Ilmailuala on sata vuotta kestäneen historiansa aikana tuottanut mielenkiintoisia malleja. Näitä kutsutaan Flying Wings -tyyppiseksi kiinteäsiipiseksi lentokoneeksi, joka koostuu yhdestä siipistä.
Tätä käsitettä on tutkittu melkein niin kauan kuin lentäviä koneita on olemassa, mutta sen todellinen potentiaali on toteutunut vasta viime vuosikymmeninä. Ja kun kyse on ilmailu- ja avaruusteollisuuden tulevaisuudesta, se on yksi käsite, jonka odotetaan näkevän paljon enemmän tutkimus- ja kehitystyössä.
Kuvaus:
Määritelmän mukaan lentävä siipi on ilma-alus, jolla ei ole selvää runkoa, ja suurin osa miehistöstä, hyötykuormasta ja laitteista on sijoitettu pääsiipirakenteen sisälle. Ylhäältä päin lentävä siipi näyttää chevronilta, ja siipien muodostavat sen ulkoreunat ja etu keskiosa toimii ohjaamon tai lentäjän istuimena. Niitä on monenlaisia, suihkukoneista / pommikoneista käsiliukukoneisiin ja purjelentokoneisiin.
Puhdas lentävä siipi on teoriassa kaikkein aerodynaamisesti tehokkain (alimman vetovoiman) rakennekonfiguraatio kiinteän siiven ilma-aluksessa. Se tarjoaa myös korkean rakenteellisen hyötysuhteen tietylle siipisyvyydelle, mikä johtaa kevyeseen ja korkeaan polttoainetehokkuuteen.
Kehityshistoria:
Häikäisemätöntä käsityötä on ollut olemassa Wright-veljien ajoista lähtien. Mutta vasta ensimmäisen maailmansodan jälkeen laaja-alaisten sota-aikakehitysten ansiosta veneet, joissa ei ollut todellista runkoa, tulivat toteutettavissa. Varhainen harrastaja oli Hugo Junkers, joka patentoi vuonna 1910 idean pelkän siiven lentoliikenteestä.
Valitettavasti Versailles-sopimuksen saksalaiselle ilmailulle asettamat rajoitukset tarkoittivat, että hänen näkemyksensä toteutettiin vasta vuonna 1931 Junker's G38: lla. Tämä muotoilu, vaikkakin mullistava, vaati silti lyhyen rungon ja hännän osan, jotta se olisi aerodynaamisesti mahdollista.
Lentäviä siipisuunnitelmia kokeiltiin laajasti 30–40-luvulla, etenkin Yhdysvalloissa ja Saksassa. Ranskassa, Isossa-Britanniassa ja Yhdysvalloissa valmistettiin monia malleja, vaikka suurin osa oli purjelentokoneita. Oli kuitenkin poikkeuksia, kuten Northrop N1M, prototyyppinen kaikkien siipien lentokone ja huomattavasti vaikuttavampi Horten Ho 229, ensimmäinen suihkumoottorilla varustettu lentävä siipi, joka toimi hävittäjänä / pommikoneena Saksan ilmavoimille toisessa maailmansodassa.
Tämä lentokone oli osa natsi-Saksan tuottamaa pitkää kokeellisten ilma-alusten sarjaa, ja se oli myös ensimmäinen vene, joka sisälsi tekniikkaa, joka vaikeutti havaitsemista tutkalla - eli aka. Stealth-tekniikka. Arvioidaan kuitenkin, oliko tämä tarkoituksellista vai tahatonta seurausta sen suunnittelusta.
Toisen maailmansodan jälkeen tämä kone inspiroi useita sukupolvia kokeellisia lentokoneita. Merkittävimpiä näistä ovat YB-49-kaukopommittaja, A-12 Avenger II, B-2 Stealth Bomber (muuten tunnettu nimellä Spirit) ja joukko delta-siivekäs lentokoneita, kuten Kanadan oma Avro -105, joka tunnetaan myös nimellä Avro-nuoli.
