Хороших летательных аппаратов не существует. Тот, что хорошо летает на высокой скорости, плох на малой, и наоборот. Если крылья сделать большими, аппарат взлетает и садится без проблем даже без механизации крыла, но вот сопротивление в полете огромно. Если их сделать маленькими, то посадка будет проходить на скоростях "за 300 км/ч", потребует отличного аэродрома и длинной ВПП. А экономичность будет... Да что там, это и экономичностью стыдно будет назвать.
Одним словом, стрела летает дальше, а камень быстрее, в то время как самолету нужно и дальше, и быстрее. Чтобы побороть извечную дилемму "ломовая лошадь или трепетная лань", НАСА собирается профинансировать разработку самолета, взлетающего носом, а для перехода на сверхзвук разворачивающегося вперед... боком.
Мы бы назвали эту схему "тяни-толкай", вслед за известным "животным". Однако схема с таким названием уже применялась до и во время Второй мировой, да и аналогия не совсем точная: ведь поворот осуществляется не кормой вперед, а лишь боком.
Проект SbiDir-FW (Supersonic Bi-directional Flying Wing, "Сверхзвуковое летающее крыло с изменяемым направлением полета"), предложенный НАСА разработчиком из Университета Майами (США), - очень остроумная попытка решения этой проблемы. Перед нами летающее крыло, спроектированное для экономичного дальнего полета на дозвуковой скорости. А если развернуть тот же ЛА на 90˚, то перед нами летающее крыло с хорошей сверхзвуковой аэродинамикой и малым сопротивлением. Первая ипостась по форме ближе к птице, а вторая - к крылатой ракете, причем сверхзвуковой. В ходе обратной трансформации узкий сверхзвуковой фюзеляж-ЛК при повороте естественным образом перетекает в более толстое по профилю крыло с более высоким аэродинамическим качеством и, соответственно, экономичностью. Благодаря оригинальной форме ЛК при прохождении звукового барьера почти не должно быть звукового удара…
По заявлению ведущего разработчика проекта Гэ Чэн Чжа, предварительные расчеты показывают, что при скоростях в M1,6 и M2 самолет в конфигурации бизнес-джета будет иметь аэродинамическое качество, равное 16! Для сравнения можно напомнить, что МиГ-25 на M1,5 имел АК, равное всего 4,2, и даже пассажирский "Конкорд" на M2 показывал аэродинамическое качество лишь 7,16 - "в разы" хуже! Это настолько далеко от данных абсолютного большинства сверхзвуковых самолетов, что требует некоторого пояснения.
Разумеется, в основном достичь этого помогает малая нагрузка на крыло, в сравнении с вышеназванными машинами, по форме не являющимися "летающим крылом". Однако сам по себе этот фактор не смог бы обеспечить успех: ведь чтобы эффективно разгоняться на дозвуке, да даже и просто взлетать или садиться, профиль крыла пришлось бы делать толще, что не позволило бы добиться низкого сопротивления на сверхзвуке. Так что если расчеты были проведены корректно, перед нами сенсационная по своим сравнительным преимуществам концепция ЛА.
Напомним: идея самолета с изменяемой геометрией крыла далеко не нова, но все ее реализации имели серьезные недостатки. Кроме крыла, при переходе с дозвука на сверхзвук нужно менять еще много чего, а сделать это не так просто, как изменить угол его стреловидности. Крыло с изменяемой геометрией всегда, с самого своего появления на Messerschmitt Р.1101, было компромиссом, резко удорожающим аппарат (из-за прогрессирующего усложнения механизации и гидросистем), не говоря уже о его радикально большем весе в сравнении с обычным. Так что преимущества аппарата, которому не нужно "двигать крыльями" в полете для тотальной смены аэродинамического облика (например, со сменой хорды крыла), в общем-то очевидны.
Читатель, конечно, уже задался вопросом: а как же происходит этот загадочный, в условиях полета на значительных скоростях, переход от полета вперед к "полету боком", от дозвука к сверхзвуку и наоборот?
А вот как. Законцовки крыльев - их единственный подвижный компонент в предложенной концепции - просто выпрямляются, обеспечивая поворот всей машины на 90˚. Понятно, что "просто" это только на словах, а на практике еще требуется доказать отсутствие опасности срыва потока с крыла с соответствующими печальными последствиями и прочими плоскими штопорами. Переход от сверхзвука к дозвуковому режиму обеспечивается, как вы уже догадались, складыванием законцовок, автоматически ведущим к развороту машины вбок. Тут же возникает другой вопрос: а что будет при переходном режиме, когда самолет еще не потерял скорость, а нос и корма у него внезапно начинают подниматься? Не начнутся ли проблемы с устойчивостью на курсе? А как быть с поворотом двигателей в полете? Автор концепта уверяет, что все просчитано и проблем не будет. Все будет как-то так:
Увы, мы не считали вместе с ним, хотя определенные методы решения проблемы, конечно, напрашиваются сами собой. Центровка, кстати (по уверениям Гэ Чэн Чжа), рассчитана так, что самолет будет устойчив как при прямом, так и боковом полете.
В целом концепт выглядит многообещающе: максимальная скорость M1,6-2,0 а (1 720-2 400 км/ч); почти полное отсутствие звукового удара позволяет взлетать и садиться на наземных аэродромах любой страны (во многих регионах мира переход звукового барьера над сушей запрещен); низкая нагрузка на крыло и его толстый профиль позволяют взлет с полос длиной менее 750 м (близко к показателям некоторых массовых истребителей Второй мировой) - при пассажировместимости до 70 человек.
НАСА уже выделило $100 тыс. команде конструкторов, которых будто бы должно хватить на доведение проекта до стадии продувки модели в аэродинамической трубе. Если окажется, что поворот на 90˚ не является проблемой, то обещается еще $500 тыс. - на дальнейшую доводку. Конечно, этого не хватит для полномасштабной реализации проекта, но что-то подсказывает нам, что если это полетит, то от желающих профинансировать летающий боком самолет придется еще отбиваться. Слишком уж велики потенциальные преимущества "всережимного самолета". Весьма оптимистично настроен и сам разработчик.
|
