Ringplane: sasakyang panghimpapawid na may saradong wing loop

2024 May -akda: Seth Attwood | [email protected]. Huling binago: 2023-12-16 16:18

Ang isang eroplano na may saradong wing loop ay hindi maaaring lumipad - napatunayan na ito ng oras. Tinangka na ang mga ringplane mula pa noong panahon ng magkapatid na Wright, at walang ganoong istraktura ang nakapagpatuloy sa itaas ng ilang minuto. Ngunit ang isip ng tao ay hindi sumusuko. Noong 2007, pagkatapos ng 100 taon at higit sa 20 pagtatangka, nag-alis ang isang katulad na device. At pinatunayan niya ang kanyang sarili bilang isang maneuverable, magaan at matibay na sasakyang panghimpapawid.

Nagsimula ang kuwentong ito noong 1988, nang ang mga bagay ay patungo na sa pagbagsak ng Unyon, ngunit ang pag-asa para sa katatagan ay nagbabaga pa rin sa puso ng mga pinuno ng malaking estado. Ang technical creativity club sa Minsk Gear Plant ay nakatanggap ng isang malikhaing gawain mula sa isang lokal na istrukturang pang-agrikultura: upang magdisenyo ng isang maneuverable at magaan na sasakyang panghimpapawid na makatiis ng malakas na hangin sa gilid. Ang pinakasikat na "magsasaka" noong panahong iyon ay ang AN-2: kaya niyang sumakay ng maraming pataba at kagamitan sa pag-spray. Ngunit ang hangin ay ang kanyang kahila-hilakbot na kaaway - sa walang katapusang mga patlang ng Kuban, ang AN-2, sa mga tuntunin ng pagkontrol, ay kahawig ng isang baliw na elepante. Ang technician ng aviation na si Arkady Alexandrovich Narushevich, ang piloto na si Anatoly Leonidovich Gushchin at ilang iba pang mga tao ay kinuha ang kaso. Matapos ang mahabang pananaliksik, dumating si Narushevich sa isang hindi inaasahang konklusyon: kinakailangan na bumuo ng isang sasakyang panghimpapawid na may saradong wing contour, ngunit hindi sa isang bilog, ngunit isang hugis-itlog. Maraming mga modelo ang itinayo, na medyo matagumpay na lumipad (napansin ko na sa panahon ng aming pag-uusap, si Narushevich ay gumawa ng isang modelo ng papel sa loob ng 15 minuto - at lumipad ito!). Ang mga mahilig ay bumili ng mga materyales at gumawa ng isang hugis-itlog na pakpak. At pagkatapos ay bumagsak ang 1991. Ang USSR ay nanatili sa nakaraan, natapos ang pagpopondo sa loob lamang ng ilang araw, at ang natitirang mga pondo ay binawi. Ang pakpak ay ipinadala para sa pangmatagalang imbakan, at ang proyekto ng sasakyang panghimpapawid ay nakalimutan. Ngunit iyon ay malayo sa wakas.

Mula sa Bleriot hanggang Zhivodan

Noong Disyembre 17, 1903, isang lalaki ang sumakay sa himpapawid sa unang pagkakataon sa isang eroplano na may makina. Ang lalaki ay tinawag na Orville Wright, at ang eroplano ay tinawag na Wright Flyer I.

Sa kabila ng kapansin-pansing tagumpay ng magkapatid na Wright, maraming imbentor ang nakabuo ng iba't ibang mga pagsasaayos ng pakpak, ayon sa kanilang mga konsepto, na mas epektibo kaysa sa mga ordinaryong eroplanong Wright. Isa sa mga pioneer ng aviation ay ang French inventor na si Louis Bleriot, na nagtayo ng kanyang unang Ornithopter device noong 1900. Totoo, tanging ang ika-11 na modelo, na itinayo noong 1909, ang naging unang tunay na lumilipad na eroplano ng Bleriot. Hindi kami interesado dito, ngunit sa sasakyang panghimpapawid ng Bleriot III, na idinisenyo noong 1906 at hindi kailanman nag-alis. Ito ang unang sasakyang panghimpapawid na may closed wing loop sa kasaysayan ng pagtatayo ng sasakyang panghimpapawid.

