
AD-1 và cánh xiên của nó - câu chuyện về một trong những khái niệm thú vị nhất trong ngành công nghiệp máy bay
Hầu hết các máy bay được thiết kế theo nguyên tắc đối xứng - cánh được lắp trên thân máy bay, có thể được định vị theo nhiều cách khác nhau, nhưng luôn được gắn chặt vào cấu trúc. Nhưng hôm nay chúng ta sẽ phân tích mẫu Ames-Dryden AD1 với cánh quét biến thiên.
Quyết định này đã từng phá hủy nhiều khuôn mẫu về sản xuất máy bay và cho thấy một cách tiếp cận mới về cơ bản. Chúng ta hãy nhớ đó là loại thiết bị gì và tại sao một số kỹ sư vẫn tự tin rằng, với sự kết hợp thành công của các hoàn cảnh, cánh xiên có thể được sử dụng trong sản xuất hàng loạt thiết bị quân sự và dân sự phi cơ.
Kiểu cánh xuôi có thể thay đổi đầu tiên được đề xuất bởi nhà thiết kế máy bay người Đức Richard Vogt vào năm 1944. Anh ấy đã sử dụng ý tưởng này để giảm lực cản ở tốc độ cao. Máy bay cất cánh với vị trí cánh tiêu chuẩn, nhưng khi tăng tốc, nó bị đổi hướng. Mô hình được gọi là Blohm & Voss và P.202 và không vượt ra ngoài bản thiết kế.
Đây là cách bản phác thảo của mô hình đầu tiên có cánh xiên trông như thế nào. Ảnh: youtube.com
Đó là một biến thể cỡ trung bình (dài hơn 10 mét một chút, với sải cánh gần 12). Nó không bao giờ được thực hiện vì hai lý do: cơ chế quay quá phức tạp và cồng kềnh và không thể lắp đặt vũ khí và thiết bị trên cấu trúc.
Đồng thời, các kỹ sư của Messerschmitt cũng đang nghiên cứu một khái niệm tương tự. Chính họ đã giới thiệu thuật ngữ "cánh cắt kéo", thuật ngữ này vẫn được sử dụng cho đến ngày nay. Họ đã tạo ra dự án Me P.1109, là một loại máy bay hai tầng cánh có hai cánh - trên và dưới thân máy bay. Khi cánh trên quay theo chiều kim đồng hồ thì cánh dưới quay theo chiều ngược lại. Đây là một hệ thống thậm chí còn phức tạp hơn, không bao giờ được thực hiện do thất bại của Đức và cuộc khủng hoảng tiếp theo trong lĩnh vực quốc phòng.
Tùy chọn với cánh quay đôi. Ảnh: youtube.com
Thật thú vị, vào năm 1945, kỹ sư người Mỹ Robert Thomas Johnson đã đưa ra một ý tưởng tương tự độc lập với các nhà thiết kế người Đức. Ông đã đề xuất một hệ thống cánh quay tương tự, nhưng khái niệm này không được ủng hộ do thực tế là vào thời điểm đó họ không tìm ra cách thực hiện một cơ chế như vậy.
Ý tưởng này không bị lãng quên, nó được quay trở lại vào những năm 70, khi ngành hàng không tiến thêm một bước. Tác giả là một trong những nhà sáng tạo hàng đầu trong thời đại của ông, Bert Rutan, người đã tạo ra hơn 400 phát triển. Điều thú vị là Richard Vogt, người di cư sang Hoa Kỳ sau chiến tranh, đã tham gia với tư cách cố vấn.
Hình vẽ máy bay. Ảnh: youtube.com
Đại diện của NASA vào năm 1975 đã chuyển sang Rutan với đề xuất phát triển một chiếc máy bay có cánh quay. Sau khi ký hợp đồng với Nhà máy Máy bay Rutan, việc tạo ra một mô hình tốc độ thấp để thử nghiệm đã bắt đầu. Công việc kéo dài một năm và vào tháng 1976 năm XNUMX, đại diện của công ty đã bàn giao dự án đã hoàn thành về một chiếc máy bay một phi công cỡ nhỏ để thử nghiệm.
Mô hình đầu tiên được thực hiện trên quy mô 15% giá trị thực. Cánh ở vị trí tiêu chuẩn được đặt trực tiếp, giúp cất cánh và di chuyển ổn định ở tốc độ thấp. Nhưng khi nó tăng tốc, nó quay, góc có thể lên tới 60 độ.
Đoạn phim thử nghiệm. Ảnh: youtube.com
Mặc dù thực tế là các nhà thiết kế đã cố gắng hoàn thành tất cả các nhiệm vụ được đặt ra, nhưng nhiều vấn đề đã được xác định trong quá trình thử nghiệm. Vì vậy, khi góc quay vượt quá 45 độ, việc xử lý sẽ kém đi rất nhiều. Có những câu hỏi về độ bền của sợi thủy tinh, cánh không đủ cứng, điều này cũng ảnh hưởng xấu đến khả năng cơ động. Để có những nghiên cứu chính xác hơn, cần phải xây dựng một mô hình kích thước đầy đủ và tiến hành thử nghiệm trong điều kiện thực tế.
Văn phòng do Rutan đứng đầu bắt đầu thiết kế chi tiết vào cuối mùa xuân năm 1976 và hoàn thành công việc sau 9 tháng. Nhà sản xuất máy bay Ames Industrial đã thắng thầu sản xuất. Ngân sách là 240 đô la và công việc bắt đầu vào cuối năm 000.
Đây là nhà máy đầu tiên và duy nhất chế tạo máy bay cánh xiên. Nó được làm từ nhựa gia cố sợi thủy tinh. Do đó, trọng lượng chỉ là 658 kg.
