Самолет крылья: Мультфильм Супер Крылья: Джетт и его друзья 4 сезон 19 серия

Крылья самолетов будущего? Их сделают другими

• Пол Маркс
• BBC Future

12 февраля 2016

Автор фото, Flexsys

Вместо нынешних шумных закрылков самолеты следующего поколения, возможно, будут снабжены крыльями с тихими адаптивными подвижными элементами, выяснил обозреватель BBC Future.

Сто с лишним лет назад братья Уилбур и Орвилл Райт подняли в небо конструкцию, ставшую не просто первым управляемым летательным аппаратом тяжелее воздуха, но и первым самолетом, в котором была реализована концепция перекашивания крыла.

Летчик в полете при помощи проволочных тросов изменял форму деревянной конструкции крыла, обтянутой материей, за счет чего обеспечивалась управляемость самолетом.

Но вскоре после этого другие пионеры авиации, в том числе известный американский авиаконструктор Гленн Кертис, предпочли другой путь.

Они стали использовать отклоняющиеся панели крыла в качестве элеронов (подвижных плоскостей на задней кромке крыла, помогающих самолету разворачиваться) — отчасти в попытке избежать проблем с братьями Райт, к тому времени запатентовавшими свое решение. Но также и потому, что постоянное отклонение деревянной рамы крыла в конечном счете могло привести к ее поломке.

С тех пор отклоняемые поверхности крыла используются по всему миру — этот принцип реализован в конструкции рулей направления и высоты, закрылков, элеронов и интерцепторов.

Отклоняемые поверхности изменяют профиль крыла или хвостового оперения, заставляя самолет двигаться в заданном пилотом направлении.

Автор фото, Boeing

Подпись к фото,

Оснастив крыло самолета Boeing 777X складными секциями, производитель рассчитывает добиться существенной экономии топлива

Но вскоре на смену многолетней конструкторской традиции может прийти новая концепция — специалисты в Европе и США исследуют возможность применения современных прочных, эластичных материалов и сервомоторов для создания меняющего профиль крыла по мотивам идеи Уилбура и Орвилла.

Актуальность исследований вызвана ужесточением требований к топливной эффективности самолетов перед лицом глобального потепления.

Авиастроители изыскивают возможности создания более экологически чистых летательных аппаратов с целью сократить объемы выбрасываемых в атмосферу парниковых газов.

Ожидается, что за счет применения крыльев изменяемого в полете профиля самолеты будут потреблять меньше горючего, говорит Пит-Кристоф Велкен, инженер-прочнист, работающий в бременском подразделении авиастроительной корпорации Airbus.

Кроме того, отмечает он, если удастся реализовать сопряжение нескольких органов управления разных типов — например, закрылков и элеронов — в единую конструкцию, уменьшится и вес самих самолетов.

Однако прежде чем крыло изменяемого профиля начнут применять на топливоэффективных самолетах будущего, регулярным гостем аэропортов по всему миру станет Boeing 777X.

У этого авиалайнера, который должен поступить в эксплуатацию в 2020 г., крыло будет изменять форму не в полете, а на земле.

Boeing 777X планируют оснастить крылом со складными внешними секциями, каждая длиной 3,5 м, поднимающимися вертикально для парковки и во время руления и раскладывающимися горизонтально непосредственно перед взлетом.

Автор фото, Getty

Подпись к фото,

Выпущенные закрылки изменяют профиль крыла. Их недостатками являются увеличение лобового сопротивления, приводящее к повышенному расходу топлива, и высокий уровень шума

Boeing 777X будет напоминать палубные истребители, крыло которых складывается после посадки, чтобы разместить как можно больше самолетов в подпалубных ангарах авианосца. Однако данная технология ранее не применялась в гражданской авиации.

Идея Boeing заключается в том, чтобы оснастить двухдвигательный авиалайнер крылом сверхбольшого размаха (71,8 м).

Компьютерные симуляции показывают, что такое крыло обеспечит воздушному судну очень низкий расход топлива в крейсерском режиме полета.

А при складывании внешних секций крыла на земле его размах будет составлять всего 64,8 м, то есть будет равным размаху крыла нынешней версии Boeing 777.

Так что новый самолет безо всяких проблем впишется в нынешнюю ширину аэропортовых взлетных полос и рулежных дорожек.

Впрочем, оснащение крыла складными секциями представляет определенные технические трудности — необходимо обеспечить их надежную фиксацию в раскрытом положении в течение всего полета. Ведь если одна из двух секций не встала на замки, или ее заело в сложенном состоянии, это приведет к опасной потере аэродинамической устойчивости самолета.

Автор фото, Getty

Подпись к фото,

Крылья многих палубных самолетов складываются для экономии места на авианосце

До начала эксплуатации 777X остается четыре года, и на текущем этапе Boeing не слишком словоохотлив относительно того, каким образом его конструкторы собираются добиться надежности работы крыла.

Однако представители компании рассказали известному американскому авиационному изданию Aviation Week о том, что соответствующие испытания уже проводятся — включая ресурсные испытания, призванные показать, насколько эффективно система фиксации замыкания складных секций будет функционировать в условиях ожидаемого износа, вызванного эксплуатационными нагрузками.

Кроме того, композитное крыло со складными секциями должно будет выдерживать такие же предельные нагрузки, как и крылья гражданских самолетов традиционной конструкции.

Впрочем, после того как прочностные испытания другой модели производителя, Boeing 787, продемонстрировали способность его композитного крыла в течение 20 секунд, не ломаясь, находиться в таком изогнутом положении, что его оконцовка поднимается выше верхушки вертикального стабилизатора, компания уверена в том, что сможет обеспечить необходимую прочность конструкции крыла 777X.

Адаптивный профиль

А в 2025-2030 гг. авиаконструкторы, возможно, внедрят и более масштабный принцип изменения профиля крыла.

Как гласит история, Уилбур Райт как-то вертел в руках картонную коробку из-под велосипедных камер в магазинчике, которым заправлял вместе с братом, и обратил внимание на то, что сгибание стенок коробки приводит к изменению их поверхности подобно изменению профиля голубиного крыла в полете.

Братья Райт реализовали этот принцип сначала в планере, собранном ими в 1902 г., а затем, годом позже, и в конструкции знаменитого моторного Flyer.

При помощи проволок-тросов они изменяли форму «коробки» крыла биплана, управляя его полетом в трех измерениях.

В наши же дни подобный принцип изменения профиля крыла исследуется в рамках двух проектов.

В ЕС недавно завершилась 4-летняя программа Smart Intelligent Aircraft Structures (Saristu), работы по которой возглавляла штаб-квартира Airbus во французской Тулузе.

Автор фото, Boeing Getty Images

Подпись к фото,

Авиастроительные компании отходят от традиционного представления о внешнем виде самолетов; на рисунке — концепция летательного аппарата схемы «смешанное крыло», разрабатывавшейся корпорацией Boeing

А в США авиастроительная компания Flexsys, расположенная в г. Энн-Арбор, штат Мичиган, участвует в более масштабном проекте совместно с НАСА и Исследовательской лабораторией ВВС США.

В программе Saristu стоимостью 51 млн евро, работу по которой координировал Велкен, был задействован ряд авиакосмических предприятий по всей Европе. В августе 2015 г. завершился первый этап продувок модели в аэродинамической трубе.

По словам Велкена, одна из основных задач программы — попытаться найти решение насущной проблемы авиастроения.

Сейчас самолеты конструируются таким образом, что их наибольшая топливная эффективность достигается при полете на больших высотах. Но с ростом интенсивности воздушного движения диспетчерам зачастую приходится отказывать экипажам в занятии наиболее удобных эшелонов.

Если инженерам удастся разработать управляющие поверхности, изменяющие кривизну профиля крыла в зависимости от режима полета, аэродинамика самолета изменится, что увеличит его топливную эффективность практически во всем диапазоне высот.

«Это заветная мечта авиаконструкторов», — говорит Велкен.

Чтобы добиться необходимого эффекта, потребуется создать целый набор адаптивных элементов механизации крыла, включая переднюю и заднюю кромки, а также, возможно, внешние секции изменяемого профиля.

В рамках программы Saristu инженеры рассмотрели все эти варианты, а также проработали возможные методы обеспечения устойчивости конструкции крыла к попаданиям молний и защиты его от обледенения.

Однако главным объектом европейского и американского исследований были закрылки — удлиненные панели на задней кромке крыла, отклоняющиеся вниз для увеличения подъемной силы на низких скоростях при взлете и посадке.

«Закрылки традиционной формы громоздки, шумны и неспособны адаптироваться к постоянным незначительным изменениям в атмосферных и высотных условиях при перелетах на большую дальность», — отмечает Род Хилл, один из директоров проекта Flexsys.

«В результате увеличивается лобовое сопротивление, возрастает расход топлива, и самолет менее эффективно выдерживает оптимальный режим при изменении профиля полета».

Крыло изменяемой формы

По словам Велкена, чрезвычайно важно, чтобы испытания крыла изменяемой формы проводились на полномасштабных моделях.

Аэродинамические характеристики подобной конструкции, а также воздействующие на нее силы трения настолько сильно меняются при масштабировании, что тесты на уменьшенной модели не дадут те же результаты, что продувки макета в натуральную величину.

Именно поэтому команда Saristu разработала закрылок изменяемого профиля для гипотетического авиалайнера вместимостью 90 пассажиров — причем адаптивной у него является лишь задняя кромка шириной в 50 см.

Секцию закрылка длиной 4,9 м подвергли серии продувок в аэродинамической трубе московского Центрального аэрогидродинамического института (ЦАГИ).

Профиль адаптивной задней кромки изменялся в зависимости от условий «полета» благодаря десяти электрическим приводам.

Результаты продувок оказались на удивление обнадеживающими: по словам Велкена, самолет, снабженный подобными закрылками, будет расходовать на 6,5% меньше топлива на рейсах стандартной протяженности по сравнению с современными воздушными судами.

А использование передних кромок и оконцовок крыла, изменяющих профиль в полете, сулит еще большую топливную эффективность.

Автор фото, Getty

Подпись к фото,

Конструкторский гений братьев Райт снова востребован

У новой технологии имеются и другие потенциальные преимущества. Если вам когда-либо доводилось слышать заходящий на посадку самолет, завывающий подобно расстроенному музыкальному инструменту, знайте: этот звук издают вибрирующие выпущенные закрылки.

Основной плюс комбинированных адаптивных элементов механизации заключается в том, что покрывающий их прочный, эластичный полимер будет закрывать и щели между отклоняемыми поверхностями и основной конструкцией крыла.

Но найти материал для обшивки крыла, способной сохранять эластичность во всем диапазоне эксплуатационных температур — непростая задача.

«На крейсерском участке полета температура за бортом составляет -55°C, но на перроне, скажем, в аэропорту Абу-Даби она может достигать +80°C», — говорит Велкен.

«Поэтому нам было очень важно подобрать правильный материал. Мы остановились на модифицированном варианте силиконового эластомера, изначально разработанного для космической отрасли».

Участники американского проекта Flexsys также признают особую важность правильного выбора материала для внешнего покрытия крыла изменяемого профиля.

«Наш материал, отвечающий требованиям авиакосмических стандартов, может создавать свыше 4,9 метрической тонны подъемной силы и при этом сохранять гибкость», — говорит Хилл.

«Он способен выдерживать диапазон температур от -54°C до +82°C, а также воздействие агрессивных химических сред; испытания подтвердили, что срок его службы в пять раз дольше, чем у материалов, используемых в конструкции нынешних коммерческих самолетов».

Автоматизация управления механизацией крыла изменяемого профиля не должна представлять большой проблемы.

Самолеты Boeing 787 и Airbus A350, снабженные электронно-дистанционными системами управления, уже сейчас автоматически изменяют аэродинамический профиль крыла за счет постоянных коррекций изменений органов управления в ходе полета.

«Закрылки и интерцепторы движутся без вмешательства экипажа, автоматически оптимизируя расход топлива», — говорит пилот Ричард де Креспни (написавший книгу «Рейс QF32» о том, как экипаж, возглавляемый им, успешно посадил лайнер Airbus A380 австралийской авиакомпании Qantas после того, как в результате взрыва одного из двигателей оказались перебиты 600 проводов дистанционного управления).

«Я вижу огромный потенциал в использовании крыльев изменяемой формы, — говорит Де Креспни. — Широкофюзеляжные авиалайнеры следующего поколения, которые поступят в эксплуатацию к 2050 г., должны быть примерно на 12,5% более топливоэффективными, чем самые экономичные самолеты сегодняшнего дня».

Европейское агентство воздушного транспорта EASA уже запросило у Велкена и его коллег детальный анализ возможных отказов разрабатываемых ими элементов крыла изменяемой формы и связанных с этим опасностей.

Если управление адаптивными элементами будет утрачено на одном полукрыле, изменение профиля другого полукрыла приведет к асимметричной подъемной тяге.

«Это может привести к особенно серьезным проблемам в случае отказа одного из двигателей. Мы должны добиться того, чтобы оба полукрыла работали синхронно», — говорит Велкен.

Хилл видит символизм в том, что идеи братьев Райт спустя столько лет снова становятся популярными.

«Открытие ими принципа изменения поверхности крыла опередило свое время. Их работа по изучению свойств конструкций из дерева и ткани помогло нам в развитии методов эффективного использования естественной гибкости современных материалов».

То, что изобретения двух велосипедных механиков из Дейтона, штат Огайо, по-прежнему вдохновляют авиаконструкторов 100 с лишним лет спустя после первого полета, является свидетельством их гения.

И если самолетам с крыльями изменяемого профиля действительно суждено увидеть небо, это станет еще одним вкладом братьев Райт в развитие авиации.

Музей авиации «Крылья Победы»

Музей «Крылья Победы» – новый выставочный центр в составе Музейного комплекса УГМК. Экспозиция посвящена развитию советской авиации в годы Великой Отечественной войны и поделена на два яруса. На верхнем ярусе размещаются истребители и штурмовики, которые образуют целостную художественную композицию, состоящую из трех уровней:

• Дальний уровень — покадрово смоделированная последовательность взлета и выхода на вираж. Самолеты подобраны так, чтобы они образовывали градиент развития конструкции планера: от британского моноплана Avro 504 начала XX века к советскому ракетолету БИ-1.
• Средний уровень – «пары воздушного боя». Для размещения самолета в каждой из пар была заложена гипотеза — ситуация, которая могла произойти в ходе боевых действий. Например, воздушная баталия между советским штурмовиком Ил-2 и немецким истребителем Focke-Wulf Fw 190.
• На «земле» расположены самолеты хорошей сохранности и комплектности, благодаря которым посетитель может воочию оценить сложность и красоту настоящих механизмов и технических решений.

