Экспериментальный самолёт NASA AD-1, известный как «Летающие ножницы Рутана», является единственным в мире летательным аппаратом, у которого всё крыло целиком поворачивается в полёте относительно фюзеляжа.
Эволюция концепции изменяемой геометрии крыла
Идея поворотного, или «ножничного», крыла развилась из более ранней концепции крыла изменяемой стреловидности. Последняя позволяет самолёту комбинировать преимущества прямого крыла (высокая подъёмная сила на малых скоростях при взлёте и посадке) и стреловидного (меньшее сопротивление на высоких скоростях). Первые практические исследования в этом направлении проводились на американском Bell X-5 в начале 1950-х годов, который, в свою очередь, был развитием немецкого проекта Messerschmitt Me P.1101 времён Второй мировой войны.
Экспериментальный самолёт Bell X-5
Немецкий прототип Messerschmitt Me P.1101
Основным недостатком классического крыла изменяемой стреловидности была чрезвычайная сложность и большой вес шарнирного механизма. Концепция поворота всего крыла как единого целого позволяла вдвое упростить эту конструкцию.
От идеи к реальности
Первое известное техническое предложение такого самолёта — Blohm & Voss P.202 — было представлено немецким конструктором Ричардом Фогтом ещё в 1942 году. Согласно этой идее, на высоких скоростях крылья поворачивались бы относительно фюзеляжа на угол до 60 градусов, что значительно снижало бы аэродинамическое сопротивление. На малых же скоростях крыло возвращалось бы в перпендикулярное положение, обеспечивая максимальную подъёмную силу и управляемость.
Первый в мире летающий прототип с такой схемой — небольшой беспилотный исследовательский аппарат — поднялся в воздух в 1976 году.
Беспилотный исследовательский аппарат с поворотным крылом (1976 г.)
Пилотируемая реализация: AD-1 Берта Рутана
Прорывом стал пилотируемый самолёт AD-1, созданный под руководством знаменитого авиаконструктора Берта Рутана. Его первый полёт состоялся 21 декабря 1979 года. Проект отличался минимализмом и низкой стоимостью: на разработку и постройку ушло всего девять месяцев и 240 000 долларов. Самолёт был изготовлен компанией Ames Industrial.
AD-1 был компактным аппаратом длиной 10 метров и с размахом крыла 9,8 метра. Он оснащался двумя маломощными турбореактивными двигателями Microturbo TRS18-046. Поворот всего крыла на угол до 60 градусов осуществлялся с помощью электромеханического привода. В ходе испытаний угол поворота увеличивался постепенно, по одному градусу за полёт, и максимальное значение в 60 градусов было достигнуто только к 1981 году.
Результаты испытаний и судьба проекта
Лётные тесты показали, что на малых скоростях и при небольших углах поворота AD-1 был вполне послушным и удобным в пилотировании. Однако по мере увеличения угла стреловидности возникали проблемы. При угле в 50 градусов и более самолёт становился неустойчивым и сложным в управлении — типичная проблема для аппаратов с сильностреловидным крылом. Одной из ключевых причин была недостаточная жёсткость конструкции самого AD-1.
Несмотря на успешную демонстрацию принципа, программа AD-1, как и сама концепция поворотного крыла в целом, дальнейшего развития не получила. Сегодня уникальный самолёт является музейным экспонатом, напоминающим об одной из смелых инженерных идей в истории авиации.
Источники информации:
https://www.nasa.gov/reference/ad-1/
https://en.wikipedia.org/wiki/NASA_AD-1
https://www.ixbt.com/live/offtopic/asimmetriya-v-dele-ad-1-k...
Больше интересных статей здесь: Наука и техника.
Источник статьи: Летающие ножницы Рутана.