Ndege ya pete: ndege iliyo na kitanzi cha bawa iliyofungwa

2024 Mwandishi: Seth Attwood | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2023-12-16 16:17

Ndege iliyo na kitanzi cha bawa iliyofungwa haiwezi kuruka - imethibitishwa na wakati. Ndege za kupigia simu zimejaribiwa tangu wakati wa akina Wright, na hakuna muundo kama huo ambao umeweza kukaa juu kwa dakika kadhaa. Lakini akili ya mwanadamu haikati tamaa. Mnamo 2007, baada ya miaka 100 na majaribio zaidi ya 20, kifaa kama hicho kilianza. Na alijidhihirisha kuwa ndege inayoweza kubadilika, nyepesi na ya kudumu.

Hadithi hii ilianza mwaka 1988, wakati tayari mambo yalikuwa yanaelekea kuvunjika kwa Muungano, lakini matumaini ya utulivu yalikuwa bado yakitanda katika mioyo ya viongozi wa dola kubwa. Klabu ya ubunifu wa kiufundi katika Kiwanda cha Gia cha Minsk ilipokea kazi ya ubunifu kutoka kwa muundo wa kilimo wa ndani: kuunda ndege inayoweza kubadilika na nyepesi ambayo inaweza kuhimili upepo mkali wa upande. "Mkulima" maarufu zaidi wakati huo alikuwa AN-2: angeweza kuchukua mbolea nyingi na vifaa vya dawa. Lakini upepo ulikuwa adui yake mbaya - katika uwanja usio na mwisho wa Kuban, AN-2, kwa suala la udhibiti, ilifanana na tembo wazimu. Fundi wa anga Arkady Alexandrovich Narushevich, rubani Anatoly Leonidovich Gushchin na watu wengine kadhaa walichukua kesi hiyo. Baada ya utafiti wa muda mrefu, Narushevich alifikia hitimisho lisilotarajiwa: ni muhimu kujenga ndege yenye contour iliyofungwa ya mrengo, lakini si kwa mviringo, lakini mviringo. Mifano kadhaa zilijengwa, ambazo ziliruka kwa mafanikio kabisa (naona kwamba wakati wa mazungumzo yetu Narushevich alifanya mfano wa karatasi kwa dakika 15 - na akaruka!). Wapenzi walinunua vifaa na kujenga bawa la mviringo. Na kisha 1991 ilianguka. USSR ilibakia katika siku za nyuma, fedha ziliisha kwa siku chache tu, na fedha zilizobaki zilitolewa. Mrengo huo ulitumwa kwa uhifadhi wa muda mrefu, na mradi wa ndege ulisahaulika. Lakini hiyo ilikuwa mbali na mwisho.

Kutoka Bleriot hadi Zhivodan

Mnamo Desemba 17, 1903, mwanamume mmoja aliruka angani kwa mara ya kwanza kwenye ndege yenye injini. Mtu huyo aliitwa Orville Wright, na ndege iliitwa Wright Flyer I.

Licha ya mafanikio mashuhuri ya ndugu wa Wright, wavumbuzi wengi wamekuja na usanidi mbalimbali wa mrengo, kulingana na dhana zao, ufanisi zaidi kuliko ndege za kawaida za Wright. Mmoja wa waanzilishi wa urubani alikuwa mvumbuzi wa Ufaransa Louis Bleriot, ambaye aliunda kifaa chake cha kwanza cha Ornithopter nyuma mnamo 1900. Ukweli, ni mfano wa 11 tu, uliojengwa mnamo 1909, ukawa ndege ya kwanza ya kuruka ya Bleriot. Hatupendezwi nayo hata kidogo, lakini katika ndege ya Bleriot III, iliyoundwa mwaka wa 1906 na haijawahi kuondoka. Ilikuwa ndege ya kwanza yenye kitanzi cha bawa kilichofungwa katika historia ya ujenzi wa ndege.

Bleriot alikuwa anajaribu tu - bila mpangilio. Aliunganisha mwisho wa mbawa za biplane ya kawaida katika semicircles na kuweka muundo sawa na mkia. Kweli, seaplane iliyosababishwa "Bleriot III" haikuondoka peke yake kutoka kwa maji. Mashuhuda wa macho walielezea ndege kadhaa - wakati kifaa kilivutwa kama kite, lakini hakuna zaidi.

Leo makosa ya Blériot ni dhahiri: mkia mzito sana, upotezaji mwingi wa kuinua kwa sababu ya mtaro wa bawa uliochaguliwa vibaya. Lakini ukweli unabaki - ndege za mrengo uliofungwa zilianza safari yao ya anga.

