Самолет с обратным крылом

Силовая установка Су-47

На экспериментальном варианте были установлены два турбореактивных двигателя Д-З0Фб, размещенных в хвосте фюзеляжа. Далее планируется оснащать истребитель двигателями АЛ-41Ф, которые имеют систему управления вектором тяги. Воздухозаборники нерегулируемые, имеют близкую к сектору круга форму сечения, находятся под наплывами крыльев. Форма воздушных каналов S-образная, это позволяет экранирование компрессорных лопаток ТРДДФ. На верхней площади фюзеляжа находятся две створки, которые дополнительно всасывают воздух во время маневрирования, взлета и посадки самолета.

Вместо послесловия

В этой статье собраны только российские летательные аппараты, способные удивить любителя техники. В советском авиастроении куда больше уникальных проектов, экспериментальных машин и даже серийных «пепелацев», способных повергнуть в шок даже бывалых гиков.

Но времена идут: сейчас важнее экологичность, дешевизна и эксплутационные характеристики транспорта, а не его прямые характеристики «быстрее-выше-дальше», и даже не уникальные технические решения.

Об экспериментальных проектах, создаваемых в России, поговорим в следующий раз. Но о каких типах рассказать, и что больше всего интересно?

iPhones.ru

Это невозможно. Но это сделали.

С-37

Из-за экономических проблем ВМФ так и не получил палубный истребитель. Однако исследования касательно перспектив внедрения крыльев обратной стреловидности продолжились. Очередной проект, получивший название С-37, должен был объединить в себе все достигнутые технические решения, и учесть финансовые проблемы авиационной промышленности. Из-за сокращения финансирования и возвращения проекту статуса «инновационный» было решено построить всего один прототип. Чтобы сэкономить на строительстве опытных образцов, построенный прототип испытывали статически, с внедрением всех современных методик оценки прочности без использования разрушающей нагрузки. По результатам испытаний планер допустили к дооборудованию в полноценный самолет.

Модель С-37 пользовалась вниманием как со стороны специалистов, так и со стороны простых наблюдателей. Первых привлекали технологии, а вторых – необычная форма крыльев

Прообраз самолета Су-47 «Беркут» представлял собой интегральный продольный триплан с крылом обратной стреловидности. Хвостовое горизонтальное и переднее оперение были цельнометаллическими и имели сравнительно малую площадь. Аэродинамические показатели модели позволяли ей выходить на угол атаки до 120 градусов и выполнять так называемое динамическое торможение. Однако ввиду ограниченных режимов полета, эта возможность практически не использовалась в ходе испытаний.

Одной из ключевых заслуг ОКБ Сухого и Иркутского авиазавода можно считать разработку технологии производства длинномерных композитных деталей. Начиналось оно с производства крупных плоских деталей, которым придавали необходимую форму. Готовые элементы с высочайшей точностью стыковались друг с другом. Поверхность самолета включала в себя большое количество таких деталей, самые крупные из них достигали 8 метров длины. Благодаря этой технологии, конструкторы смогли минимизировать количество стыков и всяческих выступающих элементов, в том числе крепежей. Кроме того, использование композитных материалов хорошо сказалось на жесткости каркаса и аэродинамике самолета.

Мусса пустого самолета Су-47 «Беркут», который сначала назывался С-37, составляла немногим менее 20 тонн. Примерно 13% деталей было сделано из композитных материалов. Так как конструкция имела экспериментальный характер, в ней использовалось много элементов, позаимствованных у предшествующих моделей. К примеру, шасси и некоторые бортовые системы самолет получил от модели Су-27.

С-37

Из-за экономических проблем ВМФ так и не получил палубный истребитель. Однако исследования касательно перспектив внедрения крыльев обратной стреловидности продолжились. Очередной проект, получивший название С-37, должен был объединить в себе все достигнутые технические решения, и учесть финансовые проблемы авиационной промышленности. Из-за сокращения финансирования и возвращения проекту статуса «инновационный» было решено построить всего один прототип. Чтобы сэкономить на строительстве опытных образцов, построенный прототип испытывали статически, с внедрением всех современных методик оценки прочности без использования разрушающей нагрузки. По результатам испытаний планер допустили к дооборудованию в полноценный самолет.

