Isegi kõige ebatavalisemad lennukid ehitati lennutööstuse koidikul sümmeetriapõhimõtete järgi. Igal lennukil oli tavaline kere, millele tavalised tiivad kinnitati risti. Kuid järk -järgult, aerodünaamika arenedes, hakkasid disainerid mõtlema asümmeetrilise tiivaga lennuki loomise üle. Esimesena jõudsid sellele sünge Saksa geeniuse esindajad: 1944. aastal tegi sarnase projekti ettepaneku Blohm & Voss peadisainer Richard Vogt. Kuid tema projekt ei kehastunud metallis; Ameerika NASA AD-1 oli tõepoolest esimene pöörleva tiivaga lennuk.
NASA AD-1 (Ames Dryden-1) on eksperimentaallennuk, mille eesmärk on uurida asümmeetriliselt muutuva pühkiva tiiva kontseptsiooni. Temast sai maailma esimene kaldus tiivaga lennuk. Ebatavaline lennuk ehitati Ameerika Ühendriikides 1979. aastal ja tegi oma esimese lennu sama aasta 21. detsembril. Pöörleva tiivaga lennuki katsetused jätkusid kuni 1982. aasta augustini, selle aja jooksul õnnestus AD-1 valdada 17 piloodil. Pärast programmi sulgemist saadeti lennuk San Carlose linna muuseumisse, kus see on endiselt kõigile külastajatele kättesaadav ja on üks olulisemaid eksponaate.
Saksa katsed
Saksamaal töötasid nad Teise maailmasõja ajal üsna tõsiselt asümmeetrilise tiivaga lennukite loomisel. Disainer Richard Vogt oli kuulus oma ebatüüpilise lähenemise poolest lennutehnoloogia loomisse, ta mõistis, et uus skeem ei takista õhusõiduki õhus püsimist. 1944. aastal lõi ta lennukiprojekti Blohm & Voss ja P.202. Saksa disaineri põhiidee oli võimalus suurel kiirusel lendamisel oluliselt vähendada takistust. Lennuk tõusis õhku tavapärase sümmeetrilise tiivaga, kuna väikesel pühkitud tiival oli kõrge tõstekoefitsient, kuid juba lennu ajal pöördus tiib kere teljega paralleelsel tasapinnal, vähendades takistuse taset. Samal ajal teostati Saksamaal hävitaja Messerschmitt P.1101 tiiva klassikalise sümmeetrilise pühkimisega tööd.
Blohm & Voss ja lk 202
Kuid isegi Saksamaal tundus viimastel sõja -aastatel Blohm & Voss ja P.202 lennukiprojekt hullumeelne, seda ei kehastatud kunagi metalliks, jäädes igaveseks ainult jooniste kujul. Vogti projekteeritud lennuk pidi saama tiivaulatuse 11,98 meetrit, mis pöörles keskhingel kuni 35 kraadise nurga all - maksimaalse kõrvalekaldega muutus tiivaulatus 10,06 meetrini. Projekti peamiseks puuduseks peeti rasket ja tülikat (arvutuste kohaselt) mehhanismi tiiva pööramiseks, mis võttis lennuki kere sees palju ruumi, ning võimetust kasutada tiiba täiendavate relvade ja varustuse riputamiseks oli ka tõsine miinus.
Üllataval kombel polnud Vogt ainus saksa disainer, kes mõtles kiigetiivale. Sarnase projekti koostasid Messerschmitti insenerid. Nende esitletud projekt Me P.1109 sai isegi hüüdnime "kääritiib". Nende loodud projektil oli kaks tiiba korraga. Pealegi olid nad üksteisest sõltumatud. Üks tiib asus lennuki kere kohal, teine - selle all. Ülemise tiiva päripäeva keeramisel pöörles alumine tiib samamoodi, kuid vastupäeva. See disain võimaldas õhusõiduki viltu kvalitatiivselt kompenseerida pühkimise asümmeetrilise muutusega. Samal ajal võisid tiivad pöörduda kuni 60 -kraadise nurga all, samas kui need asusid lennuki kerega risti, ei erinenud see klassikalisest biplaanist. Seejuures seisis Messerschmitt silmitsi samade probleemidega nagu Blohm & Voss: väga keerukas pöördemehhanism. Hoolimata asjaolust, et ükski Saksa asümmeetriline lennuk ei jõudnud paberprojektidest kaugemale, tuleb tunnistada, et sakslased olid oma arengus oma ajast tõsiselt ees. Ameeriklased suutsid oma plaani ellu viia alles 1970ndate lõpus.
