Летательный аппарат с неподвижным крылом

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
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
Основная статья: Крылатая ракета

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
Основная статья: Летающее крыло

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]

Основная статья: Воздушный змей

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'' Архивная копия от 25 марта 2015 на Wayback Machine, 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]