Ringplane: qapalı qanad halqası olan təyyarə

2024 Müəllif: Seth Attwood | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2023-12-16 15:57

Qapalı qanad halqası olan təyyarə uça bilməz - bu, zamanla sübut edilmişdir. Rayt qardaşlarının dövründən bəri üzük təyyarələrinə cəhd edilib və heç bir belə struktur bir neçə dəqiqə havada qala bilməyib. Amma insan ağlı təslim olmur. 2007-ci ildə, 100 il və 20-dən çox cəhddən sonra oxşar cihaz havaya qalxdı. Və özünü manevr edə bilən, yüngül və davamlı bir təyyarə olduğunu sübut etdi.

Bu hekayə 1988-ci ildə başladı, hər şey artıq İttifaqın dağılmasına doğru gedirdi, lakin nəhəng dövlətin liderlərinin qəlbində sabitlik ümidi hələ də yanırdı. Minsk Ötürücü Zavodunda texniki yaradıcılıq klubu yerli kənd təsərrüfatı strukturundan yaradıcı tapşırığı aldı: güclü yan küləklərə tab gətirə bilən manevr qabiliyyətinə malik və yüngül təyyarə dizayn etmək. O dövrdə ən populyar "fermer" AN-2 idi: o, çoxlu gübrə və püskürtmə avadanlığı götürə bilərdi. Ancaq külək onun dəhşətli düşməni idi - ucsuz-bucaqsız Kuban tarlalarında AN-2 idarə oluna bilmə qabiliyyətinə görə dəli filə bənzəyirdi. Aviasiya texniki Arkadi Aleksandroviç Naruşeviç, pilot Anatoli Leonidoviç Quşçin və bir neçə başqa şəxs bu işə əl atıb. Uzun araşdırmalardan sonra Naruşeviç gözlənilməz bir nəticəyə gəldi: qapalı qanad konturu olan bir təyyarə qurmaq lazımdır, ancaq dairəvi deyil, oval. Kifayət qədər uğurla uçan bir neçə model tikildi (Qeyd edim ki, söhbətimiz zamanı Naruşeviç 15 dəqiqəyə kağız maketi düzəltdi - və uçdu!). Həvəskarlar material aldılar və oval qanad qurdular. Və sonra 1991 qəzaya uğradı. SSRİ keçmişdə qaldı, maliyyələşdirmə cəmi bir neçə günə başa çatdı, qalan vəsait çıxarıldı. Qanad uzunmüddətli saxlanmağa göndərildi və təyyarə layihəsi unudulub. Ancaq bu, sondan çox uzaq idi.

Bleriotdan Jivodana qədər

17 dekabr 1903-cü ildə bir insan ilk dəfə mühərrikli təyyarədə havaya qalxdı. Adamın adı Orville Wright, təyyarənin adı isə Wright Flyer I idi.

Rayt qardaşlarının diqqətəlayiq uğurlarına baxmayaraq, çoxsaylı ixtiraçılar öz konsepsiyalarına uyğun olaraq adi Wright təyyarələrindən daha təsirli olan müxtəlif qanad konfiqurasiyaları ilə çıxış ediblər. Aviasiyanın qabaqcıllarından biri 1900-cü ildə ilk Ornitopter cihazını quran fransız ixtiraçı Lui Bleriot idi. Düzdür, yalnız 1909-cu ildə inşa edilən 11-ci model Bleriotun ilk həqiqətən uçan təyyarəsi oldu. Bizi qətiyyən maraqlandırmır, amma 1906-cı ildə dizayn edilmiş və heç havaya qalxmayan Bleriot III təyyarəsi ilə maraqlanırıq. Bu, təyyarə istehsalı tarixində qapalı qanad halqası olan ilk təyyarə idi.

Bleriot sadəcə təcrübə edirdi - təsadüfi. O, adi biplanın qanadlarının uclarını yarımdairələrdə birləşdirdi və quyruqla eyni dizaynı quraşdırdı. Düzdür, yaranan hidrotəyyar “Bleriot III” heç vaxt özbaşına sudan qalxmayıb. Şahidlər bir neçə uçuşu təsvir etdilər - cihaz uçurtma kimi çəkildikdə, lakin başqa heç nə yoxdur.

Bu gün Blériotun səhvləri göz qabağındadır: çox ağır quyruq, səhv seçilmiş qanad konturuna görə yüksək qaldırma itkiləri. Ancaq fakt faktlığında qalır - qapalı qanadlı təyyarələr aviasiyada səyahətə başladılar.