Cреди представленных в экспозиции Музея «Крылья Победы» самолетов выделяется американский истребитель Bell P-39 Aircobra. За весь период Великой Отечественной войны в СССР было поставлено более 4500 этих машин. Экземпляр представленный в Музее внешне является точной копией боевой машины, на которой воевал Григорий Андреевич Речкалов. Внешний вид самолета восстановлен по архивным фотографиям легендарного летчика-аса.
Композиция большого экспозиционного зала первого яруса образована наиболее крупными самолетами — бомбардировщиками A-20 Boston и B-25 Mitchell, транспортным Douglas DC-3A, летающей лодки PBY-5A Catalina, дополняется подвешенным макетом По-2 в роли ночного бомбардировщика и менее массивными экспонатами: советскими бензозаправщиками Б3-35С и Б3-39, аэростартером АС-1, автомобилем связи Dodge WC-21, зенитными орудиями.

В различных зонах основного зала размещены стилизованные в русле остальных экспозиционных решений тентованные участки, в которых будет раскрыта тема аэродромного обслуживания и предполетной подготовки.

На открытой выставочной площадке перед зданием Музея находятся два уникальных экспоната – это советские бомбардировщики АНТ-40 и Пе-2ФТ. Они являлись основным оружием военно-воздушных сил РККА в годы Великой Отечественной войны. 
Перед Музеем «Крылья Победы» расположены памятники двум выдающимся советским пилотам-истребителям, дважды Героям Советского Союза – Михаилу Петровичу Одинцову и Григорию Андреевичу Речкалову.

Почему летает самолет или зачем нужны крылья

 

С древних времен, наблюдая за полетом птиц, человек сам хотел научиться летать. Желание летать подобно птице нашло отражение в древних мифах и легендах. Одной из таких легенд является легенда об Икаре, который сделал крылья, чтобы взлететь высоко в небо, ближе к лучезарному солнцу. И хотя полет Икара закончился трагически, птицы прекрасно летают, несмотря на то, что они существенно тяжелее воздуха. Через три тысячи лет после возникновения этой легенды, в самом начале ХХ века, был осуществлен первый в истории полет человека на самолете. Этот полет длился всего 59 секунд, а пролетел самолет всего 260 метром. Так сбылась давняя мечта человека о полете. Современные самолеты летают гораздо дальше и дольше. Давайте попробуем разобраться, почему летает самолет, обладающий огромной массой, почему он при этом может летать быстрее, выше и дальше любой птицы, почему планер без мотора может долгое время парить в воздухе.

Несмотря на то, что во время полета, в отличие от птиц, крылья у самолета жестко закреплены на корпусе, самолет летает именно благодаря им, а также двигателям, которые создают силу тяги и разгоняют самолет до необходимой скорости. Сечение крыла самолета очень похоже на сечение крыла птицы. И это не случайно, так как, конструируя самолет, люди, в первую очередь, ориентировались на полет птиц. Во время полета на крыло самолета действуют четыре силы: сила тяги, создаваемая двигателями, сила тяжести, направленная к Земле, сила лобового сопротивления воздуха, препятствующая движению самолета, и, наконец, подъемная сила, которая и обеспечивает набор высоты. Соотношение этих сил и определяет способность самолета летать. При полете с постоянной скоростью сумма этих сил должна быть равна 0: сила тяги компенсирует силу лобового сопротивления, а подъемная сила – силу тяжести. Это важно знать всем, кто увлекается авиамоделированием, чтобы изготовить надежную летающую модель самолета.

Очень важным параметром является угол атаки – угол между хордой крыла (линией, соединяющей переднюю и заднюю кромки крыла) и направлением воздушного потока, обтекающего крыло. Чем меньше угол атаки, тем меньше сила лобового сопротивления, но вместе с тем меньше и подъемная сила, обеспечивающая взлет и устойчивый полет. Поэтому увеличение угла атаки обеспечивает достаточную для взлета и полета подъемную силу. Из-за несимметричности формы крыла воздух над крылом движется быстрее, чем под ним и, согласно уравнению Бернулли, давление воздуха под крылом больше, чем над ним. Однако возникающая при этом подъемная сила недостаточна для взлета, а основной эффект достигается за счет уплотнения воздуха под крылом набегающим потоком, что существенным образом зависит от угла атаки крыла самолета. Меняя угол атаки, можно управлять полетом самолета, эту функцию выполняют закрылки – отклоняемые поверхности, симметрично расположенные на задней кромке крыла. Они используются для улучшения несущей способности крыла во время взлёта, набора высоты, снижения и посадки, а также при полёте на малых скоростях.

Великий русский механик, создатель науки аэродинамики Николай Егорович Жуковский, всесторонне исследовав динамику полета птиц, открыл закон, определяющий подъемную силу крыла. Эта сила определяется разностью давлений над крылом и под ним и рассчитывается по следующей формуле:

где  ‑ плотность воздуха,  ‑ скорость набегающего воздушного потока,  ‑ площадь крыльев самолета,  ‑ скорость циркуляции воздуха возле крыла. Зависимость подъемной силы от угла атаки можно получить, используя закон сохранения импульса:

Похожую формулу для расчета подъемной силы первого в истории человечества самолета использовали братья Райт:

где  ‑ коэффициент Смитона, полученный еще в XVIII веке. Эта формула получается из предыдущей при угле атаки, равном 45⁰. Используя эту формулу, можно рассчитать минимальную скорость самолета, необходимую для его взлета:

где  ‑ ускорение свободного падения, m – масса самолета.

Давайте рассчитаем скорость взлета самолета Boing 747-300. Его масса примерно 3 10⁵ кг, а площадь крыла 511 м². Учитывая, что плотность воздуха 1,2 кг/м³, получим значение скорости примерно 70 м/с или около 250 км/ч. Именно с такой скоростью взлетают современные пассажирские самолеты.

По предложенному методу мы предлагаем вам рассчитать скорость, которую должна иметь модель самолета массой 5 кг и площадью крыла 0,04 м², чтобы взлететь.

Автор: Матвеев К.В., методист ГМЦ ДО г. Москвы

Национальный авиационный журнал «Крылья Родины»

Читайте в журнале «Крылья Родины» № 5-6 за 2021год

Владимир Путин участникам Съезда машиностроителей России: «Государство будет и впредь всемерно поддерживать новые, востребованные проекты машиностроительных компаний и предприятий»

1 июня 2021 г. в Крокус Конгресс Холле состоялся очередной отчётно-выборный Съезд Союза машиностроителей России. На съезде были подведены итоги работы за 5 лет, а также обозначены основные задачи организации на ближайший период. Делегаты съезда проголосовали за переизбрание Сергея Чемезова на пост главы СоюзМаш. Его первым заместителем был переизбран Владимир Гутенёв.

Интервью генерального директора АО «международный аэропорт «Внуково» Д.П.Сапрыкина

Накануне исполняющегося в этом году 80-летия аэропорта Внуково генеральный директор Дмитрий Петрович Сапрыкин рассказал «КР» о том, как функционирует аэровокзальный комплекс, как он справляется с проблемами и какие строит планы на будущее. В частности, затрагиваются проблемы, связанные влиянием пандемии коронавируса и стратегия развития маршрутной сети с учётом нынешней сложной эпидемиологической обстановки.

Поздравления руководству и коллективу аэропорта Внуково с 80-летием со дня основания аэропорта:

Поздравление от министра транспорта Российской Федерации В. Г.Савельева

Поздравление от мэра Москвы С.С.Собянина

Поздравление от руководителя Федерального агентства воздушного транспорта А.В.Нерадько

Поздравление от начальника Внуковской таможни А.П.Герасимова

Поздравление от генерального директора ФГУП «Госкорпорация по ОрВД» И.Н.Моисеенко

Поздравление от ректора Московского Государственного Технического Университета Гражданской Авиации Б.П.Елисеева

Внуково: Соединяя континенты

В 2021 году старейшему авиапредприятию московского авиационного узла Международному аэропорту Внуково исполнилось 80 лет. Аэропорт сыграл огромную роль в развитии воздушных сообщений в стране и достиг высокого международного статуса как один из крупнейших и наиболее продвинутых аэропортов Европы и мира.

Серей Погребнов

МАКС – это не только демонстрация достижений, но и взгляд в будущее

Период проведения авиасалона МАКС-2021 будет характеризоваться высокой интенсивностью воздушного движения в Московской воздушной зоне. Это потребует от филиала «МЦ АУВД» ФГУП «Госкорпорация по ОрВД» принятия дополнительных мер по эффективному использованию воздушного пространства и обеспечению безопасности полётов.

Superjet 100 – десять лет в эксплуатации

Десять лет тому назад началась эксплуатация российского регионального авиалайнера Superjet 100. Программа Superjet 100 развивается активно и динамично, роль самолёта во внутренних авиаперевозках растёт. Продолжается работа по созданию новой версии самолёта – SSJ-NEW.

Альви Шахгириев

Аэропорт Грозный – воздушные ворота Чеченской Республики

В настоящее время Международный аэропорт Грозный (Северный) является одним из наиболее динамично развивающихся авиапредприятий России и представляет собой значимое звено в развитии экономики Чеченской Республики в целом. Аэропорт стремительно развивается. Увеличивается пассажиропоток, растёт качество обслуживания пассажирских перевозок.

А.Н.Филиппов, М.В.Екимов, ПАМарунков, Н.К.Горелиц, Ю.С.Попов

Участие в проекте МС-21 – создание стенда «Электронная птица»

(К 75-летию Государственного научного центра РФ ФГУП «ГосНИИАС»)

В 2010 году ГосНИИАС приступил к работам по созданию интеграционного стенда бортового оборудования самолёта МС-21 «Электронная птица». В статье обрисованы принципы построения этого стенда, характер решаемых им задач и способы их решения.

Перспективные проекты российского двигателестроения – год 2021-й

Одной из наиболее ярких премьер авиасалона МАКС-2021 обещает стать демонстрация Объединённой двигателестроительной корпорацией Госкорпорации Ростех натурного образца газогенератора двигателя ПД-8, создаваемого для применения на новой версии авиалайнера Superjet 100.

Сергей Артемьев

АО «Аэроприбор-Восход»: точность как профессия

АО «Аэроприбор-Восход» (входит в состав КРЭТ Госкорпорации «Ростех») является безусловным лидером в России и СНГ в сфере разработки и производства высокоточной аэрометрической аппаратуры и высокоточной спутниковой навигации для авиационной техники, а также для космических программ. Статья содержит обзор новейших разработок этого предприятия.

Берг А.Г., Сазонова Т.В., Субботин В.Ю.. Шелагурова М.С.

Инновационные разработки бортовых геоинформационных систем в АО «РПКБ»

АО «РПКБ» является одним из первых отечественных предприятий, внедривших использование геоинформации в бортовых комплексах самолётов, вертолётов, беспилотников, объектов космического назначения, морских и наземных транспортных средств. В последнее время АО «РПКБ» сделало существенный рывок в развитии и бортовых геоинформационных систем (БГИС), предложив инновации, ведущие к расширению возможностей этих технических средств.

«Байкал» — будущее малой авиации России

Одной из премьер авиасалона МАКС-2021 обещает стать первый планер нового лёгкого многоцелевого самолёта ЛМС-901 «Байкал», призванного заменить на местных линиях легендарный Ан-2. Программа создания этого самолёта реализуется компанией «Байкал Инжиниринг» в сотрудничестве с Конструкторским бюро ОСКБЭС МАИ. Первый полёт «Байкала» намечен уже на 2021 год.

Александр Пухов

Аэронавигационное обеспечение полётов военно-транспортной авиации – от бумажных носителей к «цифре»

Военно-транспортная авиация уже более 15 лет широко использует в аэронавигационном обеспечении современные цифровые технологии и технологии, основанные на элементах искусственного интеллекта. Создание приборов и устройств, отражающих эти тенденции, входит в сферу деятельности предприятия ООО «Геонавигатор». Статья содержит описание ряда разработок этого предприятия.

Международная конференция ICAM стала масштабным событием в авиадвигателестроении

Это мероприятие, проведённое в Москве в мае с.г. и приуроченное к 90-летию ЦИАМ, объединило представителей науки, производства, университетов и бизнеса из России, Бразилии, Великобритании, Германии, Китая, США, Франции, Швеции, стран Ближнего Зарубежья и др. В рамках тематических секций и круглых столов было зачитано 350 докладов по разнообразной тематике авиадвигателестроения.

Е.Ю.Марчуков: «Нет «ваших» и «наших» — одно дело делаем»

Е.Ю.Марчуков, руководитель ОКБ имени А.Люльки – филиала ПАО «ОДК-УМПО» (входит в ОДК Ростеха) отмечает 65-летний юбилей. Посвятив жизнь работе на одном предприятии, он стал преемником прославленного создателя реактивных двигателей академика Архипа Люльки. Работа Е.А.Марчуков на этом поприще отмечена многочисленными достижениями, о которых и рассказывается в данной статье.

30 лет — ВМЕСТЕ

Прошлое, настоящее и будущее Ассоциации «Союз авиационного двигателестроения»

30 лет тому назад была учреждена Ассоциация «Союз авиационного двигателестроения» (АССАД), которая на протяжении этих десятилетий прилагала и прилагает все усилия к развитию двигателестроения России. Сегодня АССАД тесно взаимодействует с Объединённой двигателестроительной корпорацией, с которой реализуется целый ряд проектов, призванных сыграть во многом определяющую роль для будущего авиации России.

Сергей Сухоросов

Аэросила: опережая время

Одной из последних разработок АО НПП «Аэросила» является энергоузел ТА18-200Э для «Полностью электрического самолёта» (ПЭС). Статья рассказывает об этом перспективном направлении работы предприятия.

Владимир Архипов

Акционерное общество Энгельсское опытно-конструкторское бюро «Сигнал» им. А.И.Глухарёва

Статья рассказывает о достижениях АО «Сигнал» им. А.И.Глухарёва в разработке и производстве датчиковой аппаратуры. Как на сегодняшний момент, так и в среднесрочной перспективе предприятие может полностью обеспечить потребности авиационной и ракетно-космической промышленности и исключить зависимость авиационной отрасли РФ от поставок импортной датчиковой аппаратуры.

Любовь Аниховская

НПФ «Техполиком» — 30 лет в интересах авиационно-космической отрасли страны

ООО НПФ «Техполиком» обеспечивает практически все заводы авиакосмической и оборонной отраслей промышленности клеящими материалами, в том числе плёночными клеями и клеевыми препрегами (КМК) конструкционного назначения. Продукция предприятия детально представлена в статье.

СПб ОАО «Красный Октябрь»

Завод «Красный Октябрь» в Санкт-Петербурге представляет свои изделия – автоматы перекоса, главные редукторы и трансмиссии для вертолётов классической схемы (Ми-8 и др.), редукторы для вертолётов сосной схемы (Ка-27/32 и др.), коробки самолётных агрегатов и ВСУ для самолётов МиГ-29, Су-27/35, су-57 и др.

Термобарокамеры Компании «НПФ Технология»

Компания выпускает термобарокамеры с рабочим объёмом в диапазоне от 125 до 2000 литров с возможностью дальнейшего увеличения объёма.