NASA AD -1 - lendav asümmeetria
Saksa disainerite ideed viidi nende Ameerika kolleegide poolt metalli ellu. Nad lähenesid küsimusele võimalikult põhjalikult. Sõltumatult sakslastest 1945. aastal esitas ameerika insener Robert Thomas Johnson oma idee omamoodi "kääritiivast", tema idee kohaselt pidi selline tiib sisse lülitama spetsiaalse liigendi. Kuid neil aastatel ei suutnud ta oma ideed realiseerida, tehnilised võimalused ei lubanud. See muutus 1970ndatel, kui tehnoloogia võimaldas asümmeetriliste lennukite loomist. Samal ajal kutsuti projektikonsultandiks sama Richard Vogt, kes emigreerus pärast Teise maailmasõja lõppu Ameerika Ühendriikidesse.
Selleks ajaks teadsid disainerid juba, et muutuva pühkimisega tiibadega lennukitel on mitmeid puudusi. Selle disaini peamised puudused olid järgmised: aerodünaamilise fookuse nihkumine pühkimise vahetamisel, mis tõi kaasa tasakaalustustakistuse suurenemise; konstruktsiooni massi suurenemine, mis on tingitud võimsuskiire ja selle külge kinnitatud konsoolide pöördhingede olemasolust, samuti õhusõiduki tiiva tagasitõmmatud positsiooni tihendid. Mõlemad puudused olid lõppkokkuvõttes põhjuseks lennuulatuse vähenemisel või kasuliku koorma massi vähenemisel.
Samas olid NASA töötajad kindlad, et asümmeetriliselt muutuva pühkitiivaga (KAIS) lennuk jääb loetletud puudustest ilma. Sellise skeemi korral kinnitataks tiib õhusõiduki kere külge ühe pöördliigendi abil ja konsoolide pühkimise muutus tiiva pööramisel sooritatakse samaaegselt, kuid sellel oli vastupidine iseloom. NASA spetsialistide tehtud standardse skeemi ja KAIS-i muutuvate pühkitiibadega õhusõidukite võrdlev analüüs näitas, et teine skeem näitab takistuse vähenemist 11-20 protsenti, konstruktsiooni mass väheneb 14 protsenti ja laine kui ülehelikiirusel lendamine peaks vähenema 26 protsenti. …
Samal ajal oli asümmeetrilise tiivaga lennukil oma puudused. Esiteks, suure pühkimisnurga korral on sirgjoonelisel konsoolil suurem efektiivne ründenurk kui tagurpidi püstitatud konsoolil, mis põhjustab tõmbeasümmeetriat ja selle tagajärjel parasiitide pöördemomente. veerema ja keerutama. Teine probleem oli see, et KAIS -i iseloomustab kaks korda suurem piirkihi paksuse suurenemine piki tiivaulatust ning voolu mis tahes asümmeetriline seiskumine tekitab intensiivseid häireid. Sellele vaatamata arvati, et negatiivseid mõjusid saab kõrvaldada, kui kasutusele võtta lendjuhtme juhtimissüsteem, mis mõjutab automaatselt õhusõiduki aerodünaamilisi juhtelemente, sõltuvalt erinevatest parameetritest: ründenurk, lennukiirus, tiibade pühkimine nurk. Kõigi arvutuste kontrollimiseks oli igal juhul vaja ehitada lendav mudel.
