В России создают беспилотники с «перевернутым» крылом с учетом наработок по самолету Су-47 — Газета.Ru
В России создают беспилотники с «перевернутым» крылом с учетом наработок по самолету Су-47 — Газета.Ru | Новости
close
100%
В России разрабатывают беспилотники с крылом обратной стреловидности с учетом опыта по созданию самолета Су-47. Об этом сообщает ТАСС со ссылкой на «Ростех».
Су-47 «Беркут» — это экспериментальный самолет-истребитель ОКБ Сухого с крылом обратной стреловидности («стрелой» назад), совершивший первый полет в 1997 году. Такая форма дает ряд преимуществ, в том числе уменьшенное лобовое сопротивление и маневренность на малых скоростях. Тем не менее, после долгих экспериментов и России, и в США 1980-х годов (Grumman X-29), такие истребители не пошли в серию.
Как сообщают теперь представители «Ростеха», конструкторский задел, созданный при работе над этим самолетом, теперь используется при проектировании БПЛА.
На истребителе Су-47 «Беркут» удалось внедрить целый ряд новых конструктивных и технических решений, которые ранее не применялись на самолетах подобного класса: реализация большой степени продольной статической неустойчивости, использование в конструкции крупногабаритных фрезерованных панелей двойной кривизны и композиционных материалов в нагруженных элементах конструкции планера. Крыло обратной стреловидности испытывает повышенные нагрузки, и потому должно быть особо прочным — именно эту проблему приходилось решать технологам в первую очередь.
Теперь, используя этот опыт и представление о практической эксплуатации таких самолетов, конструкторы создадут БПЛА со схожими свойствами.
Ранее китайские инженеры создали микроробота для доставки лекарств, который может разбирать себя.
Все новости на тему:
Цивилизация
Подписывайтесь на «Газету.Ru» в Новостях, Дзен и Telegram.
Чтобы сообщить об ошибке, выделите текст и нажмите Ctrl+Enter
Новости
Дзен
Telegram
Георгий Бовт
Невообразимое будущее
О том, лучше или хуже нас будут жить наши дети
Алексей Мухин
Правила против права
О западных ценностях, которые превыше законодательства
Мария Дегтерева
В каждой бочке затычка
О том, почему соцсети интеллектуально деградируют
Владимир Трегубов
Китай после ХХ съезда компартии
О глобальных вызовах и перспективах
Дмитрий Самойлов
Вбойко шагает трансгуманизм
О последнем романе Виктора Пелевина
Найдена ошибка?
Закрыть
Спасибо за ваше сообщение, мы скоро все поправим.
Продолжить чтение
Черное крыло «Беркута»: как создавали истребитель Су-47
26 сентября, 05:00
Статья
25 лет назад состоялся первый полет самолета С-37 «Беркут» (Су-47) — звезды авиационного мира и предшественника Су-57. Поднял машину в воздух летчик-испытатель ОКБ Сухого Игорь Вотинцев в сентябре 1997 года. Этот экспериментальный истребитель показал, что современные материалы позволяют создавать конструкции, которые раньше казались фантастикой.
Подробнее о рождении первого отечественного крыла из композитных материалов читайте в материале ТАСС.
Су-47 «Беркут» был впервые показан широкой публике на авиасалоне МАКС-1999, где совершил показательный полет. Машина резко выделялась на фоне остальных благодаря крылу обратной стреловидности и черной окраске. В СМИ его моментально окрестили истребителем XXI века и сообщали, что машина должна в ближайшее время пойти в серийное производство. На самом деле «Беркут» был опытно-экспериментальным самолетом, предназначенным для отработки компоновочных, технических и технологических решений в рамках работ по истребителям нового поколения. Работы по этой теме начались в ОКБ под условным шифром С-22.
С 1983 года проект самолета с крылом обратной стреловидности развивался как модернизация Су-27 для ВВС СССР, однако он был закрыт в 1988 году. Далее заказчиком выступил ВМФ СССР, и истребитель переименовали в Су-27КМ (корабельный модифицированный), но и этот проект был остановлен после распада Советского Союза.