Nag-eeksperimento lang si Bleriot - nang random. Ikinonekta niya ang mga dulo ng mga pakpak ng isang maginoo na biplane sa kalahating bilog at na-install ang parehong disenyo ng buntot. Totoo, ang nagresultang seaplane na "Bleriot III" ay hindi kailanman umaalis sa tubig nang mag-isa. Inilarawan ng mga nakasaksi ang ilang flight - nang hilahin ang device na parang saranggola, ngunit wala nang iba pa.

Ngayon ang mga pagkakamali ni Blériot ay halata: masyadong mabigat na buntot, mataas na pagkawala ng pag-angat dahil sa isang maling napiling wing contour. Ngunit ang katotohanan ay nananatili - ang closed-wing na sasakyang panghimpapawid ay nagsimula sa kanilang paglalakbay sa aviation.

Bilang karagdagan sa Bleriot, maraming iba pang mga taga-disenyo mula sa simula ng siglo ang nag-eksperimento sa saradong pakpak. Ang eroplano ng French engineer na si Zhivodan, na itinayo niya sa pabrika ng Velmorel noong 1909, ay sikat sa isang pagkakataon. Ang lahat at lahat, kabilang ang Scientific American at ilang iginagalang na mga publikasyon, ay nagsulat tungkol sa kamangha-manghang makina na nagbubukas ng bagong panahon ng abyasyon. Sa eroplano ni Zhivodan, ang papel na ginagampanan ng mga pakpak ay ginampanan ng dalawang hugis-singsing na pigura, kung saan matatagpuan ang upuan ng piloto. Ang makina ay tumitimbang ng 80 kg at nakabuo ng 40hp sa pamamagitan ng pag-ikot ng 2.4-meter propeller. Tulad ng maaari mong asahan, ang kakaibang istraktura, na nakapagpapaalaala sa isang tubo na may napunit na gitnang seksyon, ay hindi tumaas sa hangin. Kapansin-pansin na ang French model aircraft designer na si Emmanuel Fillon ay nagdisenyo ng gumaganang modelo ng sasakyang panghimpapawid ni Zhivodan noong 1980s. At ang modelo ay lumipad nang maganda. Iyon ay, ang mga aerodynamic na katangian nito ay hindi masyadong masama. Ang sobrang masa o mababang lakas ng makina ay maaaring pumigil sa orihinal na pag-alis.

Ito ay nagkakahalaga ng pagbanggit ng isa pang kamangha-manghang disenyo - ang tinatawag na Gary-Plane ng Amerikanong si William Pierce Gary. Ang eroplano ni Gary (1910) ay may flat, hugis-singsing na pakpak na may diameter na 8 m - higit sa apat na taas ng tao! Totoo, ang eroplano ni Gary ay kapansin-pansin para sa kakila-kilabot na kawalang-tatag nito: lahat ng mga pagtatangka na lumipad dito ay nauwi sa pagtalikod.

Late 1990s: pangalawang hangin

Noong 1998, hinikayat nina Anatoly Gushchin, Anri Naskidyants at ng iba pang piloto si Narushevich na magpatuloy sa pagtatrabaho sa eroplano. Ang isang partikular na pribadong kumpanya ay naging interesado sa eroplano, ang pera ay natagpuan, ang kalahating nakalimutang pakpak ay naibalik, at ang koponan ay nagsimulang mag-assemble ng fuselage. Lahat ay ginawa mula sa simula. Maliban kung ang landing gear ay kinuha mula sa Mi-1 helicopter, at ang dashboard ay kinuha mula sa AN-2. Ang kotse ay idinisenyo para sa isang potensyal na mamimili: mga upuan para sa isa o dalawang piloto at tatlong pasahero sa kalahating bilog. Sa halip na mga pasahero, posible na maglagay ng mga lalagyan para sa pag-iimbak ng mga pataba at kagamitan sa pag-spray …

Ang isang mahalagang katangian ng sasakyang panghimpapawid ni Narushevich ay ang hugis-itlog na pakpak ay hindi direktang nakakabit sa fuselage. Ito ay matatagpuan sa loob ng pakpak sa mga rack at suspension. Kaya, ang pag-angat ay nilikha sa buong ibabaw ng pakpak.

