Även de mest ovanliga flygplanen byggdes enligt symmetriprinciperna vid flygindustrins gryning. Alla flygplan hade en konventionell flygkropp, till vilken konventionella vingar fästes vinkelrätt. Men gradvis, med utvecklingen av aerodynamik, började designers reflektera över skapandet av ett flygplan med en asymmetrisk vinge. Representanter för det dystra tyska geni var de första som nådde detta: 1944 föreslogs ett liknande projekt av Richard Vogt, chefsdesigner för Blohm & Voss. Hans projekt förkroppsligades dock inte i metall; den amerikanska NASA AD-1 var verkligen det första flygplanet med en roterande vinge.
NASA AD-1 (Ames Dryden-1) är ett experimentellt flygplan utformat för att studera konceptet med en asymmetriskt variabel svepande vinge. Blev världens första sneda vingflygplan. Det ovanliga flygplanet byggdes i USA 1979 och gjorde sin första flygning den 21 december samma år. Test av flygplanet med en roterande vinge fortsatte fram till augusti 1982, under vilken tid 17 piloter lyckades behärska AD-1. Efter att programmet stängdes skickades planet till museet i staden San Carlos, där det fortfarande är tillgängligt för alla besökare och är en av de viktigaste utställningarna som visas.
Tyska experiment
I Tyskland, under andra världskriget, arbetade de ganska seriöst med att skapa flygplan med asymmetrisk vinge. Designer Richard Vogt var känd för sitt atypiska förhållningssätt till skapandet av flygteknik, han förstod att det nya systemet inte skulle hindra flygplanet från att vara stabilt i luften. 1944 skapade han projekt Blohm & Voss och P.202. Huvudidén för den tyska designern var möjligheten till en betydande minskning av motståndet vid flygning i hög hastighet. Flygplanet startade med en konventionell symmetrisk vinge, eftersom en liten svepad vinge hade en hög lyftkoefficient, men redan under flygningen vände vingen i ett plan parallellt med flygkroppsaxeln, vilket reducerade motståndsnivån. Samtidigt utfördes arbete i Tyskland med den klassiska symmetriska svepningen av vingen på jaktflygplanet Messerschmitt P.1101.
Blohm & Voss och s.202
Men även i Tyskland under de senaste krigsåren verkade Blohm & Voss och P.202 -flygplansprojektet vansinnigt, det förkroppsligades aldrig i metall, förblev för alltid bara i form av ritningar. Flygplanet som designades av Vogt var tänkt att få ett vingspann på 11,98 meter, vilket roterade på det centrala gångjärnet i en vinkel på upp till 35 grader - med en maximal avvikelse ändrades vingspannet till 10,06 meter. Den största nackdelen med projektet ansågs vara en tung och besvärlig (enligt beräkningar) mekanism för att vända vingen, som tog mycket plats inuti flygplanskroppen, och oförmågan att använda vingen för att hänga ytterligare vapen och utrustning var också en allvarlig nackdel.
Överraskande nog var Vogt inte den enda tyska designern som övervägde en svängvinge. Ett liknande projekt utarbetades av ingenjörer på Messerschmitt. Me P.1109 -projektet som presenterades av dem fick till och med smeknamnet "saxvinge". Projektet de skapade hade två vingar samtidigt. Dessutom var de oberoende av varandra. En vinge var belägen ovanför flygplanets flygkropp, den andra - under den. När den övre vingen vrids medurs roterade den nedre vingen på samma sätt, men moturs. Denna design gjorde det möjligt att kvalitativt kompensera för flygplanets skevhet med en asymmetrisk svepförändring. Samtidigt kunde vingarna vända i en vinkel på upp till 60 grader, medan när de var belägna vinkelrätt mot flygplanskroppen var det inte annorlunda än det klassiska tvåplanet. Därmed stod Messerschmitt inför samma problem som Blohm & Voss: en mycket komplex svängmekanism. Trots att inget av de tyska asymmetriska flygplanen inte gick längre än pappersprojekt, bör det erkännas att tyskarna var allvarligt före sin tid i sin utveckling. Amerikanerna kunde förverkliga sin plan först i slutet av 1970 -talet.
NASA AD -1 - flygande asymmetri
De tyska designernas idéer genomfördes i metall av deras amerikanska kollegor. De behandlade frågan så noggrant som möjligt. Oberoende av tyskarna 1945 lade den amerikanska ingenjören Robert Thomas Johnson fram sin idé om en slags "saxvinge", enligt hans idé fick en sådan vinge slå på ett speciellt gångjärn. Men under dessa år kunde han inte förverkliga sin idé, den tekniska förmågan tillät inte. Detta förändrades på 1970 -talet när teknik gjorde det möjligt att skapa asymmetriska flygplan. Samtidigt bjöds samma Richard Vogt, som emigrerade till USA efter andra världskrigets slut, in som projektkonsult.
Vid den tiden visste designers redan att flygplan med varierande svepvingar hade ett antal nackdelar. De främsta nackdelarna med denna design innefattade: förskjutningen av det aerodynamiska fokuset vid byte av svep, vilket ledde till en ökad balanseringsresistens; en ökning av konstruktionens massa på grund av närvaron av en kraftstråle och sväng gångjärn på konsolerna som är fästa vid den, liksom tätningar för flygplanets vinkel. Båda dessa brister var i slutändan orsaken till en minskning av flygområdet eller en minskning av nyttolastens massa.