Модель С-37 пользовалась вниманием как со стороны специалистов, так и со стороны простых наблюдателей. Первых привлекали технологии, а вторых – необычная форма крыльев. Прообраз самолета Су-47 «Беркут» представлял собой интегральный продольный триплан с крылом обратной стреловидности

Хвостовое горизонтальное и переднее оперение были цельнометаллическими и имели сравнительно малую площадь. Аэродинамические показатели модели позволяли ей выходить на угол атаки до 120 градусов и выполнять так называемое динамическое торможение. Однако ввиду ограниченных режимов полета, эта возможность практически не использовалась в ходе испытаний

Прообраз самолета Су-47 «Беркут» представлял собой интегральный продольный триплан с крылом обратной стреловидности. Хвостовое горизонтальное и переднее оперение были цельнометаллическими и имели сравнительно малую площадь. Аэродинамические показатели модели позволяли ей выходить на угол атаки до 120 градусов и выполнять так называемое динамическое торможение. Однако ввиду ограниченных режимов полета, эта возможность практически не использовалась в ходе испытаний.

Одной из ключевых заслуг ОКБ Сухого и Иркутского авиазавода можно считать разработку технологии производства длинномерных композитных деталей. Начиналось оно с производства крупных плоских деталей, которым придавали необходимую форму. Готовые элементы с высочайшей точностью стыковались друг с другом. Поверхность самолета включала в себя большое количество таких деталей, самые крупные из них достигали 8 метров длины. Благодаря этой технологии, конструкторы смогли минимизировать количество стыков и всяческих выступающих элементов, в том числе крепежей. Кроме того, использование композитных материалов хорошо сказалось на жесткости каркаса и аэродинамике самолета.

Мусса пустого самолета Су-47 «Беркут», который сначала назывался С-37, составляла немногим менее 20 тонн. Примерно 13% деталей было сделано из композитных материалов. Так как конструкция имела экспериментальный характер, в ней использовалось много элементов, позаимствованных у предшествующих моделей. К примеру, шасси и некоторые бортовые системы самолет получил от модели Су-27.

Размножение беркута

К размножению беркуты приступают с четырёх или пяти лет. Птицы эти типично моногамные и супружескую верность сохраняют в течение долгих лет, пока живы оба члена пары. Если птиц ничто не беспокоит, то они несколько лет кряду пользуются одним и тем же гнездовым участком, который и самец, и самка тщательно охраняют от других пернатых хищников весь год и редко покидают гнездовье, даже в самые суровые зимы.

Брачный сезон у птиц наступает примерно с февраля по апрель, в зависимости от конкретных климатических условий региона их проживания. В этот период обе птицы пары начинают вести себя демонстративно и выполнять различные фигуры в воздухе. Известен так называемый «гирляндовый» полёт, волнообразный, с большой амплитудой, который птицы исполняют по одной или в паре. Во время трюка беркут набирает высоту и падает в отвесном пике, прижимая кончики крыльев к хвосту. В самой нижней точке птица резко изменяет направление и под углом взлетает вверх. Затем в верхней точке беркут снова ныряет и повторяет предыдущий вираж. Кроме того, беркуты устраивают погони друг за другом, симулируют нападение, демонстрируют свои когти, парят и кружат вместе по спирали.

В брачный период птицы охраняют свою территорию от других хищников. А если человеку случается потревожить гнездящихся беркутов, то они не вступают в схватку, а бросают кладку или птенцов и улетают навсегда.

Строительством и обустройством гнёзд оседлые беркуты занимаются в течение всего года, но наиболее активно с января по март. Каждая пара может содержать до двенадцати гнёзд сразу и использовать их по очереди. Обычно у пары беркутов есть 2-3 старых гнезда.

Гнездо птицы располагают в развилках стволов, на толстых ветвях деревьев, в скалистых нишах или карнизах, редко – на нежилых искусственных постройках (геодезическая вышка, опора высоковольтной линии, ветряная мельница). В любом случае, гнездо должно быть защищено от других хищников, сильного ветра и солнца. Изнутри птицы выстилают гнездо травой, корой, мхом, перьями и даже мехом животных. Гнездо беркуты всегда содержат в чистоте, каждый год поправляют его и достраивают.

