Tại sao chúng ta cần "đôi cánh cong", "bồn tắm bay", "không đuôi" và những chiếc máy bay kỳ lạ khác?

Số lượng lớn máy bay do con người tạo ra thật đáng kinh ngạc. Nhưng một số trong số chúng thậm chí còn đáng ngạc nhiên hơn: xét theo vẻ ngoài của chúng, những cấu trúc như vậy không nên bay lên không trung trong mọi trường hợp. Tuy nhiên, vẻ ngoài kỳ lạ không ngăn cản những sản phẩm như vậy cất cánh, di chuyển và hạ cánh an toàn. Và đôi khi khá thành công. Tại sao chúng ta cần những chiếc máy bay như vậy, các nhà thiết kế đã theo đuổi mục tiêu gì khi tạo ra những sáng tạo khác thường?

"Tắm bay" М2-F1

Theo truyền thống, người ta cho rằng lực nâng được tạo ra bởi cánh hoặc chân vịt. Nhưng nếu thay vì chúng, chúng ta sử dụng thân máy bay, tạo cho cấu trúc một hình dạng đặc biệt thì sao? Để thử nghiệm ý tưởng này trong thực tế, vài thập kỷ trước, người Mỹ đã phát triển M2-F1 của NASA. Việc thực hiện dự án được bắt đầu theo thời gian: vào những năm 50, khoa học du hành vũ trụ và tên lửa đã phát triển nhanh chóng. Vào đầu những năm 60, các nhà khoa học đã “tính toán”: hình dạng tối ưu nhất, ví dụ, đối với một thiết bị đi xuống từ quỹ đạo, là một hình nón có một đầu cùn. Thiết kế này cho phép bạn vượt qua các lớp khí quyển dày đặc với ít thiệt hại nhất. Hình thức này đã trở thành tốt nhất cho tên lửa đạn đạo.


Nếu bạn nghĩ một cách logic hơn, thì máy bay ở dạng hình nón nên bay. Các chuyên gia của NASA đã làm rõ: đối với một cỗ máy có hình dạng như vậy, phần trên phải bằng phẳng.

Bản chất của dự án

Tên làm việc của nó là M2. Chúng ta đang nói về một phương tiện hạ cánh có người lái, sau khi rời quỹ đạo, có thể vượt qua tầng khí quyển ở khoảng cách 5400 km và nếu cần, có thể đi sang một bên 1400-1450 km. Dự án được trình bày bởi NASA và Lực lượng Không quân Hoa Kỳ, đã bác bỏ ý tưởng này. Tuy nhiên, các nhà khoa học nhiệt tình từ bộ vũ trụ Hoa Kỳ vẫn tiếp tục nghiên cứu với sự nguy hiểm và rủi ro của chính họ.

bộ máy đã hoàn thành

Họ đã tìm thấy tiền cho việc xây dựng, mặc dù rất ít (ở dạng hiện tại, khoảng 240 nghìn đô la). Do đó, bộ máy cực kỳ đơn giản (một số máy bay được mượn từ Cessna-150). Do hình dạng đặc trưng của nó, nó được gọi là "bồn tắm bay", trông nó thực sự giống như vậy.


Đầu tiên, nguyên mẫu được thổi trong hầm gió và thu được kết quả khả quan. Sau đó, họ kéo dọc đường băng trên dây cáp phía sau một chiếc ô tô Pontiac Bonneville với tốc độ 190-195 km / h, nâng nhẹ nó lên không trung. Tuy nhiên, để có được kết luận đầy đủ hơn, thiết bị phải được thử nghiệm ở độ cao. Chuyến bay đầu tiên (tàu lượn "tắm" kéo máy bay C-47) diễn ra vào năm 1963. NASA M2-F1 đã được tháo móc và lướt xuống đất mà không gặp vấn đề gì.




"Bồn tắm bay" đã chứng minh rằng một thiết bị có thân máy bay phù hợp có thể bay mà không cần cánh. Ở độ cao, chiếc xe xử lý tốt và lực nâng là đủ. Kết quả là, dữ liệu đã thu được, trên cơ sở đó có thể tạo ra máy bay có tính đến hình dạng của thân máy bay, giúp đơn giản hóa thiết kế mà không làm giảm lực nâng.

McDonell Douglas X-36

Hóa ra là bạn có thể bay mà không cần cánh. Còn cái đuôi thì sao? Hóa ra có thể di chuyển trong không khí mà không cần nó, điều này đã được chứng minh thành công bởi máy bay Kh-36 "không đuôi". Điều thú vị nữa là nó không chỉ thiếu ke mà còn thiếu cả... phi công. Mô hình được điều khiển từ mặt đất.


Đó là một nguyên mẫu thu nhỏ (28%) của một chiếc máy bay không có đuôi, với các vòi phun cho phép thay đổi vectơ lực đẩy. Quá trình phát triển được thực hiện vào những năm 90 bởi Boeing với sự tham gia của NASA, cũng như bởi Phantom Works, một công ty con của McDonnell Douglas. Một nguyên mẫu đã hoàn thành được cung cấp bởi Williams Research F112 đã bay vào năm 1997. Việc không có đuôi được cho là sẽ mang lại những lợi thế như giảm trọng lượng của máy bay, giảm lực cản, tăng phạm vi bay cũng như khả năng cơ động.


