Демон-демонстратор справился с полётом без элеронов
Возможно ли руководить перемещением самолёта, не применяя ни единой подвижной плоскости? Ответ данной задачи сулит множество польз, но на пути к заветной цели конструкторы уже набили много шишек. Но вот новый экзотический английский аппарат совершил, по определению его создателей, «исторический полёт».
Исторический не исторический, а ответственный – это совершенно верно.
17 сентября 2010 года с аэропорта на острове Уолни (Walney) в Камбрии в небо встал беспилотный турбореактивный самолёт DEMON. Данный неповторимый аппарат избавлен собственными создателями от необходимости применения для манёвров элеронов, рулей и закрылков.
Действительно, эти подвижные элементы оперения на «Демоне-демонстраторе» однако присутствуют, но отключаемые. Покинули их чтобы сравнивать поведение автомобили при управлении хорошим и новым методами.
Последний именуется «жидкостный (либо, возможно сообщить, струйный) контроль полёта» (fluidic flight control). В случае если сказать упрощённо, трудится он так: воздушное пространство, усиленно нагнетаемый в отдельные участки внешнего потока недалеко от несущих поверхностей, меняет распределение давления около аппарата и тем самым разворачивает его в нужную сторону.
Так выглядит итог пяти лет работы и израсходованных на неё $9,8 миллиона (фото BAE Systems).
Замысловатая помой-му схема имеет глубочайший суть и в конечном счёте ведет к упрощению устройства самолёта, к увеличению надёжности аппарата.
Часть миссии DEMON, в теории, способен делать всецело самостоятельно, но пока для тестов употребляется лишь дистанционное управление (фото с сайта cranfield.ac.uk).
Поясним, классическая механизация крыла используется не только для управления самолётом по крену, но и для регулирования подъёмной силы на взлёте и при посадке, перемещении с малой скоростью, а на аппаратах-бесхвостках она делает и функцию руля высоты.
Все эти закрылки, флапероны и элероны хорошо трудятся со времён братьев Райт, но, разумеется, повышают сложность конструкции, её вес, шанс и трудоёмкость обслуживания на поломку. Потому инженеры ищут другие методы трансформации направления либо высоты полёта.
В этот самый момент уже много лет опыты идут в области управления пограничным слоем, базирующиеся, со своей стороны, на эффекте Коанды. Откачивая либо вдувая воздушное пространство в главных точках крыла либо фюзеляжа, возможно посредством относительно узких струй оказывать влияние на бег громадных потоков.
Слева продемонстрирован неспециализированный принцип создания дополнительной силы на крыле для управления машиной по различным осям (нарисован разрез задней кромки крыла).Справа: кроме управления обтеканием крыльев учёные создали для собственного беспилотника совокупность, трудящуюся как сопло с отклоняемым вектором тяги, но без подвижных частей. Тут действует тот же физический принцип – подача отдельных струй воздуха в зазор между корпусом и основным соплом двигателя приводит к отклонению всей реактивной струи (иллюстрации FLAVIIR).
Вот лишь в большинстве случаев явление Коанды новаторы применяли для уменьшения аэродинамического резкого увеличения и сопротивления самолёта подъёмной силы на малых скоростях, а другой раз и вовсе — как главный способ создания подъёмной силы (последний пример для того чтобы рода — мини-НЛО).
А англичане нацелили собственную разработку именно на проблему управления. Не напрасно DEMON был выстроен в рамках программы с говорящим заглавием «Интегрированное промышленное изучение летательного аппарата без управляющих поверхностей» (Flapless Air Vehicle Integrated Industrial Research — FLAVIIR).
В числе теоретических преимуществ схемы управления без отклоняемых щитков – меньшая заметность автомобили для радаров, каковую оценят армейские (фото BAE Systems).
Весит DEMON 90 килограммов, размах его крыльев равен 2,5 метра, а скорость достигает 278 км/ч.
Появился данный необыкновенный аппарат в кооперации транснационального космического и оружейного гиганта BAE Systems, университета Крэнфилда (Cranfield University) и девяти вторых организаций Англии. Финансируется программа FLAVIIR компанией BAE Systems и английским Советом по инженерным и физическим научным изучениям (EPSRC).
Выстроив DEMON, его авторы выделили, что не просто разработали и испытали новую совокупность управления полётом аппарата. Проект включал исследовательские работы по новым материалам, разработкам производства и многие другие сопутствующие опыты (иллюстрация BAE Systems).
Итак, нагнетание воздуха в комплект щелей в крыле создаёт на его поверхностях желаемые перепады давлений, что и ведет к поворотам, понижению либо комплекту высоты. Первый же полёт беспилотника DEMON без включения хороших закрылков и элеронов продемонстрировал, что эта мысль работоспособна.
Чтобы применить обрисовываемый эффект для контроля за полётом беспилотника, форму задней кромки его крыла пара поменяли (в сравнении с классическими профилями). Но её неспециализированная толщина осталась приблизительно такой же, как у простых самолётов, что принципиально важно в плане возможности распространения разработки.
Это в неспециализированном-то и всё, что возможно подметить при беглом осмотре самолёта снаружи, не считая необыкновенного вида выходного сопла двигателя. Остальные новации (другими словами комплекс механизмов, управляющих всеми этими добавочными воздушными потоками) – скрыты в.
Различные нюансы работы разработки fluidic flight на данный момент были вначале проверены в численном моделировании, а после этого на целом последовательности масштабных и полноразмерных моделей в аэродинамической трубе. Лишь позже пришла очередь лётного примера – «Демона» (фото BAE Systems, FLAVIIR).
В пресс-релизе BAE Systems Ричард Уильямс (Richard Williams), директор программы инноваций Future Capability, сообщил о полёте в Камбрии: «Я уверен, что стал свидетелем серьёзного момента в истории авиации».
«Вынудить самолёт летать и маневрировать безопасно без применения простых рулей — это само по себе достижение. Одновременно с этим для его реализации мы применили последовательность новых методов механизмов и новых строительства управления. Это весьма амбициозная цель.
И мы её достигли», — добавил доктор наук из Крэнфилда Джон Филдинг (John Fielding), лидер команды и главный инженер, спроектировавшей «Демона».
учёные и Инженеры с Туманного Альбиона израсходовали много часов на оптимизацию конструкции, разрешившую сократить число подробностей и упростить сборку. А также такая экзотическая тема, как стойкость электрооборудования к ударам молний, вошла в перечень целей программы FLAVIIR (фото BAE Systems, FLAVIIR).
Англичане говорят, что DEMON не будет производиться серийно, но отработанные на нём правила в будущем, в полной мере возможно, отыщут использование на вторых летательных аппаратах. DEMON, фактически говоря, для того и нужен, дабы набить новые шишки с экзотической разработкой.