Но работы не прекращались ни на минуту. Создание «Беркута» — инициативная разработка ОКБ Сухого (входит в ОАК) и в частности — генерального конструктора Михаила Симонова. «Суховцы» отлично понимали, что нужно создавать задел для истребителя пятого поколения, который обладал бы в том числе сверхманевренностью, способностью сохранять устойчивость и управляемость на углах атаки до 90 градусов для ближних воздушных боев. Обратная стреловидность крыла подходила для решения этих задач как нельзя лучше. Главным конструктором по теме был назначен Михаил Погосян.
Обратная сторона стреловидности
Читайте также
Истребитель Су-57: секреты самолета-«невидимки»
Крыло обратной стреловидности обладает меньшим индуктивным сопротивлением, потому что воздушный поток перетекает от законцовок к его корневому сечению. Интенсивность образования концевого вихря снижается, а поэтому повышается аэродинамическое качество. Как следствие — растут взлетно-посадочные характеристики самолета, маневренность, подъемная сила, дальность полета на дозвуковой скорости.
Кроме того, улучшаются условия работы крыльевой механизации, увеличиваются внутренние объемы планера, что особенно важно для истребителя пятого поколения, который должен нести вооружение во внутренних отсеках.
Но создать такое крыло — сложная задача. Особенностью крыла обратной стреловидности является то, что при достижении определенных скоростей полета происходит «скручивание» законцовок крыла, что может привести к разрушению всей конструкции. Чтобы избежать этого, крыло должно иметь очень высокие жесткостные характеристики, и сделать это на сверхзвуковом истребителе с помощью авиационного алюминия и даже стальных сплавов практически невозможно. Ситуация изменилась только в 1980-х годах, когда широкое распространение в авиации начали получать композитные материалы.
Да здравствует композит!
Композитные материалы, которые позволяют создавать легкие и прочные конструкции, состоят из двух или более компонентов. К примеру, армированный железобетон по некоторым параметрам лучше камня.
В авиационной технике чаще всего используется углепластик, состоящий из нитей углеродного волокна, соединенных полимерным связующим. Такой материал намного легче стали, а в некоторых случаях прочнее ее.
Читайте также
Как устроен новый истребитель «Су»
Сегодня применение композитных материалов стало повсеместным. Например, из них создано крыло российского среднемагистрального лайнера МС-21, композиты составляют 25% от веса пустого истребителя пятого поколения Су-57. «Беркут» стал базой для отработки таких технологий, его конструкция выполнена из композитов на 13%, что по меркам 1990-х годов было настоящим прорывом. Больше всего композитов было использовано в крыле самолета, в котором их доля составляла около 50%.
Изготовить панели для крыла обратной стреловидности для «Беркута» поручили Обнинскому научно-производственному предприятию «Технология» (также входит в Ростех). В панелях использовался новый материал, разработанный ВИАМ, который не уступал по своим характеристикам лучшим в то время мировым образцам углепластиков.
В 1986 году изготовление панелей крыла впервые в СССР было выполнено методом автоматизированной выкладки.
Основой механизм станка автоматизированной выкладки
© ОНПП «Технология»
«В то время у нас была единственная в России установка для автоматизированной выкладки, но ее программы обеспечивали работу только в двух плоскостях. Мы вручную настраивали станок еще на две координаты. Это была простая, но кропотливая работа: как только подпружиненная «головка» «садилась» на концевой выключатель, мы начинали подбирать координаты, чтобы она дальше двигалась так, как нам нужно. Эмоции незабываемые! Месяц работал без выходных», — вспоминает начальник отдела автоматизации технических процессов ОНПП «Технология» Валерий Терновой.
Позже программисты «Технологии» разработали программное обеспечение, которое позволило автоматизировать рабочие процессы. Это была только одна из многих проблем, которые неизбежно возникают при внедрении новых материалов и методов производства. Но все они были решены конструкторами ОКБ Сухого и специалистами «Технологии».