Время кладки яиц начинается с первой половины декабря в Омане и на севере Аляски и Сибири может продолжаться до середины июня. В кладке у самки от 1 до 3 (чаще 2) яйца, которые откладываются с интервалом от 3 до 4 дней. Яйца беркута грязно-белые, с бурыми или рыжими крапинками и пестринами. Насиживание начинается с первого яйца и длится около 40-45 дней. Насиживанием занимается самка беркута, самец помогает ей редко.

Птенцы появляются на свет также с интервалом в 3-4 дня. Они покрыты бело-серым пухом. У первенца всегда больше шансов на выживание, так как он ведёт себя агрессивно по отношению к остальным, может клевать их, отталкивать и не давать принимать пищу. Родители не реагируют на такое поведение, и в результате от 50 до 80 % птенцов погибают в первые недели жизни.

Пока птенцы остаются маленькими и беспомощными, самец добывает пищу и приносит в гнездо, где самка согревает и выкармливает выводок. Когда птенцы достаточно подрастают, чтобы самостоятельно склёвывать еду, самка тоже начинает охотиться.

Встают на крыло молодые птицы в возрасте от 65 до 80 дней, но еще долгое время остаются в пределах своего гнездового участка.

Длительность жизни беркутов в дикой природе около 23 лет, благодаря чему популяция остаётся стабильной. Максимальный возраст беркута на воле, более 32 лет, был зарегистрирован в Швеции. В зоопарках эти птицы доживают до 50 лет.

Описание самолёта Су 47

Аэродинамическая схема машины – неустойчивый интегральный триплан с крылом верхнего расположения обратной стреловидности и передним горизонтальным оперением (ПГО). Хвостовое и переднее оперение выполнены по схеме цельноповорачивающихся поверхностей. Предусмотрено осуществление динамического торможения на малых и сверхзвуковых скоростях с выходом на большие углы атаки.

Су 47 беркут

Передовая технология изготовления обшивки фюзеляжа делает возможным производить конструкции длиной до восьми метров сначала в виде плоских поверхностей, после чего преобразовывать их в форму двойной кривизны любой конфигурации, делая стыки более точными и гладкими. Это не только позволило улучшить аэродинамику и свести к минимуму стыковочные узлы, но и значительно снизить вес машины и увеличить её радиопрозрачность.

Если корпус самолёта изготовлен из сплавов алюминия и титана с небольшой долей композита, то консоли крыла и центроплан на 90% выполнены из композиционных материалов. Крыльевые консоли сделаны складными с отклоняемым носком, по всей задней части, исключая корневые наплывы расположены закрылки, состоящие из одной секции и элероны. ПГО выполнено в форме трапеции и закреплено в месте сопряжения крыла и фюзеляжа, кили с рулями направления конструктивно схожи с Су-27 и имеют развал во внешнюю сторону.

«Беркут» оснащён силовой установкой из двух турбореактивных двигателей Д-30ФБ с нерегулируемыми воздухозаборниками. В дальнейшем предполагают установить на машину два ТРДДФ АЛ-41Ф с всеракурсным вектором тяги.

Основные стойки шасси в убранном положении размещаются в нишах между воздухозаборниками двигателей, носовая стойка убирается вперёд в корпус самолёта против воздушного потока.

Фонарь кабины пилота такой же, как у Су-27, главное отличие внутри – катапультируемое кресло, установленное под углом 300, при этом воздействие перегрузок снижается, что очень ценно для пилота при выполнении резких маневров. Цифровое оборудование и дисплеи отображают необходимую информацию для пилота, управление машиной осуществляется боковой ручкой с малым ходом и тензоРУДом.

Су 47 над ниагарским водопадом

Современное ЭДСУ российского производства многоканальной схемы в цифровом формате, автоматическая система управления, включающая инерциальную систему навигации с лазерными гироскопами и навигация по спутнику и «цифровой карте» — всё это оснащение Су 47 широко применяется на поздних модификациях машин Сухого.

