Még a legszokatlanabb repülőgépeket is a szimmetria elvei szerint építették a repülőgépipar hajnalán. Minden repülőgépnek volt hagyományos törzse, amelyre a hagyományos szárnyakat merőlegesen rögzítették. Azonban fokozatosan, az aerodinamika fejlődésével a tervezők elkezdtek gondolkodni egy aszimmetrikus szárnyú repülőgép megalkotásán. A komor német zseni képviselői jutottak ehhez először: 1944 -ben Richard Vogt, a Blohm & Voss főtervezője javasolt hasonló projektet. Projektje azonban nem fémből öltött testet; az amerikai NASA AD-1 valóban az első forgó szárnyú repülőgép volt.
A NASA AD-1 (Ames Dryden-1) egy kísérleti repülőgép, amelyet az aszimmetrikusan változó söprő forgószárny fogalmának tanulmányozására terveztek. A világ első ferde szárnyú repülőgépe lett. A szokatlan repülőgép 1979 -ben készült az Egyesült Államokban, és ugyanezen év december 21 -én tette meg első repülését. A forgószárnyú repülőgép tesztelése 1982 augusztusáig folytatódott, ez idő alatt 17 pilótának sikerült elsajátítania az AD-1-et. A program lezárása után a gépet San Carlos város múzeumába küldték, ahol még mindig minden látogató számára elérhető, és az egyik legfontosabb kiállított kiállítás.
Német kísérletek
Németországban a második világháború alatt elég komolyan dolgoztak aszimmetrikus szárnyú repülőgépek létrehozásán. Richard Vogt tervező híres volt a repüléstechnika megalkotásának atipikus megközelítéséről, megértette, hogy az új rendszer nem akadályozza meg a repülőgép stabilitását a levegőben. 1944 -ben létrehozta a Blohm & Voss és a P.202 repülőgép -projektet. A német tervező fő gondolata az volt, hogy nagy sebességgel repülve jelentősen csökkenthető a légellenállás. A repülőgép hagyományos szimmetrikus szárnnyal szállt fel, mivel egy kis söpört szárny magas emelési együtthatóval rendelkezett, de már repülés közben a szárny a törzs tengelyével párhuzamos síkban fordult, csökkentve az ellenállás szintjét. Ezzel párhuzamosan Németországban a Messerschmitt P.1101 vadászgép klasszikus szimmetrikus szárnyvonásával végeztek munkát.
Blohm & Voss és P. 202
De még az utolsó háborús években Németországban is a Blohm & Voss és a P.202 repülőgép -projekt őrültnek tűnt, soha nem testesült meg fémben, örökké csak tervrajzok formájában. A Vogt által tervezett repülőgépnek 11,98 méter szárnyfesztávolságot kellett volna kapnia, amely a központi csuklópánton akár 35 fokos szögben is elfordult - maximális eltéréssel a szárnyfesztáv 10,06 méterre változott. A projekt fő hátrányát a szárny elfordításának nehéz és nehézkes (számítások szerint) mechanizmusának tekintették, amely sok helyet foglal el a repülőgép törzsén belül, valamint a képtelenség a szárnyat további fegyverek és felszerelések felakasztására használni. az is komoly hátrány volt.
Meglepő módon nem Vogt volt az egyetlen német tervező, aki lengő szárnyat fontolgatott. Hasonló projektet készítettek a Messerschmitt mérnökei. Az általuk bemutatott Me P.1109 projekt még az "ollószárny" becenevet is megkapta. Az általuk létrehozott projektnek egyszerre két szárnya volt. Ráadásul függetlenek voltak egymástól. Az egyik szárny a repülőgép törzse felett helyezkedett el, a másik - alatta. Amikor a felső szárnyat az óramutató járásával megegyező irányba forgatja, az alsó szárny ugyanúgy forog, de az óramutató járásával ellentétesen. Ez a kialakítás lehetővé tette a repülőgép ferdeségének minőségi kompenzálását aszimmetrikus változással. Ugyanakkor a szárnyak akár 60 fokos szögben is elfordulhattak, míg amikor a repülőgép törzsére merőlegesen helyezkedtek el, akkor semmiben sem különbözött a klasszikus biplantól. Ennek során Messerschmitt ugyanazokkal a problémákkal szembesült, mint a Blohm & Voss: egy nagyon összetett esztergáló mechanizmus. Annak ellenére, hogy a német aszimmetrikus repülőgépek egyike sem lépett túl a papírprojekteken, el kell ismerni, hogy a németek súlyosan megelőzték korukat a fejlődésben. Az amerikaiak csak az 1970 -es évek végén tudták megvalósítani tervüket.