АО «НПЦ Спецнефтьпродукт»: новейшие авиационные смазочные материалы

АО «НПЦ Спецнефтьпродукт» с 2000 года специализируется на производстве уникальных масел и гидравлических жидкостей, используемых в военной и гражданской авиации, космической технике, объектах ВМФ и газоперекачивающих агрегатах.

Владимир Сорокин

Акционерное общество «Машиностроительное конструкторское бюро «Искра» имени Ивана Ивановича Картукова.

Надёжность и безопасность в небе, в воде, на земле с 1946 года

Предмет статьи – сотрудничество между АО МКБ «Искра» им. И.И.Картукова и ГкНИПАС (научно испытательный полигон авиационных систем) в деле создания и испытания твердотопливных двигателей для изделий авиационно-космического и морского базирования.

Лариса Аверьянова

Многопрофильный многофункциональный образовательный проект по подготовке кадров для беспилотной авиации

Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение «Московский колледж бизнес-технологий» (ГБПОУ КБТ) реализует проект по формированию кадров для беспилотной авиации. Накопленный опыт позволил колледжу с 2019 года успешно стать оператором Всероссийского конкурса «Кадры для цифровой промышленности».

123 авиационный ремонтный завод (АО «123 АРЗ»)

123 АРЗ стал в апреле 20218 г. первой российской компанией в авиационной отрасли, добившейся признания на международном уровне по критериям Модели Совершенства Европейского Фонда Менеджмента Качества (EFOM) для уровня «Признанное совершенство» (сертификат 5 звёзд).

Авиация будущего: какие новинки представит МАИ на МАКС-2021

МАИ примет широкое участив в работе авиасалона МАКС-2021. На салоне будет представлен макет лёгкого многоцелевого самолёта ЛМС-901, в создании которого МАИ принимает активное участие. МАИ также представит одну из своих разработок в области беспилотных летательных аппаратов – БПЛА вертикального взлёта по схеме «Утка». В экспозиции МАИ будут также разработки в области композиционных материалов, авиационные двигатели и энергетические установки, малые космические аппараты и др.

Цель жизни – спасение!

(К 95-летию Гая Ильича Северина)

24 июля 29 г. исполняется 95 лет со дня рождении Генерального конструктора, академика РАН, Героя социалистического труда Гая Ильича Северина – выдающегося учёного и конструктора в области авиации и космонавтики. Предприятие «Звезда», которое долгие годы возглавлял Г.И.Северин, стало головным предприятием СССР и России в области разработки и производства индивидуальных систем жизнеобеспечения лётчиков и космонавтов, средств спасения лётчиков военных самолётов, систем дозапрвки самолётов топливом в полёте, скафандров для работы космонавтов открытом космосе.

Алексей Лаукарт

15 лет компании Родер – новая высота

В марте этого года отметило 15 лет своей деятельности на территории России отделение германской группы компаний Roder Group. Компания «Родер» занимается производством каркасно-тентовых конструкций, блок-модульных зданий и работами по оперативному развёртыванию комплексной временной инфраструктуры. Она участвует в техническом оснащении авиасалонов МАКС и ряда российских аэропортов.

Сергей Савостин

Высокое небо и высокие технологии

Авиакомпания Smartavia (прежнее название – «Нордавиа») сделала ставку на высокотехнологическое развитие и использование цифровых технологий. Она стала одной из первых авиакомпаний в России, решившей проблему сокращения времени на заправку воздушных судов. Теперь она работает как первый в России smart-лоукостер. Для пассажиров компания внедряет множество услуг на базе IT-технологий, главная из – которых новая бортовая система сервиса и развлечений.

Дмитрий Морозов

25 лет – полёт нормальный! Теннисному клубу «Крылья» — 25 лет

25 лет назад группой энтузиастов ВВС России был создан теннисный клуб «Крылья». История клуба предстаёт в этой статье в воспоминаниях и отзывах ветеранов ВВС и других военных ведомств, отдавших дань этому спортивному увлечению.

Во взаимодействии с социальными партнёрами

В марте-апреле состоялись традиционные заседания Координационных советов по взаимодействию первичных организаций Профсоюза трудящихся авиапрома (Профавиа) с интегрированными структурами. Сторону профсоюза, наряду с председателями первичек, представлял председатель Профавиа А.В.Тихомиров. На примере таких заседаний, состоявшихся по линии Профавиа с АО «КРЭТ» и ПАО «ОАК», в статье освещается конкретное содержание дискуссии по социально-экономическим вопросам, затрагивающим интересы как руководства, так и персонала предприятий авимапрома.

Светлой памяти профессора Кожиной Татьяны Дмитриевны посвящается…

14 июня 2021 г. ушла из жизни доктор технических наук, профессор Кожина Т.Д. Будучи проректором Рыбинского государственного авиационного технического университета им. П.А.Соловьёва, она объединяла в своем лице лучшие качества учёного, организатора научной работы, педагога. Научные разработки Кожиной и её учеников неоднократно получали высокую оценку в международном научном сообществе.

МВМС-2021: сила стихий

С 23 по 27 июня в Санкт-Петербурге прошёл юбилейный Х Международный военно-морской салон, на котором серьёзное место занимали не только корабли, но и ракетное вооружение (в том числе авиационное), средства ПВО, двигатели. Демонстрировался, в частности, макет перспективного атомного авианосца «Ламентин». На стенде КТРВ были показаны противокорабельные ракеты воздушного базирования Х-32АД и Х-35УЭ.

Сергей Дроздов

Небесный путь длиною в 90 лет

(История военно-транспортной и транспортной авиации СССР и постсоветских стран)

Во второй части данной статьи автор прослеживает развитие советской ВТА в период 1974-1991 гг., останавливается на истории создания и развития ТА (транспортной авиации), дополняющей ВТА, даёт обзор военно-транспортной мощи СССР и обрисовывает изменение, произошедшие в рассматриваемой сфере в России и других странах на пост-советском пространстве.

Михаил Лысаченко, Валерий Макеев, Р.А.Киреева

Самолёты Петлякова – крылья, ставшие легендой

(К 130-летию со дня рождения Владимира Михайловича Петлякова)

27 июня исполнилось 130 лет со дня рождения выдающегося авиаконструктора В.М.Петлякова, соратника А.Н.Туполева и создателя многих тяжёлых самолётов марки АНТ, включая АНТ-42 (Пе-8). Его имя носили и прославленные пикирующие бомбардировщики Пе-2 и их производные – истребители Пе-3.

Александр Шепелев

Талисман уходит в небо

Тема авиации щедро представлена в нумизматике. Это памятные знаки о перелётах, юбилейные медали КБ и даже медаль лауреата премии имени А.Н.Туполева, вручавшейся Академией Наук СССР за выдающиеся работы в области авиационной науки и техники. В серии «Легендарное оружие нашей Победы» представлены медали с изображение истребителей И-16 и Як-3. штурмовика Ил-2, пикирующего бомбардировщика Пе-2 и дальнего бомбардировщика Ил-4, военно-транспортного Ли-2 и биплана По-2 (У-2).

Достижения российских моделистов в Москве

В мае-июне 2021 года в Москве проходила Выставка-конкурс стендовых моделей и миниатюры «День Победы», посвящённая 80-летию разгрома немецко-фашистских войск под Москвой. В выставке участвовало 200 моделистов в возрасте от 7 до 60 лет из 11 регионов России и даже из Китая. В статье делается обзор представленных работ.

Василий Золотов

Профили. Як-18

Учебно-тренировочный самолёт Як-18 его многочисленными вариантами стал подлинной школьной партой для тысяч советских лётчиков – как строевых пилотов в частях ВВС, так и лётчиков гражданской авиации и авиационных спортсменов ДОСААФ.

Василий Золотов

Профили. Republic P-47 Thunderbolt

P-47 – пожалуй, самый тяжёлый истребитель Второй мировой войны. К концу войны это был самый массовый истребитель США, который был успешен как истребитель сопровождения и как штурмовик. Небольшое количество P-47 поступило в СССР по ленд-лизу.

Сергей Комиссаров

Ан-25 – истребитель дрейфующих аэростатов

Журнал впервые публикует проектное изображение самолёта Ан-25, который разрабатывался в ОКБ О.А.Антонова для борьбы с автоматическими дрейфующими аэростатами, засылавшимися с Запада в воздушное пространство СССР.

Дмитрий Соболев

АНТ-2 – первенец отечественного металлического самолётостроения

В мае 1924 г. впервые поднялся в воздух самолёт АНТ-2 – лёгкий пассажирский самолёт и разведчик, ставший первым цельнометаллическим самолётом советской постройки. Заложенные в нём конструктивно-технологические решения были использованы в последующих типах самолётов, созданных в ОКБ А.Н.Туполева – АНТ-3, АНТ-4, АНТ-6 и многих других.

Фёдор Пущин

Лётчики 28 ИАП 6 НАК ПВО на защите неба столицы

Поисковые отряды из г. Коломна, г. Наро-Фоминск и г. Боровск провели поисковые работы на месте падения самолёта МиГ-3, обнаруженном в 2017 год. По номерам на деталях удалось установить, что пилотом этого истребителя был Григорий Фёдорович Монастырский, и найти в архивах сведения о боевой деятельности его самого и его товарищей.

Александр Заблотский, Роман Ларинцев

«Нашим морем была Ладога…»

Люфтваффе против Ладожской военной флотилии в 1941 году

Боевые действия на Ладоге, через которую пролегла единственная артерия, питавшая осаждённый Ленинград, приобрели стратегическое значение. Основными противниками советских моряков были самолёты Люфтваффе. Авторы прослеживают ход этого противоборства.

Роману Протасевичу подрезали крылья – Коммерсантъ FM – Коммерсантъ

Белорусскому оппозиционеру Роману Протасевичу грозит до 15 лет заключения. Самолет, на котором он летел из Афин в Вильнюс, экстренно сел в Минске. По официальной версии, после сообщения о минировании. Но после того как бомбу не нашли, лайнер продолжил путь без Протасевича на борту. Таким образом, один из главных оппозиционых блогеров, сооснователь Telegram-канала Nexta оказался в руках властей. 26-летнего Протасевича обвиняют в организации массовых беспорядков. Была ли это спланированная операция? И зачем президент Белоруссии Александр Лукашенко поднял в воздух истребитель? Об этом — Иван Корякин.

«Я официально признан террористом. Да, это не шутка»,— такой твит Роман Протасевич написал 19 ноября. Обвиненный по трем уголовным статьям и объявленный в международный розыск журналист на тот момент находился в Польше, куда, как он говорил, бежал от преследования спецслужб. Вместе с коллегой Степаном Путило Протасевич вел Telegram-канал Nexta — главное медиа белорусского протеста.

Ради того, чтобы взять интервью у Протасевича, журналист Юрий Дудь посетил Польшу:

— Это Роман пришел. Роман, привет!

— Привет.

— Роман — главный редактор Nexta, нам здесь проводит экскурсию.

После выхода этого интервью, Протасевич ушел из Telegram-канала Nexta, который власти Белоруссии признали экстремистским, и перебрался в Литву. Журналист возглавил другой оппозиционный проект — «Беларусь головного мозга». О внимании официального Минска он знал, но серьезных угроз своему положению не замечал. Об этом он заявлял в интервью телеканала «Дождь»: «Насколько мне известно, белорусские спецслужбы знают, где я реально нахожусь, но при этом, зачем они запрашивают мою экстрадицию в Польшу, до сих пор непонятно, потому что из Польши я уехал в начале октября 2020 года».

Протасевич также рассказывал, что «занимался уличным протестами» и поддерживал связь со штабом Светланы Тихановской. С лидером оппозиции он и виделся в Греции. Домой он возвращался точно таким же рейсом Афины—Вильнюс компании Ryanair. Перед вылетом журналист сообщил о подозрительном мужчине, который пытался сфотографировать его документы.

Пролетая над белорусской Лидой, Boeing 737 неожиданно повернул и взял курс на Минск. «Один парень начал паниковать, схватился за голову»,— рассказали позже пассажиры. Пилоты не сообщили им, почему поменяли маршрут. Уже после приземления в Минске они увидели пожарные машины на взлетной полосе и кинологов. «Здесь меня ждет смертная казнь»,— сказал Протасевич незадолго до задержания. Причина экстренной посадки — сообщение о минировании. Об этом рассказали представители авиационных властей в Минске: «В багаже могло быть заложено взрывное устройство. В салоне могли быть оставлены вещи из ручной клади, где также могло бы находиться взрывное устройство».

О бомбе на борту доложили президенту Александру Лукашенко. Это он дал команду разворачивать и принимать самолет. По его же приказу для сопровождения Boeing из Барановичей вылетел МиГ-29. Это фактически официальная версия, изложенная Telegram-каналом «Пул Первого», близкого к пресс-службе президента.

Если все действительно было так, то экипажу не оставалось ничего, кроме как посадить самолет на территории Белоруссии, говорит заслуженный пилот России Виктор Саженин: «Если это территория Белоруссии, значит, необходимо выполнять посадку на той территории, над которой ты пролетаешь. Я понимаю, что недалеко осталось лететь. Он обязан был выполнить посадку на ближайшем аэродроме, тем более если его туда заводил самолет-перехватчик».

Хотя никакой бомбы не нашли, Следственный комитет даже возбудил дело о ложном минировании. И сообщили о нем сами белорусские диспетчеры, следует уже из заявлений Ryanair. Это они якобы дали указание сесть в Минске.

Версия авиакомпании уточняет важное: сигнал о минировании поступил с земли, а не наоборот. Более того, она заставляет усомниться в том, что экипаж тут же последовал указанию диспетчеров. Ведь одно дело, когда в кабину передают записку «на борту бомба», но на земле-то откуда могли знать о минировании? Бывший авиадиспетчер Виталий Андреев допускает, что у пилотов могли быть основания отказаться выполнять команду: «Он может и не согласиться, сказав, например, что была официальная проверка. Командиру докладывают: «борт чист, можно вылетать». Он вылетает на основании проверки службы безопасности.

Верховный главнокомандующий Белоруссии принимает решение, поднимать истребитель или не поднимать. Может быть, экипаж отказался выполнять команду, в этом случае и подняли. Мы же не знаем про диалоги».

По официальной версии, истребитель получил задачу «осуществлять контроль и, в случае необходимости, оказать помощь гражданскому судну осуществить безопасную посадку». Насколько правдоподобна такая версия?

Майора ВВС, летчика-инструктора Андрея Красноперова она не устраивает: «Поднимать военный борт, чтобы он указывал, куда сесть и что делать… Boeing же не заходил в военную зону, не нарушал никакие полетные задания, не фотографировал военные объекты, вот в чем суть.

Истребитель — это лишний и личный пафос».

Да и непонятно, как могли помочь осуществить безопасную посадку ракеты класса «воздух-воздух» на подвесах истребителя, кадры публикуют Telegram-каналы. То, что пилоты Ryanair «до последнего тянули к Вильнюсу», утверждает и авиаэксперт Вадим Лукашевич. На своей странице в Facebook он опубликовал данные сервиса Flightradar, из которых следует, что борт шел в сторону Литвы без снижения и сброса скорости.