Viimeaikaiset tapahtumat:
Uusimpia esimerkkejä lentokoneista, joihin sisältyy lentävän siipin muotoilu, ovat X-47B, mielenosoittamaton miehittämätön taisteluilma-auto (UCAV), jota parhaillaan kehittää Northrop Grumman. Kantajapohjaisiin operaatioihin suunniteltu X-47B on tulosta Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA): n ja Yhdysvaltain laivaston miehittämättömän taisteluilmajärjestelmän (UCAS-D) yhteistyöstä.
X-47B lensi ensimmäisen kerran vuonna 2011, ja vuodesta 2015 lähtien sen kaksi aktiivista mielenosoittajaa suorittivat onnistuneesti sarjan lentoliikenteen ja kantolaitepohjaisia laskuja. Lopulta Northrop Grumman toivoo kehittävänsä prototyypin X-47B taistelukenttään valmiiksi ilma-alukseksi, joka tunnetaan miehittämättömän kantoaallon käynnistämästä ilmavalvonta- ja lakkojärjestelmästä (UCLASS), jonka odotetaan tulevan palvelukseen 2020-luvulla.
Toinen konseptin omaksuminen on kaksisuuntaisen lentävän siiven muodossa. Tämän tyyppinen rakenne koostuu pitkästä, pienen nopeuden siipistä ja lyhyestä, nopeasta, nopeasta siipistä, joka on liitetty yhteen ilmakehykseen epätasaisen ristin muodossa. Ehdotettu veneet nousisivat ja laskeutuvat nopean siipin kanssa ilmavirran poikki, kiertävät sitten neljänneskierroksen siten, että nopea siipi osoittaa ilmavirtaan yliäänen kuljettamista varten.
Suunnittelussa väitetään olevan matala aaltoväli, korkea äänihyötysuhde ja vähän tai ei ollenkaan äänipuomia. Hitaanopeuksisissa siiveissä on todennäköisesti paksu, pyöristetty lentokone, joka pystyy pitämään hyötykuorman ja leveän välin korkean hyötysuhteen saavuttamiseksi, kun taas nopeaa siipiä käytettäessä olisi ohut, teräväreunainen lentokäsittelylaite ja lyhyempi etäisyys pienelle vedolle ylääänenopeudella .
Vuonna 2012 NASA ilmoitti rahoittavansa tällaisen konseptin, joka tunnetaan nimellä Supersonic Kaksisuuntainen lentävä siipi (SBiDir-FW), kehittämistä. Tämä tapahtui pääteknologian viraston myöntäessä 100 000 dollarin avustuksen Miamin yliopiston tutkimusryhmälle (professori Gecheng Zha), jotka jo työskentelivät sellaisella koneella.
Siitä lähtien, kun Wright Brothers vei ensimmäisen kerran ilmaan kankaasta ja puusta valmistetussa lentokoneessa yli sata vuotta sitten, ilmailuinsinöörit ovat ajatelleet pitkään ja kovasti sitä, kuinka voimme parantaa lentotieteitä. Ajoittain on ihmisiä, jotka yrittävät "keksiä pyörän uudelleen", heittäen pois vanhan paradigman ja tuottamaan jotain todella vallankumouksellista.
Olemme kirjoittaneet monia artikkeleita Flying Wing for Space -lehdestä. Tässä on artikkeli sekoitetun siipilenon prototyypin testaamisesta, ja tässä on joitain suihkukuvia.
Jos haluat lisätietoja NASA: n lentokoneohjelmista, tutustu NASA: n Dryden-valokuvakokoelmaan, ja tässä on linkki erilaisiin NASA: n tutkimuslentokoneisiin.
Olemme myös nauhoittaneet monia liittyviä jaksoja tähtitieteen näyttelijöistä. Kuuntele tästä, Episode 100: Rockets.
Lähteet:
- NASA - lentävä siipi
- Wikipedia - lentävä siipi
- Sotilaallinen tehdas - lentävät siipilenot alkuperästä nykypäivään
