כידוע, החלק האמצעי הוא החלק ממש באגף המטוס המחבר את המטוסים השמאליים והימניים ומשמש, למעשה, לחיבור הכנף לגוף המטוס. בהתאם להיגיון, החלק המרכזי צריך להיות מבנה קשיח. אך ב- 21 בדצמבר 1979 המריא מטוס AD-1 של נאס א, שהכנף שלו הייתה מחוברת לגוף המטוס … על ציר ויכולה להסתובב, מה שמעניק למטוס צורה א-סימטרית.
עם זאת, הכל התחיל הרבה יותר מוקדם - אצל הגאון הטאוטוני הקודר ריצ'רד ווגט, המעצב הראשי של החברה Blohm & Voss האגדית. ווגט, הידוע בגישתו הלא טיפוסית לעיצוב מטוסים, כבר בנה מטוסים אסימטריים וידע שתוכנית כזו לא מונעת מהמטוס להיות יציב באוויר. וב -1944 נולד פרויקט Blohm & Voss ו- P.202.
הרעיון המרכזי של ווגט היה היכולת לצמצם באופן משמעותי את הגרירה בעת טיסה במהירויות גבוהות. המטוס המריא עם כנף סימטרית קונבנציונאלית (שכן לכנף לטאטא קטנה יש מקדם הרמה גבוה), ובטיסה הוא הסתובב במטוס המקביל לציר המטוס, ובכך הפחית את הגרירה. למעשה, זה היה אחד הפתרונות ליישום טאטא משתנה של הכנף - במקביל הגרמנים ערכו את הטאטא הסימטרי הקלאסי במטוס מסרשמיט P.1101.
נראה כי Blohm & Voss ו- P.202 היו משוגעים מכדי להיכנס לסדרה. הכנף שלו עם טווח של 11, 98 מ 'יכולה להפעיל את הציר המרכזי בזווית של עד 35 ° - בזווית המקסימלית השתנה הטווח ל -10, 06 מ' חוסר יכולת להשתמש בכנף להרכבת ציוד נוסף. הפרויקט נשאר רק על הנייר.
במקביל, מומחים ממסרשמיט עבדו על פרויקט דומה. הרכב שלהם, Me P.1109, קיבל את הכינוי "כנף מספריים". למכונית היו שתי כנפיים, ועצמאית מבחינה חיצונית: האחת הייתה ממוקמת מעל גוף המטוס, השנייה - מתחתיה. כאשר הכנף העליונה סובבה בכיוון השעון, הכנף התחתונה הופנתה באופן דומה נגד כיוון השעון - עיצוב זה איפשר לפצות איכותית על הטיית המטוס בשינוי א -סימטרי בסחיפה.
הכנפיים יכלו להסתובב עד 60 °, וכאשר הן היו בניצב לציר המטוס, המטוס נראה כמו דו -מטוס רגיל.
הקשיים של מסרשמיט היו זהים לקשיים של בלום אנד ווס: מנגנון מורכב, ובנוסף, בעיות בעיצוב השלדה. כתוצאה מכך, אפילו מטוס הבנוי בברזל עם טאטא משתנה סימטרית - מסרשמיט Р.1101, לא יצא לייצור, שלא לדבר על מבנים אסימטריים שנותרו רק פרויקטים. הגרמנים הקדימו את זמנם מדי.
הטבות והפסדים
היתרונות של טאטא משתנה א -סימטרית זהים לאלה של טאטא סימטרי. כאשר המטוס ממריא, נדרשת הרמה גבוהה, אך כאשר הוא טס במהירות גבוהה (במיוחד מעל מהירות הקול), המעלית כבר לא רלוונטית כל כך, אך הגרר הגבוה מתחיל להפריע. מהנדסי תעופה צריכים למצוא פשרה. על ידי שינוי הטאטא, המטוס מסתגל למצב הטיסה. חישובים מראים כי מיקום הכנף בזווית של 60 ° לגוף המטוס יפחית משמעותית את הגרירה האווירודינמית, יגדיל את מהירות השיוט המרבית ויפחית את צריכת הדלק.
