История развития самолетов типа бесхвостка – Развитие сверхзвуковых самолетов схемы «бесхвостка» с треугольным крылом малого удлинения стр.12

Бесхвостка — Howling Pixel

Бесхвостка — аэродинамическая схема планера самолёта, согласно которой у самолёта отсутствуют отдельные плоскости управления высотой, а используются только плоскости, установленные на задней кромке крыла. Эти плоскости называются элевонами и комбинируют функции элеронов и рулей высоты.

Следует отличать от утки, у которой может не быть хвоста, но рули управления высотой присутствуют.

Схема получила определённое распространение с появлением сверхзвуковой авиации и треугольных/дельтавидных крыльев малого удлинения. Преимуществом такой схемы является меньший вес планера и меньшее сопротивление (при большой корневой хорде способность S-образного профиля к самостабилизации проявилась особенно отчетливо), однако, меньшее плечо органов вертикального управления приводит к меньшей эффективности управления по каналу тангажа. Внедрение электродистанционных систем управления позволяет нивелировать этот недостаток

[1].

К представителям данной схемы можно отнести французские истребители и бомбардировщики Дассо Мираж — III/V, IV, 2000, советский Т-4, а также оба летавших сверхзвуковых пассажирских самолёта — Ту-144 и Конкорд.

Разновидности

• Бесхвостка с фюзеляжем, укороченным до длины, приблизительно равной корневой хорде крыла, называется летающим крылом.
• Современные сверхзвуковые бесхвостки имеют дополнительные плоскости впереди крыла, подобно схеме «утка», однако используют их не для управления по тангажу, а для балансировки на сверхзвуковых скоростях, уменьшения посадочного угла атаки и для создания вихревой пелены для основного крыла.

Галерея

См. также

Литература

• Васильченко К. К., Леонов В. А., Пашковский И. М., Поплавский Б. К. Лётные испытания самолётов. — М.: Машиностроение, 1996.
• Костенко И. К. Летающие крылья. — 2-е изд., перераб. и доп. — М., 1988. — 104 с.

Примечания

1. ↑ Костенко И. К. Летающие крылья. — 2-е изд., перераб. и доп. —
   М., 1988. — 104 с.

Dassault Mirage 2000

Дассо «Мираж» 2000 (Dassault Mirage 2000) — французский многоцелевой истребитель четвёртого поколения, разработанный в 1970-х годах фирмой Дассо.

На вооружении с 1984 года. Основной боевой самолёт ВВС Франции в конце XX — начале XXI века. Состоит на вооружении нескольких стран Азии, Европы и Латинской Америки.

Сборочная линия Mirage 2000 была остановлена в 2007 году после поставки последнего самолета (последний Mirage 2000 был поставлен ВВС Греции 23 ноября 2007). ВВС Франции производят замену самолета Mirage 2000 многоцелевым истребителем Dassault Rafale, принятым на вооружение в 2006 г.

Dassault Mirage IV

Дассо «Мираж» IV (фр. Dassault Mirage IV) — французский дальний сверхзвуковой всепогодный бомбардировщик. Совершил первый полёт 17 июня 1959 года. Серийно производился в 1963—1968 (выпущено 66 самолётов, включая 62 серийных), состоял на вооружении ВВС Франции в 1964—2005 годах. Предназначался для нанесения ядерных ударов по территории СССР и стран Варшавского Договора.

Ryan X-13 Vertijet

Ryan X-13A-RY Vertijet — экспериментальный реактивный самолёт вертикального взлёта и посадки, созданный в США в 1950-х. Разработчик — компания Ryan Aeronautical. Заказчик — ВВС США. Построено два самолёта.

БИЧ-7

БИЧ-7 — опытный самолёт построенный по аэродинамической схеме «бесхвостка», конструкции Бориса Ивановича Черановского.

Горизонтальное оперение

Горизонта́льное опере́ние — аэродинамический профиль, расположенный в горизонтальной плоскости самолёта. Обеспечивает продольную устойчивость, управляемость и балансировку летательного аппарата на всех режимах полёта. Горизонтальное оперение состоит из неподвижной поверхности — стабилизатора и шарнирно подвешенного к нему руля высоты. У самолётов с хвостовым расположением оперения горизонтальное оперение устанавливается в хвостовой части самолёта — на фюзеляже или на верху киля (T-образная схема).

В схеме «утка» оперение располагается в носовой части самолёта перед крылом. Возможна комбинированная схема, когда у самолёта с хвостовым оперением ставится дополнительное переднее оперение — схема с ПГО (переднее горизонтальное оперение), позволяющая использовать преимущества обеих указанных схем. Схемы «бесхвостка», «летающее крыло» горизонтального оперения не имеют.

Неподвижный стабилизатор обычно имеет фиксированный угол установки относительно продольной оси самолёта. Иногда предусматривается регулировка этого угла на земле. Такой стабилизатор называется переставным.

На тяжёлых самолётах для повышения эффективности продольного управления угол установки стабилизатора с помощью дополнительного привода может изменяться в полёте, обычно на взлёте и посадке, а также для балансировки самолёта на заданном режиме полёта. Такой стабилизатор называется подвижным.

На сверхзвуковых скоростях полёта эффективность руля высоты резко падает. Поэтому у сверхзвуковых самолётов вместо классической схемы ГО с рулём высоты применяется управляемый стабилизатор (ЦПГО), угол установки которого регулируется лётчиком с помощью командного рычага продольного управления или бортовым компьютером самолёта. Руль высоты в этом случае отсутствует.

Задняя кромка крыла

Задняя кромка крыла — крайний задний силовой элемент крыла, проходящий по всей его длине. Поток воздуха, огибающий профиль у передней кромки крыла в один момент времени, сходится в прежнюю неразрывную струю у задней кромки крыла. Именно на задней кромке расположены основные органы управления самолётом, позволяющие регулировать поток воздуха, обтекающий крыло.

Например, если выпустить закрылки, задняя кромка крыла становится ниже. Более низкая задняя кромка увеличивает угол между линией хорды и относительным ветром. Такое увеличение угла атаки увеличивает подъёмную силу. Более того, при низкой задней кромке увеличивается кривизна этой части крыла, что приводит к увеличению скорости потока воздуха над верхней поверхностью крыла. Благодаря увеличению угла атаки и кривизны закрылки обеспечивают более мощную подъёмную силу при той же воздушной скорости.

На задней кромке крыла часто устанавливают элероны для управления углом крена самолёта. На задней кромке стабилизатора, который сходен с профилем основного крыла, устанавливают рули высоты. На задней кромке самолётов без горизонтального хвостового оперения («бесхвостка» или «летающее крыло») располагают элевоны.

Другие элементы механизации крыла, которые могут располагаться на задней кромке крыла самолёта:

Триммер

Сервокомпенсатор

Антикомпенсатор

Закрылок

Статический разрядник крыла

Инспектор 101

Инспектор-101 — российский сверхлёгкий беспилотный летательный аппарат дистанционного зондирования, разработан в инициативном порядке ЗАО «Аэрокон». Предназначен для ведения воздушной разведки, аэрофотосъёмки в стеснённом пространстве, в том числе в условиях городской застройки.

Полный вес аппарата не превышает 250 грамм, таким образом Инспектор-101 является одним из самых лёгких БПЛА в мире.

К-12

К-12 (Жар-птица) — прототип советского бесхвостого бомбардировщика, разработка ОКБ Калинина.

Летающее крыло

«Летающее крыло» — разновидность аэродинамической схемы планера самолёта типа «бесхвостка» с редуцированным фюзеляжем, роль которого играет крыло, несущее все агрегаты, экипаж и полезную нагрузку.

Руль высоты

Руль высоты́ — аэродинамический орган управления самолёта, осуществляющий его вращение вокруг поперечной оси.

Руль высоты представляет собой подвижную управляемую поверхность, отклонение которой вызывает изменение тангажа летящего самолёта. В зависимости от аэродинамической схемы, руль высоты может быть установлен в различных местах самолёта.

Согласно нормальной схеме, рули высоты — это элементы хвостового оперения, расположенные на задних кромках стабилизаторов. В большинстве сверхзвуковых самолётов функцию рулей высоты выполняют цельноповоротные стабилизаторы, не имеющие сочленений и отклоняемые целиком.

Схема «утка» предполагает переднее расположение рулей высоты; схема «бесхвостка» — замену рулей высоты элевонами.

Управление самолетом по тангажу выполняется пилотом посредством взятия штурвала на себя либо отдачи его от себя. Рули высоты при этом отклоняются соответственно вверх либо вниз, создавая кабрирующий либо пикирующий момент, а нос самолёта отклоняется вверх либо вниз.

Название «руль высоты» является устоявшимся, однако добиться с его помощью управления самолетом по высоте можно не всегда. Поскольку изменение скорости набора или потери высоты зависит не только от угла атаки но и от подъёмной силы, то при недостаточной скорости полета взятие штурвала на себя может привести к падению самолёта (см. Сваливание).

Т-4 (самолёт)

Т-4 (изделие 100, или «сотка» — главный конструктор Наум Семенович Черняков) — ударно-разведывательный бомбардировщик-ракетоносец ОКБ Сухого(на Западе он считается советским аналогом более раннего американского бомбардировщика-ракетоносца XB-70 «Валькирия» и называется соответственно «Русская Валькирия»). Т-4 предназначался для уничтожения авианосных ударных групп противника и ведения стратегической разведки.

Традиционно в КБ Сухого, воссозданном в 1953 году, программы проектирования разделялись на две группы: «программа Т» («треугольное крыло») и «программа С» («стреловидное крыло») — отсюда и происходят индексы опытно-экспериментальных самолётов.

Ту-130

Ту-130 (ДП — дальний планирующий) — ударный беспилотный летательный аппарат разработанный в ОКБ Туполева.

Ту-141

Ту-141 «Стриж» — многоразовый советский оперативно-тактический разведывательный беспилотный летательный аппарат разработки ОКБ им. Туполева, входил в состав комплекса ВР-2 «Стриж».

Ту-143

Ту-143 «Рейс» — советский разведывательный беспилотный летательный аппарат (БПЛА).

Предназначен для ведения тактической маловысотной разведки в прифронтовой полосе путём фото- и телеразведки площадных целей и отдельных маршрутов, а также наблюдением за радиационной обстановкой по маршруту полёта. Входит в состав комплекса ВР-3.

Ту-2000

Ту-2000 — советский проект воздушно-космического бомбардировщика, созданный в ОКБ Туполева. Работа над проектом началась в 1970-х годах. В годы перестройки расходы на проект были урезаны. Из-за недостатка финансирования проект был рассекречен и переведён на коммерческую основу. Но привлечь инвесторов не удалось и проект был заморожен.