Samtidigt var NASA -anställda övertygade om att ett flygplan med en asymmetriskt variabel svepvinge (KAIS) skulle berövas de listade nackdelarna. Med ett sådant schema skulle vingen fästas på flygplanskroppen med ett sväng gångjärn, och ändringen av svepning av konsolerna när vingen roterades skulle utföras samtidigt, men hade motsatt karaktär. En jämförande analys av flygplan med variabla svepvingar enligt standardschemat och KAIS utfört av NASA-specialister visade att det andra schemat visar en minskning av motståndet med 11-20 procent, strukturens massa minskar med 14 procent och vågmotståndet när du flyger med supersonisk hastighet bör minska med 26 procent. …
Samtidigt hade flygplanet med asymmetrisk vinge sina nackdelar. Först och främst, med en stor svepningsvinkel, har en rak svepbar fribärare en större effektiv angreppsvinkel än en omvänd svepbar fribärande, vilket leder till en asymmetri av drag och som en följd av att parasitiska vändmoment uppträder i tonhöjd, rulla och gäspa. Det andra problemet var att KAIS kännetecknas av en dubbelt så stor ökning av tjockleken på gränsskiktet längs vingspännet, och alla asymmetriska stall i flödet framkallar intensiva störningar. Men trots detta trodde man att negativa effekter kunde elimineras genom att införa ett fly-by-wire-kontrollsystem, som automatiskt skulle påverka flygplanets aerodynamiska kontroller, beroende på olika parametrar: attackvinkel, flyghastighet, vingsvep vinkel. Hur som helst, för att kontrollera alla beräkningar, var det nödvändigt att bygga en flygande modell.
KAIS-konceptet testades framgångsrikt på en obemannad modell, varefter det var nödvändigt att gå vidare till att skapa ett fullvärdigt flygplan. Det experimentella projektet betecknades NASA AD-1 eller Ames Dryden-1. Flygplanet fick sitt namn efter forskningscentra som arbetade med projektet - NASA Ames och NASA Dryden. Samtidigt var Boeing -specialister ansvariga för flygplanets övergripande design. Enligt beräkningarna från NASA -ingenjörer och de tillgängliga uppdragsvillkoren monterade det amerikanska företaget Rutan Aircraft Factory det flygplan som krävs. Samtidigt var ett av kraven för projektet att hålla sig inom budgeten på 250 tusen dollar. För detta gjordes experimentflygplanet så enkelt som möjligt vad gäller teknik och billigt; ganska svaga motorer installerades på flygplanet. Det nya flygplanet var klart i februari 1979, varefter det levererades till Kalifornien på NASA: s Dryden -flygplats.
Vingen på AD-1-experimentflygplanet kunde rotera längs mittaxeln med 60 grader, men bara moturs (denna lösning förenklade designen kraftigt utan att förlora dess fördelar). Vingsvängen med en hastighet av 3 grader per sekund tillhandahölls av en kompakt elmotor, som installerades inuti flygplanskroppen direkt framför huvudmotorerna. Som den senare användes två klassiska franskgjorda Microturbo TRS18 turbojetmotorer med en dragkraft på 100 kgf vardera. Intervallet för den trapetsformade vingen när den placerades vinkelrätt mot flygkroppen var 9, 85 meter och vid maximal sväng - endast 4, 93 meter. Samtidigt översteg den maximala flyghastigheten inte 400 km / h.
Flygplanet tog första gången till himlen den 21 december 1979. På sin första flygning flög den av NASA: s testpilot Thomas McMurphy. Flygplanets start utfördes med en vinkelrätt fixerad vinge, vingens rotationsvinkel ändrades redan under flygning efter att ha uppnått önskad hastighet och höjd. Under de kommande 18 månaderna, med varje ny testflygning, vingen på AD-1-flygplanet roterades 1 grad, medan alla flygindikatorer registrerades. Som ett resultat nådde experimentflygplanet i mitten av 1980 sin maximala vinkel på 60 grader. Testflygningar fortsatte till augusti 1982, med totalt 79 flygningar av flygplanet. Det hände så att på den sista flygningen den 7 augusti 1982 lyftes planet av Thomas McMurphy, medan 17 olika piloter flög på det under hela testperioden.
Testprogrammet antog att de erhållna resultaten skulle hjälpa till att använda den asymmetriska förändringen i vingen av vingen vid långa interkontinentala flygningar - hastigheten och bränsleekonomin borde ha betalat sig på bästa sätt på mycket långa avstånd. Det experimentella NASA AD-1-flygplanet fick positiva recensioner från piloter och specialister, men projektet fick ingen vidareutveckling. Problemet var att programmet ursprungligen betraktades som ett forskningsprogram. Efter att ha fått alla nödvändiga data skickade NASA helt enkelt ett unikt flygplan till hangaren, varifrån det senare överfördes till flygmuseet. NASA har alltid varit en forskningsorganisation som inte har behandlat flygplanskonstruktion, och ingen av de största flygplanstillverkarna var intresserade av konceptet med en roterande vinge. Som standard var alla interkontinentala passagerarfartyg mer komplexa och större än "leksaken" AD-1-flygplanet, så företagen riskerade det inte. De ville inte investera i forskning och utveckling, om än en lovande men ändå misstänksam design. Tiden för innovation på detta område, enligt deras åsikt, har ännu inte kommit.
Flygprestanda för NASA AD-1:
Övergripande mått: längd - 11, 8 m, höjd - 2, 06 m, vingspann - 9, 85 m, vingyta - 8, 6 m2.
Tom vikt - 658 kg.
Maximal startvikt - 973 kg.
Kraftverket är 2 turbojetmotorer Microturbo TRS18-046 med en dragkraft på 2x100 kgf.
Marschfart - 274 km / h.
Maxhastigheten är upp till 400 km / h.
Besättning - 1 person.