אך במקרה זה עולה שאלה שנייה: מדוע אנו זקוקים לשינוי טאטא אסימטרי, אם סימטרי נוח הרבה יותר לטייס ואינו דורש פיצוי? העובדה היא שהחסרון העיקרי של טאטא סימטרי הוא המורכבות הטכנית של מנגנון השינוי, המסה המוצקה שלו ועלותו. עם שינוי אסימטרי, המכשיר פשוט הרבה יותר - למעשה, סרן עם חיבור קשיח של הכנף ומנגנון הסיבוב שלו.
תכנית כזו היא בממוצע 14% קלה יותר וממזערת את העכבה האופיינית בעת טיסה במהירות העולה על מהירות הקול (כלומר, היתרונות באים לידי ביטוי גם בביצועי טיסה). האחרון נגרם על ידי גל הלם המתרחש כאשר חלק מזרימת האוויר סביב המטוס רוכש מהירות על קולית. לבסוף, זהו הגרסה ה"תקציבית "ביותר של המשתנה sweep.
OWRA RPW
רכב אוויר בלתי מאויש של נאס א, שנבנה בתחילת שנות השבעים למחקר ניסיוני של נכסי הטיסה של מטאטא אסימטרי. המכשיר הצליח לסובב את הכנף 45 ° עם כיוון השעון והתקיים בשתי תצורות-זנב קצר וזנב ארוך.
לכן, עם התפתחות הטכנולוגיה, האנושות לא יכלה שלא לחזור לקונספט מעניין. בתחילת שנות השבעים, רכב אווירי בלתי מאויש OWRA RPW (Oblique Wing Research Aircraft) יוצר בהוראת נאס"א לחקור את מאפייני הטיסה של תוכנית כזו. יועץ הפיתוח היה ווגט עצמו, שהיגר לארצות הברית לאחר המלחמה, באותה תקופה כבר קשיש מאוד, והמעצב הראשי והאידיאולוג של תחיית הרעיון היה מהנדס נאס"א ריצ'רד תומאס ג'ונס. ג'ונס השתרש לרעיון זה מאז 1945, כשהיה עובד ב- NACA (קודמת נאס"א, הוועדה המייעצת הלאומית לאווירונאוטיקה), ועד שבניית המדגם, כל החישובים התיאורטיים עבדו באופן יסודי ומעמיק. בָּדוּק.
כנף ה- OWRA RPW יכולה להסתובב עד 45 °, למזל"ט היה גוף גוף וזנב בסיסי - למעשה, מדובר היה בפריסה מעופפת, שהמרכיב המרכזי והמעניין היחיד שבה היה הכנף. רוב המחקר בוצע במנהרה אווירודינמית, חלקם בטיסה אמיתית. האגף הצליח היטב, ונאס"א החליטה לבנות מטוס מן המניין.
ועכשיו - לעוף
כמובן שלשינוי הטאטא הא -סימטרי יש גם חסרונות - בפרט, חוסר הסימטריה של ההתנגדות הפרונטלית, רגעי סיבוב טפיליים המובילים לגלגול ופיה רב. אבל כל זה כבר בשנות השבעים יכול להיות מובס על ידי אוטומציה חלקית של הבקרות.
מטוס נאס א AD-1
הוא טס 79 פעמים. בכל טיסה הניחו הבוחנים את הכנף במיקום חדש, והנתונים שהתקבלו נותחו והשוו זה לזה.
מטוס ה- AD-1 (Ames Dryden-1) הפך למוח משותף של מספר ארגונים. הוא נבנה בברזל על ידי איימס תעשייתי ושות ', העיצוב הכולל נעשה על בואינג, מחקר טכנולוגי נערך על ידי חומרים מרוכבים של ברטה רוטנה ובדיקות טיסה נערכו במרכז המחקר דריידן בלנקסטר, קליפורניה. כנף AD-1 יכולה להסתובב על הציר המרכזי ב 60 °, ורק נגד כיוון השעון (זה פישט מאוד את העיצוב מבלי לאבד יתרונות).
הכנף הופעלה על ידי מנוע חשמלי קומפקטי הממוקם בתוך גוף המטוס ישירות מול המנועים (האחרון השתמש במנועי הטורבו הצרפתית הקלאסיים Microturbo TRS18). טווח הכנף הטרפז במיקום הניצב היה 9, 85 מ ', ובמיקום המסתובב - 4, 93 בלבד, מה שאפשר להגיע למהירות מרבית של 322 קמ ש.