Noong 2004, ang mga unang pagsubok sa larangan ng natanggap na makina ay isinagawa. Gumawa siya ng ilang flight sa kalmado at crosswind na mga kondisyon. Natuklasan ng mga imbentor na ang aparato ay may napakakaibang aerodynamic na katangian. Una, ang isang eroplano na may isang hugis-itlog na pakpak (tatawagin natin itong karagdagang SOC) ay hindi tumugon sa lahat sa pagbugso ng hangin sa gilid hanggang sa 13 m / s. Pangalawa, para sa isang takeoff run, sapat na ang 150 m (para sa AN-2 - 180 m, para sa iba pang sasakyang panghimpapawid ng parehong klase kung minsan ay higit pa). Ngunit ang pangunahing bagay ay naging praktikal na ratio ng payload at ang kabuuang bigat ng curb ng sasakyang panghimpapawid - 0.45! Sa ngayon, wala pang nakalapit sa ganoong coefficient. Ang eroplano ay maaaring ligtas na maipakita sa mga mamumuhunan sa hinaharap.

Ngayon ang kakaibang "ovaloplane" ni Louis Bleriot ay tila walang katotohanan: napakaraming pagkakamali ang ginawa ng French designer sa panahon ng pagtatayo nito. Ngunit si Bleriot ay kumilos nang random: noong 1906, walang nakakaalam kung aling wing configuration ang mananalo.

Vertical take-off rings

Kabilang sa mga proyekto ng Aleman ng Ikalawang Digmaang Pandaigdig, marami ang talagang kamangha-mangha sa kanilang katapangan at pagka-orihinal. Kaya, ang vertical take-off at landing fighter-interceptor na "Lark" (Lerche) na idinisenyo ni Ernst Heinkel (1944) ay may saradong nine-sided wing at dalawang independiyenteng Daimler-Benz 605D na motor, na ang bawat isa ay umiikot sa sarili nitong propeller. Ang parehong mga propeller ay matatagpuan sa loob ng pakpak. Para sa oras na iyon, ang eroplano ay hindi karaniwan dahil ang ibig sabihin nito ay patayong pag-alis at paglapag.

Mahirap sabihin kung ano ang gagawin ni Heinkel kung ang Lark ay nasa metal. Noong 1945, binuo din ni Heinkel ang LercheII, walang sapat na oras para sa una, at ang proyekto ay nawala sa dilim. Gayunpaman, lahat ay may pagkakataon na lumipad sa Skylark - sa laro ng computer na IL-2 Sturmovik: Mga Nakalimutang Labanan. 1946.

Ngunit ang Pranses noong 1959 ay nakahanap ng pagkakataon na isama ang kanilang obra maestra na may pakpak na singsing sa metal. Lumipad pa ang kamangha-manghang SNECMA C-450 Coleoptere jet. Totoo, lumapag siya nang husto, halos ibaon ang piloto sa ilalim niya. Sa katunayan, binuo ng SNECMA ang ring-wing unmanned aerial vehicle kahit na mas maaga, noong 1954. Binigyan ito ng lyrical na pangalan na Atar Volant C-400 P-1 (Flying Star) at gumawa ng higit sa 200 matagumpay na pagsubok na flight. Tulad ng German Lark, ito ay isang vertical take-off at landing aircraft. Ang susunod na hakbang ay ang paglikha ng isang manned vehicle, na naging C-450. Ang walong metrong manlalaban ay matagumpay na nailunsad, ngunit sa panahon ng paglipat mula sa patayong paglipad patungo sa pahalang na paglipad, ito ay nagpakita ng kumpletong kawalan ng kakayahan na mapanatili ang altitude at bumulusok na parang bato. Nag-eject ang piloto, at agad na isinara ang mamahaling proyekto.

SNECMA C-450 (1959) Maaari lamang siyang lumipad nang patayo. Nang sinubukan ng piloto na lumipat sa pahalang na paglipad, ang eksperimental na istraktura ay nahulog tulad ng isang bato. Agad na isinara ang closed wing aircraft project.