Ту-230

Ту-230 (проект «230») — проект советского дальнего гиперзвукового ударного самолёта. Разрабатывался в ОКБ Туполева под общим руководством А. А. Туполева и А. Л. Пухова, ведущим по теме был назначен Ю. А. Фазылов. Проектирование было начато в 1983 году и завершено в 1985 году.

Утка (аэродинамическая схема)

«Утка» — аэродинамическая схема, при которой у летательного аппарата (ЛА) горизонтальное оперение расположено впереди основного крыла. Названа так, потому что один из первых самолётов, сделанных по этой схеме — «14-бис» Сантос-Дюмона — напомнил очевидцам утку.

Элевоны

Элево́ны — гибрид элеронов и руля высоты. Элевоны — аэродинамические органы управления самолётом, симметрично расположенные на задней кромке консолей крыла. Элевоны выполняют роль элеронов при управлении углом крена самолёта и руля высоты при управлении нормальной перегрузкой. Элевоны применяются на самолётах без горизонтального хвостового оперения, имеющих обычно схему типа «бесхвостка» или «летающее крыло». Для управления углом крена самолёта элевоны отклоняются дифференциально, то есть, например, для крена самолёта вправо правый элевон поворачивается вверх, а левый — вниз; и наоборот. Синфазное отклонение элевонов позволяет управлять нормальной перегрузкой самолёта, то есть, например, для увеличения тангажа самолёта в горизонтальном полёте оба элевона поднимаются вверх. Принцип действия элевонов состоит в том, что у части крыла, расположенной перед элевоном, поднятым вверх, подъёмная сила уменьшается, а у части крыла перед опущенным элевоном подъёмная сила увеличивается; при дифференциальном отклонении создаётся момент силы, изменяющий скорость вращения самолёта вокруг оси, близкой к продольной оси самолёта; а при синфазном отклонении создаётся момент силы, изменяющий скорость вращения самолёта вокруг боковой оси.

Як-35

Як-35 — незавершенный проект сверхзвукового бомбардировщика-ракетоносеца.

Проектировался в ОКБ-115 А. С. Яковлева в ответ на задание Министерства авиационной промышленности СССР по созданию сверхзвукового бомбардировщика-ракетоносца (привлечены были так же ОКБ-156 А. Н. Туполева — проект 135, ОКБ-51 П. О. Сухого — Т-4). Самолёт проектировался по схеме «бесхвостка» с треугольной формой крыла. Расположение двигателей — под крыльями.

Вместо широко применявшегося в самолетостроении алюминия предполагалось использовать в новом самолете в качестве конструкционного материала в основном жаропрочную сталь. Проект так и не был воплощен «в металле». В 1961 году научно-техническим советом министерства авиационной промышленности СССР проект КБ Яковлева был отклонен в пользу Т-4 Сухого, который также не пошел в серию.

На других языках

This page is based on a Wikipedia article written by authors (here).
Text is available under the CC BY-SA 3.0 license; additional terms may apply.
Images, videos and audio are available under their respective licenses.

howlingpixel.com

Бесхвостки профессора А. Липпиша » Военное обозрение

Немецкий ученый и авиаконструктор Александр Липпиш еще в юности заинтересовался проблемами создания «бесхвостых» аппаратов. Он последовательно прошел путь от летающей модели к планеру и от планера к высокоскоростным реактивным машинам.

Свой первый «бесхвостый» одноместный планер «Шторьх 1» он построил в 1928 году, будучи техническим директором исследовательского института, на базе которого к середине 1930-х был организован Немецкий исследовательский институт планеризма DFS.

Планер имел двухлонжеронное крыло размахом 12,0 м, которое крепилось к фюзеляжу V-образными стойками. На задней кромке внешних частей крыла располагалась пара элеронов, а на законцовках — рули направления. Однако летные испытания показали, что рули расположены неудачно, т.к. при посадке на лыжу один из них обязательно ломался, поэтому позднее рули перенесли на верхнюю поверхность крыла.

Экспериментируя с «бесхвостками», Липпиш в 1928 году на одной из свободнолетающих моделей применил в качестве двигательной установки пороховую ракету.

В 1929 году на последней модификации планера «Шторьх IV» установили двигатель воздушного охлаждения DKW мощностью 8 л.с. с толкающим винтом, а в качестве взлетно-посадочного устройства применили подфюзеляжную лыжу. Из-за малой мощности двигателя взлет мотопланера «Шторьх IVM», осуществлялся с помощью растягивающегося шнура-амортизатора.

Первый 15-тиминутный полет мотопланера, пилотируемого летчиком Г. Гренкоффом, состоялся в сентябре этого же года. А в октябре Гренкофф совершил на нем перелет с Ренских холмов в Берлин, где продемонстрировал его летные качества представителям министерства авиации.

Несмотря на довольно успешную демонстрацию аппарата, RLM отнеслось к необычной схеме прохладно и не сочло нужным выделить средства на продолжение работ. Исследования Липпиша по «бесхвосткам» чуть не прекратились, если бы не финансовая поддержка полковника Г. Коля, известного в то время летчика, совершившего перелет через Атлантику.

Работа возобновилась, и в начале 1930 года Липпиш создает свободнолетающую модель с треугольным крылом, а затем и двухместный планер «Дельта I». После летных испытаний планер переоборудовали в двухместный самолет с тем же названием, использовав для этого двигатель воздушного охлаждения «Черуб» мощностью 30 л.с. с толкающим винтом.

На концах однолонжеронного крыла размахом 13,2 м располагались вертикальные шайбы с рулями направления, связанные с педалями. Две пары поверхностей управления находились на задней кромке крыла: внутренняя пара служила рулем высоты, а внешняя — элеронами. В кабине имелись два рычага управления: первый — для руля высоты, второй — для элеронов.

Летом 1931 года была достигнута скорость 145 км/ч, а машина продемонстрировала вполне удовлетворительные летные характеристики при выполнении фигур высшего пилотажа, включая штопор. Предполагалось на базе «Дельты I» создать двухмоторные почтовый и большой пассажирский самолеты с тандемным расположением двигателей, у которых передний приводил во вращение тянущий винт, а задний — толкающий. Эти проекты не были реализованы, но на их основе Липпиш решил построить небольшие самолеты для дальнейших исследований.

Экспериментальный самолет «Дельта III» собирался на фирме «Фоке Вульф», а задуманный в качестве спортивного «Дельта IV», предназначавшийся для перелета по Европе, создавался на фирме «Физелер». На обеих двухмоторных машинах для уменьшения разбега предусмотрели руль высоты, установленный перед центропланом. Всю заднюю кромку крыла занимали элероны.

Однако летные характеристики самолетов, вопреки ожиданиям, оказались плохими («Дельта III» разбился во время испытаний). «Дельту IV» не удалось подготовить к перелету, кроме того, в 1932 году погиб летчик-испытатель Г. Гренкофф. Лишь спустя год для продолжения исследований удалось найти нового летчика Генриха Диттлера.

Самолет доработали, сняв задний двигатель и изменив обводы фюзеляжа. Но так и не удалось избавиться от склонности машины «клевать» носом на больших углах атаки. В довершение ко всему, самолет в 1935 году потерпел аварию при посадке.

В следующем году в ходе ремонта переделали фюзеляж и увеличили до 10,2 м размах крыла, придав его задней кромке стреловидность и установив на ней две пары управляющих поверхностей (как на «Дельте I»). Вместо концевых шайб применили отогнутые вниз законцовки, от предыдущей конструкции сохранили только двигатель «Побджой» мощностью 75 л.с.

Испытания «Дельты IVC» продемонстрировали его удовлетворительные пилотажные характеристики, после чего RLM дало самолету обозначение DFS 39.

В 1937 году фирма «Эрнст Хейнкель АГ» по заданию RLM разрабатывала самолет Не-176 с ЖРД «Вальтер» R1-203 тягой 400 кгс. Затянувшееся создание Не-176 вынудило RLM начать параллельную разработку, подключив к ней DFS Липпиша.

Выбор пал на DFS 39 не случайно. К этому времени в разных странах, в том числе и Германии, велись исследования крыльев в аэродинамических трубах на около — и сверхзвуковых скоростях. В 1935 году на международной авиационной конференции в Риме указывалось, что для получения высоких околозвуковых скоростей необходимо использовать стреловидное крыло для снижения волнового сопротивления, вызванного его сжимаемостью. Стреловидное же крыло в то время использовалось в «бесхвостых» летательных аппаратах, обеспечивая необходимые запасы продольной устойчивости и управляемости.

В рамках секретного «Проекта X» сотрудники Липпиша должны были разработать новый самолет с ЖРД, при этом предполагалось, что DFS изготовит крыло, а фирма «Хейнкель» — фюзеляж и выполнит сборку машины. Все дальнейшие исследования Липпиша были направлены на решение одной задачи — разработать оптимальную аэродинамическую компоновку высокоскоростного самолета.

Работая над «Проектом X», Липпиш в 1938 году создает экспериментальное летающее крыло «Дельта V» (DFS-40) со 100-сильным «Аргусом» и толкающем винтом, предназначенное для изучения этой схемы. Как и на предыдущей машине, законцовки с поверхностями управления были отогнуты книзу, на задней кромке крыла, вблизи законцовок, монтировались элевоны. Двухместная кабина с тандемным расположением кресел занимала переднюю часть центроплана. Шасси — трехстоечное с убиравшимися в центроплан основными опорами и неподвижным костылем, предохранявшим винт от повреждений при посадке.

В процессе летных испытаний DFS 40 потерпел аварию и больше не восстанавливался. Следует отметить, что через год аналогичные исследования начались на фирме «Нортроп». Первая экспериментальная машина N-1М практически полностью повторяла DFS-40.

Летные испытания DFS 39 и DFS 40, а также продувки в аэродинамических трубах выявили, что вертикальные поверхности управления, монтируемые на концах крыла, имеют низкую эффективность на высоких скоростях из-за влияния на них концевых вихрей, поэтому для нового самолета «Дельта VI» (DFS 194) Липпиш применил центральное вертикальное оперение. Из-за задержки ЖРД машину оснастили поршневым двигателем воздушного охлаждения с тянущим винтом.

Разделение работ по «Проекту X» по двум предприятиям привело к большому отставанию по срокам. Поэтому в конце 1938 года RLM передает «Проект X» на фирму «Мессершмитт АГ». В ОКБ ведущего завода фирмы в Аугсбурге создается специальный «Отдел L», куда в январе 1939 года переводится Липпиш и его сотрудники.