Cánh quay trong suốt chuyến bay. Ảnh: youtube.com
Mô hình khá nhỏ gọn - với chiều dài 10 mét, sải cánh 9,8 m, diện tích cánh hóa ra hơn 8,6 mét vuông một chút. m.Trọng lượng cất cánh tối đa là 973 kg.
Nhà máy điện là hai động cơ phản lực nhỏ gọn Microturbo TRS18-046, mỗi động cơ tạo ra lực đẩy 1.8 kN ở mực nước biển. Do máy bay khá nhỏ và động cơ không mạnh nhất nên tốc độ tối đa không vượt quá 274 km/h. Thể tích bể là 320 lít, mô hình được thiết kế chỉ dành cho phi công. Là một phần của các cuộc thử nghiệm, AD-1 đã leo lên độ cao lên tới 3800 m.
Ổ đĩa cánh xứng đáng được chú ý đặc biệt. Nó thuộc loại cơ điện, khá cồng kềnh và phức tạp, nhưng nó đáp ứng tốt các chức năng của nó. Nút được đặt bên trong thân máy bay trước vị trí lắp đặt động cơ. Ổ đĩa cho phép xoay cánh trong mặt phẳng nằm ngang một góc 60 độ.
Khoang máy bay. Ảnh: youtube.com
Do thiết kế nhẹ, các kỹ sư không thể cung cấp độ cứng phù hợp và đáng để xem xét mức độ phát triển công nghệ thời bấy giờ. Nếu những nhiệm vụ như vậy được đặt ra ngay bây giờ, thì các hợp kim và vật liệu composite hiện đại sẽ giải quyết được vấn đề.
Điều đáng chú ý là ngay cả vào cuối những năm 70, việc chế tạo một chiếc máy bay với giá 240 đô la là điều chưa từng có. Thậm chí sau đó, hàng triệu đô la thường được chi cho việc phát triển và sản xuất bản sao đầu tiên. Và sau đó, một nhóm những người đam mê, do NASA ủy quyền, đã tìm cách lắp ráp một khái niệm hoàn chỉnh với số tiền ít ỏi. Hơn nữa, nó không phải là một chiếc máy bay tiêu chuẩn, mà là một mô hình phức tạp với cánh quay, điều mà trước đây chưa ai làm được.
Nó đã được quyết định tiến hành các thử nghiệm tại Trung tâm nghiên cứu chuyến bay Dryden ở California. Các hoạt động bắt đầu vào cuối năm 1979, sau các cuộc thử nghiệm tĩnh để kiểm tra độ bền vào ngày 21 tháng XNUMX, chiếc máy bay đã cất cánh lần đầu tiên và hoạt động tốt.
Góc quay của cánh lên tới 60 độ. Ảnh: youtube.com
Các cuộc thử nghiệm kéo dài 18 tháng, các chuyến bay gần giống nhau - tấm ván cất cánh với cánh được cố định ở vị trí vuông góc. Sau khi đạt được độ cao và tốc độ mong muốn, phần tử được quay và góc được tăng dần - không quá một độ cho mỗi chuyến bay. Những người thử nghiệm đã đạt đến chỉ số tối đa có thể là 60 độ chỉ vào giữa năm 1980.
Trong quá trình này, các cải tiến đã được thực hiện, hoạt động của các hệ thống đã được kiểm tra trong các điều kiện khác nhau. Máy bay đã được thử nghiệm thêm hai năm nữa, trong suốt thời gian đó nó đã thực hiện 79 chuyến bay. Vào ngày 7 tháng 1982 năm XNUMX, anh cất cánh lần cuối tại triển lãm của Hiệp hội Máy bay Thử nghiệm, nơi anh trình diễn khả năng quay cánh cho khán giả.
Máy bay được lưu trữ tại một trong những bảo tàng hàng không. Ảnh: youtube.com
Dựa trên kết quả thử nghiệm, một kết luận đã được đưa ra về triển vọng sử dụng cánh xiên trên máy bay của các thế hệ tiếp theo. Ba năm sau, Julian Volkovich, người đứng đầu dự án, nhận được lệnh sửa đổi mô hình với một cánh xuôi không đối xứng. Nhưng vì cái chết của ông, dự án bị đóng băng, trong cùng thời gian đó, không rõ vì lý do gì, Boeing đã ngừng sản xuất một mẫu có thiết kế tương tự, và câu chuyện về chiếc máy bay độc đáo này cũng kết thúc.
Mẫu được lưu trữ một thời gian tại một trong những nhà chứa máy bay của NASA và khoảng mười năm trước, nó đã được chuyển đến Bảo tàng Hàng không Hiller ở California. Bây giờ nó là một trong những mẫu vật phổ biến nhất, thu hút sự quan tâm của hầu hết du khách.
Quyết định này đã từng phá hủy nhiều khuôn mẫu về sản xuất máy bay và cho thấy một cách tiếp cận mới về cơ bản. Chúng ta hãy nhớ đó là loại thiết bị gì và tại sao một số kỹ sư vẫn tự tin rằng, với sự kết hợp thành công của các hoàn cảnh, cánh xiên có thể được sử dụng trong sản xuất hàng loạt thiết bị quân sự và dân sự phi cơ.
thời tiền sử
Kiểu cánh xuôi có thể thay đổi đầu tiên được đề xuất bởi nhà thiết kế máy bay người Đức Richard Vogt vào năm 1944. Anh ấy đã sử dụng ý tưởng này để giảm lực cản ở tốc độ cao. Máy bay cất cánh với vị trí cánh tiêu chuẩn, nhưng khi tăng tốc, nó bị đổi hướng. Mô hình được gọi là Blohm & Voss và P.202 và không vượt ra ngoài bản thiết kế.