Бортовое радиолокационное оборудование включает в себя помимо основного локатора в носовом обтекателе, две антенны, контролирующие заднюю полусферу, размещены между соплами силовой установки и крылом.

РЛС с плоской фазированной решёткой и электронно-механическим сканированием увеличивает обзорный сектор до 600 во всех направлениях, позволяет находить цели на расстоянии до 245 км, вести одновременно 24 самолёта и поражать разом восемь целей.

Технология «стелс» предполагает размещение вооружения внутри самолёта – управляемых ракет средней и малой дальности и высокоточного вооружения УР и КАБ класса «воздух – земля». В левом корневом наплыве размещена 30-мм пушкаГШ-301.

Су 47 технические характеристики

  • Площадь крыла – 56 м2.
  • Длина самолёта – 22,6 м.
  • Высота самолёта – 6,4 м.
  • Силовая установка – 2 х ТРДДФ Д30-Ф6.
  • Тяговооруженность – 2 х 15500 кгс.
  • Нормальный взлётный вес – 25670 кг.
  • Максимальный взлётный вес – 34 т.
  • Скорость у земли – 1400 км/час.
  • Скорость на высоте – 2200 км/час.
  • Перегоночная дальность полёта с ПТБ – 5500 км.
  • Боевой радиус на сверхзвуке – 800 км.
  • Дозвуковой боевой радиус – 2 тыс. км.
  • Вооружение – одна 30-мм пушка ГШ-301, УР различного назначения до 8 тыс. кг.

Многоцелевая «летающая телефонная будка» Авиатика-МАИ-890

В чём фишка: самый легкий и безопасный российский серийный самолет

Российские инженеры могут удивлять не только боевыми самолетами. Среди гражданских проектов, которые увидели небо, тоже найдется немало удивительных.

Например, проект Авиатика-МАИ-890, выпускаемый ФГУП РСК «МИГ», смог внедриться «между классами»: самолет, больший похожий на будку с крыльями, занимает удивительное место между обычными и сверхлегкими самолетами.

Все равно как сделать одноколесный велосипед с грузоподъемностью городского кроссовера. Правда, взлетел он в далёком 1989 году, и только спустя 10 лет, пройдя множество модернизаций, смог получить международный сертификат, позволяющий официальные полёты в международном воздушном пространстве.

При длине всего 5 метров и размахе крыла чуть больше 8 метров самолет оснастили переделанным из автомобильного 100-сильным двигателем, работающем на обычном 92 бензине с ближайшей заправки.

Несмотря на размеры дельтаплана, самолет несет до 125 килограмм полезной нагрузки и годится для перевозки небольших грузов. И перевозиться обычным пикапом средних размеров, в кузове или прицепе.

Авиатика-МАИ-890 стала одним из редчайших самолётов, которые никогда не сваливаются в штопор, что делает его самым безопасным легким самолетом из выпускающихся серийно. Вот тебе и «будка с крыльями».

Популяция и статус вида

Фото: Беркут Россия

На сегодняшний день беркут считается редкой птицей, но угрозы полного исчезновения нет. В последние годы зоологи отмечают склонность к увеличению их численности. Причиной их истребления стал человек. В 19 веке они массово отстреливались из-за нападения на домашний скот и другую живность фермерских хозяйств. Таким образом птицы были полностью истреблены на территории Германии.

В 20 веке массовое истребление пернатых вызвали пестициды, которые в результате накопления приводили к гибели взрослых особей и преждевременной мутации и прекращении развития не вылупившихся зародышей. Также в результате действия вредных веществ стремительно сокращалась кормовая база птиц на огромных территориях.

Вооружение

Первый летающий экземпляр Су-47 является экспериментальным. Он создавался для отработки схемы планера, компоновочных решений и материалов, поэтому вооружение не могло быть размещено без дополнительной модернизации самолёта. В ходе разработки Перспективного авиационного комплекса фронтовой авиации, планер Су-47 был модернизирован и получил один бомбоотсек, опыт создания которого впоследствии был применен на ПАК ФА.

