Облако тэгов

Самолеты необычной формы

Если составить список элементов которые должны присутствовать в самолете, скажем крылья, хвост, фюзеляж, вы скоро увидите что на определенном этапе  истории авиации, конструкторы могли обойтись без каждой из них. У некоторых моделей не было шасси, у других отсутствовали фюзеляж или хвост. Разнообразие форм, которые принимали самолеты за время своего  развития, поражает. И все же каждая из форм, логически вытекала из идеи конструктора. А некоторые из теорий, на которых основывались все эти идеи, были либо ошибочны, либо антинаучны. Сегодня такие идеи выглядят мягко сказать смешными.

У нас сложилось некоторое представление о том как должен выглядеть самолет, но оно если и имеет отношение к внешнему виду первых летательных аппаратов, то весьма не большое. Скорее всего лишь в общих чертах будет схожесть со строением самолетов бедующего. Однако часто бывает так, что конструкторы выдвигают идеи идущие на много впереди своего времени, и существует не мало примеров того, как проекты одной эпохи  для своего воплощения должны ждать появление технологий будущего.

При зарождении авиации никто из конструкторов по настоящему не понимал в чем состоит принцип полета. У них были кое-какие идеи, которые давали видимые результаты, но природа этих результатов не будет понята еще много лет. По этому множество усилий было потрачено понапрасну  на развитии идей, которые были основаны на неправильных предположениях о том почему некоторые из летательных аппаратов могли держаться в воздухе. Сегодня мы понимаем, что многие идеи воплощавшиеся конструкторами на заре авиации не имели под собой никакого научного обоснования. Конструкторы зачастую руководствовались инженерными новшествами и действовали на основе своего опыта и интуиции, что часто уводило из в сторону и порой фатально.(вставить фото с перевернутым старым самолетом пропеллер)

В 40-х годах XX века разнообразие форм в основном концентрировалось  вокруг конфигураций, которые на наш искушенный взгляд, вполне способны летать. Хотя и в те годы, порой возникали довольно забавные проекты относительно некоторых элементов конструкции самолетов. Сегодняшний конструктор глядит в будущее опираясь на достоверную научную информацию и огромные возможности для изучения  оценки его предположений, которые предоставляет компьютеры и испытательные стенды. Формы, которые он создает в раздумьях о нуждах будущего, можно испытать виртуально, а это значит что реализованы лишь самые удачные из них. Единственное ограничение которое накладывается на воображение конструктора, это технические сложности в реализации проекта и его стоимость.

Northrop-XP-56

Форма самолета, в многом диктуется  его назначением, и сейчас конструктор может предложить подходящую форму исходя из применения самолета. Но по большей части, в истории авиации использовался метод проб и ошибок. В самолете братьев Райт, винт находился за крылом и его лопасти толкали самолет вперед. Это технология часто использовалась при строительстве винтовых самолетов, многие удачные модели основывались на принципе толкающего винта. Во время Второй мировой войны ВВС США проводили эксперименты с подобными пропеллерными истребителями. Одним из самых интересных проектов стал Northrop XP-56, особенностями которого были: отсутствие хвоста, сложная система управления и сдвинутое назад крыло. Первоначально у этой машины не предполагалось вертикального стабилизатора, но он был добавлен перед началом летных испытаний. В этом самолете использовались притовоходные толкающие винты, которые располагались за крыльями. Первый опытный экземпляр разбился из-за отказа шасси, и самолет не пошел в производство. Со своими необычными закольцовками крыльев, элеронами и пневматической системой управления  XP-56, являлся воплощением новизны и смелости дизайна, которые всегда были отличительной чертой компании  Northrop.

Dornier 335

Тем временем немцы разрабатывали Dornier 335, с пропеллерами на обоих концах фюзеляжа. Этот самолет дошел до серийного производства, но до конца войны в Люфтваффе было поставлено всего лишь несколько штук. Здесь конструкторы, в качестве эксперимента поместили два двигателя в фюзеляж, один из них за кабиной самолета,  для приведения в движение заднего толкающего винта. В производство вышли две версии  Dornier 335: одноместный бомбардировщик и двухместный ночной истребитель.