Возможно, сами пилоты подтвердят или опровергнут это — после семичасовой проверки они вылетели из Минска. В белорусской столице остались Протасевич, его девушка и, по данным оппозиции, четверо неназванных россиян, которые вылетели этим бортом из Афин.

«Ростех» передаст Red Wings 30 невостребованных Superjet 100 :: Бизнес :: РБК

Авиакомпания Red Wings получит 30 невостребованных самолетов Sukhoi Superjet 100 в течение нескольких лет. Речь идет о части партии из 59 лайнеров, от покупки которых отказались иностранные компании

Самолет Sukhoi Superjet 100 (SSJ 100) авиакомпании Red Wings (Фото: Марина Лысцева / ТАСС)

Авиакомпания Red Wings, подконтрольная «Ростеху», получит 30 из 59 самолетов Sukhoi Superjet 100 (SSJ), на которые по разным причинам не нашлось покупателей. Об этом РБК сообщили топ-менеджер одной из авиакомпаний — эксплуатантов SSJ, а также два источника, близких к Объединенной авиастроительной корпорации (ОАК, входит в «Ростех», ее дочернее предприятие «Гражданские самолеты» производит SSJ).

Речь идет о невостребованных лайнерах, среди которых есть как еще не законтрактованные (так называемые белые хвосты), так и недопоставленные SSJ для мексиканской авиакомпании Interjet. Последняя купила только 22 из 30 заказанных бортов. Корпорация рассчитывает и на самолеты на балансе у Interjet, которые эта авиакомпания безрезультатно пытается продать, утверждает источник РБК, близкий к ОАК.

Стоимость одного самолета из тех, которые перейдут Red Wings, по словам собеседника РБК, может составлять до $30 млн, то есть все 30 могут обойтись в $900 млн. В 2018 году средняя каталожная стоимость Superjet 100 составляла около $50,5 млн.

Получатели еще 29 самолетов уже известны: 22 перейдут «Аэрофлоту», остальные — «Азимуту» и «Якутии», следует из заявлений главы Минпромторга Дениса Мантурова и гендиректора «Аэрофлота» Виталия Савельева.

Гендиректор корпорации «Иркут» (в нее входят «Гражданские самолеты») Равиль Хакимов заявлял, что поставки всех 59 лайнеров могут занять два года, до конца 2021-го. Но по данным топ-менеджера одной из авиакомпаний, они могут растянуться на три года: шесть самолетов Red Wings получит в 2020 году, восемь — в 2021-м, остальные — в 2022 году. Глава Red Wings Евгений Ключарев сообщил о получении шести SSJ в 2020 году и ранее, но общий объем поставки не назвал. Между тем у Red Wings есть план до 2024 года получить 60 лайнеров SSJ, а также 16 самолетов МС-21, сообщил вице-премьер Юрий Борисов. Но пока решение принято только насчет 30 самолетов, объяснил источник в ОАК.

Крыло для сверхзвукового самолета – это почти произведение искусства

Одна из вершин отечественного самолетостроения – сверхзвуковой пассажирский самолет Ту-144. Фото NASA

До начала летных испытаний опытного пассажирского сверхзвукового самолета Ту-144 было необходимо утвердиться в правильности некоторых принятых конструкторами решений. (Напомним, первый испытательный полет этого красавца состоялся 31 декабря 1968 года.) Ту-144 имел так называемое «оживальное» крыло – модификация треугольного. Его особенность – передняя кромка с плавно изменяющимся углом стреловидности вдоль размаха.

При малых скоростях полета работала основная треугольная поверхность с закругленными концами. А вот на сверхзвуке становилась эффективной дополнительная передняя часть (наплыв) малого удлинения и значительной стреловидности. И в этом – преимущество оживального крыла. С ним были получены более высокие аэродинамические характеристики, чем с обычным треугольным. Такое крыло обеспечивало на крейсерской скорости характеристики сверхзвуковой, а на взлете – дозвуковой машины.

Но эти теоретические преимущества надо было подтвердить опытным путем. Для этого и построили самолет-аналог Ту-144. Первый экземпляр создали на базе истребителя МиГ-21. От него аналог получил фюзеляж, вертикальное оперение и шасси. Крыло же представляло собой уменьшенное для Ту-144 в плане. Оно позволяло изучать особенности поведения на всех режимах, которые нельзя было выполнить на самом «сто сорок четвертом».

После продувок в аэродинамической трубе выяснилось, что самолет-аналог МиГ-21И по ряду параметров превосходит исходный самолет МиГ-21. Узнав об этом, министр авиационной промышленности Петр Дементьев с присущей ему образностью сказал Микояну: «Артем Иванович! Возьми ножовку и отпили хвостовое оперение на своем МиГе… на фиг!»

Аналог поднялся в небо в 1968-м. Ведущим инженером от Летно-исследовательского института имени М.М. Громова был В. Молочаев, летчиком-испытателем – О. Гудков. Однако в одном из полетов аналог № 1 разбился.

По воспоминаниям очевидца, заслуженного летчика-испытателя А.А. Щербакова, в то время в ЛИИ отрабатывали элементы высшего пилотажа на самолете МиГ-21 для показа на Парижском авиасалоне в аэропорту Бурже. Летчик-испытатель B.C. Константинов в совершенстве отрепетировал на самолете МиГ-21 эффектный номер – выполнение на истребителе «петли» на малой высоте, заканчивающейся «полубочкой» и пролетом над землей на боку. Он многократно выполнял его на самолете МиГ-21 и довел все свои действия до автоматизма.

Получив разрешение на полет на МиГ-21И – аналоге Ту-144 и выполнив полученное задание, Константинов решил повторить свой коронный номер на экспериментальном самолете. Но летчик не учел различий в пилотажных свойствах серийного истребителя и экспериментального самолета. А они были весьма существенны, тем более что на первом самолете МиГ-21И система управления была модифицирована таким образом, что отклонение ручки вперед создавало больший, чем обычно, момент на пикирование.

В результате, сделав «петлю» и «полубочку» и привычно сильно отклонив ручку от себя, чтобы сбалансировать самолет, летчик создал очень большую отрицательную перегрузку, которая травмировала его. Действия летчика стали бессознательными. Аналог свечой взмыл верх и, потеряв скорость, стал плашмя падать вниз. При катапультировании основной парашют раскрыться не успел, и летчик погиб.

Второй экземпляр аналога предназначался именно для аэрофизических исследований крыла типа «бесхвостка». На нем устанавливалась своеобразная «ловушка» для воздушных вихрей. Прежние методы изучения вихревого обтекания не давали полной картины этого явления. С их помощью описывались процессы только на крыле. Необходимо же было видеть натурное пространственное обтекание.

Препарированный МиГ-21И. Фото из архива автора

Как же была устроена «ловушка»? Все крыло аналога обклеивалось специальными ленточками, движение которых в полете фиксировалось кинокамерой. Десятки датчиков, установленных в несущих поверхностях, измеряли давление воздуха над и под ними.

Самолет-аналог Ту-144 № 2 создавался совместными усилиями ЛИИ имени М.М. Громова, ОКБ имени А.Н. Туполева и ОКБ имени А.И. Микояна. Крылья препарировал Воронежский авиазавод.

В ЛИИ и ОКБ имени А.И. Микояна приняли решение провести первый полет аналога в Горьком (ныне Нижний Новгород) на летном поле авиазавода. Туда отправилась бригада техников во главе с инженером И. Жиденко. Ведущим летчиком назначили молодого испытателя Игоря Волка, будущего Героя Советского Союза, летчика-космонавта. Ведущий инженер по испытаниям – В. Старцев.

В конце января 1970-го стояла летная погода. Несмотря на 20-летний стаж работы в ЛИИ, Старцев очень волновался: беспокоила короткая ВПП заводского аэродрома. Волк осторожно вырулил на старт. Его сопровождал на самолете-лидере шеф-пилот Горьковского авиазавода В. Гордиенко. И вот – взлет.

Волк отработал всю программу и попросил: «Разрешите выполнить «бочку»!» Что ж, разрешили. Затем были другие испытательные полеты. Пройдя весь диапазон скоростей и углов атаки, безукоризненно выполнив все режимы полетов, предусмотренные по программе, Игорь Волк довел аналог до сваливания и вошел в штопор. После пяти витков чисто вышел из него и благополучно приземлился.

Испытания показали, что аналог при дозвуковых скоростях обладал хорошими несущими свойствами до очень больших углов атаки, на которых величина подъемной силы остается практически постоянной. Только после этого туполевцы смогли выполнить важнейшую корректировку нагрузок и компоновки крыла Ту-144. 

частей самолета

На этой странице показаны части самолета и их функции. Самолеты — это транспортные средства, которые предназначены для двигаться люди и грузы из одного места в другое. Самолеты бывают во многих разные формы и размеры в зависимости от предназначение самолета. Самолет, показанный на этот слайд представляет собой авиалайнер с турбинным двигателем, который был выбран в качестве представительский самолет.

Чтобы самолет мог летать, нужно поднимать вес. самого самолета, топлива, пассажиров и груза.В крылья создают большую часть подъемной силы держать самолет в воздухе. Для создания подъемной силы самолет должен быть проталкивается по воздуху. Воздух сопротивляется движению в форма аэродинамической тащить. Современные авиалайнеры используют крылышки на концах крыльев для уменьшения лобового сопротивления. Турбинные двигатели, которые расположены под крыльями, обеспечивают тягу преодолеть сопротивление и толкнуть самолет вперед по воздуху. Небольшие, низкоскоростные самолеты используют пропеллеры для силовой установки система вместо турбинных двигателей.

Кому контроль и маневрировать самолетом, меньшие крылья расположены на хвост самолета. Хвост обычно имеет фиксированную горизонтальную часть, называется горизонтальным стабилизатором, а фиксированная вертикальная деталь, называемая вертикальный стабилизатор. Задача стабилизаторов — обеспечить устойчивость для самолета, чтобы он летел прямо. В Вертикальный стабилизатор предотвращает раскачивание носовой части самолета из стороны в сторону, что называется рыскание.Горизонтальный стабилизатор предотвращает движение носа вверх-вниз, которое называется подача. (На первом самолете брата Райта горизонтальный стабилизатор размещался перед крыльями. Такая конфигурация называется утка после французского слова «утка»).

В задней части крыльев и стабилизаторов есть небольшие подвижные секции. которые крепятся к неподвижным секциям на петлях. На рисунке эти движущиеся части окрашены в коричневый цвет.Изменение задняя часть крыла изменит величину силы, которая крыло производит. Способность изменять силы дает нам средство управление и маневрирование самолета. Навесная часть вертикальный стабилизатор называется рулем направления; Это используется для отклонения хвоста влево и вправо, если смотреть со стороны перед фюзеляжем. Откидная часть горизонтального стабилизатора называется лифтом; он используется для отклонения хвост вверх-вниз. Подвесная навесная часть крыла называется элерон; он привык к рулон крылья от бок о бок.Большинство авиалайнеров также можно катать из стороны в сторону. используя спойлеры. Спойлеры небольшие тарелки которые используются для нарушения обтекания крыла и изменения количества силы за счет уменьшения подъемной силы при раскрытии спойлера.

Крылья имеют дополнительные шарнирные задние части у корпуса, которые называются закрылками. Закрылки раскрыты вниз при взлете и приземление для увеличения силы, создаваемой крылом. На на некоторых самолетах передняя часть крыла также будет отклонить. Предкрылки используются при взлете и посадке для производства дополнительных сила. Спойлеры также используются во время приземляться, чтобы замедлить самолет и противодействовать закрылкам, когда самолет находится на земле. В следующий раз, когда ты полетишь на самолете, обратите внимание, как меняется форма крыла во время взлета и посадки.

фюзеляж или корпус самолета, держит все части все вместе. Пилоты сидят в кабине в передней части фюзеляж.Пассажиры и груз перевозятся в задней части фюзеляж. Некоторые самолеты несут топливо в фюзеляже; другие несут топливо в крыльях.

Как уже упоминалось выше, конфигурация самолета на рисунке была выбрана только в качестве примера. Конфигурация отдельного самолета может отличаться от конфигурации этого авиалайнера. Братья Райт Флаер 1903 года имел толкающие винты и лифты в передней части самолета. В самолетах-истребителях реактивные двигатели часто находятся внутри фюзеляжа. вместо стручков висели под крыльями.Многие истребители также объединить горизонтальный стабилизатор и руль высоты в единый поверхность стабилизатора. Возможных конфигураций самолетов много, но любые конфигурация должна предусматривать четыре силы необходимо для полета.

---

Действия:

---

Экскурсии с гидом

• Частей самолета:
• Контрольные панели:

---

Навигация..

Руководство для начинающих Домашняя страница

Динамика полета

Что такое аэронавтика? | Динамика полета | Самолеты | Двигатели | История полета | Что такое UEET?
Словарь | Веселье и игры | Образовательные ссылки | Урок Планы | Индекс сайта | Дом

Динамика полета

Что такое воздух?

Воздуха это физическая субстанция, которая имеет вес.В нем есть молекулы, которые постоянно движутся. Давление воздуха создается движущимися молекулами. Движущийся воздух обладает силой, которая поднимает воздушных змеев и воздушные шары вверх и вниз. Воздух — это смесь разных газов; кислород, углерод диоксид и азот. Все, что летает, нуждается в воздухе. Воздух имеет силу толкать и тянуть птиц, воздушные шары, воздушные змеи и самолеты.

В 1640 году Эвагелиста Торричелли обнаружила в этом воздухе есть масса. При экспериментировании измерив ртуть, он обнаружил, что воздух оказывает давление на ртуть.

Francesco Lana подержанный Это открытие начали планировать для дирижабля в конце 1600-х годов. Он нарисовал дирижабль на бумаге, в котором использовалась идея о весе воздуха. Корабль был полым сфера, из которой будет удален воздух. Как только воздух был удален, сфера имела бы меньший вес и могла бы взлетать в воздух. Каждый из четырех сфер будут прикреплены к конструкции, похожей на лодку, а затем весь машина будет плавать. Фактический дизайн никогда не был опробован.

Горячий воздух расширяется и распространяется и становится легче холодного воздуха. Когда воздушный шар наполнен горячим воздухом, он поднимается вверх, потому что горячий воздух расширяется. внутри воздушного шара. Когда горячий воздух остывает и выходит из воздушного шара, воздушный шар возвращается вниз.

Как крылья поднимают самолет

Крылья самолета имеют такую ​​форму, чтобы воздух двигался быстрее поверх крыла. Когда воздух движется быстрее, давление воздуха уменьшается. Таким образом, давление на верхнюю часть крыла меньше, чем давление на низ крыла.Разница в давлении создает на крыле силу, которая лифты крыло поднялось в воздух.