Các thử nghiệm được thực hiện cho thấy kết quả tốt: theo một số báo cáo, chúng thậm chí còn vượt quá mong đợi. Tuy nhiên, hiện tại không có tin tức gì về dự án X-36: nó bị đóng cửa hay công việc tiếp tục vẫn chưa được biết.

Ames AD-1 "Xiên que"

Trí óc tò mò của con người còn đi xa hơn: nếu cánh không được chạm vào mà thay đổi bằng cách nào đó thì sao? Vâng, dễ dàng! Tại dịch vụ của bạn - Ames AD-1, một mô hình thử nghiệm với cánh được "gắn" xiên vào thân máy bay. Làm thế nào và ai đã nghĩ ra nó? Và tại sao?


Quay trở lại những ngày của Thế chiến II ở Đức, Richard Vogt đã tích cực làm việc trên một chiếc máy bay có cánh không đối xứng. Ý tưởng chính là tạo ra một hình dạng đặc biệt cho mặt phẳng sẽ làm giảm lực cản. Máy bay phải cất cánh bằng cánh thông thường, và sau khi lên cao, nó sẽ quay đầu. Tuy nhiên, những ý tưởng của người Đức vẫn nằm trên giấy và người Mỹ đã xoay sở để biến chúng thành kim loại. Và ở đây một lần nữa, không phải không có sự tham gia của NASA. Các chuyên gia nhận thấy rằng một cánh không chuẩn:

✅ giảm lực cản lên đến 20%, cản sóng ở mức siêu thanh - lên đến 26%
✅ giảm 14% trọng lượng máy bay

Ngay cả những lợi thế này cũng đủ để nghĩ đến việc xây dựng bố cục trước, sau đó là một mô hình hoạt động. Người ta cho rằng việc thay đổi vị trí của cánh khi thực hiện các chuyến bay đường dài sẽ mang lại tốc độ và tiết kiệm nhiên liệu tốt hơn.

Xét nghiệm

Sau các chuyến bay thành công của máy bay không người lái, chúng tôi bắt đầu chế tạo một thiết bị chính thức. Cánh của nó có thể xoay 60 ° so với thân máy bay, được cung cấp bởi một động cơ điện đặc biệt. Để đáp ứng ngân sách, các đơn vị năng lượng chính được cung cấp năng lượng thấp.


Chiếc máy bay đã bay lên bầu trời vào năm 1979. Quá trình cất cánh diễn ra với cánh vuông góc với thân máy bay. Sau đó, họ quay sang góc bên phải. Tổng cộng, cho đến năm 1982, 79 chuyến bay đã được thực hiện. Các phi công thử nghiệm đã đánh giá tích cực chiếc xe. Tuy nhiên, sau khi đạt được kết quả cần thiết và nhận được dữ liệu cần thiết, thiết bị đã được gửi đến bảo tàng. NASA là một tổ chức nghiên cứu và các công ty tham gia chế tạo máy bay không dám tận dụng ý tưởng này: một thứ là mô hình nhỏ rẻ tiền và thứ khác là một chiếc máy bay khổng lồ đắt tiền.

Dự án X-48

Đây là loại máy bay được thiết kế theo khái niệm cánh "bay" hay cánh "hỗn hợp" (BWB). Ý tưởng này đã được thử nghiệm từ những năm 90. Đầu tiên, McDonnell Douglas làm việc này, sau đó là Boeing, công ty đã tiếp quản công ty. NASA cũng tham gia công việc, và sau đó là Lầu Năm Góc. "Số phận của dự án" không hề dễ dàng. Mặc dù có một số thành công, quân đội đã từ chối tài trợ thêm. Do đó, dự án đã bị kéo dài hơn 20 năm bởi một chiếc Boeing.



Bản sửa đổi mới nhất được gọi là X-48C. Vấn đề chính của máy bay thiết kế này là độ ổn định kém ở tốc độ và độ cao thấp. Những nỗ lực của các nhà thí nghiệm là nhằm loại bỏ nhược điểm này. Kết quả khá mỹ mãn.


Mẫu X-48C không người lái bay ổn định ở tốc độ dưới 200 km/h, cần đường băng tương đối nhỏ để cất cánh và hạ cánh. Thêm vào đó, thiết bị có thiết kế kiểu mô-đun và có thể được điều chỉnh cho mọi mục đích.

Với kết quả là

Có chuyện gì vậy? Như mọi khi, bằng tiền và sẵn sàng chấp nhận rủi ro. Quân đội, những người từ chối tài trợ cho dự án, thỉnh thoảng liếc nhìn nó: Lầu năm góc không thể đạt được sự đồng thuận về X-48S. Tuy nhiên, vào tháng XNUMX năm nay, một thông báo xuất hiện (Báo cáo hàng không vũ trụ và quốc phòng) rằng Lực lượng Không quân Hoa Kỳ đã bắt đầu lại các vụ phóng thử nghiệm một máy bay không người lái thử nghiệm. Điều này có nghĩa là mọi thứ đã tiến lên phía trước và có cơ hội nhìn thấy một chiếc xe thú vị đã có kích thước đầy đủ trên không trung.