NASA AD -1 - repülő aszimmetria
A német tervezők ötleteit amerikai kollégáik fémben valósították meg. A lehető legalaposabban közelítették meg a kérdést. Az 1945 -ös németektől függetlenül Robert Thomas Johnson amerikai mérnök előterjesztette elképzelését egyfajta "ollószárnyról", elképzelése szerint egy ilyen szárnynak speciális csuklópántot kell bekapcsolnia. Azokban az években azonban nem tudta megvalósítani elképzelését, a technikai lehetőségek nem tették lehetővé. Ez az 1970 -es években megváltozott, amikor a technológia lehetővé tette az aszimmetrikus repülőgépek létrehozását. Ugyanakkor ugyanazt a Richard Vogt -ot, aki a második világháború vége után emigrált az Egyesült Államokba, meghívták projekt tanácsadónak.
Ekkor a tervezők már tudták, hogy a változtatható söprésű szárnyú repülőgépeknek számos hátránya van. Ennek a kialakításnak a fő hátrányai a következők voltak: az aerodinamikai fókusz eltolódása a söprés megváltoztatásakor, ami a kiegyensúlyozó ellenállás növekedéséhez vezetett; a szerkezet tömegének növekedése a tápegység és a hozzá kapcsolt konzolok csuklópántjainak, valamint a repülőgép szárnyának visszahúzott helyzetének tömítései miatt. Mindkét hiányosság volt az oka a repülési tartomány csökkenésének vagy a hasznos teher tömegének csökkenésének.
Ugyanakkor a NASA alkalmazottai abban bíztak, hogy az aszimmetrikusan változtatható söprésszárnyú (KAIS) repülőgépet megfosztják a felsorolt hátrányoktól. Ilyen séma esetén a szárnyat egy forgó csuklópánt segítségével rögzítenék a repülőgép törzséhez, és a konzolok söprésének megváltoztatását a szárny elforgatásakor egyidejűleg hajtanák végre, de ellentétes karakterűek. A NASA szakemberei összehasonlították a standard rendszer és a KAIS változtatható söprésszárnyú repülőgépeinek összehasonlító elemzését, amely azt mutatta, hogy a második séma 11-20 százalékos csökkenést mutat, a szerkezet tömege 14 százalékkal csökken, és amikor a szuperszonikus sebességgel repül, 26 százalékkal kell csökkennie. …
Ugyanakkor az aszimmetrikus szárnyú repülőgépnek voltak hátrányai. Először is, nagy söpörési szög esetén az egyenes irányú konzolnak nagyobb a tényleges támadási szöge, mint a hátramenetnek, ami aszimmetriához vezet a húzáshoz, és ennek következtében a parazita fordulási pillanatok megjelenéséhez a pályán, gurul és billeg. A második probléma az volt, hogy a KAIS -t a szárnyfesztávolság mentén a határréteg vastagságának kétszer akkora növekedése jellemzi, és az áramlás bármely aszimmetrikus leállása intenzív zavarokat idéz elő. Ennek ellenére úgy vélték, hogy a negatív hatások kiküszöbölhetők egy fly-by-wire vezérlőrendszer bevezetésével, amely automatikusan befolyásolja a repülőgép aerodinamikai vezérlését, különböző paraméterektől függően: támadási szög, repülési sebesség, szárnysebesség szög. Mindenesetre az összes számítás ellenőrzéséhez repülő modellt kellett felépíteni.