Вот простой компьютерное моделирование который вы можете использовать, чтобы изучить, как крылья создают подъемную силу.

Законы движения

Сэр Исаак Ньютон предложил три закона движения в 1665 году. Законы движения Помогите объяснить, как летают самолеты.

1.Если объект не движется, он не начнет двигаться сам по себе. Если объект движется, он не остановится или не изменит направление, если что-то не толкнет Это.

2. Объекты будут двигаться дальше и быстрее, если их толкать сильнее.

3. Когда объект толкают в одном направлении, всегда возникает сопротивление. того же размера в обратном направлении.

Силы полета

Управление полетом самолета

Как летает самолет? Представим, что наши руки — это крылья.Если мы поместим одно крыло вниз и одно крыло вверх, мы можем использовать рулон. к изменить направление самолета. Мы помогаем повернуть самолет рысканием в одну сторону. Если мы поднимем нос, как пилот может поднять нос самолета мы поднимаем шаг самолета. Все эти размеры вместе позволяют управлять полетом. самолета. Пилот самолета имеет специальные органы управления, с помощью которых можно летать. самолет.Есть рычаги и кнопки, на которые пилот может нажимать, чтобы изменить рыскание, тангаж и крен самолета.

Кому рулон самолет вправо или влево, элероны подняты на один крыло и опущенное на другом. Крыло с опущенными элеронами поднимается, пока крыло с поднятым элероном опускается.

Подача заставляет самолет снижаться или подниматься. Пилот настраивает лифты на хвосте, чтобы самолет спускался или поднимался.Опускание лифтов вызвал падение носа самолета, в результате чего самолет упал. Повышение лифты заставляют самолет набирать высоту.

Рыскание это поворот самолета. Когда руль повернут в сторону самолет движется влево или вправо. Нос самолета заострен в том же направлении, что и руль направления. Руль направления и элероны используются вместе, чтобы сделать поворот

Как пилот управляет самолетом?

Щелкните значок радара , пеленгатор , значок Указатель высоты и Консоль газа части кабину для более детального обзора.

Для управления самолетом пилот использует несколько инструментов …

Пилот контролирует мощность двигателя используя дроссель. Нажатие на дроссель увеличивает мощность, и ее вытягивание снижает мощность.

элероны поднять и опустить крылья. Пилот контролирует крен самолет, подняв один элерон или другой с помощью штурвала. Превращая колесо управления по часовой стрелке поднимает правый элерон и опускает левый элерон, который катит самолет вправо.

л

Изображение самолета в рулоне

руль работает с контролировать рыскание самолета. Пилот перемещает руль влево и вправо, при этом влево и правые педали. Нажатие правой педали руля направления перемещает руль вправо. Это поворачивает самолет вправо. Используется вместе, руль направления и элероны используются для поворота самолета.

Изображение самолета Yaw

лифты которые на хвостовой части используются для управления шагом самолет.Пилот использует штурвал, чтобы поднять и опустите лифты, перемещая их вперед назад. Опускание лифтов опускает нос самолета и позволяет самолету опуститься. Повышая лифты пилот может поднять самолет.

Изображение плоскости

Пилот самолета нажимает на верхнюю часть педалей руля направления, чтобы задействовать тормоза . Тормоза используются, когда самолет находится на земле, чтобы замедлить самолет и будьте готовы остановить это.Верхняя часть левого руля направления управляет левым тормозом а верхняя часть правой педали управляет правым тормозом.

Если вы посмотрите на эти движения вместе, вы увидите, что каждый тип движения помогает контролировать направление и уровень самолета во время полета.

Звуковой барьер

Звук состоит из движущихся молекул воздуха. Они толкаются и собираются вместе, чтобы сформировать звуковые волны .Звук волны распространяются со скоростью около 750 миль в час на уровне моря. Когда самолет летит в скорость звука воздушные волны собираются вместе и сжимайте воздух перед самолетом, чтобы он не двигался вперед. Этот сжатие вызывает ударная волна формировать перед самолет.

Чтобы лететь быстрее скорости звука, самолет должен иметь возможность пробить ударную волну.Когда самолет движется по волнам, это заставляет звуковые волны распространяться, и это создает громкий шум или звуковых стрела . Звуковой удар вызван внезапным изменением давления воздуха. Когда самолет движется быстрее звука, он движется со сверхзвуковой скоростью. Самолет, летящий со скоростью звука, движется со скоростью Мах 1 или около 760 миль в час. 2 Маха — это в два раза больше скорости звука.

Режимы полета

Иногда называют скоростей полета , каждый режим — это разный уровень скорости полета.

Гидросамолет	Авиация общего назначения (100–350 Миль в час). Большинство ранних самолетов могли летать только на этот уровень скорости. Ранние двигатели были не такими мощными, как сегодня. Однако этот режим до сих пор используется на небольших самолетах.Примеры этого режима — небольшие опрыскиватели, используемые фермерами для поля, двух- и четырехместные пассажирские самолеты, а также гидросамолеты, способные приземлиться на воду.
Боинг 747	Дозвуковой (350-750 миль / ч). Эта категория содержит большинство коммерческие самолеты, которые сегодня используются для перевозки пассажиров и грузов.В скорость чуть ниже скорости звука. Двигатели сегодня легче и более мощный и может быстро перемещаться с большим количеством людей или товаров.
Concorde	Сверхзвуковой (760-3500 миль / ч — 1 Мах — 5 Махов). 760 миль / ч — это скорость звука.Его еще называют MACH 1. Эти самолеты может летать со скоростью до 5 раз быстрее звука. Самолеты в этом режиме имеют специально разработанные высокопроизводительные двигатели. Они также разработаны с легкими материалами, чтобы обеспечить меньшее сопротивление. Concorde — это пример этого режима полета.
Спейс шаттл	Гиперзвуковой (3500-7000 миль / ч — 5 Махов до 10 Маха). Ракеты летят со скоростью в 5-10 раз большей скорости звука, чем они. выйти на орбиту. Примером гиперзвукового корабля является Х-15, который это ракета. Космический шаттл также является примером этого режима. Для этого были разработаны новые материалы и очень мощные двигатели. скорость.

Наверх

Что такое аэронавтика? | Динамика полета | Самолеты | Двигатели | История полета | Что такое UEET?
Словарь | Веселье и игры | Образовательные ссылки | Урок Планы | Индекс сайта | Дом

Никто не может объяснить, почему самолеты остаются в воздухе

В декабре 2003 года в ознаменование 100-летия первого полета братьев Райт в газете New York Times был опубликован рассказ под названием «Оставаясь в воздухе; Что их там поддерживает? » Суть статьи заключалась в простом вопросе: что держит самолеты в воздухе? Чтобы ответить на него, Times обратилась к Джону Д.Андерсон-младший, куратор аэродинамики в Национальном музее авиации и космонавтики и автор нескольких учебников в этой области.

Однако Андерсон сказал, что на самом деле нет согласия относительно того, что создает аэродинамическую силу, известную как подъемная сила. «На этот вопрос нет однозначного ответа», — сказал он в интервью « Times ». Люди дают разные ответы на вопрос, некоторые с «религиозным рвением». Спустя более 15 лет после этого заявления все еще существуют разные версии того, что создает подъемную силу, каждая из которых имеет свой значительный ранг ревностных защитников.На данном этапе истории полетов эта ситуация немного озадачивает. В конце концов, естественные процессы эволюции, действующие бездумно, хаотично и без какого-либо понимания физики, эоны назад решили механическую проблему аэродинамической подъемной силы для парящих птиц. Почему ученым так сложно объяснить, что удерживает в воздухе птиц и авиалайнеры?

Путаницу усугубляет тот факт, что отчеты о лифте существуют на двух разных уровнях абстракции: техническом и нетехническом.Они скорее дополняют, чем противоречат друг другу, но они различаются по своим целям. Одна существует как строго математическая теория, область, в которой среда анализа состоит из уравнений, символов, компьютерных симуляций и чисел. Практически нет серьезных разногласий относительно того, какие уравнения или их решения являются подходящими. Задача технической математической теории состоит в том, чтобы делать точные прогнозы и прогнозировать результаты, которые будут полезны авиационным инженерам, занятым сложным бизнесом по проектированию самолетов.

Но сами по себе уравнения не являются объяснениями, как и их решения. Есть второй, нетехнический уровень анализа, который призван дать нам физическое, здравое объяснение подъемной силы. Цель нетехнического подхода — дать нам интуитивное понимание реальных сил и факторов, которые действуют при удержании самолета в воздухе. Этот подход существует не на уровне чисел и уравнений, а на уровне понятий и принципов, которые знакомы и понятны неспециалистам.

Именно на этом втором, нетехническом уровне и лежат разногласия. Для объяснения подъемной силы обычно предлагаются две разные теории, и сторонники обеих сторон аргументируют свои точки зрения в статьях, книгах и в Интернете. Проблема в том, что каждая из этих двух нетехнических теорий правильна сама по себе. Но ни один из них не дает полного объяснения подъемной силы, которое обеспечивает полный учет всех основных сил, факторов и физических условий, управляющих аэродинамической подъемной силой, без каких-либо проблем, оставшихся висячими, необъяснимыми или неизвестными.Существует ли вообще такая теория?

Две конкурирующие теории

Безусловно, наиболее популярным объяснением подъемной силы является теорема Бернулли, принцип, установленный швейцарским математиком Даниэлем Бернулли в его трактате 1738 года, Hydrodynamica . Бернулли происходил из семьи математиков. Его отец Иоганн внес свой вклад в вычисления, а его дядя Якоб ввел термин «интеграл». Многие из работ Даниэля Бернулли были связаны с потоком жидкости: воздух — это жидкость, и теорема, связанная с его именем, обычно выражается в терминах динамики жидкости.Проще говоря, закон Бернулли гласит, что давление жидкости уменьшается с увеличением ее скорости, и наоборот.

Теорема Бернулли пытается объяснить подъемную силу как следствие изогнутой верхней поверхности аэродинамического профиля — технического названия крыла самолета. Идея гласит, что из-за этой кривизны воздух, проходящий через верхнюю часть крыла, движется быстрее, чем воздух, движущийся по нижней поверхности крыла, которая является плоской. Теорема Бернулли гласит, что повышенная скорость на вершине крыла связана с областью более низкого давления, а именно подъемной силой.

Предоставлено: L-Dopa

. Горы эмпирических данных по линиям тока (линиям частиц дыма) в тестах в аэродинамической трубе, лабораторных экспериментах с соплами и трубками Вентури и т. Д. Предоставляют неопровержимые доказательства того, что, как было сказано, принцип Бернулли верен и верен. Тем не менее, есть несколько причин, по которым теорема Бернулли сама по себе не составляет полного объяснения подъемной силы. Хотя опыт показывает, что воздух движется быстрее по искривленной поверхности, сама по себе теорема Бернулли не объясняет, почему это так.Другими словами, теорема не говорит о том, как появилась более высокая скорость над крылом.

Предоставлено: L-Dopa

. Есть много плохих объяснений более высокой скорости. Согласно наиболее распространенной теории — теории «равного времени прохождения» — частицы воздуха, которые разделяются на передней кромке крыла, должны одновременно соединяться на задней кромке. Поскольку верхний участок проходит дальше, чем нижний за заданный промежуток времени, он должен двигаться быстрее. Ошибка здесь в том, что нет физической причины, по которой два участка должны достигать задней кромки одновременно.И действительно, они этого не делают: эмпирический факт состоит в том, что воздух наверху движется намного быстрее, чем могла бы объяснить теория равного времени прохождения.

Существует также пресловутая «демонстрация» принципа Бернулли, которая повторяется во многих популярных аккаунтах, видео на YouTube и даже в некоторых учебниках. Для этого нужно держать лист бумаги горизонтально у рта и дуть через изогнутый верх. Страница поднимается, якобы иллюстрируя эффект Бернулли. Противоположный результат должен произойти, когда вы продуваете нижнюю часть листа: скорость движущегося под ним воздуха должна тянуть страницу вниз.Вместо этого, как это ни парадоксально, страница поднимается.

Подъем изогнутой бумаги при приложении потока к одной стороне «происходит не потому, что воздух движется с разной скоростью с двух сторон», — говорит Хольгер Бабинский, профессор аэродинамики Кембриджского университета, в своей статье «. Как работают крылья? » Чтобы продемонстрировать это, подуйте прямой лист бумаги — например, который держат так, чтобы он свисал вертикально, — и убедитесь, что бумага не движется в ту или иную сторону, потому что «давление с обеих сторон бумаги — это такой же, несмотря на очевидную разницу в скорости.”

Второй недостаток теоремы Бернулли состоит в том, что она не говорит, как и почему более высокая скорость на вершине крыла вместе с ним вызывает более низкое давление, а не более высокое. Было бы естественно думать, что когда кривизна крыла вытесняет воздух вверх, этот воздух сжимается, что приводит к увеличению давления наверху крыла. Такие «узкие места» обычно замедляют ход вещей в обычной жизни, а не ускоряют их. На шоссе, когда две или более полосы движения сливаются в одну, машины не едут быстрее; вместо этого наблюдается массовое замедление движения и, возможно, даже автомобильная пробка.Молекулы воздуха, обтекающие крыло, не ведут себя подобным образом, но в теореме Бернулли не сказано, почему бы и нет.

Третья проблема представляет собой наиболее решительный аргумент против того, чтобы рассматривать теорему Бернулли как полное описание подъемной силы: самолет с изогнутой верхней поверхностью способен летать в перевернутом состоянии. В перевернутом полете изогнутая поверхность крыла становится нижней поверхностью, и, согласно теореме Бернулли, она затем создает пониженное давление под крылом . Это более низкое давление, добавленное к силе тяжести, должно иметь общий эффект оттягивания самолета вниз, а не удержания его вверх.Более того, летательные аппараты с симметричными аэродинамическими профилями, с равной кривизной сверху и снизу — или даже с плоскими верхней и нижней поверхностями — также могут летать в перевернутом положении, если крыловой профиль встречает встречный ветер под соответствующим углом атаки. Это означает, что одной теоремы Бернулли недостаточно для объяснения этих фактов.

Другая теория подъемной силы основана на третьем законе движения Ньютона, принципе действия и противодействия. Теория утверждает, что крыло удерживает самолет в воздухе, толкая воздух вниз.Воздух имеет массу, и из третьего закона Ньютона следует, что толчок крыла вниз приводит к равному и противоположному толчку назад вверх, то есть подъемной силе. Ньютоновское учение применимо к крыльям любой формы, изогнутым или плоским, симметричным или несимметричным. Он подходит для самолетов, летящих перевернутым или правым боком. Действующие силы также известны из обычного опыта — например, когда вы высовываете руку из движущегося автомобиля и наклоняете ее вверх, воздух отклоняется вниз, и ваша рука поднимается. По этим причинам третий закон Ньютона является более универсальным и исчерпывающим объяснением подъемной силы, чем теорема Бернулли.