B-36 Peacemaker

Одной из наиболее удачных моделей с толкающими винтами, стал бомбардировщик B-36 Peacemaker. Шесть двигателей с толкающими винтами расположились вдоль задней кромки его огромного крыла. Это было сделано главным образом для того, чтобы гандолы моторов не снижали подъемную силу крыла, а воздушный поток оптикающий крылья, не нарушался турбулентностью пропеллера.

Появление реактивного двигателя, поставило перед конструкторами целый ряд проблем, но и предоставило новые возможности. Больше всего их тревожило ограниченная мощность ранних моделей реактивных, так первый в мире тяжелый реактивный бомбардировщик Юнкерс 287 имел 4 двигателя, в данном случаи пару на носу фюзеляжа  и еще пару под крыльями. Кроме того этот самолет имел необычные крылья, с обратной стреловидностью. И все же Юнкерсу нахватало мощности, чтобы взлететь он использовал ракетные ускорители. Немцы проводили эксперименты с крупными  самолетами, снабженными несколькими двигателями. Некоторые из них получили развитие после войны, в других странах.

 Martin ХВ-51

У Martin ХВ-51два из трех двигателей висели на пилонах фюзеляжа, а третий располагался на хвосте. Решение, о таком расположении двигателя, было принято для того, чтобы вихревые воздушные потоки вокруг фюзеляжа, не попадали в воздухозаборники двигателей. Кроме этого при попадании снаряда в один из двигателей, его обломки не принесут вреда двум другим.

Схема расположения двигателей, так же как и их количество, остается переменной величиной и сильно влияет на внешний вид и летные характеристики новых моделей самолетов. Даже сегодня силуэты новых самолетов , могут показаться нам странными. Например не многим знаком транспортный Boeing  YC-14, при его создании была использована компоновочная схема подобная Lockheed C-130 Hercules. Но он приобрел новые очертания, потому что двигатели располагаются перед крылом. Это не случайность и не каприз, а следствие назначения этого самолета. Закрылки крыльев, отклоняют газовые струи его реактивных двигателей, для ускорения взлета с небольших аэродромов.

Heinkel 162

Этот Heinkel 162, разработанный немцами в последние месяцы Второй мировой войны, для быстрого массового производства на базе рабского труда. Его реактивный двигатель просто взгромоздили на верх, таким образом он был защищен от попадания в компрессор мусора и пыли со взлетной полосы и находился далеко от крыльев, не нарушая аэродинамики. Такое конструкторское решение представлялось простым и дешевым. Такое же расположение мотора предлагалось и в других проектах для Люфтваффе, а гораздо позднее было использовано в North American F-107. Этот истребитель являлся вариацией на тему F-100, но имел большой воздухозаборник  двигателя в верхней части фюзеляжа, прямо за кабиной пилотов.  Безусловно у конструкторов были веские причины для такой конфигурации, но можно понять и пилотов, которым крайне не нравилась эта идея. Во первых, двигатель мешал им видеть  что происходит за их спинами, а во вторых они не были уверены, что при катапультировании их не засосет в воздухозаборник. F-107 отлично летал и имел хорошие перспективы, но ВВС  предпочли ему F-105. Было построено всего три F-107 и пилоты испытатели так и не получили возможности проверить заверения конструкторов, что катапультирование будет безопасным.