Đó là một biến thể cỡ trung bình (dài hơn 10 mét một chút, với sải cánh gần 12). Nó không bao giờ được thực hiện vì hai lý do: cơ chế quay quá phức tạp và cồng kềnh và không thể lắp đặt vũ khí và thiết bị trên cấu trúc.
Đồng thời, các kỹ sư của Messerschmitt cũng đang nghiên cứu một khái niệm tương tự. Chính họ đã giới thiệu thuật ngữ "cánh cắt kéo", thuật ngữ này vẫn được sử dụng cho đến ngày nay. Họ đã tạo ra dự án Me P.1109, là một loại máy bay hai tầng cánh có hai cánh - trên và dưới thân máy bay. Khi cánh trên quay theo chiều kim đồng hồ thì cánh dưới quay theo chiều ngược lại. Đây là một hệ thống thậm chí còn phức tạp hơn, không bao giờ được thực hiện do thất bại của Đức và cuộc khủng hoảng tiếp theo trong lĩnh vực quốc phòng.

Thật thú vị, vào năm 1945, kỹ sư người Mỹ Robert Thomas Johnson đã đưa ra một ý tưởng tương tự độc lập với các nhà thiết kế người Đức. Ông đã đề xuất một hệ thống cánh quay tương tự, nhưng khái niệm này không được ủng hộ do thực tế là vào thời điểm đó họ không tìm ra cách thực hiện một cơ chế như vậy.
Ames-Dryden AD1 ra đời như thế nào?
Ý tưởng này không bị lãng quên, nó được quay trở lại vào những năm 70, khi ngành hàng không tiến thêm một bước. Tác giả là một trong những nhà sáng tạo hàng đầu trong thời đại của ông, Bert Rutan, người đã tạo ra hơn 400 phát triển. Điều thú vị là Richard Vogt, người di cư sang Hoa Kỳ sau chiến tranh, đã tham gia với tư cách cố vấn.

