Летательный аппарат с неподвижным крылом

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Летательный аппарат с дельтовидной формой крыла (дельтаплан)
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[править | править код]

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

Согласно определения, приведенного Советской военной энциклопедией, крыла́тая раке́табеспилотный летательный аппарат однократного запуска, траектория полёта которого определяется аэродинамической подъёмной силой крыла, тягой двигателя и силой тяжести[1]. 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 Рене Лоран, 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[1]. 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[править | править код]

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[2].

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 P-56 Black Bullet во время Второй мировой войны. Кроме того, дальний тяжёлый бомбардировщик B-49 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[3]. 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[править | править код]

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[4]. 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[править | править код]

Примечания[править | править код]

  1. 1 2 «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).
  2. Crane, Dale: Dictionary of Aeronautical Terms, third edition, page 224. Aviation Supplies & Academics, 1997. ISBN 1-56027-287-2  (англ.)
  3. Myhra, David. «Northrop Tests Hitler’s 'Stealth' Fighter.» Aviation History, Volume 19, Issue 6, July 2009.  (англ.)
  4. ''Beginner's Guide to Aeronautics'', NASA (11 July 2008).  (англ.)

Литература[править | править код]

  • Weeghman, Richard B. Fixed-wing aircraft. // Flying Magazine. — November 1963. — Vol. 73 — No. 5 — P. 24-29, 108-111.

Ссылки[править | править код]