pagriezt ceturtdaļu par pagriezienu tā, lai ātrgaitas spārns būtu virs gaisa plūsmas virsskaņas kustībai.
Tiek apgalvots, ka dizainam piemīt zema viļņa vilkme, augsta zemskaņas efektivitāte un maza vai vispār nav skaņas uzplaukuma. Zemu ātrumu spārniem, visticamāk, ir bieza, noapaļota aerodinamiskā plāksne, kas spēj saturēt derīgo slodzi un plašu atstarpi, lai nodrošinātu augstu efektivitāti, savukārt ātrgaitas spārnam būtu plāns, ar asu malu aerodinamisko lāpstiņu un īsāks laidiens zemai vilkšanai virsskaņas ātrumā. .
NASA 2012. gadā paziņoja, ka pašlaik tiek finansēts šādas koncepcijas, kas pazīstama kā virsskaņas divvirzienu lidojošais spārns (SBiDir-FW), izstrāde. Tas notika kā galvenā tehnologa birojs, piešķirot USD 100 000 lielu piemaksu Maiami universitātes pētniecības grupai (kuru vadīja profesors Gečengs Zha), kas jau strādāja šādā lidmašīnā.
Kopš brāļi Wright pirmo reizi gaisā nonāca lidmašīnā, kas izgatavota no audekla un koka pirms vairāk nekā gadsimta, aeronavigācijas inženieri ilgi un smagi domāja par to, kā uzlabot lidojumu zinātni. Ik pa laikam ir tādi, kas mēģinās “izgudrot riteni”, izmetot veco paradigmu un radot kaut ko patiesi revolucionāru.
Mēs esam uzrakstījuši daudzus rakstus par lidojošo spārnu kosmosa žurnālam. Šis ir raksts par sajaukto spārnu lidmašīnas prototipa testēšanu, un šeit ir daži reaktīvo attēlu attēli.
Ja vēlaties iegūt vairāk informācijas par NASA lidmašīnu programmām, apskatiet NASA fotoattēlu kolekciju Dryden, šeit ir saite uz dažādiem NASA pētījumu gaisa kuģiem.
Mēs esam ierakstījuši arī daudzas saistītas astronomijas dalībnieku epizodes. Klausieties šeit, epizode 100: raķetes.
Avoti:
- NASA - lidojošs spārns
- Wikipedia - lidojošs spārns
- Militārā rūpnīca - lidojošs spārnu gaisa kuģis no izcelsmes vietas līdz mūsdienām