Bleriotdan əlavə, əsrin əvvəllərindən bir neçə digər dizaynerlər qapalı qanadla sınaqdan keçirdilər. Fransız mühəndis Jivodanın 1909-cu ildə Velmorel fabrikində düzəltdiyi təyyarə bir vaxtlar məşhur idi. Hamı və hamı, o cümlədən Scientific American və bir sıra hörmətli nəşrlər aviasiyanın yeni dövrünü açan heyrətamiz maşın haqqında yazmışdır. Jivodanın təyyarəsində qanadların rolunu pilotun oturacağı yerləşdiyi iki üzük formalı fiqur oynadı. Mühərrikin çəkisi 80 kq idi və 2,4 metrlik pervanı döndərərək 40 at gücünə sahib idi. Gözlədiyiniz kimi, mərkəzi hissəsi qoparılmış boruyu xatırladan qəribə quruluş havaya qalxmadı. Qeyd edək ki, fransız model təyyarə dizayneri Emmanuel Fiyon 1980-ci illərdə Jivodanın təyyarəsinin işlək modelini hazırlayıb. Və model gözəl uçdu. Yəni onun aerodinamik xüsusiyyətləri o qədər də pis deyildi. Həddindən artıq kütlə və ya aşağı mühərrik gücü orijinalın havaya qalxmasına mane ola bilər.

Başqa bir heyrətamiz dizaynı - amerikalı Uilyam Pirs Qarinin "Gary-Plane" adlanan dizaynını qeyd etmək lazımdır. Gary'nin təyyarəsinin (1910) diametri 8 m - dörd insan hündürlüyündən çox olan düz, üzük formalı qanad var idi! Düzdür, Gary-nin təyyarəsi dəhşətli qeyri-sabitliyi ilə seçilirdi: onun üzərində uçmaq üçün edilən bütün cəhdlər irəli aşmaqla başa çatdı.

1990-cı illərin sonu: ikinci külək

1998-ci ildə Anatoli Quşçin, Anri Naskidyants və bir sıra digər pilotlar Naruşeviçi təyyarədə işləməyə davam etməyə inandırdılar. Müəyyən bir özəl şirkət təyyarə ilə maraqlandı, pul tapıldı, yarı unudulmuş qanad bərpa edildi və komanda füzelajı yığmağa başladı. Hər şey sıfırdan edilib. Eniş şassisi Mi-1 helikopterindən, idarə paneli isə AN-2-dən götürülməsəydi. Avtomobil potensial istehlakçı üçün nəzərdə tutulmuşdu: bir və ya iki pilot üçün oturacaqlar və yarımdairəvi üç sərnişin. Sərnişinlərin əvəzinə gübrə və sprey avadanlığı saxlamaq üçün qablar yerləşdirmək mümkün idi…

Naruşeviçin təyyarəsinin mühüm xüsusiyyəti oval qanadın birbaşa gövdəyə bərkidilməməsi idi. O, rəflərdə və asmalarda qanadın içərisində yerləşirdi. Beləliklə, lift bütün qanad səthi üzərində yaradılmışdır.

2004-cü ilə qədər alınan maşının ilk çöl sınaqları aparıldı. Sakit və çarpaz külək şəraitində bir neçə uçuş etdi. İxtiraçılar cihazın çox qeyri-adi aerodinamik xüsusiyyətlərə malik olduğunu aşkar ediblər. Birincisi, oval qanadlı bir təyyarə (bunu daha sonra SOC adlandıracağıq) 13 m / s-ə qədər yan küləyin əsməsinə heç bir reaksiya vermədi. İkincisi, uçuş qaçışı üçün 150 m kifayət idi (AN-2 üçün - 180 m, eyni sinifdəki digər təyyarələr üçün bəzən daha çox). Ancaq əsas odur ki, faydalı yükün praktik nisbəti və təyyarənin ümumi boş çəkisi - 0,45 oldu! İndiyə qədər heç kim belə bir əmsala yaxınlaşmayıb. Təyyarə gələcək investorlara təhlükəsiz şəkildə göstərilə bilər.

Bu gün Lui Bleriotun qəribə "ovaloplanı" absurd görünür: onun tikintisi zamanı fransız dizayneri tərəfindən həddən artıq çox səhvlər edilib. Lakin Bleriot təsadüfi hərəkət etdi: 1906-cı ildə heç kim hansı qanad konfiqurasiyasının qalib gələcəyini bilmirdi.