Đại diện của NASA vào năm 1975 đã chuyển sang Rutan với đề xuất phát triển một chiếc máy bay có cánh quay. Sau khi ký hợp đồng với Nhà máy Máy bay Rutan, việc tạo ra một mô hình tốc độ thấp để thử nghiệm đã bắt đầu. Công việc kéo dài một năm và vào tháng 1976 năm XNUMX, đại diện của công ty đã bàn giao dự án đã hoàn thành về một chiếc máy bay một phi công cỡ nhỏ để thử nghiệm.
Mô hình đầu tiên được thực hiện trên quy mô 15% giá trị thực. Cánh ở vị trí tiêu chuẩn được đặt trực tiếp, giúp cất cánh và di chuyển ổn định ở tốc độ thấp. Nhưng khi nó tăng tốc, nó quay, góc có thể lên tới 60 độ.

Mặc dù thực tế là các nhà thiết kế đã cố gắng hoàn thành tất cả các nhiệm vụ được đặt ra, nhưng nhiều vấn đề đã được xác định trong quá trình thử nghiệm. Vì vậy, khi góc quay vượt quá 45 độ, việc xử lý sẽ kém đi rất nhiều. Có những câu hỏi về độ bền của sợi thủy tinh, cánh không đủ cứng, điều này cũng ảnh hưởng xấu đến khả năng cơ động. Để có những nghiên cứu chính xác hơn, cần phải xây dựng một mô hình kích thước đầy đủ và tiến hành thử nghiệm trong điều kiện thực tế.
Sáng tạo và thử nghiệm
Văn phòng do Rutan đứng đầu bắt đầu thiết kế chi tiết vào cuối mùa xuân năm 1976 và hoàn thành công việc sau 9 tháng. Nhà sản xuất máy bay Ames Industrial đã thắng thầu sản xuất. Ngân sách là 240 đô la và công việc bắt đầu vào cuối năm 000.
Đây là nhà máy đầu tiên và duy nhất chế tạo máy bay cánh xiên. Nó được làm từ nhựa gia cố sợi thủy tinh. Do đó, trọng lượng chỉ là 658 kg.

Mô hình khá nhỏ gọn - với chiều dài 10 mét, sải cánh 9,8 m, diện tích cánh hóa ra hơn 8,6 mét vuông một chút. m.Trọng lượng cất cánh tối đa là 973 kg.
Nhà máy điện là hai động cơ phản lực nhỏ gọn Microturbo TRS18-046, mỗi động cơ tạo ra lực đẩy 1.8 kN ở mực nước biển. Do máy bay khá nhỏ và động cơ không mạnh nhất nên tốc độ tối đa không vượt quá 274 km/h. Thể tích bể là 320 lít, mô hình được thiết kế chỉ dành cho phi công. Là một phần của các cuộc thử nghiệm, AD-1 đã leo lên độ cao lên tới 3800 m.
Ổ đĩa cánh xứng đáng được chú ý đặc biệt. Nó thuộc loại cơ điện, khá cồng kềnh và phức tạp, nhưng nó đáp ứng tốt các chức năng của nó. Nút được đặt bên trong thân máy bay trước vị trí lắp đặt động cơ. Ổ đĩa cho phép xoay cánh trong mặt phẳng nằm ngang một góc 60 độ.

