Летательные аппараты нетрадиционных схем - [31]
НЕДОСТАТКИ
Чем меньше размах крыла, тем ниже его способность парировать тенденцию самолета совершать вращательное движение в направлении, противоположном направлению вращения воздушного винта силовой установки. Примером этого может служить самолет XFY-1 фирмы «Конвэр» — винтовой самолет с мощностью турбовинтового двигателя, достаточной для обеспечения вертикального взлета. Самолет, имеющий столь высокую тяговооруженность и одиночный воздушный винт, при работе силовой установки на максимальных оборотах практически должен вращаться вокруг продольной оси. Для того чтобы избежать этого, проектировщики использовали соосные винты противоположного вращения. Этот пример показывает компромиссный характер процесса выбора конструктивно-компоновочной и аэродинамической схемы самолета, особенно в тех случаях, когда конструкторы пытаются наиболее полно использовать некоторое преимущество той или иной схемы.
Еще одним присущим всем треугольным крыльям недостатком является то, что в большинстве практических применений традиционная механизация задней кромки такого крыла не может быть эффективно использована в целях уменьшения посадочной скорости. Величина максимального плеча этих поверхностей механизации или управления относительно центра масс самолета такова, что они действуют больше как рули высоты, чем как органы взлетно-посадочной механизации. Этот недостаток несколько компенсируется тем, что летательные аппараты с треугольным крылом могут совершать полет при значительно большем угле атаки, чем самолеты с традиционными крыльями, создавая при этом большую подъемную силу, что позволяет выполнять посадку при меньших скоростях. Кроме того, для остановки самолета после выполнения достаточно скоростной посадки обычно используются тормозные парашюты. За исключением сверхзвуковых пассажирских самолетов, созданных в 1970-е гг., все скоростные самолеты с треугольным крылом являются военными.
Имевший место в середине 1970-х гг. новый подъем интереса к планеризму в наибольшей степени проявился по отношению к крылу Рогалло (дельтапланам). Летательный аппарат этого типа был создан Фрэнсисом М. Рогалло, сотрудником Национального управления США по аэронавтике и исследованиям космического пространства в качестве некоего варианта планирующего парашюта для доставки с воздуха различных грузов. Однако вскоре летательные аппараты этого типа стали оснащаться силовыми установками, примерно так же, как это происходило в конце 1950-х гг. Хотя поставленных задач по воздушной транспортировке грузов с помощью крыла Рогалло в полном объеме решить не удалось, разработанная схема была с энтузиазмом встречена планеристами. Низкая скорость и чрезвычайная простота конструкции этого летательного аппарата дают ряд существенных преимуществ по сравнению с традиционными жесткими конструкциями сопоставимого уровня летно-технических характеристик. Более того, дельтаплан можно свернуть и перевозить на крыше автомобиля и даже хранить в домашних условиях.
Наиболее привлекательным достоинством дельтаплана является его простота. Дельтаплан состоит, по сути дела, из куска ткани типа парусины, натянутой между тремя алюминиевыми трубками, образующими две передние кромки и центральную балку. До тех пор, пока крыло обладает поступательной скоростью и поток обтекает его с положительным углом атаки, дельтаплан «наполнен» воздухом аналогично тому, как это происходит с парашютом, и способен создавать подъемную силу (рис. 4.1).
Рис. 4.1.Типичный пример одного из первых балансирных планеров типа дельтаплана.
Может показаться несколько странным, что стремление улучшить летные характеристики дельтапланов привело к тому, что они в значительной степени изменили свою дельтавидную форму. Постепенно размах традиционного «крыла Рогалло» увеличивался, а хорда уменьшалась до тех пор, пока планеры этого типа по форме в плане не приблизились к традиционным «бесхвосткам» с крылом умеренной стреловидности по передней кромке.
До начала дельтапланного бума было создано несколько любительских винтовых аппаратов с треугольными крыльями (в то время малоразмерные реактивные двигатели, пригодные для любительских летательных аппаратов, отсутствовали). Эти самолеты оснащались силовыми установками малой мощности, поэтому тенденция увода в движении крена практически отсутствовала, что позволило использовать треугольные крылья малого размаха.
Спроектированный Александром Липпишем планер DM-1 спал первым самолетом рассматриваемого в данной главе класса. Стреловидность крыла по передней кромке составляла 60°, а задней — 15°. Планер был создан в конце второй мировой войны как натурный планирующий макет проектируемого самолета-истребителя с ПВРД. DM-1 разрабатывался с целью проверки возможности обеспечения приемлемых пилотажных характеристик самолета такой схемы при малых скоростях полета. В условиях отсутствия опытного образца самолета, оснащенного достаточно мощной силовой установкой, скоростные аэродинамические данные планировалось получить в аэродинамической трубе. Аэродинамические данные в области промежуточных скоростей были получены при летных испытаниях, в ходе которых DM-1 буксировался на большую высоту (примерно 7600 м или более), после чего происходили отделение самолета и его свободный полет. DM-1 должен был разгоняться до требуемой по программе испытаний скорости в процессе затяжного пикирования. Относительно малая масса этого планера не позволяла ему развивать в пикировании очень большую скорость. Максимальная скорость в пикировании составляла примерно 558,7 км/ч.