Но взятый сам по себе принцип действия и противодействия также не может объяснить более низкое давление наверху крыла, которое существует в этой области, независимо от того, имеет ли крыло изогнутый профиль. Только когда самолет приземляется и останавливается, область более низкого давления наверху крыла исчезает, возвращается к атмосферному давлению и становится одинаковым как сверху, так и снизу. Но пока самолет летит, эта область более низкого давления является неизбежным элементом аэродинамической подъемной силы, и это нужно объяснять.

Историческое понимание

Ни Бернулли, ни Ньютон, конечно, не пытались сознательно объяснить, что удерживает самолет, потому что они жили задолго до реального развития механического полета. Их соответствующие законы и теории были просто переориентированы после того, как братья Райт взлетели, что сделало изучение аэродинамической подъемной силы серьезным и неотложным делом для ученых.

Большинство этих теоретических отчетов пришло из Европы. В начале 20-го века несколько британских ученых разработали технические и математические объяснения подъемной силы, в которых воздух рассматривался как идеальная жидкость, а это означало, что он несжимаем и имел нулевую вязкость.Это были нереалистичные предположения, но, возможно, они были понятны ученым, столкнувшимся с новым явлением управляемого механического полета. Эти допущения также сделали лежащую в основе математику более простой и понятной, чем они могли бы быть в противном случае, но эта простота имела свою цену: сколь бы успешными ни были математические расчеты крыловых профилей, движущихся в идеальных газах, они оставались эмпирически несовершенными.

В Германии одним из ученых, который занялся проблемой подъемной силы, был не кто иной, как Альберт Эйнштейн.В 1916 году Эйнштейн опубликовал в журнале Die Naturwissenschaften небольшую статью, озаглавленную «Элементарная теория водных волн и полета», в которой стремился объяснить, что объясняет несущую способность крыльев летательных аппаратов и парящих птиц. «Эти вопросы окружают много неясности, — писал Эйнштейн. «Действительно, должен признаться, что я никогда не встречал простого ответа на них даже в специальной литературе».

Эйнштейн затем приступил к объяснению, предполагающему несжимаемую жидкость без трения, то есть идеальную жидкость.Не упоминая Бернулли по имени, он дал отчет, который согласуется с принципом Бернулли, сказав, что давление жидкости больше там, где ее скорость меньше, и наоборот. Чтобы воспользоваться преимуществами этих перепадов давления, Эйнштейн предложил аэродинамический профиль с выступом наверху, так чтобы форма увеличивала скорость воздушного потока над выступом и, таким образом, уменьшала давление там.

Эйнштейн, вероятно, думал, что его анализ идеальной жидкости будет одинаково хорошо применим к реальным потокам жидкости.В 1917 году на основе своей теории Эйнштейн разработал аэродинамический профиль, который позже стал известен как крыло с кошачьей спиной из-за его сходства с горбатой спиной вытягивающейся кошки. Он передал дизайн самолетостроителю LVG (Luftverkehrsgesellschaft) в Берлине, который построил на его основе новый летательный аппарат. Летчик-испытатель сообщил, что аппарат качается в воздухе, как «беременная утка». Много позже, в 1954 году, сам Эйнштейн назвал свой экскурс в воздухоплавание «юношеским безумием». Человек, который дал нам радикально новые теории, проникшие как в самые маленькие, так и в самые большие компоненты Вселенной, тем не менее, не смог внести положительный вклад в понимание подъемной силы или разработать практическую конструкцию аэродинамического профиля.

К полной теории подъемной силы

Современные научные подходы к проектированию самолетов — это область моделирования вычислительной гидродинамики (CFD) и так называемых уравнений Навье-Стокса, которые полностью учитывают фактическую вязкость реального воздуха. Решения этих уравнений и результаты моделирования CFD дают прогнозы распределения давления, схемы воздушного потока и количественные результаты, которые являются основой современных современных конструкций самолетов.Тем не менее, сами по себе они не дают физического и качественного объяснения подъемной силы.

Однако в последние годы ведущий специалист по аэродинамике Дуг Маклин попытался выйти за рамки чисто математического формализма и разобраться с физическими причинно-следственными связями, которые определяют подъемную силу во всех ее реальных проявлениях. Маклин, который большую часть своей профессиональной карьеры проработал инженером в Boeing Commercial Airplanes, где он специализировался на разработке кода CFD, опубликовал свои новые идеи в тексте 2012 года Understanding Aerodynamics: Arguing from the Real Physics .

Учитывая, что в книге содержится более 500 страниц довольно подробного технического анализа, удивительно, что в нее включен раздел (7.3.3), озаглавленный «Основное объяснение подъемной силы аэродинамического профиля, доступное для нетехнической аудитории». Создание этих 16 страниц было нелегким делом для Маклина, мастера своего дела; действительно, это была «наверное самая сложная часть книги для написания», — говорит автор. «В него было внесено больше изменений, чем я могу сосчитать. Я никогда не был полностью этим доволен ».

Сложное объяснение подъемной силы Маклином начинается с основного предположения всей обычной аэродинамики: воздух вокруг крыла действует как «сплошной материал, который деформируется, повторяя контуры аэродинамического профиля.Эта деформация существует в виде глубокого потока жидкости как над, так и под крылом. «Аэродинамический профиль влияет на давление на большой площади в так называемом поле давления », — пишет Маклин. «Когда создается подъемная сила, над аэродинамическим профилем всегда образуется диффузное облако низкого давления, а внизу обычно образуется диффузное облако высокого давления. Там, где эти облака касаются аэродинамического профиля, они образуют разницу давлений, которая создает подъемную силу на аэродинамический профиль »

Тест водного канала в NASA Ames Fluid Mechanics Lab использует флуоресцентный краситель для визуализации поля потока над крылом самолета.Линии тока, движущиеся слева направо и изгибающиеся при встрече с крылом, помогают проиллюстрировать физику подъемной силы. Предоставлено: Ян Аллен.

Крыло толкает воздух вниз, в результате чего воздушный поток поворачивается вниз. Воздух над крылом ускоряется в соответствии с принципом Бернулли. Кроме того, есть область высокого давления под крылом и область низкого давления вверху. Это означает, что в объяснении подъемной силы Маклином есть четыре необходимых компонента: поворот воздушного потока вниз, увеличение скорости воздушного потока, зона низкого давления и зона высокого давления.

Но именно взаимосвязь между этими четырьмя элементами является наиболее новым и отличительным аспектом описания Маклина. «Они поддерживают друг друга во взаимных причинно-следственных отношениях, и ни одно не существовало бы без других», — пишет он. «Разница давлений оказывает подъемную силу на аэродинамический профиль, в то время как поворот потока вниз и изменения скорости потока поддерживают разницу давлений». Именно эта взаимосвязь составляет пятый элемент объяснения Маклина: взаимность между четырьмя другими.Как будто эти четыре компонента коллективно создают себя и поддерживают себя посредством одновременных актов взаимного творения и причинности.

Похоже, в этой синергии есть намек на волшебство. Процесс, который описывает Маклин, похоже на то, как четыре активных агента подтягиваются друг к другу, чтобы коллективно держаться в воздухе. Или, как он признает, это случай «круговой причинно-следственной связи». Каким образом возможно, чтобы каждый элемент взаимодействия поддерживал и усиливал все остальные? И что вызывает это взаимное, взаимное, динамическое взаимодействие? Ответ Маклина: второй закон движения Ньютона.

Второй закон Ньютона гласит, что ускорение тела или пакета жидкости пропорционально приложенной к нему силе. «Второй закон Ньютона гласит, что когда перепад давления накладывает результирующую силу на жидкую посылку, это должно вызывать изменение скорости или направления (или обоих) движения посылки», — объясняет Маклин. Но, в свою очередь, разница давлений зависит от ускорения посылки и существует из-за него.

Разве мы не получаем здесь что-то даром? Маклин говорит «нет»: если бы крыло было в состоянии покоя, никакой части этого кластера взаимно усиливающей активности не существовало бы.Но тот факт, что крыло движется по воздуху, и каждая часть влияет на все остальные, создает эти взаимозависимые элементы и поддерживает их на протяжении всего полета.

Включение взаимности подъема

Вскоре после публикации Understanding Aerodynamics , Маклин понял, что не полностью учел все элементы аэродинамической подъемной силы, потому что он не объяснил убедительно, что вызывает изменение давления на крыло по сравнению с окружающим.Так, в ноябре 2018 года Маклин опубликовал в журнале The Physics Teacher статью из двух частей, в которой он предложил «исчерпывающее физическое объяснение» аэродинамической подъемной силы.

Хотя статья в значительной степени повторяет предыдущую аргументацию Маклина, она также пытается добавить лучшее объяснение того, что вызывает неоднородность поля давления, и принять ту физическую форму, которую оно имеет. В частности, его новый аргумент вводит взаимное взаимодействие на уровне поля потока, так что неоднородное поле давления является результатом приложенной силы, направленной вниз силы, действующей на воздух со стороны аэродинамического профиля.

Вопрос о том, насколько успешно раздел 7.3.3 Маклина и его последующая статья дает полное и правильное описание подъемной силы, открыт для интерпретации и споров. Есть причины, по которым трудно дать ясный, простой и удовлетворительный отчет об аэродинамической подъемной силе. Во-первых, потоки жидкости более сложны и трудны для понимания, чем движения твердых объектов, особенно потоки жидкости, которые разделяются на передней кромке крыла и подвергаются различным физическим силам сверху и снизу.Некоторые споры, касающиеся подъемной силы, касаются не самих фактов, а, скорее, того, как эти факты следует интерпретировать, что может включать вопросы, которые невозможно решить экспериментальным путем.

Тем не менее, на данный момент есть только несколько нерешенных вопросов, требующих объяснения. Как вы помните, подъемная сила — это результат разницы давлений между верхней и нижней частями профиля. У нас уже есть приемлемое объяснение того, что происходит в нижней части аэродинамического профиля: встречный воздух толкает крыло как по вертикали (создавая подъемную силу), так и по горизонтали (создавая сопротивление).Толчок вверх существует в виде более высокого давления под крылом, и это более высокое давление является результатом простого ньютоновского действия и противодействия.

Однако в верхней части крыла дела обстоят совсем иначе. Здесь существует область более низкого давления, которая также является частью аэродинамической подъемной силы. Но если ни принцип Бернулли, ни третий закон Ньютона не объясняют этого, что делает? Из линий тока мы знаем, что воздух над крылом плотно прилегает к кривизне крыла, направленной вниз.Но почему частицы воздуха, движущиеся по верхней поверхности крыла, должны следовать его кривизне вниз? Почему они не могут отделиться от него и улететь прямо назад?

Марк Дрела, профессор гидродинамики Массачусетского технологического института и автор книги Flight Vehicle Aerodynamics , предлагает ответ: «Если бы посылки на мгновение улетели по касательной к верхней поверхности профиля, внизу буквально образовался бы вакуум. их », — объясняет он. «Этот вакуум затем засасывает посылки, пока они в основном не заполнят вакуум, т.е.е., пока они снова не переместятся по касательной к профилю. Это физический механизм, который заставляет частицы перемещаться по форме аэродинамического профиля. Остается небольшой частичный вакуум, чтобы посылки оставались на изогнутой траектории ».

Это оттягивание или оттягивание этих пакетов воздуха от соседних участков выше — это то, что создает область более низкого давления наверху крыла. Но это действие сопровождается еще одним эффектом: более высокой скоростью воздушного потока над крылом. «Пониженное давление на подъемное крыло также« действует горизонтально »на воздушные пакеты, когда они приближаются вверх по потоку, поэтому они имеют более высокую скорость к тому времени, когда они поднимаются над крылом», — говорит Дрела.«Таким образом, повышенная скорость над подъемным крылом может рассматриваться как побочный эффект пониженного там давления».

Но, как всегда, когда дело доходит до объяснения лифта на нетехническом уровне, у другого эксперта будет другой ответ. Кембриджский аэродинамик Бабинский говорит: «Мне неприятно не соглашаться с моим уважаемым коллегой Марком Дрелой, но если объяснением было создание вакуума, то трудно объяснить, почему иногда поток все же отделяется от поверхности. Но во всем остальном он прав.Проблема в том, что нет простого и быстрого объяснения ».

Сам Дрела признает, что его объяснение в некотором смысле неудовлетворительно. «Одна очевидная проблема заключается в том, что нет объяснения, которое было бы общепринятым», — говорит он. Так, где это оставляет нас? Фактически, именно там, где мы начали: с Джона Д. Андерсона, который заявил: «На этот вопрос нет однозначного ответа».

Инженеры Массачусетского технологического института и НАСА демонстрируют крыло самолета нового типа | MIT News

Команда инженеров построила и испытала принципиально новый тип крыла самолета, собранный из сотен крошечных одинаковых деталей.По словам исследователей, крыло может изменять форму для управления полетом самолета и может значительно повысить эффективность производства, полета и технического обслуживания самолетов.

Новый подход к конструкции крыла может обеспечить большую гибкость при проектировании и производстве самолетов будущего. Новая конструкция крыла была протестирована в аэродинамической трубе НАСА и описана сегодня в статье в журнале Smart Materials and Structures , соавтором которой является инженер-исследователь Николас Крамер из НАСА в Эймсе в Калифорнии; Выпускник Массачусетского технологического института Кеннет Чунг SM ’07, доктор философии ’12, сейчас работает в НАСА в Эймсе; Бенджамин Дженетт, аспирант Центра битов и атомов Массачусетского технологического института; и восемь других.

Вместо того, чтобы требовать отдельных подвижных поверхностей, таких как элероны, для управления креном и тангажом самолета, как это делают обычные крылья, новая система сборки позволяет деформировать все крыло или его части, добавляя смесь жестких и гибкие компоненты в его структуре. Крошечные узлы, которые скреплены болтами, образуют открытый легкий решетчатый каркас, затем покрываются тонким слоем полимерного материала, аналогичного каркасу.

В результате получилось крыло, которое намного легче и, следовательно, намного более энергоэффективно, чем крылья традиционной конструкции, будь то металлические или композитные, говорят исследователи.Поскольку конструкция, состоящая из тысяч крошечных треугольников подпорок, похожих на спички, состоит в основном из пустого пространства, она образует механический «метаматериал», который сочетает в себе структурную жесткость резиноподобного полимера и чрезвычайную легкость и низкую плотность аэрогеля. .

Дженетт объясняет, что для каждого из этапов полета — взлета и посадки, крейсерского полета, маневрирования и так далее — каждый имеет свой собственный набор оптимальных параметров крыла, поэтому обычное крыло обязательно является компромиссом, не оптимизированным для любой из них, и, следовательно, приносит в жертву эффективность.Крыло, которое постоянно деформируется, могло бы обеспечить гораздо лучшее приближение наилучшей конфигурации для каждой ступени.

Хотя можно было бы включить двигатели и кабели для создания сил, необходимых для деформации крыльев, команда пошла дальше и разработала систему, которая автоматически реагирует на изменения в условиях аэродинамической нагрузки, изменяя ее форму — a своего рода саморегулирующийся, пассивный процесс реконфигурации крыла.