Do thiết kế nhẹ, các kỹ sư không thể cung cấp độ cứng phù hợp và đáng để xem xét mức độ phát triển công nghệ thời bấy giờ. Nếu những nhiệm vụ như vậy được đặt ra ngay bây giờ, thì các hợp kim và vật liệu composite hiện đại sẽ giải quyết được vấn đề.
Điều đáng chú ý là ngay cả vào cuối những năm 70, việc chế tạo một chiếc máy bay với giá 240 đô la là điều chưa từng có. Thậm chí sau đó, hàng triệu đô la thường được chi cho việc phát triển và sản xuất bản sao đầu tiên. Và sau đó, một nhóm những người đam mê, do NASA ủy quyền, đã tìm cách lắp ráp một khái niệm hoàn chỉnh với số tiền ít ỏi. Hơn nữa, nó không phải là một chiếc máy bay tiêu chuẩn, mà là một mô hình phức tạp với cánh quay, điều mà trước đây chưa ai làm được.
Nó đã được quyết định tiến hành các thử nghiệm tại Trung tâm nghiên cứu chuyến bay Dryden ở California. Các hoạt động bắt đầu vào cuối năm 1979, sau các cuộc thử nghiệm tĩnh để kiểm tra độ bền vào ngày 21 tháng XNUMX, chiếc máy bay đã cất cánh lần đầu tiên và hoạt động tốt.

Các cuộc thử nghiệm kéo dài 18 tháng, các chuyến bay gần giống nhau - tấm ván cất cánh với cánh được cố định ở vị trí vuông góc. Sau khi đạt được độ cao và tốc độ mong muốn, phần tử được quay và góc được tăng dần - không quá một độ cho mỗi chuyến bay. Những người thử nghiệm đã đạt đến chỉ số tối đa có thể là 60 độ chỉ vào giữa năm 1980.
Trong quá trình này, các cải tiến đã được thực hiện, hoạt động của các hệ thống đã được kiểm tra trong các điều kiện khác nhau. Máy bay đã được thử nghiệm thêm hai năm nữa, trong suốt thời gian đó nó đã thực hiện 79 chuyến bay. Vào ngày 7 tháng 1982 năm XNUMX, anh cất cánh lần cuối tại triển lãm của Hiệp hội Máy bay Thử nghiệm, nơi anh trình diễn khả năng quay cánh cho khán giả.

Dựa trên kết quả thử nghiệm, một kết luận đã được đưa ra về triển vọng sử dụng cánh xiên trên máy bay của các thế hệ tiếp theo. Ba năm sau, Julian Volkovich, người đứng đầu dự án, nhận được lệnh sửa đổi mô hình với một cánh xuôi không đối xứng. Nhưng vì cái chết của ông, dự án bị đóng băng, trong cùng thời gian đó, không rõ vì lý do gì, Boeing đã ngừng sản xuất một mẫu có thiết kế tương tự, và câu chuyện về chiếc máy bay độc đáo này cũng kết thúc.
Mẫu được lưu trữ một thời gian tại một trong những nhà chứa máy bay của NASA và khoảng mười năm trước, nó đã được chuyển đến Bảo tàng Hàng không Hiller ở California. Bây giờ nó là một trong những mẫu vật phổ biến nhất, thu hút sự quan tâm của hầu hết du khách.
- Nước đá
- youtube.com
Chúng tôi khuyên bạn nên

Họ muốn mở rộng sản xuất Il-76
Và Il-114, loại máy bay có thể giải quyết vấn đề thiếu hụt máy bay khu vực ở nước ta, có triển vọng xuất khẩu tốt. Chi tiết trong...

Shacman "đã có mặt" - Xe ben Trung Quốc sẽ không còn được bán ở Nga
Viện Kiểm sát nhân dân tối cao và Bộ trưởng Bộ Công thương đặt câu hỏi về chất lượng sản phẩm Trung Quốc. Bạn có thể tìm thấy mọi thông tin chi tiết về đợt kiểm tra trước đây trong...