Для ускорения проектирования самолета, получившего обозначения Me.163, переделали весь задел по DFS 194, рассчитанного под ЖРД R 1-203 с уменьшенной до 300 кгс тягой, но увеличенным временем работы. Двигатель работал на двухкомпонентном топливе — «T-stoff» (80% перекись водорода с добавкой стабилизатора) и «Z-stoff» (раствор перманганата калия). Для снижения веса машины вместо колесного шасси установили подфюзеляжную посадочную лыжу, а взлет самолет должен был осуществлять при помощи сбрасываемой тележки. Проектирование серийного истребителя Me.163 велось параллельно с испытаниями DFS 194.

Первые полеты на DFS 194 проводились летчиком-испытателем Г. Диттмаром в августе 1940 года на базе испытательного полигона Ракетного научно-исследовательского центра в Пенемюнде. Результаты испытаний, по мнению экспертов RLM, были отличными, поскольку с таким маломощным двигателем удалось достигнуть скорости 550 км/ч в отличие от Не-176 (впервые взлетел в июне 1939 года), который при тяге двигателя 400 кгс не смог достигнуть скорости 350 км/ч.

К концу зимы 1941 года построили первый опытный Me.163V1 (прототип серии А). Конструктивно эта машина походила на DFS 194, но имела ряд усовершенствований. Крыло, уменьшившееся в размахе с 10,4 и до 8,85 м, имело большую стреловидность как по передней (кромке 87° у корня и 32° на внешней части), так и по задней, автоматические предкрылки сохранили. Увеличили вертикальное оперение, доработали систему управления, фонарь кабины летчика сделали более обтекаемым. Всего построили шесть опытных машин серии «А», которые предполагалось оснастить ЖРД R 1-203, но с появлением более мощного R 11-203 тягой до 750 кгс остановились на последнем.

Весной 1941 года начались летные испытания Me.163AV1 без двигателя. Г. Диттнар взлетал с помощью самолета-буксировщика и после отцепки совершал планирующий полет, максимальная скорость достигалась в пикировании. По результатам испытаний автоматические предкрылки заменили профилированными щелями в носке крыла, а для уменьшения посадочной дистанции установили крыльевые щитки.

Первый полет Me.163AV1 с двигателем состоялся в июле 1941 года, и вскоре была достигнута скорость 885 км/ч, большей скорости при взлете с земли получить не удавалось из-за малого запаса топлива. Поэтому в октябре четвертый опытный Мe.163AV4, полностью заправленный топливом, подняли самолетом-буксировщиком на высоту около 4000 м, и после отцепки буксира и включения ЖРД Диттнару удалось достичь скорости 1008 км/ч.

После появления серийных ЖРД большой тяги в декабре 1941 года RLM решило прекратить работу по самолетам серии «А», сосредоточив усилия на Me.163B. Построенные на заводе фирмы «Хирт» десять предсерийных Me.163А-0 двигателями не оснащались и использовались в качестве планеров для тренировки летного состава.

Самолет серии «В» имел крыло с постоянной стреловидностью по передней кромке и увеличенным до 9,8 м размахом, более длинный фюзеляж с заостренным носом, обтекателем для посадочной лыжи и костыльное колесо. На опытных и предсерийных машинах применялся ЖРД HWK 509A-1 (R 11-211) тягой до 1500 кгс, а на серийных — HWK 509А-2 тягой до 1700 кгс. На этом ЖРД вместо компоненты «Z-stoff» применили «C-stoff» (смесь 30% гидрата гидразина с метанолом). При этом два бака для «T-stoff» общей емкостью 60 л находились в кабине летчика слева и справа от его кресла и один бак, вмещавший 1040 л, — позади кресла, а «C-stoff» -баки в консолях крыла — передние по 73 л, задние — по 172л.

На серийных машинах планировалось пушечное вооружение в корневых частях консолей крыла и бронезащита в кабине, на носовом обтекателе имелась ветрянка электрогенератора.

Первый опытный образец серии «В» (Me.163BV1) построили в апреле 1942 года. В мае начались безмоторные полеты в Лекфельде и Аугсбурге, летом машину переправили в Пенемюнде, где после установки ЖРД продолжили испытания.

На заводе в Регенсбурге приступили к выпуску 70-ти предсерийных Me.163В-0, из которых 31 имел опытные номера и предназначался для дальнейших исследований. В начале 1943 года шесть Me.163Ba-1, оснащенных двумя пушками калибра 30 мм, поступили в 16-ю испытательную команду (E.Kdo.16). Это подразделение базировалось сначала в Пенемюнде, затем в Бад-Цвишенане и занималось отработкой тактики боевого применения ракетных истребителей, а также подготовкой летного состава.

Следует сказать, что летом 1943 года фирма «Мессершмитт» из-за массированных ударов союзной авиации по заводам в Регенсбурге и Аугсбурге стала испытывать дефицит производственных мощностей, необходимых для серийного производства истребителей. Поэтому RLM передало заказ на серийное производство Me.163B фирме
«Клемм», которая производила окончательную сборку на заводе в Шварцвальде, получая готовые агрегаты и узлы с мелких заводов, рассредоточенных по всей Германии.

С мая 1944 года началось комплектование серийными истребителями Me.163В, оснащенными двумя пушками калибра 30 мм, эскадрилий первой группы 400-й истребительной эскадры. В середине 1944 года появилась двухместная тренировочная версия Me.163S, у которого несколько приподнятая кабина инструктора размещалась в средней части фюзеляжа вместо главного «T-stoff» — бака.

На опытных Me.163BV6 и Me.163BV18 испытывались двухкамерные ЖРД HWK 509C-1, имевшие основную камеру тягой 1700 кгс и вспомогательную (крейсерскую) — 300 кгс. Этот ЖРД разработали для увеличения полетного времени при работающем двигателе с 8 (у серийных Me.163B) до 12 минут.

Результаты испытаний этих самолетов учли при разработке проекта Me.163C. Машины серии «С» отличались от предшественников удлиненным более чем на 1 м фюзеляжем, увеличенным килем, гермокабиной с выступающим фонарем, ЖРД HWK 509C-1 и пушками в передней части фюзеляжа. Было построено три опытных Me.163С, из которых летал только один. Подготовка к серийному производству Me.163C началась в конце 1944 года, но до серийных машин дело не дошло, а опытные были уничтожены немцами во избежание их захвата советскими войсками.

В конце весны 1944 года построили первый опытный Me.163DV1. Машина оснащалась убираемым трехколесным шасси, обтекаемым фонарем (как и у серии «В»), удлиненным на 0,85 м (по сравнению с серией «С») фюзеляжем, автоматическими предкрылками вместо щелевых, увеличенными топливными баками и двухкамерным ЖРД HWK 509C-4. После летных испытаний Me.163DW1 в бездвигательном варианте RLM, посчитав, что фирма «Мессершмитт» в силу занятости другими программами не обеспечит своевременную доводку машины до серийного производства, передало Me.163D фирме «Юнкерс».

В августе 1944 года на заводе в Дессау изготовили опытный образец истребителя под обозначением Ju-248. Летные испытания Ju-248V1 с ЖРД доказали, что машина превосходит Me.163В по всем параметрам. В конце декабря 1944 года RLM приняло решение о запуске самолета в серийное производство. Мессершмитт пролоббировал изменение обозначения самолета на Me.263А, поскольку большинство технических решений, реализованных в конструкции перехватчика, были предложены на его фирме.

К окончанию войны ни одного серийного Me.263A так и не построили. После окончания войны Me.163B, Me.163S (Ju 248V1) были вывезены в СССР вместе с другими образцами трофейной техники. Me.263A (Ju- 248V1) стал аналогом для созданного в ОКБ-155 экспериментального ракетного самолета И-270, имевшего прямое крыло и хвостовое оперение.

Серийное производство Me.163B продолжалось до февраля 1945 года (построили 237 машины). Помимо этого в 1944 году Япония купила у Германии лицензии на производство Me.163В и двигателя HWK 509A, но первый опытный самолет под обозначением J8M1, взлетел только в июле 1945-го. До капитуляции Японии построили семь опытных машин.

Как показало время, создать полноценный перехватчик на базе фактически экспериментального самолета с нетрадиционной схемой не удалось — в этом наглядно смогли убедиться летчики строевых частей. Единственная причина, по которой столь необычный летательный аппарат стал боевым, заключалась в его максимальной скорости, впервые в авиации превысившей 1000 км/ч. Возможность эффективного применения Me.163 была крайне низка. Так как время работы ЖРД составляло 8 минут, ведение воздушного боя было возможно лишь на протяжении 4 минут. Осуществить нескольких заходов на цель было практически невозможно. Скороподъёмность Me.163 была хуже, чем у истребителей сопровождения.

Надо сказать, что Me.163C и Me.163D разрабатывались уже без А. Липпиша. В конце весны 1943 года он из-за осложнившихся отношений с В. Мессершмиттом переехал в Вену, где возглавил вновь созданный авиационный исследовательский центр, однако RLM сохранило за ним контрольные функции в программе Me.163.

Работая в Вене, Липпиш все свои проекты обозначал аббревиатурой LP. Стремясь улучшить летные характеристики Me.163B, Липпиш разработал проект истребителя LP.20 с ТРД Jumo 004C тягой 1010 кгс. LP.20 сохранил облик Me.163В, но имел убирающееся трехколесное шасси и подфюзеляжный воздухозаборник. Топливные баки располагались в фюзеляже и крыле. Вооружение — две пушки МК103 с боезапасом по 100 выстрелов и две пушки МК108 с боезапасом по 150 патронов. Проект не был реализован, несмотря на то, что LP.20 превосходил Me.163B по многим летным параметрам и эксплуатационной безопасности.

В 1943 году Липпиш разработал проект скоростного бомбардировщика LP.11, который участвовал в конкурсе по программе «1000x1000x1000» (доставка 1000 кг полезной нагрузки на расстояние 1000 км со скоростью 1000 км/ч). Бомбардировщик был выполнен по традиционной для А. Липпиша схеме «бесхвостка» и оснащался двумя ТРД JUMO 004В-1 тягой 900 кгс. Предусматривались и стартовые ракетные ускорители в хвостовой части фюзеляжа, сокращавшие взлетную дистанцию с 998 м до 660 м. В фюзеляже имелся бомбоотсек, в котором могла подвешиваться одна бомба SC 1000. Работы по LP.11 прекратились после того, как победителем в конкурсе объявили проект летающего крыла Н 1Х (Но.229), разработанный братьями Хортенами.