Şaquli uçuş üzükləri

İkinci Dünya Müharibəsinin Alman layihələri arasında bir çoxları cəsarətləri və orijinallığı ilə tamamilə heyrətamiz idi. Belə ki, Ernst Heinkel (1944) tərəfindən dizayn edilmiş şaquli qalxma və eniş qırıcı-qəbuledici "Lark" (Lerche) qapalı doqquz tərəfli qanadı və hər biri öz pərvanəsini fırlanan iki müstəqil Daimler-Benz 605D mühərrikinə malik idi. Hər iki pervane qanadın içərisində yerləşirdi. Həmin vaxt üçün təyyarə qeyri-adi idi ki, o, şaquli qalxma və eniş deməkdir.

Lark metalda təcəssüm edilsəydi, Heinkel nə edərdi, demək çətindir. 1945-ci ildə Heinkel LercheII-ni də inkişaf etdirdi, birincisi üçün kifayət qədər vaxt olmadı və layihə qaranlıqda itdi. Bununla belə, hər kəsin Skylark-da uçmaq imkanı var - IL-2 Sturmovik: Unudulmuş döyüşlər kompüter oyununda. 1946.

Lakin 1959-cu ildə fransızlar halqa qanadlı şah əsərini metalda təcəssüm etdirmək fürsəti tapdılar. Möhtəşəm SNECMA C-450 Coleoptere reaktivi hətta havaya qalxdı. Düzdür, o, kifayət qədər sərt yerə enib, az qala pilotu altında basdıracaq. Əslində, SNECMA üzük qanadlı pilotsuz uçuş aparatını daha əvvəl, 1954-cü ildə inkişaf etdirdi. Ona Atar Volant C-400 P-1 (Uçan Ulduz) lirik adı verildi və 200-dən çox uğurlu sınaq uçuşu etdi. Alman Lark kimi, şaquli qalxan və enən təyyarə idi. Növbəti addım C-450-yə çevrilən pilotlu nəqliyyat vasitəsinin yaradılması idi. Səkkiz metrlik qırıcı uğurla buraxıldı, lakin şaquli uçuşdan üfüqi uçuşa keçid zamanı yüksəkliyi qoruyub saxlaya bilməyəcəyini nümayiş etdirdi və daş kimi suya düşdü. Pilot atıldı və bahalı layihə dərhal bağlandı.

SNECMA C-450 (1959) O, yalnız şaquli olaraq uça bilirdi. Pilot üfüqi uçuşa keçmək istəyəndə eksperimental struktur daş kimi yerə yıxılıb. Qapalı qanadlı təyyarə layihəsi dərhal bağlandı.

SNECMA C-450 (1959)

O, yalnız şaquli uça bilirdi. Pilot üfüqi uçuşa keçmək istəyəndə eksperimental struktur daş kimi yerə yıxılıb. Qapalı qanadlı təyyarə layihəsi dərhal bağlandı.

Şaquli uçuş halqa təyyarəsi yaratmaq üçün son cəhd Amerika layihəsi Convair Model 49 (1967) idi. Convair indi sualtı dizaynı və bir sıra digər çılğın dizaynları ilə məşhurdur. Model49 təyyarə və helikopterin hibrididir. Onun halqavari qanadı bütöv bir artilleriya alayının fəxr edə biləcəyi arsenalı gizlədirdi. Pulemyotlar, qumbaraatanlar, toplar və reaktiv yaylım atəşi sistemləri - "49-cu" təkbaşına tam hüquqlu orduya döyüş verə bilərdi. Əgər düzəldilibsə. Çılğın layihə ABŞ hökuməti tərəfindən ağıllı şəkildə rədd edildi.

Qapalı qanad yeni həyat

2006-cı ildə mütəxəssislər yenidən oval qanad mövzusu ilə maraqlandılar. Minsk müəssisələrindən birində oval qanadlı təyyarəni bərpa etmək, sınaqdan keçirmək və aerodinamik xüsusiyyətlərini öyrənmək üçün eksperimental dizayn işləri (R&D) təşkil edilmişdir. ROC-un baş konstruktoru 35 illik möhkəm təcrübəyə malik keçmiş hərbi pilot Alexander Mixayloviç Anoxin idi. Naruşeviç və Quşçin dizayn bürosunun üzvü oldular. 2008-ci ildə fizika-riyaziyyat elmləri doktoru, professor Leonid İvanoviç Qreçixin işə cəlb edilmişdir. O, məşhur Korolevlə raketlərin aerodinamik xassələri üzərində işləyib, indi isə MDB-nin müxtəlif institutlarında məsləhətlər verir və mühazirələr oxuyur. Nəticə etibarı ilə, indi də bu mövzu üzərində işini davam etdirən bir komanda formalaşdı.