В ходе разработки планировалось, что «главным калибром» истребителя, очевидно, станут управляемые ракеты средней дальности типа РВВ-АЕ, имеющие активную радиолокационную систему конечного самонаведения и оптимизированные для размещения в грузовых отсеках самолётов (они имеют крыло малого удлинения и складные решётчатые рули). НПО «Вымпел» объявило о проведении успешных лётных испытаний на Су-27 усовершенствованного варианта этой ракеты, оснащённой маршевым прямоточным воздушно-реактивным двигателем. Новая модификация обладает увеличенной дальностью и скоростью.

Важное значение в вооружении самолётов должны иметь и ракеты класса «воздух-воздух» малой дальности. На выставке МАКС-97 демонстрировалась новая ракета этого класса, К-74, созданная на базе УР Р-73 и отличающаяся от последней усовершенствованной системой теплового самонаведения, имеющей угол захвата цели, увеличенный с 80—90° до 120°. Применение новой тепловой головки самонаведения (ТГС) позволило также увеличить максимальную дальность поражения цели на 30 % (до 40 км)

Применение новой тепловой головки самонаведения (ТГС) позволило также увеличить максимальную дальность поражения цели на 30 % (до 40 км).

Вероятно, в составе бортового вооружения перспективных истребителей будет сохранена и 30-миллиметровая пушка ГШ-30-1.

Планировалось, что как и другие отечественные многофункциональные самолёты — Су-30МКИ, Су-35 и Су-37, новые машины будут нести и вооружение ударного типа — высокоточные управляемые ракеты и КАБ класса «воздух-земля» для поражения наземных и надводных целей, а также РЛС противника.

Увеличить: Су-47 и Су-35 на МАКС-2003

Простое объяснение

Для обычного стреловидного крыла дело обстоит так:

Пограничный слой (слой воздуха заторможенный благодаря трению о крыло) «сползает» в сторону законцовок крыла, там «набухает». При повышении угла атаки происходить срыв потока (отрыв пограничного слоя). Происходит он именно в том месте где обычно расположены элементы управления — элероны.

Отрыв пограничного слоя означает, что обтекание крыла было нарушено, а если по-простому, то в этом месте нормального контакта крыла и воздуха уже нет, элементы управления становятся неэффективны, да еще и пропадает подъемная сила.

Вот в чем разница

Конечно, это плохо, самолет теряет устойчивость и управляемость на больших углах атаки и малых скоростях не говоря уже о том что, если продолжать увеличивать угол атаки, это приведет к увеличению зоны отрыва пограничного слоя и к сваливанию, а дальше — штопор.

Теперь взгляните на рисунок крыла обратной стреловидности, здесь все то же самое, кроме того, что «вредный» пограничный слой движется в противоположную сторону, к корню крыла. Вуаля, от вредного эффекта избавились. В результате самолет с таким крылом способен на полеты на больших углах атаки и на меньших скоростях, в то же время крыло остается стреловидным по сути, позволяя летать и на высоких скоростях.

Вот зачем нужна обратная стреловидность крыла, но есть плюсы и минусы, конечно.

Хотите еще преимуществ? Пожалуйста

Преимущества крыла обратной стреловидности

Очевидно, что при аналогичной площади подъемная сила у такого крыла больше на больших углах атаки, за счет отсутствия концевых срывов. Значит и взлетную скорость и дистанцию пробега можно уменьшить.

Индуктивное сопротивление, создаваемое таким крылом меньше, чем создаваемое традиционным стреловидным. Вихрь, образующийся на конце крыла «прямой» стреловидности более интенсивный и создает большее индуктивное сопротивление.

Важная деталь в случае истребителя, использование крыла обратной стреловидности увеличивает маневренность, так как позволяет летать на больших углах атаки.

Еще такое «ненормальное» крыло лучше распределяет давление между собой и передним горизонтальным оперением.

Также применение такого крыла снижает радиолокационную заметность в передней полусфере, за счет изменения характера отражения радиоволны. Получается, что от передней кромки крыла радиоволны отражаются в сторону фюзеляжа и частично экранируются.

Казалось бы одни плюсы, но как мы увидим из истории, практически ни в одном серийном самолете КОС не применяется (за исключением планеров). Значит, пора переходить от плюсов к минусам.