Однако основные работы А. Липпиш вел в рамках строжайше засекреченной программы сверхзвукового истребителя, начатой еще в 1943 году. Проект экспериментального LP.13 был разработан в 1944 году. Модели самолета испытывались в сверхзвуковой аэродинамической трубе AVA (Геттинген) при скоростях, соответствующих числам М от 1,0 до 2,6.

«Бесхвостая» машина имела толстое треугольное крыло с элевонами и закрылками, расположенными на задней кромке обратной стреловидности, и большой треугольный киль с рулем направления. Угол стреловидности по передней кромке как крыла, так и киля — 60 град. Кабина располагалась в носовой части киля, для обеспечения обзора летчику передняя кромка в этом месте была застеклена.

Силовая установка состояла из маршевого ПВРД и разгонного ЖРД. Прямоточный двигатель располагался в центроплане с воздухозаборником перед фюзеляжем, а ЖРД — в корневой части киля над ПВРД.

В качестве топлива для ПВРД намеревались использовать мелкодисперсную угольную пыль. Предполагалось, что ее запаса в 800 кг будет достаточно для полета в течение 45 минут. Взлет LP.13 должен был выполнять с помощью буксировщика или на спине самолета-носителя, посадка — на подфюзеляжную лыжу.

Для решения различных задач, возникавших при работе над проектом сверхзвукового самолета LP.13, Липпиш разработал ряд экспериментальных аппаратов под общим обозначением DM.

DM-1, предназначенный для исследования управляемости сверхзвукового самолета на малых скоростях, представлял собой бесхвостку с треугольным крылом и большим килем, оснащенный ЖРД. Фактически он стал полноразмерным летающим макетом разрабатывавшегося самолета. Кабина летчика размещалась частично в корневой части киля, а частично в крыле, для улучшения обзора передняя кромка корневой части киля и нижняя поверхность носовой части аппарата были застеклены.

Управление аппаратом осуществлялось при помощи элевонов и руля направления. Крыло и киль имели двухлонжеронную деревянную конструкцию с фанерной обшивкой. Трехстоечное колесное шасси при уборке втягивалось в крыло.

Для испытаний планера DM-1 модифицировали самолет Si.204, который должен был поднимать его на спине. Расчетную скорость 560 км/ч DM должен был достигать в режиме пикирования, в дальнейшем предполагалось установить ЖРД, который позволил бы развить скорость 800 км/ч. Недостроенную машину в конце войны захватили американские войска. По их требованию немцы достроили DM-1 и на специально переделанном самолете С-47 переправили в США, где он проходил летные испытания, а затем передали в Смитсоновский институт.

В исследовательской программе Липпиша предусматривались еще три экспериментальных самолета. DM-2 с ТРД для исследований поведения самолета при скоростях от 800-1200 км/ч. DM-3 должен был оснащаться ракетным двигателем для достижения скорости 2000 км/ч, a DM-4 разрабатывался для исследований на больших высотах.

Справедливости ради необходимо сказать, что по аналогичной схеме еще в 1936 году советский авиаконструктор К.А. Калинин разработал проект сверхзвукового самолета К-15 с ЖРД. Фотография продувочной модели указывает на то, что это был самолет «бесхвостка» с треугольным крылом большой стреловидности и крупным треугольным килем, в корневой части которого находилась кабина летчика.

Эта компоновка, спустя восемь лет, была повторена в проектах сверхзвуковых самолетов Липпиша (LP.19) и братьев Хортен (Н XV111B). Неизвестно, пользовались ли их создатели данными немецкой разведки или они сами в процессе исследований пришли к такой компоновке, но факт остается фактом. Пионером в области разработки сверхзвуковых самолетов следует считать советского авиаконструктора Калинина, а не Липпиша, как это считалось ранее.

После второй мировой, Липпиша вывезли в США, где консультировал американцев по изучению и испытаниям трофейных Me.163 и DM-1. Развитие воздушно-реактивных двигателей сделало возможным использование опыта Липпиша на деле, и компания Конвер проявила интерес к его гибридной модели F-92.

Вначале был изготовлен опытный самолёт Модель 7003. ВВС США не проявили интерес к F-92. Но эти работы дали фирме Конвер неоценимый опыт работы по треугольным крыльям, который был воплощен в их более поздних самолетах, в том числе F-102, F-106 и B-58. В ходе их разработки фирма неоднократно обращалась за консультациями к Липпишу.

С 1950 по 1964 год Липпиш трудился в радиокомпании Коллинз, которая имела подразделение авиационных разработок. В это время Липпиша заинтересовали машины, использующие экранный эффект. В ходе работ появились проекты своеобразных летательных аппаратов с вертикальным взлётом. Но Липпиш по состоянию здоровья был вынужден прервать работы.

После поправки в 1966 году он создает свою частную компанию, Lippisch Research Corporation, к работам которой проявило интерес правительство ФРГ. Был изготовлен прототип беспилотника с вертикальным взлётом Aerodyne.

Кроме того, построили нескольких экранопланов, причем один из них был даже принят на вооружение ВМС США. Умер Липпиш в 1976 году в Сидар-Рапидс.

Источники:
Кузнецов К. Me.163 — гора, родившая мышь // Авиация и космонавтика. 2003. №2. С. 38-40.
Иванов С. Me.163. Ракетный истребитель Люфтваффе // Война в воздухе. №38. С. 2-9, 30-31, 39-42.
Козырев В., Козырев М. На пути к сверхзвуковому истребителю // Крылья Родины. 1999. №1. С. 19-22.
Соболев Д. Самолеты особых схем. М.: Машиностроение, 1985. С. 60-62, 77.

topwar.ru

Удивительные самолеты Александра Липпиша » Военное обозрение

Очень большое значение для авиационной промышленности и развития самолетов, выполненных по схеме «бесхвостка», имели работы немецкого авиаконструктора Александра Липпиша. Липпиш уделял много времени исследованиям в области обеспечения продольной балансировки «бесхвостки» со стреловидным крылом и пришел к выводам о том, что для повышения несущих свойств крыла и уменьшения крутящих нагрузок на него необходимо полностью отказаться от геометрической отрицательной крутки крыла, заменив ее аэродинамической. Свои идеи конструктор смог подтвердить созданными им экспериментальными планерами и самолетами.

Здесь следует сделать небольшое отступление и рассказать читателю, что же представляет собой схема «бесхвостка». Бесхвостка – это аэродинамическая схема, при которой у самолета нет отдельных плоскостей горизонтального управления, а применяются только те плоскости, которые смонтированы на задней кромке крыла. Данные плоскости носят название элевонов и комбинируют в себе функции рулей высоты и элеронов. Данная схема получила определенное распространение после появления сверхзвуковой авиации и дельтовидных и треугольных крыльев малого удлинения. Представителями этой самолетной схемы были оба летавших сверхзвуковых пассажирских лайнера – Ту-144 и «Конкорд».

Авиаконструктор Александр Липпиш родился 2 ноября 1894 года в Мюнхене. Позднее он говорил о том, что зарождению его интереса к авиации и небу во многом помог демонстрационный полет летательного аппарата на Темпельхофском поле, который был проведен в сентябре 1909 года Орвиллом Райтом. Помогла ему, как ни странно, и Первая мировая война, так как несмотря на произведенное полетом Райта впечатление, Александр Липпиш готовился поступать в художественную школу, собираясь повторить путь своего отца. Однако с 1915 по 1918 годы Липпиш вынужден был прослужить в немецкой армии. Здесь на войне ему представилась возможность совершить полеты на самолетах в качестве воздушного картографа и фотографа.

Планер Delta V (DFS 40)

Как результат этого – тяга к небу, которая осталась с ним на всю жизнь. Уже в 1921 году он проектирует и строит собственный планер, выполненный по схеме «бесхвостка». Первый планер получает достаточно прозаичное имя «Александр Липпиш – 1». Благодаря своей достаточно необычной планировке данный летательный аппарат являл собой значительный шаг вперед по сравнению с распространенными на тот момент классическими планерами. Невзирая на свои достаточно хорошие характеристики (маневренность, скорость, управляемость), данный планер так и не стал рекордным. Однако в процессе работы над ним Липпиш обзавелся необходимым опытом для дальнейшей работы, который в будущем позволил авиаконструктору стать одним из самых авторитетных специалистов по схеме «бесхвостка».

Эти работы были только началом в длительной исследовательской деятельности конструктора в области аэродинамики. Впоследствии они нашли воплощение в полусотне различных проектов созданных Липпишем в 20-30-х годах прошлого века. Благодаря росту своей репутации Александр Липпиш был назначен директором Rhön-Rossitten Gesellschaft (RRG). Так в Германии называлась специальная исследовательская группа, работавшая над созданием планеров.

Результатом работы Александра Липпиша в RRG стал целый ряд летательных аппаратов созданных по схеме «летающее крыло». Данные модели получили обозначение Storch I — Storch IX и были созданы в период между 1927 и 1933 годами. Планер «Шторх-1» представлял собой одноместный верхнеплан, имеющий стреловидное крыло. На концах крыла снизу были установлены вертикальные кили. Продольное и поперечное управление осуществлялось элевонами. Испытания данного планера наглядно продемонстрировали тот факт, что его управляемость и боковая устойчивость были недостаточными. Помимо этого, кили, которые находились под крылом, при отклонении вызывали пикирующий момент, а также часто ломались при совершении посадки.

DFS 194

Для устранения всех этих недостатков планер подвергся существенным доработкам: вертикальные кили перенесены наверх, была ликвидирована S-образность крыла, («Шторх-2»), увеличена площадь килей («Шторх-3»). По мнению Александра Липпиша, значительное улучшение боковой управляемости самолета было получено в результате устранения стреловидности оси вращения элевонов, что было реализовано на модели «Шторх-4». Испытания этой модели дали хорошие результаты. Планер больше не терял управляемости и устойчивости во всех режимах выполнения полета, обладая при этом хорошими планирующими свойствами.

В 1929 году данный планер был переоборудован в легкий одномоторный самолет «Шторх-5», оснащенный толкающим винтом. При этом из-за малой мощности двигателя от шасси пришлось отказаться, взлет осуществлялся по-планерному, при помощи амортизатора. Хотя проекты планеров «Шторх» не привлекли к себе внимания правительства или частных лиц, тем не менее, именно в это самое время самолет Александра Липпиша Ente (в переводе с немецкого – утка) стал первым в мире пилотируемым ракетным аппаратом. Свой первый успешный полет он совершил в 1928 году. Ente буксировался обычным самолетом с поршневым двигателем, а после отделения от самолета-буксировщика у него включался собственный ракетный двигатель.