Problem onda idi ki, təyyarə 2004-cü ildən bəri səmaya qalxmırdı və praktiki olaraq yararsız hala düşüb. Amma iş tam sürətlə gedirdi. Təyyarə modifikasiya edilib, uçuşlara hazırlanıb və anqardan çıxarılıb. Testlər başladı. Avtomobilin konfiqurasiyası eyni qaldı, lakin incə tənzimləmə ciddi idi - qanad profilinin dəyişdirilməsinə qədər. Əhəmiyyətli iş (indi də davam edir) Qreçixinə getdi: oval qanadlı bir təyyarə quruldu, lakin əvvəllər heç kim bunu ətraflı hesablamamışdı!

Texniki xüsusiyyətlər

Bu gün SOC nədir? Bu, şübhəsiz ki, bir təyyarədir. Ancaq havadakı keyfiyyətlərinə görə, düz və ya yuvarlaq qanadlı adi maşınlardan nəzərəçarpacaq dərəcədə fərqlənir. Adi düz qanad induktiv müqavimət ilə xarakterizə olunur: qanadın altındakı yüksək təzyiq zonasından gələn hava qanad ucları vasitəsilə yuxarı səthdəki vakuum zonasına axmağa meyllidir. Bu zaman təyyarənin arxasında son burulğanlar əmələ gəlir ki, onların da formalaşması enerji sərf edir ki, bu da induktiv müqavimətin dəyəridir.

Oval qanad üçün induktiv müqavimət problemi aktual deyil, çünki onun ucları yoxdur. Bundan əlavə, qapalı bir döngədən keçən daxil olan hava axını aşağıya doğru yönəldilir və əlavə qaldırıcı qüvvə yaradır. Qanadın hücum bucağı nə qədər böyük olarsa, bu təsir bir o qədər güclü olar. Və belə bir dizaynın hücum bucağı görünməmiş dərəcədə böyük ola bilər.

Hücum bucağının artması ilə hava axını qanadın yuxarı səthi ətrafında rəvan axmağı dayandırdıqda və burulğanların meydana gəlməsi ilə ondan ayrıldıqda axın dayanması baş verir. Bu zaman qanaddakı lift dərhal yox olur və aparat idarəetməni itirir. Oval qanad qanadın 50 ° -ə qədər hücum bucağına imkan verir, ən yaxın rəqibləri isə maksimum 20-22 ° çatır. Qapalı qanadın içərisindəki hava, qanadın aşağı hissəsinin yuxarı səthindən gələn axını dayandırmağı çətinləşdirir. Və axın qapalı döngəni tərk etdikdə, boşalma səbəbindən (iki mühitin qarışdırılması prosesi, bir mühit digərinə daxil olduqda) qanadın yuxarı hissəsinin yuxarı səthi boyunca keçən havanı "edir". Bu məlumatlar empirik olaraq alınmadı - oval qanad su kanalında "töküldü".

Metalda təcəssüm etmədən və havaya qalxmazdan əvvəl, qapalı qanad döngəsi olan Belarus təyyarəsi üç "reenkarnasyondan" keçdi - onun tikintisi 1988-ci ildə başladı.

Hücumun son dərəcə yüksək bucaqlarında uçma qabiliyyəti, axın əyilmə effekti ilə birlikdə, təyyarəyə qanadlardan istifadə etmədən olduqca aşağı sürətlə uçmağa imkan verir. SOK-da qanadların mexanikləşdirilməsi yoxdur, bu da onun etibarlı şəkildə qalxmasına və enməsinə mane olmur. Görünməmiş dayanma müqaviməti təyyarəyə ən geniş sürət diapazonunda sabit və etibarlı şəkildə uçmağa imkan verir.

SOC-un bir çox keyfiyyətləri təəccüblüdür. Cəmi 400 m uzunluğunda qeyri-bərabər otlu trasda sürətlənməyi, uçmağı və enməyi bacarır, mühərrik söndürülür, yaxşı planlaşdırır və ümumiyyətlə havada özünü çox stabil aparır. Oval qanad təyyarənin manevr qabiliyyətini artırır və yanacaq sərfiyyatını artırır. Bundan əlavə, qapalı döngə qanada əlavə güc verir. Qreçixinin sözlərinə görə, klassik qanadlı təyyarələrin buxarları tezliklə tükənəcək. Çox sadədir: təyyarə nə qədər böyükdürsə, qanadı nə qədər ağır və güclüdürsə, onun sərtliyini saxlamaq bir o qədər çətindir. Əslində, təyyarə "faydasız" yük kütləsini - öz sparlarının çəkisini daşıyır. Oval qanad isə eyni qaldırma üçün iki dəfə yüngüldür.