Автоматизированная выкладка крыла обратной стреловидности «Беркута»
© ОНПП «Технология»
«Это было непростое время. Закрывались заводы, в целом ситуация была сложная. А мы получили заказ на изготовление крыла обратной стреловидности для Су-47. Это колоссальный опыт, который послужил прорывом не только для авиации, но и для нашего производства. Был внедрен метод автоматизированной выкладки изделий для авиационной техники, доведены до высокого качества материалы, да и для рабочих это была отличная практика», — вспоминает оператор станков с программным управлением ОНПП «Технология» Александр Конашенков.
Сломать черную птицу
Испытания первого в стране крыла из углепластика велись в ОКБ Сухого. Все участники проекта очень волновались, при каждом объявлении о приложении новой нагрузки с тревогой прислушивались к малейшему хрусту, не разговаривали. По их словам, особый нервный накал начался с первыми звонкими щелчками. Это означало, что внутренние напряжения приближаются к пределу прочности композита.
Удивительно было видеть, как крыло сильно прогибается, но спокойно держит нагрузку. Углепластиковая конструкция с запасом выдержала расчетное тестирование.
К летным испытаниям Су-47 специалисты ОНПП «Технология» отнеслись спокойно, так как были уверены в надежности своих углепластиковых панелей. Но всех переполняло чувство гордости за результат, достигнутый в тесном содружестве материаловедов, прочнистов, конструкторов, технологов, испытателей, рабочих и мастеров предприятий ОКБ Сухого, ЦАГИ, ВИАМ и ОНПП «Технология».
С-37 «Беркут» (Су-47)
© ОКБ Сухого
Летчики-испытатели говорили, что самолет габаритный, имеет мощные двигатели, но при этом очень легкий в управлении, совершить полет на нем без сложной переподготовки мог бы даже молодой выпускник военного авиационного училища.
На самолете удалось внедрить целый ряд новых конструктивных и технических решений, которые ранее не применялись на самолетах подобного класса: реализация большой степени продольной статической неустойчивости, использование в конструкции крупногабаритных фрезерованных панелей двойной кривизны и композиционных материалов в нагруженных элементах конструкции планера и т.
п.
Гены «Беркута» в пятом поколении
Читайте также
Истребитель МиГ-35. Высший пилотаж снова в моде
Проект Су-47 был остановлен в пользу разработки истребителя Су-57, который сегодня поступает в войска. Но Су-47 сыграл огромную роль в его создании, позволив российским авиастроителям проверить ряд важных идей и собрать массу информации. По данным Ростеха, благодаря проекту разработаны новые конструкции, программное обеспечение и материалы. Уже исходя из этого, проект экспериментального истребителя можно считать безоговорочно успешным.
В 1999 году ОКБ Сухого добилось включения программы С-37 в государственный оборонный заказ, придав ей официальный статус, что послужило улучшению финансирования испытаний. В итоге «Беркут» стал незаменимой «летающей лабораторией». С 2004 года Су-47 — основная платформа для исследований в интересах тематики самолета пятого поколения.
По данным Ростеха, колоссальные знания о крыле обратной стреловидности из композитных материалов, полученные на испытаниях «Беркута», используются при создании беспилотных летательных аппаратов и гражданских самолетов.
Статья подготовлена Объединенной военной редакцией ТАСС совместно с ОНПП «Технология» и ОАК госкорпорации «Ростех»
Почему у быстрых самолетов стреловидные крылья?
Теодор Эзенвайн
Потому что это выглядит круто. ‘Нафф сказал.
Хорошо, мы все знаем, что инженеры не стали бы внедрять глобальную технологию на быстрых самолетах только для того, чтобы они выглядели круто, поэтому реальный ответ заключается в том, что это позволяет им летать быстрее за счет уменьшения лобового сопротивления.
Стреловидное крыло выглядит так, будто у него меньше сопротивление. Объяснить почему сложнее — и ответ может вас удивить. Взмах крыльев заставляет крыло лететь медленнее. Это, в свою очередь, задерживает начало сверхзвукового воздушного потока над крылом, что задерживает волновое сопротивление. Но это еще не все преимущества — есть высокая цена, которая проявляется на низких скоростях.