ב -21 בדצמבר המריאה AD-1 בפעם הראשונה, ובמשך 18 החודשים הקרובים, בכל טיסה חדשה, הכנף סובבה מעלה אחת, ורשמה את כל מחווני המטוס. באמצע 1981, המטוס "הגיע" לזווית מרבית של 60 מעלות. הטיסות נמשכו עד אוגוסט 1982, בסך הכל, ה- AD-1 המריא 79 פעמים.
נאס א AD-1 (1979)
המטוס היחיד בעל כנף מטאטא אסימטרית שהמריא לאוויר. הכנף הסתובבה עד 60 מעלות נגד כיוון השעון.
הרעיון המרכזי של ג'ונס היה להשתמש בשינויי מטאטא אסימטריים במטוסים לטיסות בין יבשות - מהירות וחסכון בדלק שילמו את עצמם בצורה הטובה ביותר למרחקים ארוכים במיוחד. מטוס ה- AD-1 באמת זכה לביקורות חיוביות הן ממומחים והן מטייסים, אך למרבה הפלא, הסיפור לא זכה להמשך. הבעיה הייתה שהתוכנית כולה הייתה בעיקר מחקר. לאחר שקיבלה את כל הנתונים הדרושים, נאס א שלחה את המטוס להאנגר; לפני 15 שנה עבר לאחסון נצחי במוזיאון התעופה הילייר בסן קרלוס.
נאס"א, כארגון מחקר, לא היה מעורב בבניית מטוסים, ואף אחד מיצרני המטוסים הגדולים לא התעניין בקונספט של ג'ונס. ספינות בין-יבשתיות כברירת מחדל גדולות ומורכבות בהרבה מה"צעצוע "AD-1, והחברות לא העזו להשקיע סכומי כסף אדירים במחקר ופיתוח של עיצוב מבטיח, אך חשוד מאוד. קלאסי ניצח את החדשנות.
ריצ'רד גריי, טייס ניסוי AD-1 של נאס א
לאחר שטס בהצלחה מתוכניתו באגף א-סימטרי, מת בשנת 1982 בהתרסקות מטוס מאמן פרטי Cessna T-37 Tweet.
לאחר מכן, חזרה נאס"א לנושא "כנף אלכסונית", לאחר שבנתה בשנת 1994 מזל"ט קטן עם מוטת כנפיים של 6, 1 מ 'ויכולת לשנות את זווית הטאטא מ -35 ל -50 מעלות. הוא נבנה כחלק מיצירת מטוס טרנס-יבשתי בן 500 מושבים. אך בסופו של דבר, העבודה על הפרויקט בוטלה מאותן סיבות כלכליות.
זה עדיין לא נגמר
אף על פי כן, "האגף האלכסוני" קיבל חיים שלישיים, והפעם הודות להתערבות של הסוכנות הידועה DARPA, שהציעה בשנת 2006 לנורת'רופ גראמן חוזה של 10 מיליון דולר לפיתוח רכב אווירי בלתי מאויש עם שינוי מטאטא אסימטרי..
אך תאגיד נורת'רופ נכנס להיסטוריה של התעופה בעיקר בשל פיתוחו של מטוסים מסוג "כנף מעופפת": מייסד החברה, ג'ון נורת'רופ היה חובב תכנית כזו, כבר מההתחלה הוא קבע את הכיוון של מחקר שנים רבות (הוא ייסד את החברה בסוף שנות השלושים, ומת ב -1981).
כתוצאה מכך, מומחי נורת'רופ החליטו לחצות את הטכנולוגיה של הכנף המעופפת והטאטא הא -סימטרי באופן בלתי צפוי. התוצאה הייתה מל ט ה- Northrop Grumman Switchblade (אין להתבלבל עם ההתפתחות הרעיונית האחרת שלהם - לוחם Northrop Switchblade).
עיצוב המזל ט פשוט למדי. באגף של 61 מטר מצורף מודול ציר עם שני מנועי סילון, מצלמות, אלקטרוניקה של בקרה ותוספים הדרושים למשימה (למשל טילים או פצצות). למודול אין דבר מיותר - גוף המטוס, הנוצות, הזנב, הוא דומה לגונדולה בלונים, למעט אולי עם יחידות כוח.
זווית הסיבוב של הכנף ביחס למודול היא עדיין אותה 60 מעלות אידיאליות, המחושבות עוד בשנות ה -40: בזווית זו מפולסים גלי הלם הנובעים במהירות קולית. כשהאגף שלו מופנה, המזל ט מסוגל לעוף 2,500 מייל במהירות של 2.0 מ '.
