Ringplane: avion me një lak të krahut të mbyllur

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2023-12-16 16:16

Një aeroplan me krahë të mbyllur nuk mund të fluturojë - kjo është vërtetuar me kohë. Ringplanet janë tentuar që nga koha e vëllezërve Wright dhe asnjë strukturë e tillë nuk ka mundur të qëndrojë lart për disa minuta. Por mendja e njeriut nuk dorëzohet. Në vitin 2007, pas 100 vjetësh dhe më shumë se 20 përpjekjesh, një pajisje e ngjashme u ngrit. Dhe ai tregoi se ishte një aeroplan i manovrueshëm, i lehtë dhe i qëndrueshëm.

Kjo histori filloi në vitin 1988, kur gjërat tashmë po shkonin drejt kolapsit të Unionit, por shpresa për stabilitet po digjej ende në zemrat e drejtuesve të shtetit të madh. Klubi teknik i krijimtarisë në fabrikën e ingranazheve në Minsk mori një detyrë krijuese nga një strukturë bujqësore lokale: të projektonte një avion të manovrueshëm dhe të lehtë që mund t'i rezistojë erërave të forta anësore. "Fermeri" më i njohur në atë kohë ishte AN-2: ai mund të merrte në bord shumë plehra dhe pajisje spërkatës. Por era ishte armiku i tij i tmerrshëm - në fushat e pafundme të Kubanit, AN-2, për sa i përket kontrollueshmërisë, i ngjante një elefanti të çmendur. Tekniku i aviacionit Arkady Alexandrovich Narushevich, piloti Anatoly Leonidovich Gushchin dhe disa njerëz të tjerë morën çështjen. Pas një studimi të gjatë, Narushevich arriti në një përfundim të papritur: është e nevojshme të ndërtohet një avion me një kontur të krahut të mbyllur, por jo me një rreth, por një ovale. U ndërtuan disa modele, të cilat fluturuan me mjaft sukses (vë në dukje se gjatë bisedës sonë Narushevich bëri një model letre në 15 minuta - dhe ai fluturoi!). Entuziastët blenë materiale dhe ndërtuan një krah ovale. Dhe më pas 1991 u rrëzua. BRSS mbeti në të kaluarën, financimi përfundoi në vetëm pak ditë dhe fondet e mbetura u tërhoqën. Krahu u dërgua për ruajtje afatgjatë dhe projekti i avionit u harrua. Por ky ishte larg fundit.

Nga Blerioti në Zhivodan

Më 17 dhjetor 1903, një burrë u ngrit në ajër për herë të parë me një aeroplan me motor. Burri quhej Orville Wright dhe avioni quhej Wright Flyer I.

Pavarësisht suksesit të dukshëm të vëllezërve Wright, shpikës të shumtë kanë dalë me konfigurime të ndryshme të krahëve, sipas koncepteve të tyre, më efektive se avionët e zakonshëm Wright. Një nga pionierët e aviacionit ishte shpikësi francez Louis Bleriot, i cili ndërtoi pajisjen e tij të parë Ornithopter në vitin 1900. Vërtetë, vetëm modeli i 11-të, i ndërtuar në vitin 1909, u bë avioni i parë me të vërtetë fluturues i Bleriot. Nuk na intereson fare, por avioni Bleriot III, i projektuar në vitin 1906 dhe nuk u ngrit kurrë. Ishte avioni i parë me krah të mbyllur në historinë e ndërtimit të avionëve.

Blerioti thjesht po eksperimentonte - rastësisht. Ai lidhi skajet e krahëve të një biplani konvencional në gjysmërrethe dhe instaloi të njëjtin dizajn si bishti. Vërtetë, hidroavioni "Bleriot III" që rezultoi nuk u ngrit kurrë nga uji vetë. Dëshmitarët okularë përshkruan disa fluturime - kur pajisja u tërhoq si një qift, por asgjë më shumë.

Sot gabimet e Blériot janë të dukshme: bishti shumë i rëndë, humbje të larta të ngritjes për shkak të një konture të krahut të zgjedhur gabimisht. Por fakti mbetet - avionët me krahë të mbyllur filluan udhëtimin e tyre në aviacion.