Mbali na Bleriot, wabunifu wengine kadhaa tangu mwanzo wa karne walijaribu mrengo uliofungwa. Ndege ya mhandisi wa Ufaransa Zhivodan, iliyojengwa naye katika kiwanda cha Velmorel mnamo 1909, ilikuwa maarufu wakati mmoja. Kila mtu na kila mtu, ikiwa ni pamoja na Scientific American na idadi ya machapisho yanayoheshimiwa, wameandika kuhusu mashine ya ajabu ambayo inafungua umri mpya wa anga. Katika ndege ya Zhivodan, jukumu la mbawa lilichezwa na takwimu mbili za umbo la pete, kati ya ambayo kiti cha majaribio kilikuwa. Injini ilikuwa na uzito wa kilo 80 na ilikuza 40hp kwa kuzungusha propeller ya mita 2.4. Kama unavyoweza kutarajia, muundo wa ajabu, ukumbusho wa bomba na sehemu ya kati iliyopasuka, haukupanda hewa. Inafaa kumbuka kuwa mbunifu wa ndege wa mfano wa Ufaransa Emmanuel Fillon alibuni mfano wa kufanya kazi wa ndege ya Zhivodan katika miaka ya 1980. Na mfano akaruka kwa uzuri. Hiyo ni, mali zake za aerodynamic hazikuwa mbaya sana. Uzito kupita kiasi au nguvu ya chini ya injini inaweza kuwa imezuia ya awali kuondoka.

Inafaa kutaja muundo mwingine wa kushangaza - kinachojulikana kama Gary-Plane na Mmarekani William Pierce Gary. Ndege ya Gary (1910) ilikuwa na bawa la gorofa, lenye umbo la pete na kipenyo cha m 8 - zaidi ya urefu wa binadamu nne! Kweli, ndege ya Gary ilijulikana kwa kutokuwa na utulivu mbaya: majaribio yote ya kuruka juu yake yaliishia kwa kupinduka mbele.

Mwisho wa miaka ya 1990: upepo wa pili

Mnamo 1998, Anatoly Gushchin, Anri Naskidyants na marubani wengine kadhaa walimshawishi Narushevich kuendelea kufanya kazi kwenye ndege. Kampuni fulani ya kibinafsi ilipendezwa na ndege, pesa zilipatikana, mrengo uliosahaulika ulirejeshwa, na timu ilianza kukusanya fuselage. Kila kitu kilifanyika tangu mwanzo. Isipokuwa vifaa vya kutua vilichukuliwa kutoka kwa helikopta ya Mi-1, na dashibodi ilichukuliwa kutoka kwa AN-2. Gari iliundwa kwa mtumiaji anayewezekana: viti vya marubani mmoja au wawili na abiria watatu kwenye semicircle. Badala ya abiria, iliwezekana kuweka vyombo vya kuhifadhia mbolea na vifaa vya kunyunyizia …

Kipengele muhimu cha ndege ya Narushevich ilikuwa kwamba mrengo wa mviringo haukuunganishwa moja kwa moja kwenye fuselage. Ilikuwa iko ndani ya mrengo kwenye racks na kusimamishwa. Kwa hivyo, kuinua kuliundwa juu ya uso mzima wa mrengo.

Kufikia 2004, majaribio ya kwanza ya uwanja wa mashine iliyopokelewa yalifanyika. Alifanya safari kadhaa za ndege katika hali ya utulivu na kivuko. Wavumbuzi waligundua kuwa kifaa hicho kina sifa zisizo za kawaida za aerodynamic. Kwanza, ndege iliyo na mrengo wa mviringo (tutaiita zaidi SOC) haikuguswa hata kidogo na upepo wa upande hadi 13 m / s. Pili, kwa kukimbia, 150 m ilitosha (kwa AN-2 - 180 m, kwa ndege zingine za darasa moja wakati mwingine hata zaidi). Lakini jambo kuu liligeuka kuwa uwiano wa vitendo wa upakiaji na uzito wa jumla wa ndege - 0.45! Hadi sasa, hakuna mtu aliyekaribia mgawo huo. Ndege inaweza kuonyeshwa kwa usalama kwa wawekezaji wa siku zijazo.

Leo "ovaloplane" ya ajabu na Louis Bleriot inaonekana kuwa ya ujinga: makosa mengi yalifanywa na mtengenezaji wa Kifaransa wakati wa ujenzi wake. Lakini Bleriot alitenda bila mpangilio: mnamo 1906, hakuna mtu aliyejua ni usanidi gani wa mrengo ungeshinda.