הרעיון של המטוס היה מוכן עד 2007, ובשנות ה -2010 הבטיחה החברה לערוך את הבדיקות הראשונות של פריסה עם מוטת כנפיים של 12.2 מ ' - הן במנהרת רוח והן בטיסה אמיתית. נורת'רופ גרומן תכנן שהטיסה הראשונה של המזל ט בגודל מלא תתקיים בסביבות 2020.
אבל כבר בשנת 2008, סוכנות DARPA איבדה עניין בפרויקט. חישובים ראשוניים לא הניבו את התוצאות המתוכננות, ו- DARPA משכה את החוזה, וסגרה את התוכנית בשלב דגם המחשב. אז הרעיון של טאטא אסימטרי שוב היה חסר מזל.
האם יהיה או לא?
למעשה, הגורם היחיד שהרג מושג מעניין היה כלכלה. לאחר עבודה במעגלים מוכחים הופך את זה ללא רווחי לפתח מערכת מורכבת ולא נבדקת.יש לו שני תחומי יישום - טיסות חוצה יבשות של ספינות כבדות (הרעיון המרכזי של ג'ונס) ומל טים צבאיים המסוגלים לנוע במהירות העולה על מהירות הקול (המשימה העיקרית של נורת'רופ גראמן).
במקרה הראשון, היתרונות הם צריכת דלק ועליית מהירות, דברים אחרים שווים למטוסי טיסה רגילים. בשני, יש חשיבות גדולה ביותר למיזעור גרירת הגלים ברגע שהמטוס מגיע למספר המאך הקריטי.
אם יופיע מטוס סדרתי בעל תצורה דומה תלוי אך ורק ברצון יצרני המטוסים. אם אחד מהם יחליט להשקיע כסף במחקר ובנייה, ולאחר מכן להוכיח בפועל כי הרעיון אינו רק פונקציונלי (זה כבר הוכח), אלא גם מקיים את עצמו, הרי שלשינוי האסימטרי בסחיפה יש סיכוי להצליח. אם במסגרת המשבר הפיננסי העולמי לא יימצאו מעזנים כאלה, "האגף האלכסוני" יישאר חלק נוסף בהיסטוריה של התעופה העשירה בסקרנות.
מאפייני מטוס AD-1 של נאס א
צוות: אדם אחד
אורך: 11, 83 מ '
מוטת כנפיים: 9.85 מ 'בניצב, 4.93 מ' אלכסוני
זווית כנף: עד 60 °
אזור הכנף: 8, 6 2
גובה: 2, 06 מ '
משקל מטוס ריק: 658 ק ג
מקסימום. משקל ההמראה: 973 ק ג
תחנת הכוח: 2 x מנועי סילון TRS-18 של Microturbo
דחף: 100 ק ג למנוע
קיבולת דלק: 300 ליטר מהירות מרבית: 322 קמ ש
תקרת שירות: 3658 מ '
חלוצים אמיתיים
מעטים יודעים שהמטוס הראשון בעל גיאומטריה של כנפיים משתנות לא נבנה על ידי הגרמנים במהלך מלחמת העולם השנייה (כפי שרוב המקורות טוענים), אלא על ידי חלוצי התעופה הצרפתיים הברון אדמונד דה מרקאי ואמיל מונין עוד בשנת 1911. המטוס מרקאי-מונין הוצג לציבור בפריז ב -9 בדצמבר 1911, וכעבור שישה חודשים ביצע את טיסתו המוצלחת הראשונה.
למעשה, דה מרקאי ומונין הגיעו לתוכנית הקלאסית של גיאומטריה משתנה סימטרית - שני מטוסי כנף נפרדים עם טווח מקסימלי של 13.7 מ 'הוצמדו לצירים, והטייס יכול לשנות את זווית מיקומם ביחס למטוס הימין. בטיסה. על הקרקע, לצורך הובלה, ניתן היה לקפל את הכנפיים, כמו כנפי החרקים, "מאחורי הגב". מורכבות העיצוב והצורך לעבור למטוסים פונקציונליים יותר (עקב פרוץ המלחמה) אילצו את המעצבים לנטוש עבודות נוספות בפרויקט.