Përveç Bleriotit, disa stilistë të tjerë nga fillimi i shekullit eksperimentuan me krahun e mbyllur. Aeroplani i inxhinierit francez Zhivodan, i ndërtuar prej tij në fabrikën Velmorel në 1909, ishte i famshëm në një kohë. Të gjithë dhe të gjithë, duke përfshirë Scientific American dhe një numër botimesh të respektuara, kanë shkruar për makinën mahnitëse që hap një epokë të re të aviacionit. Në aeroplanin e Zhivodanit, rolin e krahëve e luanin dy figura në formë unaze, mes të cilave ndodhej sedilja e pilotit. Motori peshonte 80 kg dhe zhvilloi 40 kuaj fuqi duke rrotulluar një helikë 2.4 metra. Siç mund ta prisni, struktura e çuditshme, që të kujton një tub me një seksion qendror të grisur, nuk u ngrit në ajër. Vlen të përmendet se projektuesi i avionëve model francez Emmanuel Fillon projektoi një model pune të avionit të Zhivodan në vitet 1980. Dhe modelja fluturoi bukur. Kjo do të thotë, vetitë e tij aerodinamike nuk ishin aq të këqija. Masa e tepërt ose fuqia e ulët e motorit mund të kenë penguar që origjinali të ngrihet.

Vlen të përmendet një dizajn tjetër mahnitës - i ashtuquajturi Gary-Plane nga amerikani William Pierce Gary. Aeroplani i Gary (1910) kishte një krah të sheshtë, në formë unaze me një diametër prej 8 m - më shumë se katër lartësi njerëzore! Vërtetë, avioni i Gary ishte i dukshëm për paqëndrueshmërinë e tij të tmerrshme: të gjitha përpjekjet për të fluturuar mbi të përfunduan në përmbysje përpara.

Fundi i viteve 1990: era e dytë

Në 1998, Anatoli Gushchin, Anri Naskidyants dhe një numër pilotësh të tjerë e bindën Narushevich të vazhdonte punën në aeroplan. Një kompani private u interesua për aeroplanin, paratë u gjetën, krahu gjysmë i harruar u rivendos dhe ekipi filloi montimin e trupit të avionit. Gjithçka u bë nga e para. Përveç nëse mjetet e uljes janë marrë nga helikopteri Mi-1, dhe pulti është marrë nga AN-2. Makina ishte projektuar për një konsumator të mundshëm: vende për një ose dy pilotë dhe tre pasagjerë në një gjysmërreth. Në vend të pasagjerëve, ishte e mundur të vendoseshin kontejnerë për ruajtjen e plehrave dhe pajisjeve për spërkatje …

Një tipar i rëndësishëm i avionit të Narushevich ishte se krahu ovale nuk ishte i lidhur drejtpërdrejt me trupin e avionit. Ajo ishte e vendosur brenda krahut në rafte dhe pezullime. Kështu, ngritja u krijua në të gjithë sipërfaqen e krahut.

Deri në vitin 2004, u kryen testet e para në terren të makinës së marrë. Ajo bëri disa fluturime në kushte të qeta dhe me erë të kundërt. Shpikësit zbuluan se pajisja ka veti shumë të pazakonta aerodinamike. Së pari, një aeroplan me një krah ovale (ne do ta quajmë më tej SOC) nuk reagoi fare ndaj erërave anësore deri në 13 m / s. Së dyti, për një fluturim ngritjeje, 150 m ishin të mjaftueshme (për AN-2 - 180 m, për avionët e tjerë të së njëjtës klasë ndonjëherë edhe më shumë). Por gjëja kryesore doli të ishte raporti praktik i ngarkesës dhe pesha totale e frenimit të avionit - 0.45! Deri tani askush nuk i është afruar një koeficienti të tillë. Avioni mund t'u tregohet i sigurt investitorëve të ardhshëm.

Sot “ovaloplani” i çuditshëm i Louis Bleriot duket absurd: shumë gabime janë bërë nga projektuesi francez gjatë ndërtimit të tij. Por Blerioti veproi rastësisht: në vitin 1906, askush nuk e dinte se cili konfigurim i krahut do të fitonte.