Благодаря опыту, который Липпиш получил, работая над серией Storch, он решил сосредоточить свои усилия на постройке самолетов с треугольным крылом. Данный интерес стал причиной появления 5-ти самолетов, которые получили обозначение Delta I – Delta V и был построены в промежутке с 1931 по 1939 год. В 1933 году RGG была переименована в Deutsche Forschungsanstalt für Segelflug – «Немецкий институт планирующего полета» (DFS). Соответственно с этим Delta IV и Delta V получили новые названия DFS 39 и DFS 40.

Lippisch P.13a

В начале 1939 года Министерство Авиации Рейха направило Липпиша и его команду на работу на завод Мессершмитт. Им предстояло принять участие в создании высокоскоростных истребителей, оснащенных ракетными двигателями, созданными Гельмутом Вальтером. Уже на предприятии команда Липпиша достаточно быстро провела адаптацию своей недавней разработки DFS 194 к полетам с ракетным двигателем. Первый экземпляр данного самолета выполнил успешный полет уже в начале 1940 года. Впоследствии потомки данной машины преобразились в Мессершмитт Ме.163 «Комета».

Однако достаточно на тот момент технически инновационная «Комета» не смогла показать себя, как эффективный вид вооружения, а трения между руководством Мессершмитт и Липпишем усиливались. В 1943 году Александр Липпеш был переведен на другую работу в Вену на предприятие Luftfahrtforschungsanstalt Wien (LFW), где полностью сконцентрировал свое внимание на проблемах высокоскоростного полета. В том же 1943 году в Гейдельбергском университетете он был удостоен степени доктора технических наук.

Исследования в аэродинамической трубе, которые Липпиш провел еще в 1939 году, позволили сделать предположение о том, что крыло треугольной формы, будет оптимальным выбором для совершения сверхзвуковых полетов. Тогда же он приступил к работам над созданием сверхзвукового истребителя, оснащенного прямоточным воздушно-реактивным двигателем, который получил название Lippisch P.13a. Однако до конца Второй мировой войны данный самолет так и не продвинулся далее опытного образца – планера DM-1, который был захвачен армией США.

Convair F-92

Как и многие видные немецкие ученые Александр Липпиш после окончания войны был доставлен в США в рамках специальной операции «Скрепка», целью которой был поиск и транспортировка в штаты видных немецких ученых и военных специалистов. Достижения в области создания воздушно-реактивных двигателей сделали возможным применение идей Липпиша на практике. В частности компания Convair проявила интерес к предложенной Липпишем гибридной модели самолета F-92. Там же в США Липпиш увлекся идеями создания самолетов, обладающих экранным эффектом.

Александр Липпиш умер в начале 1976 года в местечке Сидар-Рапидс. Среди оставленных им чертежей и бумаг нашлось немало летательных аппаратов и концептов, которые выглядели очень фантастически. Однако XX век многих научил тому, что судить – где грань между смелой конструкторской мыслью и фантастикой – достаточно трудно и не всегда уместно.

Источники информации:
-http://www.popmech.ru/blogs/post/2267-polet-myisli-samoletyi-aleksandra-lippisha/
-http://airspot.ru/catalogue/item/lippisch-storch-v
-http://www.drittereich.info/wolfzangel/century/lippish.html

topwar.ru

Бесхвостка или утка? — О самолётах и авиастроении

Самолёт-разведчик биплан Heinkel/RRG был создан в первой половине 30-ых годов двадцатого века Александром М. Липпишем (Аlexander M. Lippisch), что практически сразу после окончания Первой Мировой начал систематически трудиться над самолётами без хвостового оперения. С 1925 года он как начальник отдела Rhon-Rossitten-Gesellschaft взял возможности еще более целенаправленно трудиться по данной теме. К этому времени самолёты-бесхвостки уже не были новинкой.

Созданный фон Этрихом (von Etrich) бесхвостый моноплан был создан с оглядкой на разработку Цанониасамена (Zanoniasamen) уже в 1909 году и удачно летал. В будущем мало кто предпринимал важные попытки совершенствовать самолёты-бесхвостки, не смотря на то, что самолеты таковой схемы имели возможность дистигать определенных удач (как, к примеру, фон Дюнне (von Dunne)). Фактически прорыв в развитии этого нетрадиционного типа самолётов однако не состоялся.

На многие вопросы так и не смогли быть отысканы однозначные ответы и многие неприятности так и не смогли быть приемлемо решены. В случае если сообщить коротко, то в начале 20-го века возможность применения самолётов без хвостового оперения была еще через чур далека от того дабы стать действительностью.

Отсутствие ранее выполненных испытаний и основательных исследований по этому вопросу имело то преимущество, что Липпиш приступил к изучениям фактически с чистого страницы. Его главные изучения относительно формы крыла, разработки совокупности профилей и прояснение бессчётных вопросов, касавшихся устойчивости и аэродинамики, скоро дали плоды.

Во второй половине 20-ых годов двадцатого века на интернациональной авиационной выставке (ILA) были представлены кое-какие модели, a так же опытный образец безмоторного самолёта Storch. Мало позднее в марте 1930 года прошла презентация другого направления в данной области взявшего наименование самолеты типа Delta. Первый самолёт этого типа Delta I был представлен общественности в осеннюю пору 1931 года в Берлине. Самолёт делал полеты, за которыми имели возможность замечать визитёры выставки.

Конструкция разрабатывалась и улучшалась потом. Приблизительно десятью годами позднее в соответствии с данной концепцией был создан проект ракетного истребителя Me 163.

Рис. 1. Предназначенная для полетов модель самолета готовится к старту с катапульты. У модели крылья к фюзеляжу при помощи центрального пилона, в то время как у самолёта должно было бы смотреться в противном случае.

На данной модели вероятно простое перемещение крыльев (изменение балансировки)

Иначе мало кому известно по сей день, что Липпиш кроме вышеуказанных двух типов самолётов-бесхвосток разрабатывал еще один подобный самолёт. Биплан со стреловидным крылом с весьма маленьким рычагом приложения подъёмной силы. Данный поразительно необыкновенный тип самолёта до сих пор ни разу не упоминался в бессчётных материалах Липпиша. Об этом самолете ничего не было кроме того в материалах, каковые готовил и публиковал он сам.

Возвратимся назад в 1922 год в то время, когда Липпиш лишь начал экспериментировать с подобными моделями.

По окончании привлёкших внимание самолётов Storch и Delta к работам Липпиша начали проявлять интерес промышленники, и он приобретал от них разные предложения. Обращение не шла о каком-либо заключении контракта, поскольку Липпиш на протяжении переговоров с представителями промышленников всегда настаивал, что он хотел бы и в будущем иметь возможность интенсивно трудиться над самолётами без хвостового оперения.

Он хотел уделять этому кроме того еще больше внимания, чем ранее, дабы опередить собственных вероятных соперников и расширить отрыв от них. Липпиш был занимателен для промышленников не как новатор в вопросах разработки самолётов-бесхвосток, а как выдающийся техник. Так как согласие с промышленниками не было достигнуто, переговоры с компаниями Heinkel и BFWбыли прекращены.

Различие во взорах не разрешило Липпишу продолжить трудиться и вместе с Херманном Колем (Hermann Kohl).

Рис. 2. Предназначенная для полетов модель самолета перед стартом с катапульты. Катапульта складывалась из несложного древесного бруса. Позднее в качестве катапульты применяли двойную направляющую

В осеннюю пору 1931 года у Липпиша была надежда, что по окончании успешного показа его самолёта Delta I соответствующие германские инстанции заинтересуются его идеями и выделят дополнительные средства для изучений. Но средства не были выделены, что для авиаконструктора было тяжелым ударом. Помимо этого в следствии аварии погиб пилот Гюнтер Гроенхофф (Gunther Groenhoff) и Липпиш временно лишился подходящего летчика-испытателя.

Сейчас Эрнст Хейнкель внес предложение Липпишу произвести расчеты аэродинамики боевого самолёта-бесхвостки. Хейнкель был расположен к Липпишу не обращая внимания на все связанные с неудачами проблемы и недавними происшествиями. Данный самолёт по представлениям соответствующих ведомств должен был стать опытным образцом нового самолёта, что отличался от предложенного Липпишем свободнонесущего моноплана и что убедительно доказал актуальность : это был биплан!

В то время бипланы не были чем-то необыкновенным, но в этом случае по отношению к пионеру в области создания монопланов бесхвосток и самолётов «летающее крыло» было что-то похоже на шутку в истории воздухоплавания.

Рис. 3. Предназначенная для полетов модель самолета сразу после старта. Положение модели относительно горизонта обычное

Рис. 4. Перед приземлением модель летит под углом к горизонту

Липпиш в этих событиях скоро осознал, что обстановка выглядит пугающе и самолёт, для которого он должен был делать расчеты в части аэродинамики не имел кроме того мельчайшего шанса попасть в число фаворитов. Но иначе данный самолёт при более близком ознакомлении являлся бриллиантовым шансом для стоящих перед Липпишем задач: проект двухместного самолёта-разведчика биплана с всецело свободным сектором обстрела в направлении назад.

Проект Липпиша был бипланом со стреловидным крылом, с маленьким расстоянием между несущими плоскостями и маленьким округлым фюзеляжем. Нижнее крыло, расположенное пара ближе к носу, имело стреловидность и поперечное V. Верхнее крыло было прямыми и крепилось к фюзеляжу при помощи кабанных стоек (Baldachin). Законцовки верхнего крыла размешались над законцовками нижнего. Между крыльями по обеим сторонам ближе к их законцовкам размешались легко кили вертикального оперения.

Заднее крыло имело простые элероны, а между ними на оставшейся части крыла размещался руль высоты. На переднем крыле имевшем стреловидность приблизительно 20-25° предположительно предполагалось устанавливать и другие элементы совокупности управления самолетом, каковые должны были помогать или в качестве посадочных щитков, или напротив в качестве рулей высоты.

Рис. 5. Патентом 593495 «Schwanzloses Flugzeug mit mehreren Tragflugeln» (Cамолёт без хвостового оперения с несколькими крыльями) от 24 января 1932 года Александр М. Липпиш вместе с германским спортивным альянсом Deutsche Luftsport-Verband e. V 3 марта 1934 года узаконили за собой право на изобретение нового типа самолёта-биплана без хвостового оперения. Кроме самого самолёта аналогичного типа патент закреплял право изобретателей на изобретения самолёта с несколькими крыльями, где рядом с элеронами должны размешаться рули высоты, наряду с этим верхний руль высоты должен был переставляться противоположно нижнему. Эскизы приложенные к рисунку показывают пара аналогичных вариантов размещения рулей

Новая, совсем не опробованная конфигурация крыльев, созданная в первой половине 20-ых годов XX века и опробования модели само собой разумеется не имела возможности сравниться с обычным самолётом. Липпиш тогда трудился начальником технического отдела Rhon-Rossitten-Gesellschaft. Cначала он больше занимался изготовлением громадных летающих моделей, каковые должны были иметь размах крыльев приблизительно 4 метра.