Полет почти на сверхзвуке означает, что воздух становится сверхзвуковым
Вы знаете, что воздух ускоряется, проходя над верхушкой крыла — это основная часть подъемной силы Бернулли. Итак, если вы летите со скоростью, близкой к скорости звука, скажем, 0,8 Маха, скорость воздуха, обтекающего крыло, может достигать 1 Маха. Теперь у вас сверхзвуковой поток. Ваше критическое число Маха — это скорость, при которой воздух, обтекающий крыло, впервые достигает 1 Маха.
Что с этим не так? Воздушный поток не остается сверхзвуковым навсегда — он ускоряется, превышает число Маха, а затем снова замедляется до дозвуковой скорости. Чем быстрее вы летите, тем больше сверхзвукового воздуха проходит над крылом.
Однако, когда скорость воздуха ниже 1 Маха, возникает ударная волна. Когда воздух движется вдоль крыла, он посылает волны давления, которые движутся со скоростью звука. Это означает, что волны давления не могут двигаться вперед через сверхзвуковой поток воздуха.
Вместо этого они перерастают в массивное давление или ударную волну.
Эта ударная волна создает сильное сопротивление. Воздух, обтекающий крыло, пересекает массивную границу давления, которая высасывает энергию из воздушного потока, вызывая сопротивление. Кроме того, воздух может терять так много энергии, что отделяется от крыла, вызывая большее сопротивление. Это сопротивление называется волновым сопротивлением .
Подметание крыла назад задерживает сверхзвуковой поток
Как стреловидность крыла помогает предотвратить волновое сопротивление? Он задерживает начало сверхзвукового потока за счет уменьшения ускорения над крылом.
На самолете с прямым крылом весь воздушный поток проходит над крылом параллельно хорде самолета. Но, на стреловидном крыле, только часть воздуха течет параллельно линии хорды. Другая часть течет перпендикулярно хорде — это называется поперечное течение.
Ускоряется только составляющая потока воздуха, текущая параллельно хорде.
Таким образом, уменьшив количество воздушного потока, протекающего параллельно линии хорды, вы уменьшили величину ускорения и задержали свое критическое число Маха. Теперь вы можете летать с более высоким числом Маха, прежде чем начнете создавать волновое сопротивление.
Это не все хорошие новости — страдает полет на малой скорости
Когда вы уменьшаете количество воздуха, протекающего параллельно хорде, вы уменьшаете количество подъемной силы, создаваемой крылом. На высокой скорости это не проблема — высокая скорость полета требует небольшого угла атаки для создания подъемной силы. Однако на низких скоростях вы находитесь под большим углом атаки, и взмах крыла может привести к очень большому углу атаки, приближающемуся к углу атаки сваливания.
Чтобы противостоять этому, самолеты со стреловидным крылом используют расширенные системы закрылков, такие как закрылки Фаулера и предкрылки передней кромки. Посмотрите на этот 747 — много закрылков.
motox810 / Flickr
Взмах крыльев также влияет на характер сваливания.
Объем поперечного потока увеличивается по мере приближения к законцовке крыла, уменьшая эффективную воздушную скорость законцовки крыла и утолщая пограничный слой. Это может привести к тому, что законцовка крыла свалится раньше корня крыла, то есть вы потеряете контроль над элеронами в начале сваливания. Это может привести к безумной поездке.
Чтобы противостоять этому, инженеры разместят ограждения потока на крыле, чтобы предотвратить образование поперечного потока. Вот отличный пример на российском бомбардировщике ОКБ-1 150.
Крылья передней стреловидности
Крылья передней стреловидности обладают теми же преимуществами, что и крылья задней стреловидности, но снижают критическое число Маха. И они устраняют проблему сваливания законцовки крыла. Так почему же мы их не видим? НАСА экспериментировало с ними на X-29 — и хотя конструкция выглядит многообещающе, есть много конструктивных проблем, таких как флаттер, проблемы с нагрузкой на законцовку крыла и сложность производства.