KAISi kontseptsiooni katsetati edukalt mehitamata mudelil, misjärel oli vaja liikuda täieõigusliku lennuki loomise juurde. Katseprojekt sai nimeks NASA AD-1 või Ames Dryden-1. Lennuk sai nime projekti kallal töötanud uurimiskeskuste - NASA Amesi ja NASA Drydeni - järgi. Samal ajal vastutasid lennuki üldise disaini eest Boeingi spetsialistid. NASA inseneride arvutuste ja olemasolevate lähteülesannete kohaselt pani Ameerika ettevõte Rutan Aircraft Factory kokku vajaliku lennuki. Samal ajal oli projekti üheks nõudeks hoida 250 tuhande dollari eelarve piires. Selleks tehti katselennuk tehnoloogiliselt võimalikult lihtsaks ja odavaks; lennukile paigaldati üsna nõrgad mootorid. Uus lennuk oli valmis 1979. aasta veebruaris, pärast seda toimetati see NASA Drydeni lennuväljal Californiasse.
Katselennuki AD-1 tiib võis pöörata mööda kesktelge 60 kraadi, kuid ainult vastupäeva (see lahendus lihtsustas oluliselt disaini, kaotamata seejuures oma eeliseid). Tiibpöörde kiirusega 3 kraadi sekundis andis kompaktne elektrimootor, mis paigaldati lennuki kere sisse otse peamasinate ette. Viimasena kasutati kahte klassikalist prantsuse toodetud Microturbo TRS18 turboreaktiivmootorit, mille tõukejõud oli 100 kgf. Trapetsikujulise tiiva laius kerega risti asetades oli 9, 85 meetrit ja maksimaalse pöörde korral ainult 4, 93 meetrit. Samal ajal ei ületanud maksimaalne lennukiirus 400 km / h.
Lennuk tõusis esmakordselt taevasse 21. detsembril 1979. aastal. Esimesel lennul lendas sellega NASA katselendur Thomas McMurphy. Lennuki õhkutõusmine toimus risti fikseeritud tiivaga, tiiva pöördenurk muutus juba lennu ajal pärast nõutava kiiruse ja kõrguse saavutamist. Järgmise 18 kuu jooksul pöörati iga uue katselennuga AD-1 lennuki tiiba 1 kraadi, registreerides samal ajal kõik lennunäitajad. Selle tulemusena saavutas katselennuk 1980. aasta keskel maksimaalse tiiva nurga 60 kraadi. Katselennud jätkusid 1982. aasta augustini, kokku tehti lennukiga 79 lendu. Juhtus nii, et viimasel lennul 7. augustil 1982 tõstis lennukit Thomas McMurphy, samal ajal kui kogu katseperioodi jooksul lendas sellel 17 erinevat pilooti.
Katseprogrammis eeldati, et saadud tulemused aitaksid tiibade pühkimise asümmeetrilist muutust kasutada pikkade mandritevaheliste lendude sooritamisel - kiirus ja kütusesääst oleksid pidanud parimal moel väga pikkadel vahemaadel end ära tasuma. Eksperimentaalne NASA lennuk AD-1 sai pilootidelt ja spetsialistidelt positiivseid hinnanguid, kuid projekt ei saanud edasi arendust. Probleem oli selles, et programmi peeti algselt uurimisprogrammiks. Saanud kõik vajalikud andmed, saatis NASA lihtsalt unikaalse lennuki angaari, kust see hiljem lennundusmuuseumi viidi. NASA on alati olnud teadusorganisatsioon, mis pole lennukite ehitamisega tegelenud ning ükski suurim lennukitootja ei olnud pöörleva tiiva kontseptsiooni vastu huvitatud. Vaikimisi oli mis tahes mandritevaheline reisilennuk keerulisem ja suurem kui "mänguasi" AD-1 lennuk, mistõttu ettevõtted sellega ei riskinud. Nad ei tahtnud investeerida teadus- ja arendustegevusse, ehkki paljutõotav, kuid siiski kahtlane disain. Nende valdkonna uuenduste aeg pole nende arvates veel kätte jõudnud.
NASA AD-1 lennuomadused:
Üldmõõtmed: pikkus - 11, 8 m, kõrgus - 2, 06 m, tiivaulatus - 9, 85 m, tiiva pindala - 8, 6 m2.
Tühimass - 658 kg.
Maksimaalne stardimass - 973 kg.
Elektrijaam on 2 turboreaktiivmootoriga Microturbo TRS18-046, mille tõukejõud on 2x100 kgf.
Reisi kiirus - 274 km / h.
Maksimaalne kiirus on kuni 400 km / h.
Meeskond - 1 inimene.