A KAIS koncepciót sikeresen tesztelték egy pilóta nélküli modellben, majd tovább kellett lépni a teljes értékű repülőgép létrehozására. A kísérleti projekt a NASA AD-1 vagy Ames Dryden-1 nevet kapta. A repülőgépet a projekten dolgozó kutatóközpontok - a NASA Ames és a NASA Dryden - után nevezték el. Ugyanakkor a Boeing szakemberei voltak felelősek a repülőgép általános kialakításáért. A NASA mérnökeinek számításai és a rendelkezésre álló feladatmeghatározás szerint az amerikai Rutan Aircraft Factory cég összeállította a szükséges repülőgépeket. Ugyanakkor a projekt egyik követelménye az volt, hogy a 250 ezer dolláros költségvetésen belül maradjon. Ennek érdekében a kísérleti repülőgépet a lehető legegyszerűbbé tették a technológia szempontjából és olcsón; meglehetősen gyenge motorokat szereltek a repülőgépre. Az új repülőgép 1979 februárjában készült el, ezt követően Kaliforniába szállították a NASA Dryden repülőterén.
Az AD-1 kísérleti repülőgép szárnya 60 fokkal el tudott forogni a központi tengely mentén, de csak az óramutató járásával ellentétes irányban (ez a megoldás nagyban leegyszerűsítette a kialakítást, anélkül, hogy elveszítené előnyeit). A szárnyfordulatot 3 fok / másodperc sebességgel egy kompakt villanymotor biztosította, amelyet a repülőgép törzsébe közvetlenül a főmotorok elé szereltek. Utóbbiként két klasszikus, francia gyártmányú Microturbo TRS18 turboreaktív hajtóművet használtak, egyenként 100 kgf tolóerővel. A trapézszárny fesztávolsága a törzsre merőlegesen elhelyezve 9, 85 méter, maximális fordulatnál pedig csak 4, 93 méter volt. Ugyanakkor a maximális repülési sebesség nem haladta meg a 400 km / h -t.
A repülőgép először 1979. december 21 -én emelkedett az egekbe. Első járatán a NASA tesztpilótája, Thomas McMurphy repítette. A repülőgép felszállását merőlegesen rögzített szárnnyal hajtottuk végre, a szárny forgási szöge már repülés közben megváltozott a kívánt sebesség és magasság elérése után. A következő 18 hónapban minden új tesztrepülés során az AD-1 repülőgép szárnyát 1 fokkal elforgatták, miközben rögzítették az összes repülési mutatót. Ennek eredményeként 1980 közepén a kísérleti repülőgép elérte a maximális 60 fokos szárnyszögét. A tesztrepülések 1982 augusztusáig folytatódtak, összesen 79 repülőgéppel. Történt ugyanis, hogy az utolsó járaton, 1982. augusztus 7 -én Thomas McMurphy emelte fel a gépet, miközben 17 különböző pilóta repült rajta a teljes tesztidőszak alatt.
A tesztprogram feltételezte, hogy az elért eredmények segítenek a szárny söprésének aszimmetrikus változásának kihasználásában a hosszú interkontinentális repülések során - a sebességnek és az üzemanyag -takarékosságnak a legjobb módon kellett volna megtérülnie nagyon hosszú távolságokon. A kísérleti NASA AD-1 típusú repülőgépek pozitív véleményeket kaptak a pilótáktól és a szakemberektől, de a projekt nem fejlődött tovább. A probléma az volt, hogy a programot eredetileg kutatási programnak tekintették. Miután megkapta az összes szükséges adatot, a NASA egyszerűen egy egyedi repülőgépet küldött a hangárba, ahonnan később áthelyezték a Repülési Múzeumba. A NASA mindig is kutató szervezet volt, amely nem foglalkozott repülőgép -építéssel, és a legnagyobb repülőgépgyártók egyike sem volt kíváncsi a forgó szárny fogalmára. Alapértelmezés szerint minden interkontinentális utasszállító bonyolultabb és nagyobb volt, mint a "játék" AD-1 repülőgép, így a vállalatok nem kockáztattak. Nem akartak beruházni a kutatás -fejlesztésbe, bár ígéretes, de mégis gyanús dizájn. Véleményük szerint az innováció ideje ezen a területen még nem jött el.
A NASA AD-1 repülési teljesítménye:
Teljes méretek: hossz - 11, 8 m, magasság - 2, 06 m, szárnyfesztáv - 9, 85 m, szárnyterület - 8, 6 m2.
Üres súly - 658 kg.
Maximális felszállási súly - 973 kg.
Az erőmű 2 darab Microturbo TRS18-046 turboreaktív motor, 2x100 kgf tolóerővel.
Utazási sebesség - 274 km / h.
A maximális sebesség 400 km / h.
Legénység - 1 fő.
