W dziedzinie lotnictwa powstało kilka interesujących projektów w ciągu swojej stuletniej historii. Są to tak zwane Latające Skrzydła, rodzaj samolotu o stałym skrzydle, który składa się z jednego skrzydła.
Chociaż koncepcja ta była badana prawie tak długo, jak istniały maszyny latające, dopiero w ciągu ostatnich kilku dekad jej prawdziwy potencjał został zrealizowany. A jeśli chodzi o przyszłość lotnictwa i kosmonautyki, to jest to jedna z koncepcji, która ma znacznie poprawić wyniki badań i rozwoju.
Opis:
Z definicji skrzydło latające jest statkiem powietrznym, który nie ma określonego kadłuba, a większość załogi, ładunku i wyposażenia znajduje się w głównej konstrukcji skrzydła. Z góry latające skrzydło wygląda jak szewron, ze skrzydłami stanowiącymi jego zewnętrzne krawędzie, a przednim środkiem służy jako kokpit lub siedzenie pilota. Występują w wielu odmianach, od myśliwca odrzutowego / bombowca po szybowce ręczne i szybowce.
Czyste latające skrzydło jest teoretycznie najbardziej wydajną aerodynamicznie (najniższy opór) konfiguracją dla samolotów o stałym skrzydle. Oferuje również wysoką wydajność konstrukcyjną dla danej głębokości skrzydła, co prowadzi do lekkości i wysokiej wydajności paliwowej.
Historia rozwoju:
Statki bezogonowe istnieją od czasów Braci Wright. Ale dopiero po I wojnie światowej, dzięki szeroko zakrojonym wojnom z monoplanami, statek bez prawdziwego kadłuba stał się możliwy. Wczesnym entuzjastą był Hugo Junkers, który w 1910 r. Opatentował pomysł transportu powietrznego tylko dla skrzydeł.
Niestety ograniczenia nałożone przez traktat wersalski na lotnictwo niemieckie spowodowały, że jego wizja została zrealizowana dopiero w 1931 r. Wraz z G38 Junkera. Ten projekt, choć rewolucyjny, wciąż wymagał krótkiego kadłuba i sekcji ogonowej, aby był aerodynamicznie możliwy.
Konstrukcje latających skrzydeł były intensywnie eksperymentowane w latach 30. i 40., szczególnie w Stanach Zjednoczonych i Niemczech. We Francji, Wielkiej Brytanii i Stanach Zjednoczonych wyprodukowano wiele projektów, choć większość z nich była szybowcami. Były jednak wyjątki, takie jak Northrop N1M, prototypowy samolot all-wing i znacznie bardziej imponujący Horten Ho 229, pierwsze latające skrzydło z napędem odrzutowym, które służyło jako myśliwiec / bombowiec dla niemieckich sił powietrznych podczas II wojny światowej.
Ten samolot był częścią długiej serii eksperymentalnych samolotów wyprodukowanych przez nazistowskie Niemcy, a także był pierwszym statkiem, w którym zastosowano technologię, która utrudniała wykrycie go na radarze - aka. Technologia niewidzialności. Jednak to, czy było to zamierzone, czy niezamierzona konsekwencja jego projektu, pozostaje przedmiotem spekulacji.
Po II wojnie światowej samolot ten zainspirował kilka generacji samolotów eksperymentalnych. Najważniejsze z nich to bombowiec dalekiego zasięgu YB-49, A-12 Avenger II, bombowiec B-2 Stealth Bomber (znany również jako Spirit) oraz szereg samolotów ze skrzydłami delta, takich jak kanadyjski Avro -105, znany również jako Strzała Avro.
Ostatnie zmiany:
Nowsze przykłady samolotów wykorzystujących konstrukcję latającego skrzydła obejmują X-47B, demonstracyjny bezzałogowy bojowy pojazd powietrzny (UCAV), który jest obecnie opracowywany przez Northrop Grumman. Zaprojektowany do operacji opartych na lotniskowcach, X-47B jest wynikiem współpracy Agencji Zaawansowanych Projektów Badawczych Obrony (DARPA) z programem demonstracji bezzałogowego systemu walki powietrznej (UCAS-D) marynarki wojennej USA.
X-47B po raz pierwszy poleciał w 2011 roku, a od 2015 roku jego dwa aktywne demonstratory z powodzeniem wykonały serię lądowań na lądowisku i lotniskowcu. Ostatecznie Northrop Grumman ma nadzieję rozwinąć prototyp X-47B w samolot gotowy na pole bitwy, znany jako system bezzałogowego lotniskowca (UCLASS), który ma wejść do służby w latach 2020.
Kolejne podejście do tej koncepcji ma postać dwukierunkowego skrzydła latającego. Ten typ konstrukcji składa się z skrzydła o dużej rozpiętości i niskiej prędkości oraz skrzydła o dużej rozpiętości, połączonego w jedną konstrukcję płatowca w kształcie nierównego krzyża. Proponowane jednostki wystartują i wylądują ze skrzydłem o niskiej prędkości w poprzek przepływu powietrza, a następnie obrócą się o ćwierć obrotu, tak aby skrzydło o dużej prędkości skierowane było w stronę przepływu powietrza w celu podróży naddźwiękowej.
Twierdzi się, że konstrukcja charakteryzuje się niskim oporem fali, wysoką wydajnością poddźwiękową i niewielkim lub brakiem bomu dźwiękowego. Skrzydła o niskiej prędkości mają prawdopodobnie gruby, zaokrąglony płat, który może pomieścić ładunek i szeroki rozpiętość dla wysokiej wydajności, podczas gdy skrzydło o dużej prędkości miałoby cienki, ostry płat i krótszy rozpiętość dla niskiego oporu przy prędkości naddźwiękowej .
W 2012 r. NASA ogłosiła, że jest w trakcie finansowania rozwoju takiej koncepcji, znanej jako Supersonic Dwukierunkowe Latające Skrzydło (SBiDir-FW). Przybyło to w formie Biura Głównego Technologa przyznającego dotację w wysokości 100 000 USD grupie badawczej na Uniwersytecie w Miami (kierowanej przez profesora Gecheng Zha), która już pracowała nad takim samolotem.
Od czasu, gdy bracia Wright po raz pierwszy wystartowali w powietrze z płótna i drewna ponad sto lat temu, inżynierowie lotnictwa długo i intensywnie zastanawiali się, jak możemy ulepszyć naukę latania. Co jakiś czas są tacy, którzy będą próbować „odkryć koło”, odrzucając stary paradygmat i wytwarzając coś naprawdę rewolucyjnego.
Napisaliśmy wiele artykułów o Flying Wing for Space Magazine. Oto artykuł o testowaniu prototypowego samolotu z mieszanym skrzydłem, a oto kilka zdjęć odrzutowych.
Jeśli chcesz uzyskać więcej informacji na temat programów samolotów NASA, sprawdź kolekcję zdjęć Dryden NASA, a tutaj jest link do różnych samolotów badawczych NASA.
Nagraliśmy też wiele powiązanych odcinków obsady astronomicznej. Posłuchaj tutaj, odcinek 100: Rakiety.
Źródła:
- NASA - Flying Wing
- Wikipedia - Flying Wing
- Military Factory - Flying Wing Aircraft od początku do współczesności