SNECMA C-450 (1959)

Kaya lang niyang lumipad patayo. Nang sinubukan ng piloto na lumipat sa pahalang na paglipad, ang eksperimental na istraktura ay nahulog tulad ng isang bato. Agad na isinara ang closed wing aircraft project.

Ang huling pagtatangka na lumikha ng isang vertical takeoff ringplane ay ang American project na Convair Model 49 (1967). Kilala na ngayon ang Convair para sa submarine na disenyo nito at ilang iba pang nakakabaliw na disenyo. Ang Model49 ay hybrid ng isang eroplano at isang helicopter. Ang hugis-singsing na pakpak nito ay nagtatago ng isang arsenal na maipagmamalaki ng isang buong artilerya. Mga machine gun, grenade launcher, kanyon at rocket launcher - Ang "ika-49" ay maaaring mag-isang makipaglaban sa isang ganap na hukbo. Kung ito ay ginawa. Ang nakatutuwang proyekto ay matalinong tinanggihan ng gobyerno ng US.

Nakasaradong bagong buhay

Noong 2006, muling naging interesado ang mga eksperto sa paksa ng oval wing. Sa isa sa mga negosyo ng Minsk, ang eksperimentong disenyo ng trabaho (R&D) ay inayos upang maibalik ang isang sasakyang panghimpapawid na may isang hugis-itlog na pakpak, subukan ito at pag-aralan ang mga tampok na aerodynamic nito. Ang punong taga-disenyo ng ROC ay si Alexander Mikhailovich Anokhin, isang dating piloto ng militar na may matatag na 35-taong karanasan. Sina Narushevich at Gushchin ay naging mga miyembro ng bureau ng disenyo. Noong 2008, ang Doctor of Physical and Mathematical Sciences, Propesor Leonid Ivanovich Grechikhin ay kasangkot sa gawain. Nagtrabaho siya sa mga aerodynamic na katangian ng mga rocket kasama ang sikat na Korolev, at ngayon ay kumunsulta siya at nag-lecture sa iba't ibang mga institute ng CIS. Bilang resulta, nabuo ang isang pangkat, na patuloy na nagtatrabaho sa paksang ito kahit ngayon.

Ang problema ay ang eroplano ay hindi lumipad sa kalangitan mula noong 2004 at naging halos hindi na magamit. Ngunit ang gawain ay puspusan. Ang sasakyang panghimpapawid ay binago, inihanda para sa mga paglipad at inalis mula sa hangar. Nagsimula ang mga pagsubok. Ang configuration ng sasakyan ay nanatiling pareho, ngunit ang fine-tuning ay seryoso - hanggang sa pagbabago sa wing profile. Ang makabuluhang gawain (na nagpapatuloy ngayon) ay napunta sa Grechikhin: isang eroplano na may isang hugis-itlog na pakpak ay itinayo, ngunit walang sinuman ang naunang nakalkula ito nang detalyado!

Teknikal na mga tampok

Ano ang SOC ngayon? Ito ay tiyak na isang eroplano. Ngunit sa mga tuntunin ng mga katangian nito sa hangin, ito ay kapansin-pansing naiiba sa mga ordinaryong makina na may patag o bilugan na mga pakpak. Ang isang ordinaryong flat wing ay nailalarawan sa pamamagitan ng inductive resistance: ang hangin mula sa high-pressure zone sa ilalim ng wing ay may posibilidad na dumaloy sa vacuum zone sa itaas na ibabaw sa pamamagitan ng mga tip ng pakpak. Sa kasong ito, ang mga end vortices ay nabuo sa likod ng sasakyang panghimpapawid, ang pagbuo nito ay kumakain din ng enerhiya, na siyang halaga ng inductive resistance.