Messerschmitt P.1101

За последние 50 лет реактивные двигатели ставились практически во всех возможных частях самолета. Самым логичным было бы разместить двигатели под самолетом, для упрощения конструкции. Однако у этого самолета Messerschmitt P.1101 была еще одна особенность, которая после войны стала объектом пристального внимания союзников. Это было крыло, принимающее три различных положения от 350 до 450 по передней кромке относительно фюзеляжа. Угол их установки можно было отрегулировать перед взлетом. На основе идей немецких инженеров, корпорация Bell, под руководством Роберта Вудса, разработали механизм который мог менять положение крыла во время полета. Результат их работы воплотился в экспериментальном самолете X-5, который стал первым успешным опытом конструкции самолетов с изменяемой стреловидностью крыла.  У этого самолета были очень плохие характеристики разворота, и на нем было трудно летать. Пытаясь разобраться, почему эта модель имеет этот недостаток, ученые продвинулись далеко вперед, благодаря интерпретации данных, полученных при испытании в аэродинамической трубе. Преимущество крыла с изменяемой геометрией очевидно, прямое крыло имеет большую подъемную силу и позволяет самолету на взлете, при очень низкой скорости набрать высоту. На высокой скорости крыло становится стреловидным, чтобы минимизировать сопротивление воздуха. Теперь конструкторам удалось объединить  достоинство обоих положение крыльев, что значительно  расширило спектр возможностей  самолета. Вариантов формы и расположения крыла было несметное количество, и также как и в вопросе о расположении двигателя проводилось масса теоретических изысканий и модельных испытаний.

Когда самолеты стали летать быстрее, сопротивление воздуха порождало сильную турбулентность,  вызываемую обычным прямым крылом  и такое опасное явление как  флаттер. По этому вопрос о форме крыла снова занял ключевую позицию, после войны известный немецкий авиаконструктор Александр Липпиш стал работать в США. Там он стал развивать свою давнишнюю идею дельтовидного крыла, которая нашла свое новое воплощение   в Convair XF-92. Преимущества дельтовидного крыла состоят в том, что оно может быть тонким, но в тоже время большой площади. Это большая площадь крыла позволяет совершать взлет и посадку при меньших скоростях и перенести плоскость  управления ближе к хвостовой части планера. Не желательными побочными эффектами является тенденция к худшему выходу из штопора и требование чтобы взлет и посадка совершались при больших углах атаки.  XF-92 с его экстравагантным силуэтом имеет весьма характерные дельтовидные крылья.

B-58 еще один самолет Convair с дельтовидным крылом, он имеет резкие очертания и является одним из самых запоминающихся в истории авиации моделей. Он был первым американским сверхзвуковым бомбардировщиком, но его распространению помешало развитие  средств ПВО и вытеснение бомбардировщиков межконтинентальными баллистическими ракетами.

XP-67

Еще один подход к форме самолетов  был применен компанией McDonnell, при разработке их первого самолета. Во время войны эта компания выпускала детали для других производителей, но очень хотела создать свой собственный самолет. В общей военной суматохе ВВС при закупки самолетов отдавали предпочтения моделям уже запущенным в производство, а не экспериментальным проектам. Единственное исключение составляли проекты реактивных самолетов и ночных истребителе. Компании McDonnell повезло, что им дали средства на экспериментальную модель. Первым их самолетом стал XP-67, одноместный моноплан с двумя двигателями, которые «называли летучей мышью». Он был далек от традиционности, его форма была дерзкой и непривычной. Два экземпляра были заказаны еще в октябре 1941года, но до полетов дело дошло лишь в январе 1944. Зализанные секции самолета, плавные аэродинамические поверхности которого имели ламинарный профиль, составляли основу модели. Так фюзеляж и кабина пилота были объединены с поверхностью большого крыла.  Длинные плавные кривые линии то расширяющиеся то сужающиеся придавали самолету уникальную форму и обеспечивали большой внутренний объем, при компактном внешнем виде. В этом самолете помещались большие топливные баки, герметичная кабина, трехколесные шасси  и шесть 37 мм пушек. Двигатели с надувом утилизировали выхлоп за счет дополнительных сопел и вообще в этом самолете было много экспериментальных и новых элементов. К сожалению, имеющиеся на то момент двигатели,  не могли развить необходимой мощности и никто так и не увидел на сколько быстрой может быть эта «летучая мышь».

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

*

Можно использовать следующие HTML-теги и атрибуты: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>