Unaza vertikale të ngritjes

Ndër projektet gjermane të Luftës së Dytë Botërore, shumë ishin absolutisht të mahnitshëm në guximin dhe origjinalitetin e tyre. Kështu, gjuajtësi-përgjues vertikal i ngritjes dhe uljes "Lark" (Lerche) i projektuar nga Ernst Heinkel (1944) kishte një krah të mbyllur nëntë anë dhe dy motorë të pavarur Daimler-Benz 605D, secili prej të cilëve rrotullonte helikën e vet. Të dy helikat ishin vendosur brenda krahut. Për atë kohë, avioni ishte i pazakontë në atë që nënkuptonte ngritje dhe ulje vertikale.

Është e vështirë të thuhet se çfarë do të kishte bërë Heinkel nëse Lark do të mishërohej në metal. Në 1945, Heinkel gjithashtu zhvilloi LercheII, nuk kishte kohë të mjaftueshme për të parën dhe projekti u zhduk në errësirë. Sidoqoftë, të gjithë kanë mundësinë të fluturojnë Skylark - në lojën kompjuterike IL-2 Sturmovik: Forgotten Battles. 1946”.

Por francezët në vitin 1959 gjetën mundësinë për të mishëruar kryeveprën e tyre me krahë unazë në metal. Avioni mahnitës SNECMA C-450 Coleoptere madje u ngrit. Vërtetë, ai u ul mjaft vështirë, pothuajse duke varrosur pilotin poshtë tij. Në fakt, SNECMA zhvilloi mjetin ajror pa pilot me krahë unazë edhe më herët, në 1954. Atij iu dha emri lirik Atar Volant C-400 P-1 (Ylli Fluturues) dhe bëri më shumë se 200 fluturime provë të suksesshme. Ashtu si Lark gjerman, ai ishte një avion vertikal i ngritjes dhe uljes. Hapi tjetër ishte krijimi i një automjeti të drejtuar, i cili u bë C-450. Luftëtari tetë metra u lëshua me sukses, por gjatë kalimit nga fluturimi vertikal në fluturimin horizontal, ai demonstroi një paaftësi të plotë për të mbajtur lartësinë dhe u zhyt si një gur. Piloti u hodh dhe projekti i shtrenjtë u mbyll menjëherë.

SNECMA C-450 (1959) Ai mund të fluturonte vetëm vertikalisht. Kur piloti u përpoq të kalonte në fluturim horizontal, struktura eksperimentale u rrëzua si një gur. Projekti i avionit me krahë të mbyllur u mbyll menjëherë.

SNECMA C-450 (1959)

Ai mund të fluturonte vetëm vertikalisht. Kur piloti u përpoq të kalonte në fluturim horizontal, struktura eksperimentale u rrëzua si një gur. Projekti i avionit me krahë të mbyllur u mbyll menjëherë.

Përpjekja e fundit për të krijuar një aeroplan me ngritje vertikale ishte projekti amerikan Convair Model 49 (1967). Convair tani është i njohur për dizajnin e tij të nëndetëseve dhe një sërë modelesh të tjera të çmendura. Model49 ishte një hibrid i një aeroplani dhe një helikopteri. Krahu i tij në formë unaze fshihte një arsenal me të cilin mund të krenohej një regjiment i tërë artilerie. Mitralozë, granatahedhës, topa dhe raketahedhës - "49" mund t'i jepte një betejë të vetme një ushtrie të plotë. Nëse është bërë. Projekti i çmendur u refuzua me mençuri nga qeveria amerikane.

Krahu i mbyllur jeta e re

Në vitin 2006, ekspertët u interesuan përsëri për temën e krahut ovale. Në një nga ndërmarrjet e Minskut, u organizua puna eksperimentale e projektimit (R&D) për të rivendosur një avion me një krah ovale, për ta testuar atë dhe për të studiuar tiparet e tij aerodinamike. Projektuesi kryesor i ROC ishte Alexander Mikhailovich Anokhin, një ish-pilot ushtarak me një përvojë solide 35-vjeçare. Narushevich dhe Gushchin u bënë anëtarë të byrosë së projektimit. Në vitin 2008, Doktor i Shkencave Fizike dhe Matematikore, Profesor Leonid Ivanovich Grechikhin u përfshi në punë. Ai punoi në vetitë aerodinamike të raketave me Korolev të famshëm, dhe tani ai konsultohet dhe ligjëron në institute të ndryshme të CIS. Si rezultat, u formua një ekip, i cili vazhdon të punojë në këtë temë edhe tani.