Para sa isang hugis-itlog na pakpak, ang problema ng inductive resistance ay hindi nauugnay, dahil wala itong mga tip. Bilang karagdagan, ang papasok na daloy ng hangin, na dumadaan sa isang saradong loop, ay nakadirekta pababa, na lumilikha ng karagdagang puwersa ng pag-aangat. Kung mas malaki ang anggulo ng pag-atake ng pakpak, mas malakas ang epektong ito. At ang anggulo ng pag-atake ng gayong disenyo ay maaaring hindi pa nagagawang malaki.

Ang daloy ng stall ay nangyayari kapag ang air jet, na may pagtaas sa anggulo ng pag-atake, ay huminto sa maayos na daloy sa paligid ng itaas na ibabaw ng pakpak at humiwalay mula dito sa pagbuo ng mga vortices. Sa kasong ito, ang pag-angat sa pakpak ay agad na nawawala at ang aparato ay nawalan ng kontrol. Ang hugis-itlog na pakpak ay nagbibigay-daan sa isang anggulo ng pag-atake ng pakpak na hanggang 50 °, habang ang pinakamalapit na mga kakumpitensya nito ay umabot sa maximum na 20-22 °. Ang hangin sa loob ng saradong pakpak ay nagpapahirap na pigilan ang daloy mula sa itaas na ibabaw ng ibabang bahagi ng pakpak. At kapag ang daloy ay umalis sa saradong loop, dahil sa pagbuga (ang proseso ng paghahalo ng dalawang media, kapag ang isang daluyan ay nakapasok sa isa pa), ito ay "nagsipsip" sa hangin na dumadaan sa itaas na ibabaw ng itaas na bahagi ng pakpak. Ang mga datos na ito ay hindi nakuha sa empirically - ang hugis-itlog na pakpak ay "nalaglag" sa channel ng tubig.

Bago nagkatawang-tao sa metal at lumipad sa himpapawid, ang sasakyang panghimpapawid ng Belarus na may saradong pakpak ay dumaan sa tatlong "reinkarnasyon" - nagsimula ang pagtatayo nito noong 1988.

Ang kakayahang lumipad sa napakataas na anggulo ng pag-atake, kasama ang epekto ng pagpapalihis ng daloy, ay nagpapahintulot sa sasakyang panghimpapawid na lumipad sa napakababang bilis nang hindi gumagamit ng mga flaps. Ang SOK ay kulang sa wing mechanization, na hindi pumipigil sa pag-alis at pag-landing nang maaasahan. Ang hindi pa nagagawang stall resistance ay nagpapahintulot sa sasakyang panghimpapawid na lumipad nang tuluy-tuloy at mapagkakatiwalaan sa pinakamalawak na hanay ng bilis.

Maraming mga katangian ng SOC ang nakakagulat. Nagagawa niyang mapabilis, lumipad at mapunta sa isang hindi pantay na madaming track na 400 m lamang ang haba, kapag naka-off ang makina, mahusay siyang nagpaplano at sa pangkalahatan ay napaka-stable sa hangin. Ang hugis-itlog na pakpak ay gumagawa ng sasakyang panghimpapawid na mas mapagmaniobra at matipid sa gasolina. Bilang karagdagan, ang saradong loop ay nagbibigay sa pakpak ng karagdagang lakas. Ayon kay Grechikhin, malapit nang maubusan ng singaw ang sasakyang panghimpapawid na may mga klasikong pakpak. Ito ay napaka-simple: mas malaki ang eroplano, mas mabigat at mas malakas ang pakpak nito, mas mahirap na panatilihin ang katigasan nito. Mahalaga, ang eroplano ay nagdadala ng isang masa ng "walang silbi" na pagkarga - ang bigat ng sarili nitong mga spar. At ang hugis-itlog na pakpak ay dalawang beses na mas magaan para sa parehong pag-angat.

Mga tradisyunal na problema

Ang pangunahing problema ay ang mga batas ng Belarus sa aviation ay hindi nagbibigay para sa paglikha ng mga sasakyang panghimpapawid sa teritoryo ng bansa at ang kanilang mga operasyon sa paglipad sa lahat. Kamakailan, ang Midivisana ay lumikha ng isang dalubhasang disenyo ng bureau para sa pagbuo ng mga unmanned aerial na sasakyan sa ilalim ng pamumuno ni Anokhin. Kabilang sa mga empleyado ay parehong Narushevich at Gushchin. Ang itinatag na pangkat ng mga mahilig ay hindi nawawalan ng pag-asa na hindi bababa sa isang hindi pinuno ng tao na sasakyang panghimpapawid ay magagawa nilang mapagtanto ang kanilang imbensyon - isang saradong hugis-itlog na pakpak.