«Мы можем повысить эффективность, согласовав форму с нагрузками под разными углами атаки», — говорит Крамер, ведущий автор статьи.«Мы можем вести себя точно так же, как и вы, но мы действовали пассивно».

Все это достигается за счет тщательного расчета относительного положения стоек с разной степенью гибкости или жесткости, спроектированных таким образом, чтобы крыло или его части изгибались определенным образом в ответ на определенные виды нагрузок.

Cheung и другие продемонстрировали базовый принцип несколько лет назад, создав крыло длиной около метра, сопоставимое с размерами типичной модели самолета с дистанционным управлением.Новая версия примерно в пять раз длиннее, по размеру сопоставима с крылом настоящего одноместного самолета и проста в изготовлении.

В то время как эта версия была собрана вручную группой аспирантов, повторяющийся процесс разработан таким образом, чтобы легко выполнять рой маленьких простых автономных сборочных роботов. По словам Дженетт, разработка и тестирование роботизированной системы сборки являются предметом предстоящей статьи.

Отдельные части предыдущего крыла были вырезаны с использованием гидроабразивной системы, и изготовление каждой части заняло несколько минут, говорит Дженетт.В новой системе используется литье под давлением с полиэтиленовой смолой в сложной трехмерной форме, и каждая деталь — по сути, полый куб, состоящий из распорок размером со спичку вдоль каждого края, — всего за 17 секунд, говорит он. намного ближе к масштабируемым уровням производства.

«Теперь у нас есть метод производства», — говорит он. Хотя есть предварительные вложения в инструменты, как только это будет сделано, «детали будут дешевыми», — говорит он. «У нас все равно есть коробки и коробки с ними».

Полученная решетка, по его словам, имеет плотность 5.6 килограммов на кубический метр. Для сравнения: резина имеет плотность около 1500 килограммов на кубический метр. «У них такая же жесткость, но у нас меньше примерно одной тысячной плотности», — говорит Дженетт.

Поскольку общая конфигурация крыла или другой конструкции состоит из крошечных частей, на самом деле не имеет значения, какая форма. «Вы можете создать любую геометрию, какую захотите», — говорит он. «Тот факт, что большинство самолетов имеют одинаковую форму» — по сути, труба с крыльями — «объясняется дороговизной.Это не всегда самая эффективная форма «. Но огромные инвестиции в дизайн, инструменты и производственные процессы упрощают использование давно установленных конфигураций.

Исследования показали, что интегрированная конструкция корпуса и крыла могла бы быть гораздо более эффективной для многих приложений, говорит он, и с помощью этой системы их можно было легко построить, протестировать, модифицировать и повторно протестировать.

«Исследование показывает многообещающие возможности для снижения стоимости и повышения производительности для больших, легких и жестких конструкций», — говорит Дэниел Кэмпбелл, исследователь конструкций в Aurora Flight Sciences, компании Boeing, который не принимал участия в этом исследовании.«Наиболее многообещающими приложениями на ближайшую перспективу являются конструкции для дирижаблей и космических конструкций, таких как антенны».

Новое крыло было спроектировано таким образом, чтобы его можно было разместить в высокоскоростной аэродинамической трубе НАСА в Исследовательском центре Лэнгли, где оно работало даже немного лучше, чем предполагалось, говорит Дженетт.

Та же самая система может быть использована для изготовления других конструкций, говорит Дженетт, в том числе крыльевидных лопастей ветряных турбин, где возможность сборки на месте может избежать проблем с транспортировкой все более длинных лопастей.Подобные сборки разрабатываются для создания космических конструкций и в конечном итоге могут быть полезны для мостов и других высокопроизводительных конструкций.

В команду вошли исследователи из Корнельского университета, Калифорнийского университета в Беркли, Калифорнийского университета в Санта-Круз, Исследовательского центра НАСА в Лэнгли, Каунасского технологического университета в Литве и компании Qualified Technical Services, Inc. в Моффетт Филд, Калифорния. . Работа была поддержана программой NASA ARMD Convergent Aeronautics Solutions (проект MADCAT) и Центром битов и атомов Массачусетского технологического института.

Идеальное крыло самолета | Рейс сегодня

Перед началом Второй мировой войны отношения между британскими и немецкими авиационными инженерами были достаточно сердечными, чтобы Реджинальд Митчелл, главный конструктор Supermarine Spitfire, написал своему немецкому коллеге Эрнсту Хейнкелю, поздравляя его с He 70 Blitz. Blitz (нем. «Молния»), разработанный в 1932 году, был быстрым пятиместным почтовым самолетом. Одной из его примечательных особенностей была эллиптическая форма крыла в плане; другой — чрезвычайно гладкая поверхность его планера, приклепанного заподлицо.«Нам не удалось добиться таких плавных линий на самолете, который мы участвовали в гонках Schneider Trophy Race», — написал Митчелл Хейнкелю, а затем сообщил, что Blitz, который Rolls-Royce приобрел и оснастил их 810-сильным двигателем. Двигатель Kestrel был «заметно быстрее наших истребителей».

Британские истребители того времени были устаревшими бипланами, поэтому сравнение не могло быть для Хейнкеля глубоким удовлетворением.Но щедрая оценка Митчеллом тщательно обтекаемого He 70 положила конец истории о том, что конструкция Spitfire была «скопирована», «заимствована у» или «под влиянием» Blitz.

Много лет спустя Беверли Шенстон, аэродинамик канадского происхождения, которая несла основную ответственность за конструкцию крыла Spitfire, категорически отвергла обвинение, указав, что эллиптическая форма крыла использовалась в других самолетах и ​​что ее преимущества были вполне очевидны. известный.

Действительно, достоинства эллиптических крыльев были сформулированы британским теоретиком Фредериком Ланчестером в 1907 году. Форма была выбрана для Spitfire «рано», сказал Шенстон, потому что Митчелл использовал толстые профили крыла на тусклом предшественнике Spitfire. , хотел для нового истребителя более тонкие. Проблема заключалась в том, что четыре пулемета 0,303 с каждой стороны, необходимые для Королевских ВВС, не помещались в тонкое крыло с прямым конусом. Конус эллиптического крыла начинался довольно далеко за борт, так что он удобно охватывал орудия.«Мне наплевать, эллиптическая она или нет, пока она закрывает оружие!» Шенстон сообщил, что сказал Митчелл.

Тем не менее, успех одного дизайна с заметной характеристикой не мог не повлиять на другие. Предполагаемое достоинство эллиптического крыла состояло в том, что, по крайней мере теоретически, оно создавало минимально возможное сопротивление подъемной силы или индуцированное сопротивление. Индуцированное сопротивление — это сопротивление, возникающее в результате простого действия по созданию подъемной силы, в отличие от сопротивления из-за трения кожи (сопротивление паразитов) и турбулентных водоворотов, оставшихся позади при пролете самолета.Индуцированное сопротивление увеличивается по мере замедления самолета и увеличения угла, под которым крыло встречается с воздухом, поэтому оно в основном влияет на скорость набора высоты и маневрирование с большими перегрузками. С другой стороны, сопротивление паразитов влияет на максимальную скорость. Принцип, установленный Ланчестером, заключается в том, что индуцированное сопротивление минимально, когда распределение подъемной силы по размаху является эллиптическим, и существует уравнение, подтверждающее это.

Крылья умеренной стреловидности были обычным явлением в межвоенный период. Douglas DC-3, впервые взлетевший в 1935 году, имел крыло со слегка стреловидной передней кромкой (и прямой задней кромкой).(NASM (75-11812))

Идея всегда была скорее теоретической, чем практической. Настоящие самолеты будут иметь фюзеляжи и гондолы двигателей, зазоры на поверхности управления, радиаторы под крыльями, воздухозаборники и орудия, и все это заставляет распределение подъемной силы отклоняться от идеального гладкого эллипса. Битва за совершенство была неизбежно проиграна еще до того, как началась.

Тем не менее, заклинание эллипса сохранялось. Hawker Sea Fury использовал эллиптическое крыло, но почему-то не получил такой любви, как Spitfire.Основатель Republic Aircraft Александр де Северский и его главный конструктор Александр Картвели выступали за план крыла, характерный для довоенного P-35 и более позднего P-47 Thunderbolt: прямая передняя кромка с изогнутыми вершинами и полуэллиптическая задняя кромка, что эллиптическое распределение площади без трудностей изготовления изогнутой передней кромки.

Другие фирмы пробовали трапециевидные крылья или крылья, приближенные к эллипсу с двумя или тремя трапециевидными панелями, и обнаружили, что они не заметно уступают эллиптическим.Закругленная законцовка крыла сохранилась как пережиток идеального эллипса, пока североамериканские P-51 и Grumman F6F Hellcat не отказались и от нее. Hellcat продолжил практику округления кончиков оперения; но не Р-51, у которого оперение и стабилизатор были скруглены так же жестоко, как и крылья.

В конце концов, «идеальное» распределение подъемной силы и закругленный наконечник не имели большого значения.

Что делало игру в конструкцию самолетов сложной и соблазнительной, так это то, что связь между причинами и следствиями часто была неясной.Может случиться так, что у самолета есть такая заметная особенность, как эллиптическое крыло Хейнкеля, но его хорошие (или плохие) характеристики на самом деле связаны с чем-то другим. В дизайнерских решениях всегда оставалось место для догадок, теоретических рассуждений и безумия, а также для личного чувства стиля.

Для проницательного взгляда разница между крыльями Спитфайра и He 70 была столь же разительна, как и сходство. Крыло He 70, если смотреть спереди, имеет форму перевернутой чайки, а на виде сверху сужается у фюзеляжа.Обе функции были предназначены для уменьшения аэродинамических помех между фюзеляжем и крылом. Spitfire, однако, проигнорировал оба усовершенствования и использовал объемный обтекатель крыла, решение, которое упростило конструкцию крыла, но могло стоить немного скорости или скороподъемности.

Перевернутое крыло «чайки» у Vought F4U позволило стойкам шасси быть короткими и прочными, но заставляло самолет непредсказуемо катиться во время сваливания. (Тони Хисгетт)

Композиция в виде перевернутой чайки была фаворитом Ричарда Фогта, креативного главного дизайнера немецкой фирмы Blohm & Voss.Он использовал его в пикирующем бомбардировщике, который напоминал маленькую Штуку, и в Ha 139, гидросамолете с четырьмя двигателями, который летал по маршрутам пассажирских и почтовых перевозок над Южной Атлантикой до войны. Затем Фогт попробовал противоположную конструкцию — вертикальное крыло чайки — на трехмоторной летающей лодке.

Конструкторы средних летающих лодок часто использовали крыло чайки для размещения крыльевых двигателей подальше от воды. Но Фогт зашел слишком далеко. Внутренние панели крыла его трехмоторного Ha 138 образовывали крутой V-образный вырез, а средний двигатель располагался на пилоне между ними.Аэродинамика конструкции оказалась настолько неудачной, что ему пришлось заменить крыло чайки на прямое, но не раньше, чем в британском авиационном журнале появилась эта подпись к фотографии 138:

.

Ричард Фогт, тот самый оригинальный человек
Оказывается, самолеты уродливее, чем
На это способен любой другой дизайнер.
Здесь показано Балтийское море
Типичное чудовище Фогта,
One-Three-Eight by B и V.

Крылья с изгибами (у многих они были, хотя бы между прямой центральной частью и внешними панелями) скрывали основную характеристику практически всех крыльев, а именно двугранную. Двугранный угол — это небольшой наклон крыльев вверх или, по крайней мере, их внешних панелей. Его цель — заставить самолет вернуться в горизонтальный полет после нарушения нормальной работы. Это слово обычно применяется к крыльям, но «двугранный эффект» на самом деле является свойством всего самолета, при этом фюзеляж и хвостовое оперение также играют важную роль, а стреловидность крыла имеет тот же эффект, что и наклон вверх.Слишком большой двугранный эффект является дефектом, и у самолетов со стреловидным крылом, как правило, меньше наклон крыла, чем у самолетов с прямым крылом, или его нет вовсе.

Выдающиеся характеристики крыльев часто выглядят так, как будто они должны иметь какое-то тонкое или глубокое аэродинамическое назначение, хотя на самом деле это не так. Один из примеров — умеренная развертка. Формы крыльев в плане с 1930 по 1945 годы очень разнообразны: от прямых передних кромок и стреловидных задних кромок (de Havilland Mosquito) до противоположных (Douglas DC-3, North American T-6).Вкус конструкторов, конструктивная компоновка крыла и, иногда, необходимость корректировки для ошибочного расположения центра тяжести определяют большинство решений о стреловидности. Ни один из самолетов того времени не был достаточно быстрым, чтобы воспользоваться действительно стреловидными крыльями, какими мы их знаем сегодня.

Крылья «Hershey bar» у Grumman F4F Wildcat обладают хорошими характеристиками сваливания, важными для молодых пилотов ВМС, столкнувшихся с посадкой авианосца. (NASM (Hans Groenhoff Collection 872))

С другой стороны, одним из наиболее важных аспектов крыла было нечто совершенно очевидное: насколько оно короткое и широкое или длинное и узкое.

Отношение длины крыла к его ширине называется соотношением сторон. Еще в 19 веке из наблюдений за птицами было понятно, что крылья большего размаха и большего удлинения могут нести нагрузку с меньшим усилием (потому что их индуцированное сопротивление меньше). С другой стороны, такие крылья на самолетах, в отличие от птиц, менее маневренны в полете и их труднее сделать прочными и жесткими, чем короткие, широкие с меньшим удлинением.

Крылья дозвуковых самолетов, следовательно, делятся на две большие категории.Крылья, предназначенные для быстрых, маневренных, подверженных высоким нагрузкам самолетов, таких как истребители, обычно были тонкими и имели удлинение пять или шесть. Те, которые предназначены для транспортных средств — бомбардировщики, грузовые тягачи и авиалайнеры, — имели более высокое удлинение, часто 10 или более, и, чтобы приспособиться к необходимой внутренней конструкции, имели толстый профиль.

Хотя крылья многих бипланов были простыми прямоугольниками, крылья монопланов почти всегда были коническими. Причина была структурной. Крылья биплана вместе образовывали мостовую ферму, которая равномерно распределяла нагрузки по размаху.Свободные свободнонесущие крылья моноплана, с другой стороны, испытывали чрезвычайно большие нагрузки в местах соприкосновения крыла с фюзеляжем. Чтобы справиться с ними, было желательно как сделать корень толще, чем кончик, так и уменьшить подъемную силу, создаваемую далеко за бортом. Поэтому крылья монопланов почти всегда были сужающимися как по ширине, так и по толщине.