Ənənəvi problemlər

Əsas problem odur ki, Belarusun aviasiya qanunlarında ölkə ərazisində təyyarələrin yaradılması və onların uçuş əməliyyatları ümumiyyətlə nəzərdə tutulmur. Bu yaxınlarda Midivisana Anokhinin rəhbərliyi altında pilotsuz uçuş aparatlarının inkişafı üzrə ixtisaslaşmış konstruktor bürosu yaratmışdır. İşçilər arasında həm Naruşeviç, həm də Quşçin var. Yaradılmış həvəskarlar komandası heç olmasa pilotsuz təyyarədə öz ixtiralarını - qapalı oval qanadını reallaşdıra biləcəklərinə ümidini itirmir.

Ringplan Suxanov

Halqalı təyyarə yaratmaq cəhdləri SSRİ-də də edilib. 1936-cı ildə Moskva Aviasiya İnstitutunun tələbəsi Suxanov müdafiə üçün dairəvi qanadlı bir təyyarə layihəsini tezis kimi təqdim etdi. Qanadın diametri 3 m, dizayn sürəti isə 600 km/saat olan 800 at gücünə malik Hispano-Suiza mühərriki ilə təmin edilməli idi. 1940-cı ilə qədər diplom qısa bir uçuş və eniş qırıcı-tutucunun tam hüquqlu layihəsinə çevrildi və TsAGI-nin elmi-texniki şurasında nəzərdən keçirildi. Ancaq müharibə gəldi, təyyarənin istehsalına, hətta sınaqdan keçirilməsinə vaxt və pul yox idi. 1942-ci ildə Novosibirskdə Suxanov halqa təyyarəsinin işləyən modelini düzəltdi. Model sınaqları göstərdi ki, təyyarə 43°-ə qədər hücum bucaqlarına tab gətirə bilir, yüksək güc-çəki nisbətinə, fırlanma əleyhinə xüsusiyyətlərə və əla manevr qabiliyyətinə malikdir. Suxanov müəllif şəhadətnaməsini aldı, bütün hesablamaları apardı, lakin ölkədəki müharibə və dağıntılar səbəbindən ringplan heç vaxt gün işığını görmədi.

Qanad öz xassələrini yalnız ellipsin oxlarının bir-birinə, qanad akkordunun uzunluğunun ellipsin kiçik oxuna və qanad profilinin digər nüanslarının müəyyən nisbətində göstərir. Dizaynerlər patent üçün müraciət etdilər və Belarus və Rusiyada bu qanad forması üçün prioritet sertifikatlar aldılar. İndi, görünür, heç kim öz uğurlarını təkrarlaya bilməyəcək, çünki sərfəli qanad parametrlərinin bütün mövcud "dəhlizləri" artıq nəzərə çarpıb.

Alexander Anokhin deyir ki, inkişafın başlanğıcından yüngül mühərrikli təyyarənin ilk istehsal modelinin tikintisinə qədər təxminən 12 milyon dollar lazımdır. “Biz hətta belə qanadla deltplan hazırlaya bilərik. Təsəvvür edə bilərsən? Detalplaner, çarpaz küləkdən qorxma! Əsas problem hətta maliyyələşdirmə deyil: SOK MAKS-ə çatan kimi, məsələn, investorlar tapılacaq. Problem Belarus qanunvericiliyindədir, ona görə ölkə ərazisində yaradılmış bir təyyarənin qeydiyyata alınması olduqca çətindir və bu halda bu, sadəcə olaraq mümkün deyil, çünki o, məlum təyyarə siniflərinə aid deyil. Bununla belə, Voronej aerodromu ilə artıq müqavilə var və ondan avtomobilin sonrakı sınaqları üçün istifadə edilməsi planlaşdırılır.

Sonra nə var? Görək. Fakt qalır. Təyyarə istehsalı tarixində ilk dəfə olaraq qapalı qanadlı təyyarə havaya qalxdı. Bəlkə də biz yeni kəşflərin astanasındayıq. Və ya bəlkə bu, sadəcə maraqlı bir təyyarə, təcrid olunmuş bir hadisədir. Zaman göstərəcək.