Летательные аппараты нетрадиционных схем

В 1985 г. фирма «Рокуэлл интернешнл» получила контракт на разработку и изготовление экспериментального сверхзвукового самолета с КАИС. В качестве прототипа фирмой был выбран самолет «Крусейдер», на котором предполагалось заменить обычное крыло на КАИС и установить цифровую ЭСДУ. Модернизированный F-8 (рис. 6.22) должен иметь взлетную массу ~ 12000 кг, скорость полета М = 1,6 на высоте 15 000 м и изменяемый угол стреловидности 0-65°. Размах крыла 16,5 м, а его площадь 28 м².

Рис. 6.22.Экспериментальный самолет F-8 с КАИС.

Первый этап испытаний включает 40 полетов, в которых должны быть достигнуты максимальная скорость и проверено поведение самолета при разных углах стреловидности крыла и эволюциях.

КРЫЛЬЯ НЕОБЫЧНОЙ ФОРМЫ

Многие конструкторы пытались внедрить в практику авиастроения принципиально новые формы крыла, совершенно отличные от тех, которые описаны в других разделах этой главы. Часто такие попытки основывались на использовании стандартных фюзеляжей, оперения, силовых установок и шасси. Следует отметить, что ни одна из «гибридных» конструкций не строилась серийно и не заняла сколь-нибудь заметного места в практике авиастроения. Некоторые другие авиационные конструкторы пытались разработать полностью нетрадиционные летательные аппараты, в которых крыло являлось силовой частью аппарата, а двигатели, органы управления и шасси также были довольно необычными. Ряд таких летательных аппаратов описан на следующих страницах данной главы; некоторые из них рассмотрены в гл. 16 (дельтапланы планерного типа были рассмотрены в гл. 4, а летательные аппараты типа вертолетов и винтокрылов — в гл. 5).

В начале 1930-х гг. были предприняты попытки создать круглое крыло совершенно необычной формы - в виде ротора. Цилиндрический ротор Флетнера хорошо зарекомендовал себя на небольших парусных яхтах, где он устанавливался вертикально вместо стандартного парусного вооружения. На этих парусниках цилиндры Флетнера вращались с помощью приводных двигателей.

Когда на вращающийся цилиндр воздействует воздушный поток в виде порыва ветра, на противоположных сторонах цилиндра возникает перепад давлений, известный как эффект Магнуса. В результате возникает боковая сила, направленная под прямым углом к направлению воздушного потока (аналогичный эффект используют разыгрывающие в бейсболе, когда посылают мяч по криволинейной траектории за счет его подкручивания). Парусник с ротором Флетнера, действительно, был способен к самостоятельному передвижению, но не обладал достаточно существенными преимуществами по сравнению с традиционными парусными судами в эпоху существования паровых двигателей и двигателей внутреннего сгорания, не говоря о том, что роторному парусу не нашлось места в парусном спорте.

Несмотря на свои странные крылья и паукообразную схему фюзеляжа и шасси, самолет с роторным крылом Флетнера имел довольно традиционную аэродинамическую компоновку. Двигатель J-6 фирмы «Райт» с воздушным винтом размещался в передней части фюзеляжа (мощность двигателя 300 л. с., или 220 кВт), место пилота находилось в районе центра масс самолета; в хвостовой части фюзеляжа располагалось традиционное оперение (рис. 6.23). Второй двигатель «Америкен Циррус» (мощность 85 л. с., или 62,5 кВт) использовался для раскрутки ротора.

Рис. 6.23. Один из первых экспериментов по использованию в США ротора Флетнера в качестве крыла самолета (1930 г.).

• «Вакуплейн» Э. Леньера

На созданном в 1935 г. самолете «Вакуплейн» использовано крыло весьма оригинальной конструкции. Вместо обычного двояковыпуклого профиля для крыла малого удлинения проф. Э. Леньер из университета г. Майами применил профиль с «открытой верхушкой»; предполагалось, что в области открытой верхней части будет создаваться разрежение, порождающее значительную по величине подъемную силу. Плоская нижняя поверхность крыла должна была предотвратить поступление воздуха в зону мощного разрежения на верхней поверхности крыла (рис. 6.24 6.25).

Рис. 6.24.Американский самолет «Леньер Вакуплейн» (1935 г.).

Рис. 6.25. «Леньер Вакуплейн».

«Вакуплейн», построенный студентами проф. Леньера, оснащался двигателем «Аэронка» мощностью 3 л.с. (2,2 кВт). В конструкции аппарата использовались детали нескольких других существующих самолетов. Небольшие аэродинамические поверхности, расположенные за пределами «вакуумной» секции крыла, служили для установки элеронов, но, вне всякого сомнения, создавали также значительную часть подъемной силы. Самолет успешно летал медленно, но устойчиво. Кроме того, он снижался но команде с большой вертикальной скоростью при полете с малыми скоростями.