Летательные аппараты нетрадиционных схем

Это достигается путем увеличения критического угла атаки за счет выдува потока на ПГО, использования аэродинамических профилей с различными несущими свойствами или применения ПГО в качестве лишь балансировочной поверхности (в этом случае ПГО не создаст сколь-нибудь заметного вклада в подъемную силу), например, на самолетах с близким к треугольному крылом большой площади или самолетах-«бесхвостках» с крылом прямой стреловидности. По схеме «утка» построены некоторые из современных ракет, но системы управления этих ракет обычно работают с использованием бортовых ЭВМ и автоматических средств повышения устойчивости, которые вырабатывают и осуществляют балансировочные команды, предотвращающие нарастание возмущений в канале тангажа.

Следует отметить, что все самолеты схемы «утка», реализованные в соответствии с техническим уровнем, достигнутым до 1960-х гг., стали сущим несчастьем. Как бы предвидя это, братья Райт уже в 1909 году (когда они стали использовать колесное шасси, позволяющее приподнять самолет от земли и обеспечить набор угла атаки на разбеге) отказались от ПГО и установили рули высоты в хвостовой части аппарата около руля направления.

Наиболее широкое распространение схема «утка» получила в области ультралегких летательных аппаратов. Этот класс современных летательных аппаратов проделал своеобразный путь назад к полетам того типа, которые выполняли братья Райт и которые характеризуются весьма ограниченным скоростным диапазоном, ограниченной маневренностью и сравнительно небольшой полезной нагрузкой. В период с 1980 по 1983 гг., вероятно, было спроектировано и построено больше самолетов этой схемы, чем за всю предыдущую историю авиации.

«ФЛАЙЕР» БРАТЬЕВ РАЙТ

Первым успешно летавшим аппаратом тяжелее воздуха, оснащенным силовой установкой, стал созданный в 1903 году братьями Райт самолет «Флайер». В 1909 году они построили самолет аналогичной конфигурации, но установили рули высоты в хвостовой части аппарата, как это делали практически все авиаторы (рис. 1.1).

Рис. 1.1.Самолет братьев Райт «Модель А» (1908 г.) один из вариантов самолета 1903 г.

Отметим, что рули высоты бипланной схемы, установленные братьями Райт на самолет 1908 года (модель А), не имели перед собой горизонтальных стабилизаторов. Эти аэродинамические поверхности были установлены на шарнирах, ось которых располагалась достаточно далеко от передней кромки. Таким образом, создаваемая на рулях высоты сила естественным образом компенсировалась, и на ручку управления самолетом не передавалась вся действующая на аэродинамические поверхности нагрузка. У поверхности управления такого типа был один недостаток - при возникновении знакопеременных нагрузок (например, при воздействии воздушных порывов) такой орган управления не стабилизировал самолет, как это происходит в случае фиксированного стабилизатора и руля высоты, а вызывал нарастающие возмущения. Впоследствии уже другие авиаторы устранили частично этот недостаток путем установки в схеме «утка» фиксированного горизонтального стабилизатора перед рулями высоты.

Отметим, что ПГО на самолетах братьев Райт использовалось, главным образом, в качестве поверхности аэродинамического управления и не создавало значительного вклада в суммарную подъемную силу. В самолете братьев Райт летчик и двигатель размещались на крыле; при этом центр масс самолета располагается в районе передней кромки крыла (или несколько позади нее), а не впереди нес, как было бы в том случае, если бы на ПГО создавалась подъемная сила, пропорциональная его площади.

Братьям Райт не удалось существенно улучшить свои самолеты после 1909 года. Поперечная управляемость самолета по-прежнему обеспечивалась изменением крутки крыла, а привод двух воздушных винтов осуществлялся, как и ранее, через цепную передачу от двигателя, установленного по оси симметрии самолета. Уилбер Райт в 1912 г. умер от тифа, а Орвилл Райт в 1915 г. продал свою фирму.

Основные данные («модель А»):

— силовая установка... двигатель «Райт» мощностью 30 л. с. (22 кВт);

— размах крыла... 11,8 м;

— площадь крыла... 38,6 м²;

— взлетная масса... 544 кг;

— максимальная скорость... 70,8 км/ч.

«14-БИС» САНТОС-ДЮМОНА

Одним из первых успешно летавших европейских самолетов стал построенный жившим в Париже бразильцем Альберто Сантос-Дюмоном самолет «14-бис» (рис. 1.2). Первый полет этого самолета был осуществлен 26 октября 1906 года.

Рис. 1.2.Альберто Сантос-Дюмон в своем самолете «утка» — первом в Европе самолете.