Модели запускались в атмосферу при помощи катапульт и на протяжении бессчётных полетов продемонстрировали прекрасные результаты в отношении лётных характеристик и устойчивости. (Рис. 1-4)

Рис. 6. Вид позади прекрасно показывает какой широкий сектор обстрела должен был бы иметь стрелок-наблюдатель на самолёте аналогичного типа

Не смотря на то, что опробования, совершённые летом 1932 года, дали хорошие результаты, заказов на изготовление прототипа, предположительно из за недочёта средств, не поступило и, так, самолёт-разведчик не строился.

Неспециализированные эти по внешнему виду проектировавшегося биплана возможно взять из четырех имеющихся в отечественном распоряжении изображений (рис. 1-4). Ясно, что форма моделей аналогичного типа была весьма упрощенной и эти модели самолёта-разведчика не являлись исключением.

На изображениях не видно последовательности значительных подробностей и нереально с уверенностью сообщить какой: рядный либо звездообразный двигатель должен был быть установленным на данной модели.

Рис. 7. Закрытая упаковка с доской из клеёной фанеры

Рис. 8. Лёгкая железная секция с уложенным в неё парашютом

Однако изображения, в особенности рис. 1, однако содержат кое-какие характерные пропорции, каковые будучи использованы вместе с данными сопоставимых с обычными автомобилями того времени (прежде всего разведчика компании Heinkel) разрешат воссоздать упрощенную модель данного самолёта для поверхностного ознакомления с проектом.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ

Технические данные проекта отсутствуют. Исходя из известного размера кольцевой турели пулемёта, установленной на хвостовой части фюзеляжа (850 мм) возможно представить обычные пропорции модели, глядя на неё спереди и, как уже было сообщено, сравнить с приблизительно соответствующим ей по размерам и времени разработки самолётам компании Heinkel других типов.

В первом неотёсанном приближении возможно исходить из следующих данных:

Несущие плоскости

размах крыла приблизительно 12000-12500 мм
хорда крыла приблизительно 1480 мм
стреловидность приблизительно 20-25°
площадь крыльев приблизительно 36 м?

Фюзеляж

протяженность приблизительно 7500-8000 мм
ширина макс приблизительно 1150 мм
высота макс приблизительно 1750 мм

Шасси

диаметр колёс приблизительно 1000 мм
ширина колеи приблизительно 2400 мм

Воздушный винт

диаметр приблизительно 3600-4000 мм.

ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЕ ОПИСАНИЕ

Прототип самолёта-разведчика биплана-бесхвостки компании Ernst Heinkel Flugzeugwerke G.m.b.H., Warnemunde, 1932 (Проект A. M. Lippisch/RRG)

Указанный проект является расчалочный разведчик с компоновкой биплана-бесхвостки и полотняной обшивкой. Мощность силовой установки данного самолёта 600-700 л.с.

Несущие плоскости

Биплан должен был иметь нижнее стреловидное крыло. Верхнее крыло должно было быть прямое, без стреловидности; оно должно было крепиться к фюзеляжу при помощи кабанных стоек (Baldachin). рули и Элероны высоты должны были шарнирно крепиться к заднему лонжерону. Вынесенное пара вперёд нижнее крыло должно было иметь громадную стреловидность.

На заднем лонжероне должны были крепиться разные элементы совокупности управления (посадочные щитки либо рули высоты). Стойки, соединяющие верхнее и нижнее крылья должны были крепиться ближе к законцовкам крыльев. В один момент стойка должны были быть местом рулей направления и крепления килей.

Крылья должны были быть обтянуты полотном.

Фюзеляж

Фюзеляж должен был быть весьма маленький, в нем должны были быть расположены два сиденья. Пилот должны были быть размещен спереди, а наблюдатель с пулемётом – сзади заднего крыла. За противопожарной перегородки должны были быть расположены каркас из металлических труб и придающие фюзеляжу форму усиленные элементы.

Фюзеляж должен был быть обтянут полотном.

Отклоняемые поверхности

Двухкилевое вертикальное оперение должно было быть находится в пространстве между несущими плоскостями. Элементы вертикального оперения в один момент должны были служить в качестве стоек, легко скошенных в целях лучшей устойчивости по курсу. Элероны должны были быть расположены на законцовках заднего верхнего крыла.

Между фюзеляжем и элеронами должны были быть расположен руль высоты.

Шасси

Стойки шасси должны были быть раздельными и обычнымидля того времени. Колёса должны были иметь диаметр приблизительно 1000 мм (предположительно 965 мм?150 мм). Колея шасси должна была быть приблизительно 2400 мм.

Силовая установка

Мощность силовой установки должна была составлять приблизительно 600-700 л.с. Неизвестно совершенно верно какой двигатель – с водяным либо с воздушным охлаждением – предполагалось устанавливать на данном самолёте. На самолет планировалось установить воздушный винт фиксированного шага с диаметром винта приблизительно 3600-4000 мм.

Краткое технические данные и поверхностное описание были сделаны на базе анализа четырех имеющихся изображений и имеют предположительный темперамент.

Источники

1) «Bericht uber die Tagung in Aachen am I.Oktober 1934» der Zentrale fur technisch-wissenschaftliches Berichtswesen uber Luftfahrtforschung, Fachgruppe Aerodynamik, Anlage 7, V.на следующий день.F. — Tagungsbericht 027/003, S. 81, Abb. 15.
2) Forschungsinstitut der RRG 1932, Tatigkeitsbericht, S. 73.
3) Lippisch, Alexander M./Messerschmidt AG, Augsburg, Denkschrift «Entwicklung der Nurflugel», 5. 9. 1941, S. 6, 7.
4)The Aeroplane, Bd. 61, Nov. 1941, Nr. 1590, S. 542-545 «Tailless evolution».

источник: Schwanzlose oder Ente? LUFTFAHRT international 10

Модель самолета бесхвостки

Увлекательные записи:

Похожие статьи, которые вам, наверника будут интересны:

• Кордовая скоростная модель самолета «утка»

  Термин «скоростные», в применении к кордовым моделям самолетов класса F2A, определяет основное требование к этим аппаратам. В большинстве случаев,…

• Легкий экспериментальный самолет миг-8 «утка».

  Разработчик: ОКБ Микояна, Гуревича Страна: СССР Первый полет: 1945 г. Самолет МиГ-8 был создан в ОКБ-155 в инициативном порядке с целью управляемости и…

• Модель радиоуправляемого планера «утка»

  Чертежи радиоуправляемого планера «Утка». Рвение создать что-то необыкновенное и эффектное свойственно, возможно, каждому из моделистов. Именно это…

• Кордовая скоростная асимметричная модель самолета класса f2a

  Предлагаемая кордовая скоростная модель класса F2A выполнена из недефицитных материалов — сосны, фанеры и липы, и бука либо березы. Начертив…

• Крыло-грузовой отсек от александра зольденхоффа

  Этот материал был переведен глубокоуважаемым сотрудником NF. В 1930-м году швейцарец Александр Зольденхофф (Alexander Soldenhoff) внес предложение…

• Неуклюжие утки. (часть1) гадкий утёнок.

  Плавающие танки в СССР начали разрабатывать не без британского влияния. Но, первый отечественный плавающий танк Т-33, очень сильно похожий на плавающий…

stroimsamolet.ru

Утка, Бесхвостка и другие… | АвиаПорт.Дайджест

Возможность следить за противником, не подвергаясь излишней опасности — бон аппетит, сказали бы французы. Командующие армиями первой мировой войны сказали то же самое на своих родных языках и, подвесив на это чудо техники бомбы, решили, что самолеты способны на большее.
Позже появились истребители, основная задача которых — охота за бомбардировщиками, а также множество других моделей и их модификаций, каждая для решения каких-то отдельных тактических задач, так-то: уничтожение кораблей (торпедоносцы), уничтожение наземных сил передовой линии фронта (штурмовики) и т.д.

Стремительное развитие военной авиационной промышленности пришлось на эпоху Второй мировой войне. Многие знают о боевых самолетах тех времен из художественных фильмов или по рассказам бабушек . Но существовали еще чудеса техники, о которых знали даже не все пилоты, воевавшие в то смутное время.

Речь идет о летательных аппаратах, проектировавшихся как боевые, но в серию не поступивших. И не потому, что это были неудачные модели. Немаловажную роль сыграл довольно-таки экстравагантный вид этих самолетов и преждевременная новизна технологических решений, которые использовались при их создании. Позже, конструкторы оценили некоторые новшества и с успехом применили их в современной авиации.

Самолеты вертикального взлета и посадки.

Разберемся с ними всеми по порядку.Итак, — бесхвостка!

Название говорит само за себя. «Отцом» данного проекта считается немецкий ученый, авиаконструктор и профессор Александр Липпиш. Еще в молодости его заинтересовали возможности конструкции без горизонтального стабилизатора. Пройдя путь от планеров «Шторх» до ракетного истребителя Me-163, он добился множества конструкционных наработок, коими воспользовались различные КБ. Чем же отличается схема «бесхвостка» от нормальной схемы? Рули направления в ней располагались непосредственно на фюзеляже или крыльях. Руль высоты отсутствовал вовсе, его роль брали на себя закрылки.

Среди преимуществ данного проекта налицо было уменьшение веса и аэродинамического сопротивления самолета, а также повысившаяся простота сборки. В 1930 — 40-е годы проектом занималось достаточно много авиастроительных фирм, таких как: «Арадо», «Блом и Фосс», «BMW», «Хейнкель» и «Хейншель» и много других. Самым значительным успехом был, наверное, Me-163b — было построено 237 машин. Некоторые из них участвовали в боевых действиях, но успешными были только 11 атак. Германия одной ногой стояла в гробу, и времени на доработку самолета не хватало. В наше время по схеме «бесхвостка», создано большое количество боевых самолетов, например, «Миражи», израильский «Кфир», и т.п.

Следующий проект — «летающее крыло».