Коэффициент конусности — отношение ширины или хорды крыла у его вершины к ширине у основания — кажется, изначально был вопросом вкуса.До и во время Второй мировой войны коэффициент сужения составлял 0,25 или менее был обычным явлением: кончик мог быть на четверть ширины корня. Юнкерс почти до упора сузил крылья высотных бомбардировщиков 88-й серии. Привлекательность экстремальной конусности заключалась в том, что он позволил увеличить размах крыла, что улучшило скороподъемность и высотные характеристики при одновременном снижении крейсерского расхода топлива, без увеличения веса конструкции или площади поверхности, создающей сопротивление. Недостатком было то, что самолеты с сильно заостренными крыльями были склонны к резкому перекатыванию при сваливании.Крылья можно было повернуть на несколько градусов, чтобы задержать срыв носка, но закрутка увеличивала сопротивление. К концу Второй мировой войны крайние коэффициенты сужения были на исходе: конические аккорды от трети до половины основного тона стали стандартом.

Прежде чем перевернутое крыло чайки появилось в F4U, оно появилось в Blohm & Voss Ha 139, гидросамолете с катапультами, который перевозил почту между Западной Африкой и Бразилией в конце 1930-х годов. (NASM (Коллекция Ханса Гроенхоффа 096-09))

Хотя многие основные характеристики крыльев были получены методом проб и ошибок, чистых исследований хватало.У всех крупных держав в области аэронавтики были спонсируемые правительством авиационные исследовательские учреждения: английский Фарнборо, французский Медон, российский Кучино, а в Соединенных Штатах — Национальный консультативный комитет по аэронавтике, созданный Конгрессом в 1915 году и базирующийся в Хэмптоне, Вирджиния. Из их аэродинамических труб были сделаны многие фундаментальные открытия, которые сформировали самолеты.

Незаметной, но важной особенностью каждого крыла был его профиль, или профиль крыла. Национальные центры аэронавигационных исследований во Франции, Германии, Англии и США составили семейства профилей, адаптированных для самолетов с различными скоростями и нагрузками на крыло.Большинство этих аэродинамических поверхностей были созданы с использованием абстрактных математических процедур, которые не были связаны с физикой потоков жидкости, а просто давали гладкие формы, которые оказались закругленными на одном конце и заостренными на другом. Затем аэродинамические характеристики этих форм измерялись с помощью испытаний в аэродинамической трубе, и дизайнеры выбирали подходящие из каталогов.

Гладкое коническое крыло Fokker D.VIII не выглядел бы неуместным на истребителе 1940-х годов. (Чарльз Пейн)

Большая часть основополагающих работ по теории аэродинамического профиля была сделана немецким ученым Максом Мунком, который был приглашен в лабораторию NACA в Лэнгли в качестве технического советника в 1920 году и в конечном итоге стал начальником отдела аэродинамики. Мунк, которого официальная история описывает как «одновременно аэродинамического волшебника и нестабильного шарлатана», оказалось, что работать с ним или под его руководством сложно.Он был диктаторским, жестким, одержимым иерархией, нечувствительным к людям и, из-за неполного владения английским, иногда непонятным. Инженеры Лэнгли распространяли смехотворные басни о том, как Мунк, который научился водить машину после приезда в Соединенные Штаты, откалибровал свои повороты с помощью устройства, похожего на транспортир, прикрепленного к его рулевому колесу. В 1927 году, после того как руководители секций Лэнгли выразили свое недовольство им, массово уйдя в отставку, Мунк был отстранен от занимаемой должности.

Уход Мунка рассматривается как момент, когда контроль над повесткой дня NACA перешел от ученых к инженерам.Отныне исследовательские усилия были в основном направлены на практические проблемы, которые часто предлагались на круглых столах с производителями. Этот упор на технологии, а не на науку, окупился во многих отношениях, но, возможно, он также объяснял тот факт, который обнаружился после окончания войны, что Германия опередила союзников в чистой авиационной науке.

Тем не менее, чистая наука не умерла в NACA, и временами американцы превосходили немцев. В конце 1930-х годов специалист по аэродинамике NACA Истман Джейкобс разработал систему конструирования аэродинамических поверхностей, обеспечивающую набор желаемых характеристик.Его первым большим успехом стал так называемый «ламинарный» профиль крыла, использованный на P-51 Mustang.

Теоретически, поддержание потока воздуха над ламинарным крылом, то есть плавным и свободным даже от очень мелкомасштабной турбулентности, могло бы вдвое снизить сопротивление. На практике, как и эллиптическая форма в плане, ламинарные профили не давали всего того, что обещали, потому что изготовленные крылья никогда не обладали гладкостью поверхности, необходимой для ламинарного потока. Это оставалось предметом личной гордости и бесконечных споров между людьми, работавшими над «Мустангом», было ли крыло с ламинарным обтеканием или так называемая система охлаждения «эффекта Мередита» в большей степени способствовали его быстродействию.Все они умерли, не решив вопрос.

Основные характеристики современных дозвуковых крыльев, включая характеристики всех самолетов Второй мировой войны, появились в начале истории авиации. Деревянное крыло Fokker D.VIII 1918 года имело умеренную конусность, удлинение шесть, относительно толстое аэродинамическое сечение, утопленные элероны и консольную конструкцию без внешних распорок. Хотя он был намного ближе по времени к братьям Райт, чем к Второй мировой войне, он был настолько продвинутым, что отлично смотрелся бы на истребителе 1940-х годов.

Неспособность производителей и военных служб оценить крыло Fokker и принять моноплан сразу после Первой мировой войны обнажает стойкую тенденцию к консерватизму и робости в конструкции самолетов. Из-за большой неуверенности в том, какие идеи хороши, а какие плохие, производители снова и снова прибегали к испытанным и проверенным.

Эллиптическая форма крыла Спитфайра не нашла своего пути в de Havilland DH.98, имевший прямоконусное крыло с очень узкими вершинами. С другой стороны, его эллиптический плавник был торговой маркой de Havilland. (NASM (79-12896))

В реальных самолетах все влияет на все остальное, точное тестирование и документирование затруднены, а влияние небольших постепенных изменений часто слишком незаметно для измерения. Иногда две, казалось бы, выгодные модификации отменяют друг друга. Естественное дух товарищества и мобильность рабочих на местах имеют тенденцию распространять подробную инженерную информацию; в то же время тонкости концептуального дизайна имеют тенденцию испаряться из-за человеческой смертности и институциональной забывчивости.Слухи, неверно понятые идеалы и преждевременный оптимизм, вероятно, оказали такое же влияние на прогресс в авиации, как и точная наука.

Разнообразие форм самолетов преподносит урок. Лучше рассматривать историю форм самолетов как дарвиновский процесс, когда успешные конструкции в конечном итоге вытесняют менее успешные в процессе, полном откатов и фальстартов, чем как систематическое стремление к научному идеалу. С этой точки зрения интересный вопрос заключается не в том, повлияла ли конструкция определенного самолета Heinkel на конструкцию определенного самолета Supermarine, а в том, почему, если эллиптическая форма настолько велика, так мало самолетов когда-либо использовали ее.

К сожалению, большинство конструкторов самолетов не оставили после себя подробных отчетов о том, как они сделали свой выбор, а о каких позже пожалели или поздравили себя. В этом отношении разные люди, работающие над одним и тем же самолетом, могут дать противоречивые сведения о причинах его особенностей. В результате нам часто приходится гадать, почему крылья и целые самолеты имеют такую ​​форму.

Каждый самолет — это столкновение идеала и практики.Против идеала выступала непокорность строительных материалов; необходимость размещения пассажиров и груза; требование шасси; а также беспорядочная и неудобная потребность в силовой установке с сопутствующими требованиями к дорожному просвету, охлаждению, удобству обслуживания и так далее. Перед производителями стояла задача совместить идеальные формы лаборатории с практическими требованиями транспорта и боя. Отличительной чертой великого авиаконструктора всегда была способность не доводить одну характеристику до крайности, а объединять несколько противоречащих друг другу элементов в единое целое.У загадки никогда не было единственного решения: если бы он был, в конечном итоге был бы только один идеальный самолет.

Футуристический концепт самолета «Flying-V» помещает пассажиров внутри крыльев

V-образный авиалайнер, в котором пассажиры размещаются в крыльях вместо центрального фюзеляжа, может сделать дальние авиаперелеты более экологичными — и это больше, чем просто пирожок в небе. .

Голландская авиакомпания KLM объявила в понедельник, что совместно с Делфтским технологическим университетом разработает легкий и экономичный самолет «Flying-V».

О планах постройки концептуального корабля пока не сообщалось, но KLM заявила, что представит масштабную модель и полноразмерную часть интерьера самолета в аэропорту Схипхол в Амстердаме в октябре.

Отказ от фюзеляжа и хвостовой части обычных авиалайнеров снизил бы вес самолета и уменьшил бы аэродинамическое сопротивление, что привело бы к значительной экономии топлива. KLM заявила, что самолет должен потреблять на 20 процентов меньше топлива, чем Airbus A350, двухмоторный авиалайнер, который сейчас широко используется во всем мире.

«Этот самолет намного эффективнее, потому что вы создаете синергию фюзеляжа и крыла», — сказал Юстус Бенад, который придумал эту концепцию в 2015 году, когда он был студентом университета в Берлине и стажером на заводе-изготовителе самолетов. Airbus. Грузовые трюмы и топливные баки самолета также будут встроены в крылья Flying-V.

Самолет будет короче и легче A350, но сможет перевозить столько же груза и вмещать 314 пассажиров, как и самолет Airbus.Его размах крыльев 212 футов также будет идентичен размаху крыла A350, что означает, что Flying-V может использовать существующие взлетно-посадочные полосы и выходы на посадку, согласно KLM.

В концепции самолета Flying-V пассажиры размещаются в крыльях, а не в главном фюзеляже. Разрабатываемые в настоящее время электрические самолеты KLM

также обещают более экологичное воздушное путешествие, но Бенад сказал, что Flying-V может быть более практичным, по крайней мере, до использования аккумулятора. технология улучшается. «Трудно перейти на электричество с самолетами дальнего действия, потому что тогда эти самолеты становятся действительно тяжелыми», — сказал он.«Вот почему в следующие годы мы не ожидаем значительных успехов там, если, например, вы захотите пролететь над Атлантикой».

Бенад признал необходимость дополнительных исследований конструкции, заявив, что инженерам необходимо будет оценить, как самолет будет работать во время взлета и посадки, а также на малых скоростях. Другие неизвестные включают в себя то, как Flying-V справится с сильным боковым ветром, и самый безопасный способ эвакуации пассажиров в случае чрезвычайной ситуации. Таким образом, Бенад сказал, что Flying-V, скорее всего, не начнет коммерческую эксплуатацию до 2040 или 2050 года.

Связанные

Но не все уверены, что концепция Flying-V будет работать так, как предполагалось.

«В самолете стандартной конструкции у вас есть труба и крылья, а труба — очень эффективная конструкция для создания давления, потому что вам нужно подавать воздух в кабину, чтобы поддерживать высоту на уровне, удобном для пассажиров». сказал Р. Джон Хансман, профессор аэронавтики Массачусетского технологического института, который не участвует в проекте Flying-V. «Если вы выберете такую ​​конструкцию, как [Flying-V], вы должны очень тщательно спроектировать сосуд высокого давления.

Хансман сказал, что аналогичные предложенные конструкции столкнулись с проблемами. И изобретение авиалайнера представляет собой огромную задачу, учитывая требования, с которыми сталкиваются ведущие мировые производители самолетов.

«Существует дуополия между Boeing и Airbus, и в нынешнем мире, где существует нехватка самолетов, компания не может реально оправдать все виды технических рисков», — сказал Хансман. «Я думаю, что входной барьер для полномасштабного самолета огромен».

Но Бенад, который больше не имеет прямого отношения к Flying-V, сказал, что решение KLM принять участие в проекте «просто впечатляющее».

«Это как раз то, что нужно сейчас — люди, которые увлечены новым дизайном, чтобы делать инвестиции и действительно исследовать больше», — сказал он. «Для создания этих прототипов требуется много талантливых людей и много ресурсов».

Хотите больше историй о будущем путешествий?

ПОДПИСАТЬСЯ НА НОВОСТНОЙ БЮЛЛЕТЕНЬ MACH И ПОДПИСАТЬСЯ НА NBC NEWS MACH В TWITTER, FACEBOOK И INSTAGRAM.

Дениз Чоу, репортер NBC News Science, специализируется на общей науке и изменении климата.

Пилоты — WINGS — Программа повышения квалификации пилотов — FAA — FAASTeam

Целью программы WINGS является устранение основных причинных факторов аварий. которые продолжают преследовать авиацию общего назначения. Сосредоточившись на этой цели, мы надеемся уменьшить количество несчастных случаев, которые мы наблюдаем каждый год по тем же причинам. Как вы увидите, это не просто программа «Премиум», а настоящее мастерство. программа, призванная помочь улучшить наши навыки и знания в качестве пилотов.

Программа WINGS — Pilot Proficiency Program основана на том, что пилоты, которые владеют навыками и владеют основами полета, получат удовольствие более безопасный и беззаботный полет.

Вы выбираете (в своем профиле пилота) категорию и класс самолета, в котором вы хотите пройти обучение и продемонстрировать свои навыки полета.Требования к каждой категории и классу самолетов включают определенные предметы и летные маневры. Чтобы вы получили всесторонний опыт обучения, только определенные полеты соответствуют определенным кредитным требованиям. Больше информации О том, как выбираются эти предметные области, можно узнать на вашей странице МОИ КРЫЛЬЯ.

Программа поощряет постоянное обучение, которое дает вам возможность летать на регулярной основе с авторизованным летным инструктором.Программа самая эффективен, если обучение проводится регулярно в течение года, что дает у вас есть возможность летать в разное время года и в разных условиях полета.

Повторение и обновление ваших знаний так же важно, как и сам полет. К для достижения этой цели мы предоставляем вам множество возможностей пройти онлайн-курсы, посетить семинары и другие мероприятия, а также участие в вебинарах.Многие сторонние мероприятия, например, предлагаемые AOPA, ASA, Sporty’s, Gleim Publications и др., соответствуют требованиям для кредита WINGS и укажет его на своем веб-сайте.

Почти во всех случаях с командой FAAST были приняты меры для автоматического предоставить кредит WINGS после завершения деятельности. Однако подождите не менее 24 часов. прежде чем узнать о кредитах WINGS.Помните, если у вас есть вопросы по курсу или активности, уточняйте у провайдера. Если у вас есть вопрос о программе WINGS, свяжитесь с [email protected]

Обратите внимание, что завершение любой фазы WINGS удовлетворяет требованиям для полета. обзор. Так вы не только завершите обзор наиболее распространенных слабых мест, которые привели других к месту аварии, но в итоге вы получите и обзор полета!

Кроме того, у нас есть два отличных ресурса, которые помогут вам ориентироваться в WINGS. Программа: Консультативный циркуляр FAA по WINGS — уровень подготовки пилотов Программа, AC61-91J, и руководство пользователя WINGS.

Для получения информации о Quick WINGS щелкните по этой ссылке.

Спасибо за участие в программе WINGS — Pilot Proficiency Program!

.