Problemi ishte se avioni nuk ishte ngritur në qiell që nga viti 2004 dhe ishte bërë praktikisht i papërdorshëm. Por puna ishte në ecje të plotë. Avioni u modifikua, u përgatit për fluturime dhe u hoq nga hangar. Filluan testet. Konfigurimi i automjetit mbeti i njëjtë, por rregullimi ishte serioz - deri në ndryshimin e profilit të krahut. Një punë e rëndësishme (e cila vazhdon tani) shkoi në Grechikhin: u ndërtua një aeroplan me një krah ovale, por askush nuk e kishte llogaritur më parë atë në detaje!

Karakteristikat teknike

Çfarë është KOS sot? Ky është padyshim një aeroplan. Por për sa i përket cilësive të tij në ajër, ai ndryshon dukshëm nga makinat e zakonshme me krahë të sheshtë ose të rrumbullakosura. Një krah i zakonshëm i sheshtë karakterizohet nga rezistenca induktive: ajri nga zona me presion të lartë nën krah tenton të rrjedhë në zonën e vakumit në sipërfaqen e sipërme përmes majave të krahëve. Në këtë rast, prapa avionit formohen vorbulla fundore, formimi i të cilave konsumon gjithashtu energji, që është vlera e rezistencës induktive.

Për një krah ovale, problemi i rezistencës induktive nuk është i rëndësishëm, pasi nuk ka këshilla. Për më tepër, fluksi i ajrit në hyrje, duke kaluar nëpër një lak të mbyllur, drejtohet poshtë, duke krijuar forcë shtesë ngritëse. Sa më i madh të jetë këndi i sulmit të krahut, aq më i fortë është ky efekt. Dhe këndi i sulmit të një dizajni të tillë mund të jetë jashtëzakonisht i madh.

Ndalimi i rrjedhës ndodh kur avioni i ajrit, me një rritje të këndit të sulmit, pushon së rrjedhuri pa probleme rreth sipërfaqes së sipërme të krahut dhe shkëputet prej tij me formimin e vorbullave. Në këtë rast, ashensori në krah zhduket menjëherë dhe aparati humbet kontrollin. Krahu ovale lejon një kënd sulmi të krahut deri në 50 °, ndërsa konkurrentët e tij më të afërt arrijnë një maksimum prej 20-22 °. Ajri brenda krahut të mbyllur e bën të vështirë ndalimin e rrjedhës nga sipërfaqja e sipërme e pjesës së poshtme të krahut. Dhe kur rrjedha largohet nga laku i mbyllur, për shkak të nxjerrjes (procesi i përzierjes së dy mediumeve, kur njëra medium fut tjetrin), ai "thith" ajrin që kalon përgjatë sipërfaqes së sipërme të pjesës së sipërme të krahut. Këto të dhëna nuk u morën në mënyrë empirike - krahu ovale ishte "derdhur" në kanalin e ujit.

Para se të mishërohej në metal dhe të ngrihej në ajër, avioni bjellorus me një lak të krahut të mbyllur kaloi nëpër tre "rimishërime" - ndërtimi i tij filloi në 1988.

Aftësia për të fluturuar në kënde jashtëzakonisht të larta sulmi, së bashku me efektin e devijimit të rrjedhës, i lejon aeroplanit të fluturojë me shpejtësi jashtëzakonisht të ulëta pa përdorimin e flapave. ESK-së i mungon mekanizimi i krahut, i cili nuk e pengon atë të ngrihet dhe të zbresë në mënyrë të besueshme. Rezistenca e paprecedentë e ngecjes lejon që avioni të fluturojë në mënyrë të qëndrueshme dhe të besueshme mbi diapazonin më të gjerë të shpejtësisë.

Shumë cilësi të SOC janë befasuese. Ai arrin të përshpejtojë, të fluturojë lart dhe të ulet në një udhë të pabarabartë me bar vetëm 400 m të gjatë, me motorin e fikur, ai planifikon mirë dhe përgjithësisht sillet shumë i qëndrueshëm në ajër. Krahu ovale e bën aeroplanin më të manovrueshëm dhe efikas të karburantit. Përveç kësaj, laku i mbyllur i jep krahut forcë shtesë. Sipas Grechikhin, avionëve me krahë klasikë së shpejti do të mbarojnë avulli. Është shumë e thjeshtë: sa më i madh të jetë avioni, sa më i rëndë dhe më i fuqishëm krahu i tij, aq më e vështirë është të ruash ngurtësinë e tij. Në thelb, aeroplani mbart një masë të ngarkesës "të padobishme" - peshën e shpatullave të veta. Dhe krahu ovale është dy herë më i lehtë për të njëjtin ngritje.