Недостатки крыла обратной стреловидности

Встречайте, главный недостаток, который не позволяет использовать КОС — аэродинамическая дивергенция. По простому, на кончик такого крыла начинает действовать такая большая сила, что он начинает изгибаться. Причем с увеличением угла атаки крыло изгибается вверх, увеличивая за счет изгиба угол атаки еще больше.

Чтобы избежать этого, крыло приходится делать жестче, а это значит, что оно должно быть либо тяжелее ( для самолета это плохо), либо нужно применять более прочные и менее тяжелые материалы. Именно отсутствие одновременно легких, прочных и недорогих материалов и ограничивало применение такого, казалось бы, эффективного решения.

Также такое крыло имеет большее волновое сопротивление, что снижает его эффективность на сверхзвуковых скоростях полета.

Вот теперь можно перейти и к истории.

Испытания и популярность

25 сентября 1997 года первый прототип самолета поднялся в воздух. Летчик-испытатель И. Вотинцев тестировал его около получаса. Никаких особых нареканий самолет не вызвал. Серия испытаний продлилась до весны 1998 года. Затем последовал анализ полученных данных и некоторые незначительные доработки.

Широкая общественность впервые увидела самолет С-37 лишь в 1999 году на аэрокосмическом салоне МАКС. На статическую стоянку модель не попала. Единственный самолет выехал на взлетную полосу непосредственно перед демонстрационным полетом. После посадки его сразу же отбуксировали в ангар. Спустя несколько дней после первого полета истребителя средства массовой информации стали говорить о нем. Вскоре споры об особенностях и перспективах машины разошлись по всему миру. При этом СМИ сразу же нарекли «Беркут» перспективным истребителем 5-го поколения, который в скором времени станет выпускаться серийно. Официальное заявление компании «Сухой» об экспериментальном характере модели с трудом пробилось сквозь массу информационного шума.

Пока СМИ продолжали дискутировать о новом самолете, его создатели не прекращали испытания, устанавливая ошибочность или верность разных технических решений. На заре 2010-х вновь поднялась тема создания на базе С-37 боевого истребителя. Предполагалась установка на него современного комплекса радиоэлектронного оборудования, в числе которого была РЛС переднего обзора оснащенная фазированной антенной решеткой. Что касается вооружения, то перспективный истребитель должен был получить управляемые и неуправляемые бомбы и ракеты, транспортировать которые можно как на внутренней, так и на внешней подвеске.

Все попытки создания боевого истребителя на базе экспериментальной модели оказались безуспешными. Компания «Сухой» продолжала исследовать прототип, время от времени демонстрируя один и тот же самолет на выставках.

Многоцелевой биплан ТВС-2ДТ с крылом-«коробкой»

В чём фишка: единственный самолёт с крылом замкнутого профиля, добравшийся до серии

Бипланы пытались покинуть небо много лет назад, но сотни разработчиков мечтали создать аналогичные медлительные, маневренные и экономичные машины с закрытым контуром крыла — кольцепланы или их аналоги.

Проектов было не счесть, и ни один не увенчался коммерческим успехом из-за массы проблем, связанных с подобной компоновкой. Получилось только у Сибирского научно-исследовательского института авиации им. С. А. Чаплыгина, но только частично.

Их проект ТВС-2 в ходе модернизации получил не только закрытое «крыло-коробку», но и полностью композитную конструкцию, дополняемую многолопастным винтом высокоскоростных истребителей прошлого.

Так устаревший Ан-2 неожиданно превратился в один из удивительнейших самолетов истории, едва не став первым серийным «кольцепланом» — самолетом с закрытым контуром крыла. Не получилось, хотя опытные образцы трудятся уже не первый год в сельском хозяйстве.

Такие самолеты совершенно не боятся бокового ветра, а значит, способны эксплуатироваться в условиях чрезвычайных ситуаций, горах и во время плохой погоды.

Что может быть удивительнее крошечной «летающей маршрутки», летящей в шторм? И одновременно с тем способной оставаться на плаву в случае экстренной посадки на воду за счет чрезвычайно легкой конструкции?

Поделитесь в социальных сетях:FacebookTwitterВКонтакте
Напишите комментарий