Данная схема являет собой более высокий уровень развития «бесхвостки», и ее особенности можно охарактеризовать кратко: чтоб ничего не торчало. Действительно, самолеты данной схемы представляют собой одни из наиболее «чистых» моделей в аэродинамическом плане. Все системы самолета собраны в крыло. Естественно, оно должно иметь большой объем, чтобы вместить все это. Подобный самолет можно представить в виде огромного наконечника стрелы. Преимущества данного типа — в повышенной скорости и вместимости, а недостатки — в плохой управляемости.

История создания этого проекта началась в 1920-е гг, когда авиаконструкторы Германии, США и СССР пытались создать боевой самолет по указанной схеме. Больших успехов добился конструктор из США Джон Нортроп, основатель одноименной авиастроительной фирмы. Джон создал шесть моделей самолетов схемы «летающее крыло». Одним из наиболее интересных был истребитель XP-79. Он должен был уничтожать вражеские бомбардировщики, отсекая им хвосты своим крылом (!!!), сделанным из сверхпрочных сплавов. К сожалению, управлять им было практически невозможно, и прототип разбился в первом же полете.

Стало ясно, что истребитель, построенный по этой схеме, будет неэффективным. Нортроп создает бомбардировщик B-35. Самолет развивал большую скорость, легко управлялся, но его бомбоотсеки были малы для первых американских атомных бомб. Это определило судьбу проекта, — программа была закрыта. Иначе как варварством не назовешь тот факт, что все сделанные B-35 в целях сохранения секретности (!) пошли на слом. Оставим это на совести американского правительства. Схема «летающее крыло» применяется и сегодня. В современном бомбардировщике B-2 данная схема успешно сочетается с технологией «стелс», что делает этот самолет особо опасным противником.

«Утка» — схема, широко применяемая в современных военных самолетах, в годы Второй мировой войны практически не использовалась. Это и неудивительно, ведь преимущества данной схемы, выявляются при околозвуковых и сверхзвуковых скоростях. В те годы подобное преимущество не было настолько весомым, чтобы применять «Утку» в действующих боевых самолетах. Встречаются упоминания о немецких проектах — например, истребитель-бомбардировщик от фирмы «Хеншель» и высотный истребитель, созданный КБ «Мессершмитт». Почему они не были запущенны в серию — неизвестно. Зато современных аналогов схемы «утка» достаточно много. Это некоторые модели и модификации КБ «Сухой». Фирмы «Сааб — Скания» и «Дассо — Бреге» также широко используют данную наработку в своих проектах.

Наконец, обратим наш взор на самолеты вертикального взлета и посадки. Сегодня о «Харриерах» и русском Як-41 мало кто не слышал. Но данная технология отнюдь не новшество — первые самолеты этого типа появились еще в 1939 г. в виде проекта WP.1003 немецкой фирмы «Вессерфлюг». Построенный согласно проекту самолет имел два двигателя на законцовках крыла. При взлете консоли крыла вместе с двигателями находились в вертикальной плоскости, так что взлетал самолет «по-вертолетному». После отрыва от земли консоли с двигателями переходили в горизонтальное положение, — и начинался нормальный полет.

Все вышеприведенные проекты, несомненно, оказали влияние на развитие современной авиации. Да, они были несовершенными, «сырыми», падали, разбивались, но они были первыми.

www.aviaport.ru

Летательные аппараты нетрадиционных схем | Статья в журнале «Молодой ученый»

В настоящее время, в практике мирового самолетостроения самой популярной является схема — с фюзеляжем, хвостовым оперением (вертикальным и горизонтальным) позади крыла и прочими элементами конструкции, ее называют классической. Данная схема с точки зрения аэродинамики и технологичности конструкции не является идеальной [2]. Для образования подъемной силы необходимо только крыло. Все остальные агрегаты планера самолета представляют собой «плату» за достижение устойчивости и управляемости, обеспечение хороших взлетно-посадочных характеристик, удобство размещения людей и грузов. Главное положительное свойство классической аэродинамической схемы заключается в том, что заднее расположение горизонтального оперения позволяет без особых трудностей обеспечить продольную статическую устойчивость на больших углах атаки самолета. Несмотря на то, что горизонтальное оперение обтекается заторможенным потоком, все-таки удается обеспечить нормальные запасы продольной статической устойчивости, так как срыв потока в первую очередь наступает на крыле.

В то же время размещение оперения сзади крыла позволяет укоротить носовую часть фюзеляжа, что улучшает обзор и дает возможность уменьшить площадь вертикального оперения (носовая часть фюзеляжа создает дестабилизирующий путевой момент).

Однако наряду с преимуществами классической схеме свойственны следующие недостатки [2]:

—                   горизонтальное оперение работает в условиях скошенного и заторможенного крылом воздушного потока, поэтому истинный угол атаки оперения может стать отрицательным, а скорость обтекающего его потока будет меньше, чем у крыла;

—                   практически почти на всех режимах полета горизонтальное оперение создает отрицательную подъемную силу. В результате уменьшается подъемная сила всего самолета, причем потери в подъемной силе особенно велики на режимах взлета и посадки.

Рассмотрим несколько нетрадиционных схем.

Аэродинамическая схема «утка»

«Утка» — аэродинамическая схема, при которой у летательного аппарата (ЛА) органы продольного управления (оперение) расположены впереди крыла. Многие самолеты схемы «утка» можно рассматривать как самолеты с тандемными крыльями, переднее крыло которых относительно мало. В этом случае переднее горизонтальное оперение (ПГО), состоящее обычно из неподвижных (стабилизаторы) и подвижных (рули высоты) поверхностей, несет значительную часть аэродинамической нагрузки.

Схема «утка» выбирается для самолёта, который должен иметь более высокую скорость полёта по сравнению с самолётом, скомпонованным по классической схеме, при условии, что мощности силовых установок этих самолётов равны. Данный эффект достигается за счёт того, что «утка» позволяет до предела снизить площадь омываемой поверхности самолёта и тем самым снизить сопротивление трения воздуха.

Достоинства

В современном понимании главным преимуществом аэродинамической схемы, «утка» считается повышение маневренности самолета, что привлекает к этой схеме создателей военной техники. Более высокие маневренные качества самолетов такой схемы оказались очень полезными в совершенствовании характеристик некоторых из созданных в последнее время ультралегких летательных аппаратов.

Недостатки

Существенным недостатком схемы «утка» является то, что летательным аппаратам этой схемы присуща продольная неустойчивость. Вместо того чтобы демпфировать движения самолета относительно поперечной оси (по тангажу), как это делает, например, оперение стрелы, воздействие воздушного потока на переднее горизонтальное оперение усиливает соответствующие возмущения. Расположенное спереди подвижное горизонтальное оперение способствует увеличению эффективной площади рассеяния самолёта.

Бесхвостка — аэродинамическая схема, согласно которой у самолёта отсутствуют отдельные плоскости горизонтального управления, а используются только плоскости, установленные на задней кромке крыла. Эти плоскости называются элевонами и комбинируют функции элеронов и рулей высоты. По конструктивным особенностям различаются бесхвостки со стреловидными и треугольными крыльями.Схема бесхвостка появилась как подражание естественным природным формам.

Достоинства

На первый взгляд, самолет схемы «бесхвостка» обладает многими преимуществами по сравнению с традиционными схемами, которые обусловлены значительным снижением массы конструкции, аэродинамического сопротивления и стоимости благодаря исключению хвостовой части фюзеляжа и аэродинамических поверхностей оперения. Кроме этого, вследствие меньшей инерционности повышается маневренность аппарата.

В крупногабаритных конструкциях этой схемы грузы и пассажиры могут размещаться внутри крыла, располагающего значительными объемами. В большинстве построенных самолетов схемы «бесхвостка» силовая установка, экипаж и т. п. размещаются в укороченном по сравнению с обычными фюзеляже, который часто называют гондолой.

Недостатки

Неустойчивость в движении поперечной оси самолета, если положение точки приложения подъемной силы (центр аэродинамического давления) изменяется относительно положения центра масс. Устойчивость такого аппарата легко обеспечить для некоторого расчетного значения скорости, но при изменении скорости или положения центра давления обеспечение устойчивости представляется довольно сложным.

Так как традиционные органы балансировки руливысоты — располагаются очень близко к центру тяжести (для «бесхвосток» с прямым крылом), их эффективность значительно снижается по мере уменьшения величины плеча этих поверхностей управления. Это означает, что для создания требуемой по величине силы они должны отклоняться на больший угол. Поэтому для обеспечения балансировки самолета в горизонтальном полете требуется отклонить рули высоты, что приводит к появлению дополнительного аэродинамического сопротивления, известного под названием балансировочного.

Еще одной проблемой, с которой обычно сталкиваются проектировщики самолетов схемы «бесхвостка», является выбор места для размещения вертикального оперения и руля направления. Лишь очень немногим конструкторам удалось построить самолеты схемы «бесхвостка» без вертикального оперения; большинству все же пришлось использовать эти поверхности — зачастую существенно большей площади из-за их пониженной эффективности вследствие уменьшения плеча вертикального оперения. Некоторые конструкторы удлиняли короткие фюзеляжи этих самолетов для того, чтобы установить в хвостовой части фюзеляжа одиночный руль направления, что позволяет несколько увеличить создаваемый момент; другие устанавливали руль направления на каждую из законцовок крыла.

Аэродинамическая схема «летающее крыло»

«Летающее крыло» — по сути своей разновидность схемы «бесхвостка» с редуцированным фюзеляжем, роль которого играет крыло, несущее все агрегаты, экипаж и полезную нагрузку.

Во время второй мировой воины конструкторы различных стран рассматривали летающее крыло как идеальную схему, обещающую значительное снижение сопротивления и массы. К их числу относились Липпиш и братья Хортен в Германии, Нортроп в США и Ли в Англии.

Данная конфигурация обладает возможностями повышения качества при небольшой массе конструкции, но летные и эксплуатационные характеристики вызывают опасения. Для пассажирского транспортного самолета схема летающее крыло плохо приемлема, но является перспективной при создании специальных летательных аппаратов, например планера, разведывательного самолета или самолета-бомбардировщика большой дальности.

Достоинства

Так как чистая схема летающее крыло не имеет фюзеляжа и горизонтального оперения, на ней могут быть получены малые коэффициенты сопротивления при нулевой подъемной силе. Поскольку аэродинамическое качество самолета обратно пропорционально корню квадратному из этой величины, теоретически возможно его улучшение на 40 % для данного относительного удлинения. Это одновременно относится и к дальности полета при том же запасе топлива, взлетной массе и крейсерской скорости. Масса пустого летающего крыла меньше главным образом в результате более благоприятного распределения массы внутри крыла, что уменьшает изгибающий момент в корневой части. Другим важным положительным качеством самолетов схемы «летающее крыло» является их малая эффективная площадь рассеивания, что является следствием отсутствия дополнительных поверхностей, таки как фюзеляж, горизонтальное или вертикальное оперения. Все это позволяет строить малозаметные машины по стелс-технологии.