Problemet tradicionale

Problemi kryesor është se ligjet bjelloruse për aviacionin nuk parashikojnë fare krijimin e avionëve në territorin e vendit dhe operacionet e tyre të fluturimit. Kohët e fundit, Midivisana ka krijuar një zyrë të specializuar projektimi për zhvillimin e mjeteve ajrore pa pilot nën udhëheqjen e Anokhin. Midis punonjësve janë edhe Narushevich dhe Gushchin. Ekipi i krijuar i entuziastëve nuk e humb shpresën se të paktën në një avion pa pilot ata do të jenë në gjendje të realizojnë shpikjen e tyre - një krah të mbyllur ovale.

Ringplan Sukhanov

Përpjekje për të krijuar një aeroplan zile u bënë gjithashtu në BRSS. Në vitin 1936, një student në Institutin e Aviacionit të Moskës Sukhanov prezantoi si tezë një projekt të një aeroplani me një krah unazor për mbrojtje. Diametri i krahut ishte 3 m, dhe shpejtësia e projektimit prej 600 km / orë do të sigurohej nga motori Hispano-Suiza me 800 kuaj fuqi. Deri në vitin 1940, diploma ishte bërë një projekt i plotë i një gjuajtësi-përgjues të shkurtër ngritjeje dhe uljeje dhe u konsiderua në këshillin shkencor dhe teknik të TsAGI. Por lufta erdhi, nuk kishte kohë dhe para për ndërtimin e avionit dhe aq më tepër për testimin e tij. Në 1942, në Novosibirsk, Sukhanov ndërtoi një model pune të aeroplanit zile. Testet e modelit kanë treguar se avioni mund t'i rezistojë këndeve të sulmit deri në 43 °, ka një raport të lartë fuqie ndaj peshës, veti kundër rrotullimit dhe manovrim të shkëlqyeshëm. Sukhanov mori certifikatën e autorit, kreu të gjitha llogaritjet, por plani i ziles, për shkak të luftës dhe shkatërrimeve në vend, nuk e pa kurrë dritën e diellit.

Krahu tregon vetitë e tij vetëm në një raport të caktuar të boshteve të elipsit me njëri-tjetrin, gjatësinë e kordës së krahut me boshtin e vogël të elipsit dhe nuanca të tjera të profilit të krahut. Projektuesit aplikuan për një patentë dhe morën certifikata prioritare për këtë formë krahu në Bjellorusi dhe Rusi. Tani, duket se askush nuk do të jetë në gjendje të përsërisë suksesin e tyre, sepse të gjithë "korridoret" e disponueshme të parametrave të favorshëm të krahut tashmë janë vendosur.

Për periudhën nga fillimi i zhvillimit deri në ndërtimin e modelit të parë të prodhimit të një avioni me motor të lehtë, nevojiten rreth 12 milionë dollarë, thotë Alexander Anokhin. “Ne mund të bëjmë edhe një avion avionësh me një krah të tillë. A mund ta imagjinosh? Varni aeroplanë, pa frikë nga era e kundërt! Problemi kryesor nuk është as financimi: sapo ESK të shkojë në MAKS, për shembull, do të gjenden investitorë. Problemi është në legjislacionin bjellorus, sipas të cilit një avion i krijuar në territorin e vendit është jashtëzakonisht i vështirë për t'u regjistruar, dhe në këtë rast është thjesht i pamundur, pasi nuk i përket klasave të njohura të avionëve. Megjithatë, tashmë ka një marrëveshje me aeroportin Voronezh, e cila është planifikuar të përdoret për testime të mëtejshme të automjetit.

Ç'pritet më tej? Le të shohim. Fakti mbetet. Për herë të parë në historinë e ndërtimit të avionëve, u ngrit një avion me krahë të mbyllur. Ndoshta jemi në prag të zbulimeve të reja. Ose ndoshta është thjesht një avion kurioz, një incident i izoluar. Koha do të tregojë.