Ringplan Sukhanov

Ang mga pagtatangka na lumikha ng isang ringplane ay ginawa din sa USSR. Noong 1936, ang isang mag-aaral sa Moscow Aviation Institute Sukhanov ay nagpakita ng isang proyekto ng isang eroplano na may isang annular wing para sa pagtatanggol bilang isang thesis. Ang diameter ng pakpak ay 3 m, at ang bilis ng disenyo na 600 km / h ay ibibigay ng 800-horsepower na Hispano-Suiza engine. Noong 1940, ang diploma ay naging isang ganap na proyekto ng isang maikling take-off at landing fighter-interceptor at isinasaalang-alang sa siyentipiko at teknikal na konseho ng TsAGI. Ngunit dumating ang digmaan, walang oras at pera para sa pagtatayo ng sasakyang panghimpapawid, at higit pa para sa pagsubok nito. Noong 1942, sa Novosibirsk, si Sukhanov ay nagtayo ng isang gumaganang modelo ng ringplane. Ipinakita ng mga pagsubok sa modelo na ang sasakyang panghimpapawid ay makatiis ng mga anggulo ng pag-atake hanggang sa 43 °, may mataas na ratio ng power-to-weight, mga katangian ng anti-spin at mahusay na kakayahang magamit. Natanggap ni Sukhanov ang sertipiko ng may-akda, isinagawa ang lahat ng mga kalkulasyon, ngunit ang ringplan, dahil sa digmaan at pagkawasak sa bansa, ay hindi kailanman nakita ang liwanag ng araw.

Ang pakpak ay nagpapakita lamang ng mga katangian nito sa isang tiyak na ratio ng mga axes ng ellipse sa bawat isa, ang haba ng chord ng pakpak sa menor de edad na axis ng ellipse at iba pang mga nuances ng profile ng pakpak. Ang mga taga-disenyo ay nag-aplay para sa isang patent at nakatanggap ng mga priyoridad na sertipiko para sa hugis ng pakpak na ito sa Belarus at Russia. Ngayon, tila, walang makakaulit sa kanilang tagumpay, dahil ang lahat ng magagamit na "koridor" ng mga kapaki-pakinabang na parameter ng pakpak ay nai-staked na.

Para sa panahon mula sa simula ng pag-unlad hanggang sa pagtatayo ng unang modelo ng produksyon ng isang light-engine na sasakyang panghimpapawid, humigit-kumulang $ 12 milyon ang kailangan, sabi ni Alexander Anokhin. “Nakakagawa pa nga tayo ng hang glider na ganyang pakpak. Naiisip mo ba? Hang glider, hindi natatakot sa crosswind! Ang pangunahing problema ay hindi kahit financing: sa sandaling makarating ang SOK sa MAKS, halimbawa, ang mga mamumuhunan ay matatagpuan. Ang problema ay nasa batas ng Belarus, ayon sa kung saan ang isang sasakyang panghimpapawid na nilikha sa teritoryo ng bansa ay napakahirap na magparehistro, at sa kasong ito ay imposible lamang, dahil hindi ito kabilang sa mga kilalang klase ng sasakyang panghimpapawid. Gayunpaman, mayroon nang isang kasunduan sa Voronezh airfield, na pinlano na gamitin para sa karagdagang pagsubok ng sasakyan.

Anong susunod? Tingnan natin. Ang katotohanan ay nananatili. Sa unang pagkakataon sa kasaysayan ng pagtatayo ng sasakyang panghimpapawid, lumipad ang isang closed-wing na sasakyang panghimpapawid. Marahil tayo ay nasa bingit ng mga bagong tuklas. O baka ito ay isang kakaibang sasakyang panghimpapawid, isang nakahiwalay na insidente. Panahon ang makapagsasabi.