Недостатки

Стреловидное крыло большого удлинения неустойчиво в продольном отношении при больших углах атаки. У летающего крыла нет возможности исправить это положение с помощью горизонтального оперения, и проблема устойчивости становится угрожающей. Следовательно, часть аэродинамического выигрыша теряется для схемы летающее крыло, и ее аэродинамическое превосходство над обычной схемой исчезает.

Низкое относительное удлинение крыла заставляет конструктора выбирать толстый профиль для размещения необходимой нагрузки. Кроме сравнения обычной схемы и летающего крыла исходя из условий одинакового относительного удлинения крыла необходимо такое же сравнение при равных объемах. При заданной плотности полезной нагрузки оптимальной будет та конструкция, у которой пространство, ограниченное контурами, используется полнее. При равных объемах обе конфигурации имеют почти одинаковую площадь омываемой потоком поверхности, и преимущество летающего крыла может быть только в несколько большем размахе и хорошо обтекаемых двигателях, что снижает сопротивление.

Другим недостатком летающего крыла является его неспособность достичь максимального коэффициента подъемной силы Эффективные закрылки в хвостовой части крыла при отклонении создают пикирующий момент, который нечем сбалансировать. Низкое значение удельной нагрузки на крыло обязательно для схемы летающее крыло. Это делает ее чувствительной к турбулентности воздуха не столько с точки зрения прочности конструкции, сколько с точки зрения нагрузки на экипаж и комфорта пассажиров.

Летающее крыло можно сделать продольно устойчивым, но его реакция на отклонение рулевых поверхностей будет сопровождаться длиннопериодическими фугоидными и короткопериодическими колебаниями, неприятными для летчика, хотя в настоящее время с этим можно бороться при помощи одной из схем искусственного повышения устойчивости.

Следует, наконец, указать, что летающее крыло не обладает гибкостью в смысле его загрузки, особенно при малой плотности полезной нагрузки Ограничения по размещению полезной нагрузки необходимы как в продольном, так и поперечном направлениях, что нежелательно при эксплуатации транспортного самолета.

В то же время следует отметить, что аэродинамические: формы современных летательных аппаратов приближаются к «летающему крылу». Достаточно сказать, что схему самолетов 4-го поколения, уже трудно назвать «классической», поскольку функции фюзеляжа в большей степени выполняет корпус, выполненный в виде крылового профиля с деформированной срединной поверхностью. В сочетании с интегральным сочленением всех частей планера и мотогондол двигателей самолеты по своей аэродинамической компоновке находятся значительно бляже к «летающему крылу», чем к «классической» схеме.

Аэродинамическая схема «тандем»

Большинство созданных в процессе развития авиационной техники самолетов с тандемными крыльями имели два крыла, которые устанавливались на противоположных концах фюзеляжа. Каждое из этих крыльев создавало, как правило, примерно половину суммарной аэродинамической силы. В истории авиации известно несколько самолетов с крыльями схемы «тандем», у которых в центральной части фюзеляжа устанавливалось третье крыло. Некоторые из этих самолетов летали, но высокие характеристики ни на одном из них достигнуты не были.

Данная схема наиболее широко применялась на этапе становления авиации и в современных легких летательных аппаратах.

Аэродинамическая схема с закольцованными крыльями

Самолет с закольцованными крыльями или так называемый «Кольцеплан» — самолет, схожий по конструктивной схеме с бипланом, но с замкнутыми сами на себя законцовками крыльев [3]. Первый проект кольцеплана был представлен еще в 1936 году студентом МАИ М. Сухановым.

Конвертопланы

Конвертопланы — это летательные аппараты, способные осуществлять вертикальные взлёт и посадку (как это делают вертолёты) и длительный высокоскоростной горизонтальный полет, характерный для обычных самолётов. Так как летательные аппараты этого типа не являются в полной мере ни вертолётами, ни самолётами, это сказывается и на их облике. Кроме того, так как летательные аппараты этого типа характеризуются двумя резко различающимися режимами полёта, при их проектировании приходится постоянно идти на компромиссные решения.

Летательные автомобили

Одной из интересных тенденций в развитии авиации являются попытки создания гибрида самолета и автомобиля. Существуют два основных подхода: сделать из самолета автомобиль и сделать автомобиль из самолета. В обоих случаях возникают определенные проблемы, связанные с трансформацией и избыточностью в одной из ипостасей, но при этом это является одной из возможностей решения вопроса пробок, перенеся дороги из двухмерного пространства в трехмерное. Безусловно, это потребует решение ряда технических и организационных проблем, а так же специальной подготовки водителей, но при современном уровне компьютеризации это выглядит вполне реализуемо.

Глядя на развитие авиационных конструкций в течение более 100 лет их истории, можно заключить, что все не столь очевидно и вполне возможно, переход к воздушно-космическим летательным аппаратам изменит понятия классической компоновки.

Литература:

1.                  Бауэрс П. Летательные аппараты нетрадиционных схем — М.:Мир, 1991. — 320 с.

2.                  Соболев Д. А. Самолеты особых схем. — М.:Машиностроение, 1985. — 136с.

3.                  Скоренко Тим Окольцованный самолет / Популярная механика, 2010 г. № 4, с 156–160

moluch.ru

4 Самолеты – «Бесхвостки» и «Летающие крылья». Авиация Красной армии

В 1908 г. англичанин Д. Данн впервые построил и испытал самолет – «биплан» без хвостового оперения D-4. Затем последовал двухместный самолет-бесхвостка D-5 с углом стреловидности крыла около 30°, который показал отличную устойчивость в полете. В 1913 г. французская фирма «Ньюпор» построила по лицензии биплан – «бесхвостку» Данна и продемонстрировала его на Парижской авиационной выставке. В 1914 г. американская фирма «Бургесс» построила по лицензии два бесхвостых самолета-гидроплана Данна, которые до 1919 г. состояли на вооружении ВМФ США.

В Советском Союзе разработка самолетов – «бесхвосток» и «летающих крыльев» началась в 20-х гг. Ведущая роль в создании самолетов этих схем принадлежит Б.И. Черановскому, который прошел путь от планеров (БИЧ-1 – 1923 г., БИЧ-2 «Парабола» – 1924 г., БИЧ-4 – 1925 г., БИЧ-8 – 1929 г. и др.) до самолетов (БИЧ-3 – 1926 г., БИЧ-7 – 1928 г., БИЧ-14 – 1934 г., БИЧ-20 – 1936 г., БИЧ-21 – 1938 г.).

Опираясь на опыт постройки бесхвосток Б.И. Черановского, в 1933–1934 гг. создали несколько планеров – «бесхвосток» – «Осоавиахимовец ХАИ» и «П.П. Постышев» П.Г. Бенинга, ЦАГИ-1 А.А. Сенькова, БП-3 В.Н. Беляева, МАК-8 М.А. Кузакова и ЛАК-1 И.К. Костенко и Б.В. Раушенбаха. В 1935 г. в Экспериментальном институте П.И. Гроховского разработали таранный истребитель – «летающее крыло» Г-39, а в Бюро особых конструкций под руководством В.А. Чижевского создали самолет – «бесхвостку» БОК-5. К концу 30-х гг. под руководством В.Н. Беляева был разработан бомбардировщик ДБ-ЛК гибридной схемы («полубесхвостка» или «короткохвостка»). В июле 1936 г. совершил свой первый полет бомбардировщик – «бесхвостка» К-12 К.А. Калинина, первый в мире в своем классе. В том же году К.А. Калинин разрабатывал проект первого в мире реактивного истребителя – «бесхвостки» К-15 с треугольным крылом, который ему, к сожалению, не удалось завершить.

БИЧ-3

В 1937 г. летал первый в мире самолет с треугольным крылом малого удлинения САМ-9 «Стрела» конструкции А.С. Москалева. В 1937–1938 гг. осуществлял регулярные перевозки грузов на местных авиалиниях первый в мире транспортный самолет – «летающее крыло» ХАИ-3 конструкции А.А. Лазарева. Однако, несмотря на накопленный нашими авиаконструкторами опыт, с началом войны в Советском Союзе все работы по «бесхвосткам» и «летающим крыльям» были практически свернуты.

Успехи советских авиаконструкторов в 20-30-х гг. стали причиной интенсификации работ в области создания «бесхвосток» и «летающих крыльев» в других странах. В Германии А. Липпиш, начав работы над своими первыми самолетами – «бесхвостками» («Дельта I» – 1930 г., DFS 39/«Дельта IYC» – 1936 г., DFS 194/«Дельта VI» – 1938 г.), приступил на фирме «Мессершмитт» к созданию ракетного истребителя – «бесхвостки» Me 183, который поступил на вооружение люфтваффе к концу войны. Помимо Me 163 во время войны им было разработано большое количество проектов бесхвостых самолетов – Li Р.01, Li P.04, Li P.08, Li P.09, Li P.10, Li P.ll, Li P.12, Li P.13, Li P.15, Li P.20, Me 265, Me 329 и Me 334. Во время войны проекты «бесхвосток» разрабатывались на многих ведущих авиастроительных фирмах Германии – «Арадо» (Ar I, Ar Е.581,4), «Блом и Фосс» (Bv Р.208, Bv Р.210, Bv Р.212, Bv P.215), БМВ (Strahlbomber I), «Хейнкель» (He P.1079B/I, He P. 1080) и др.

Такие же активные работы велись в Германии и по «летающим крыльям» – братья Р. и В. Хортены (Н V– 1937 г., Н VII – 1942 г., Н IX – 1944 г. и др. проекты), «Арадо» (Ar Е.555), БМВ (Strahlbomber II), «Фокке-Вульф» (Fw 1000-1000-1000-Bomber Projekt), «Гота» (Go Р.60), «Хейнкель» (Не Р.1078, Не P.1079B/II), «Юнкере» (Ju EF 130).

В США над созданием «летающих крыльев» работала фирма «Нортроп» – N-1M (1939), N-9M (1941), ХВ-35 (1946), YB-49 (1947).

В Японии к концу войны был испытан опытный образец и велись работы по подготовке серийного производства ракетного истребителя «Мицубиси» J8M1 (лицензионный вариант немецкого истребителя Me 163В).

Поделитесь на страничке

Следующая глава >

info.wikireading.ru