rss twitter

2 июн. 2015 г.

История самолета летающего крыла

Идея создать самолет без фюзеляжа и хвостового оперения созрела у конструкторов давно. Ведь и фюзеляж и хвостовое оперение подъемной силы не создают, а сопротивление создают, влияя тем самым на аэродинамическое качество. Вредные какие-то элементы с точки зрения "чистой" аэродинамики. К тому же убрав фюзеляж и хвостов оперение, можно снизить вес самолета. Улучшится аэродинамическое качество, уменьшится вес, будем лететь дальше и возить больше. Сплошные плюсы? Не тут то было.



Достоинства и недостатки

Как водится от идеи до ее воплощения было очень далеко. Ведь преимущества летающего крыла в реальной жизни могут обернуться недостатками. Например, преимущество № 1, отсутствие фюзеляжа. Но если нет фюзеляжа, то все то, что помещалось там нужно размещать в крыле, увеличивая его в размерах. Снизили массу благодаря отсутствию фюзеляжа и тут же ее увеличиваем увеличивая размеры крыла, а в месте с тем нужно увеличивать и ее прочность, увеличивая массу.

Та же история с хвостовым оперением. Убрав "хвост" мы теряем возможность управлять летательным аппаратом как раньше, к тому же благодаря длинному фюзеляжу хвостовое оперение находилось дальше центра масс самолета, что позволяло создавать большие моменты небольшими элементами управления. В общем, задача довольно сложная и компромиссная. Пришлось пройти длинный путь, чтобы ее решить.

История создания

Еще на самой заре авиации в 20-30-х годах велись разработки самолета компоновки летающее крыло. Как это обычно бывает, первыми были военные. Идея создать бомбардировщик который бы мог перевозить 1000 кг бомб со скоростью 1000 км/ч да еще и на расстояние 1000 километров очень манила авиаконструкторов Германии. И в 1943 году там занялись разработкой такого передового бомбардировщика. Horten Ho IX (Gotha Go 229). 
Хортен Go 229
Опыт у Хортен уже был, в 1931 году в компании Хортен создали планер Horten I по схеме летающего крыла, и работали в этом направлении постоянно, уверяя что все кроме крыла для самолета является лишним. Уже в 1943 году состоялся первый полет крыла с поршневыми двигателями, а в 1944 с реактивными. Закончилось все в 1945 с приходом американской армии. Так в США попал один из самолетов братьев Хортен и наверняка были изучены все наработки. Сами конструкторы продолжили работу над летающими крыльями уже после войны в Аргентине.

В США также были свои энтузиасты летающего крыла. Это был Джон Нортроп, работающий над идеей летающих крыльев также начиная с 30-х. Первый летательный аппарат Northrop N-1M (N-9M) поднялся в воздух в 1941 году, задолго до немецкого аналога.
Northrop N-1M
В США, в отличие от Германии рассчитывали что бомбардировщик должен будет нести 4,5 тонны бомб на расстояние 16 000 км, ведь американским бомбардировщика для войны в Европе, нужно было летать дальше, чем немецким. В 1946 первый полет, немного опоздав к войне, совершил перспективный бомбардировщик Northrop YB-35. Через год появились сразу 2 прототипа с реактивными двигателями бомбардировщик YB-49 (8 двигателей) и разведчик YB-49A (6 двигателей). Одним из пилотов испытателей B-49 был Глен Эдвардс, в честь которого была названа авиабаза .Пилот погиб именно при испытании этого самолета.
YB-49
Работали в Нортроп также над истребителями, в результате чего на свет появился XP-79. Пилот в нем должен был лежать, так как больше места для него не было (фюзеляжа то нет). Но самое интересное, что XP-79B по идее авторов должен был иметь возможность идти на таран и сбивать хвостовое оперение противника, благо своего нет и повредить его нельзя.
XP-79
В 50-е годы все проекты летающих крыльев были закрыты, управляемость и устойчивость таких самолетов (в виду отсутствия "хвоста") стала главной их проблемой. Ни один из самолетов в серию так и не пошел.

Вспомнили о них только спустя десятки лет, после того, как в США начали работать над технологией малой радиолокационной заметности. Конструкция летающего крыла сама по себе является малозаметной. Нет хвостового оперения, нет фюзеляжа, плавные сопряжения элементов, все как нельзя лучше подходит под параметры малой радиолокационной заметности.

В 1979 году стартовала программа АТВ. Компания Нортроп вернулась к своим крыльям. Вот только теперь самолет должен был не только летать далеко и нести много, но еще и быть малозаметным для радаров и летать на малых высотах. В 1989 году самолет получивший имя B-2 совершил первый полет. Испытания проходили на авиабазе Эдвардс, что весьма символично. В войска B-2 Spirit поступил в 1997 году, став самым дорогим самолетом в мире. В настоящее время произведен 21 экземпляр. И если вопросы касающихся малозаметности остаются, то инновационность конструкции сомнения не вызывают. Старую проблему управляемости и устойчивости помогли решить современные системы автоматического управления.
Northrop B-2 Spirit. Первый серийный

Будущие летающие крылья

В настоящее время схема летающее крыло рассматривается компанией Боинг в качестве идеи для создания пассажирского лайнера с феноменальной экономисностью — Boeing X-48. Работают над своим пассажирским вариантом летающего крыла, конечно, и в компании Нортроп.
Boeing X-48
Но наибольшей популярностью летающее крыло пользуется у беспилотных летательных аппаратов, для которых экономичность летающего крыла очень кстати, а проблем с размещением пилота нет вообще. Можно сказать, что после B-2 концепция получила второе дыхание именно благодаря БПЛА.

Например, экспериментальный беспилотный летательный аппарат X-45B уже умеет самостоятельно садится и взлетать с авианосца, и X-47B который в 2015 году продемонстрировал возможность дозаправки в воздухе в полностью автоматическом режиме (программа свернута).
X-47B. Хорошо виден крюк для посадки на авианосец.
Подобные программы существовали либо до сих пор существуют и в других странах: российские Скат (проект закрыт) и ПАК ДА, британский A.W.52 (1940), американские A-12 Avenger II и RQ-3 DarkStar (оба проекта закрыты), европейский перспективный беспилотник Dassault nEUROn, китайский AVIC 601-S, британский Taranis и многие другие стремящиеся использовать преимущества летающего крыла.
RQ-3 DarkStar
Dassault nEUROn
Британский БПЛА Taranis
Но настоящим энтузиастом, конечно, был Джон Нортроп. Он который умер в 1981 так и не дождавшись когда его идея полностью воплотится в жизнь