Но с новыми композитами и передовыми производственными системами мы можем увидеть, как они станут реальностью. И как бы круто это смотрелось на рампе.
wikimedia.org
Станьте лучшим пилотом.
Подпишитесь, чтобы получать последние видео, статьи и викторины, которые сделают вас более умным и безопасным пилотом.
Зарегистрироваться >
НАЗВАНИЕ
- Тег
- Автор
- Дата
8 Самолеты со стреловидным крылом, которые изменили мир
Стреловидное крыло замедляет рост аэродинамического сопротивления, вызванного сжимаемостью жидкости, близкой к скорости звука, повышая летные характеристики. Вы найдете стреловидные крылья на многих реактивных самолетах по всему миру и на нескольких высокопроизводительных винтовых самолетах.
Вот 8 самолетов со стреловидным крылом, которые изменили мир:
1) Messerschmitt Me 262
Хотя Me 262 часто называют конструкцией со стреловидным крылом, серийный Me 262 имел стреловидность по передней кромке всего 18,5 градусов, что слишком мало для достижения какого-либо значительного преимущества в увеличении критической Число Маха. После производства ученые продолжили исследования того, как новое стреловидное крыло положительно повлияло на максимальную скорость полета. Научные прорывы нацистов во время Второй мировой войны повлияли на будущие конструкции самолетов по всему миру.
Викимедиа
2) Микоян-Гуревич МиГ-15
МиГ-15 был одним из первых успешных реактивных истребителей со стреловидным крылом и прославился в небе над Кореей, где в начале войны превзошел все истребители противника с прямым крылом. в большинстве случаев.
Дмитрий Терехов
3) Североамериканский F-86 Sabre
Sabre наиболее известен как первый американский истребитель со стреловидным крылом, который мог противостоять советскому МиГ-15 с таким же крылом в скоростных воздушных боях в небе над Корейская война.
Airwolfhound
4) North American F-100 Super Sabre
Из-за конструкции стреловидного крыла на больших углах атаки, когда самолет приближался к скорости сваливания, потеря подъемной силы на законцовках крыльев вызывала резкий тангаж . Это конкретное явление (которое могло легко привести к летальному исходу на малой высоте, когда не хватало времени на восстановление) стало известно как «танец с саблями».
Wikimedia
5) Boeing 707
Разработанный как первый реактивный авиалайнер Boeing, 707 представляет собой конструкцию со стреловидным крылом и двигателями в гондолах. Хотя это был не первый реактивный лайнер, Боинг 707 стал первым коммерчески успешным. Доминирование пассажирского воздушного транспорта в 1960-х годов и оставаясь распространенным в 1970-х годах, 707-му обычно приписывают начало эпохи реактивных двигателей.
Wikimedia
6) Boeing 747
Стреловидность крыла 747 составляет 37,5 градусов — больше, чем у любого другого коммерческого самолета в мире.
Были использованы сложные подъемные устройства, чтобы Боинг 747 мог работать за пределами существующих аэропортов. Предкрылки передней кромки и закрылки, состоящие из трех частей, увеличивают площадь крыла на 21% и увеличивают подъемную силу до 90%.
Колин Браун
7) Грумман Х-29
X-29 описывается как трехместный самолет с утками, крыльями прямой стреловидности и задними рулевыми поверхностями, использующий трехплоскостное продольное управление. Конфигурация в сочетании с центром тяжести далеко позади аэродинамического центра делала корабль изначально неустойчивым. Крылья Х-29, сделанные частично из графито-эпоксидной смолы, были стреловидны вперед более чем на 33 градуса.
Wikimedia
8) Grumman F-14 Tomcat
Стреловидность крыла F-14 могла изменяться в диапазоне от 20 до 68 градусов в полете и могла автоматически оптимальное аэродинамическое качество при изменении числа Маха; при желании пилоты могли вручную отключить систему.