Cây cầu thứ ba bắc qua sông Volga sẽ được xây dựng – dự án đã được phê duyệt và tài trợ
Tổng thống đã tạo điều kiện thuận lợi để việc xây dựng được khởi công nhanh chóng. Cùng với đó, một tuyến đường cao tốc mới sẽ được xây dựng, giải quyết vấn đề giao thông của Yaroslavl, nhưng không phải tất cả cư dân...

Máy bay chở hàng Nuuva V300 mới thực hiện chuyến bay đầu tiên
Về bản chất, đây là một container bay không người lái, có thiết kế khác thường so với các thiết bị tương tự và có mức dự trữ năng lượng ấn tượng. Đọc thêm về dự án tại...

Máy kéo Vladimirets sẽ được sản xuất tại Nga
Chỉ dưới một thương hiệu mới và có vẻ như chúng sẽ được đổi tên thành “Trung Quốc”. Đọc thêm về dự án trong bài viết của chúng tôi....

GAZ đã giới thiệu một số xe ô tô gia đình nhỏ – chúng sẽ được đưa vào sản xuất
Chúng được sản xuất trên khung gầm của các mẫu xe tiêu chuẩn. Liệu điều đó có thể xảy ra không?...

S7 Group đã trình làng phiên bản cuối cùng của "Tango" - sản xuất hàng loạt đã bắt đầu
Cùng với máy bay hạng nhẹ, công ty Nga còn trình diễn một loại động cơ hoàn toàn nội địa, APD-520. Một sự thay thế xứng đáng đã được tìm thấy cho động cơ của Bỉ....

Mô hình sản xuất động cơ máy bay PD-8 lần đầu tiên được giới thiệu với công chúng
Nhà máy điện được thiết kế cho SJ-100. Các sản phẩm khác được ngành hàng không của chúng ta mong đợi từ lâu cũng có mặt tại triển lãm....

Sản xuất SJ-100 sẽ được đẩy nhanh – sản xuất động cơ PD-8 mới sẽ được mở tại Nga
Đây sẽ là một trung tâm hậu cần lớn ở Khabarovsk Krai. Nó cũng sẽ tạo ra một khu vực để lắp ráp động cơ máy bay....

Việc sản xuất hàng loạt xe tải BAZ sẽ bắt đầu tại St. Petersburg
Những chiếc xe mới này có thể vận chuyển tới 20 tấn. Một phần đáng kể các linh kiện được sản xuất tại Nga....

158 tàu khác sẽ được đóng tại Nizhny Novgorod
Bao gồm tàu chở hàng khô và tàu du lịch. Giá trị hợp đồng vượt quá 162 tỷ rúp....

Sản phẩm mới của Alexey Garagashyan: Cái gì sẽ thay thế Sherpa
Nhà phát minh, kỹ sư, tay đua xe, nhà thiết kế. Alexey đã tạo ra, nếu không phải là một cuộc cách mạng, thì chắc chắn là một hiện tượng trong thế giới thiết bị địa hình. Đồng thời, khiêm tốn và...

Người ta đã biết AVTOVAZ đầu tư nguồn lực gì vào động cơ mới – ý kiến của các tài xế
Các kỹ sư và ban quản lý công ty đã nêu ra những con số tối thiểu cần tuân theo. Nhưng liệu chúng có cao hơn hay không còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố....

Một chiếc xe bán tải khác của Nga đã được bán ra – xe có năm chỗ ngồi và khoang chứa hàng lớn
Đây là sản phẩm mới của thương hiệu Sollers của Nga. Chiếc xe này có tên gọi là ST8, được trang bị nhiều loại động cơ khác nhau....

Xe buýt sân đỗ MAZ mới có thể làm được những điều mà những xe khác không làm được
Nhà máy ô tô Minsk đã cho ra mắt một loại xe buýt có thể thay đổi nhận thức về dịch vụ vận tải sân bay. Thoạt nhìn thì không có gì bất thường. Có vẻ như...

Lên sao Hỏa trong một tháng – Các nhà khoa học Nga thử nghiệm động cơ Plasma độc đáo
Đơn vị này không phải “trên giấy tờ”; các kỹ sư hiện đang thử nghiệm nhà máy điện trên một giá đỡ đặc biệt. Nguyên lý hoạt động được mô tả và ngày phát hành chuyến bay đầu tiên...