Pete za kuondosha wima

Kati ya miradi ya Wajerumani ya Vita vya Kidunia vya pili, wengi walikuwa wa kushangaza kabisa katika ujasiri wao na asili yao. Kwa hivyo, kizuia wima cha kuchukua na kutua "Lark" (Lerche) iliyoundwa na Ernst Heinkel (1944) kilikuwa na mrengo uliofungwa wa pande tisa na injini mbili za kujitegemea za Daimler-Benz 605D, ambayo kila moja ilizunguka propela yake mwenyewe. Propela zote mbili ziliwekwa ndani ya bawa. Kwa wakati huo, ndege haikuwa ya kawaida kwa maana ilimaanisha kupaa na kutua wima.

Ni vigumu kusema ni nini Heinkel angefanya ikiwa Lark angejumuishwa katika chuma. Mnamo 1945, Heinkel pia aliendeleza LercheII, hakukuwa na wakati wa kutosha kwa wa kwanza, na mradi huo ukatoweka kusikojulikana. Walakini, kila mtu ana nafasi ya kuruka Skylark - kwenye mchezo wa kompyuta IL-2 Sturmovik: Vita Vilivyosahaulika. 1946.

Lakini Wafaransa mnamo 1959 walipata fursa ya kujumuisha kito chao chenye mbawa za pete katika chuma. Ndege ya ajabu ya SNECMA C-450 Coleoptere hata ilipaa. Kweli, alitua kwa bidii, karibu kumzika rubani chini yake. Kwa kweli, SNECMA ilitengeneza gari la anga la mrengo wa pete ambalo halina rubani hata mapema, mnamo 1954. Ilipewa jina la sauti la Atar Volant C-400 P-1 (Flying Star) na ikafanya safari zaidi ya 200 za majaribio. Kama Lark ya Ujerumani, ilikuwa ndege ya kupaa na kutua wima. Hatua iliyofuata ilikuwa uundaji wa gari la watu, ambalo likawa C-450. Mpiganaji wa mita nane alizinduliwa kwa mafanikio, lakini wakati wa mpito kutoka kwa ndege ya wima hadi kukimbia mlalo, ilionyesha kutokuwa na uwezo kamili wa kudumisha urefu na kutumbukia kama jiwe. Jaribio lilitolewa, na mradi wa gharama kubwa ulifungwa mara moja.

SNECMA C-450 (1959) Aliweza tu kuruka wima. Rubani alipojaribu kubadili ndege hadi mlalo, muundo wa majaribio ulianguka kama jiwe. Mradi wa ndege wa mrengo uliofungwa ulifungwa mara moja.

SNECMA C-450 (1959)

Angeweza tu kuruka wima. Rubani alipojaribu kubadili ndege hadi mlalo, muundo wa majaribio ulianguka kama jiwe. Mradi wa ndege wa mrengo uliofungwa ulifungwa mara moja.

Jaribio la mwisho la kuunda ndege ya kuruka wima ilikuwa mradi wa Amerika wa Convair Model 49 (1967). Convair sasa inajulikana sana kwa muundo wake wa manowari na idadi ya miundo mingine ya kichaa. Model49 ilikuwa mseto wa ndege na helikopta. Bawa lake lenye umbo la pete lilificha safu ya ushambuliaji ambayo kikosi kizima cha silaha kingeweza kujivunia. Bunduki za mashine, vizindua vya mabomu, mizinga na virusha roketi - "49" inaweza kupigana kwa mikono na jeshi kamili. Ikiwa ilitengenezwa. Mradi huo wa kichaa ulikataliwa kwa busara na serikali ya Amerika.

Mrengo uliofungwa maisha mapya

Mnamo 2006, wataalam walipendezwa tena na mada ya mrengo wa mviringo. Katika moja ya biashara ya Minsk, kazi ya kubuni ya majaribio (R&D) ilipangwa kurejesha ndege yenye bawa la mviringo, kuijaribu na kusoma sifa zake za aerodynamic. Mbuni mkuu wa ROC alikuwa Alexander Mikhailovich Anokhin, rubani wa zamani wa jeshi na uzoefu thabiti wa miaka 35. Narushevich na Gushchin wakawa washiriki wa ofisi ya muundo. Mnamo 2008, Daktari wa Sayansi ya Kimwili na Hisabati, Profesa Leonid Ivanovich Grechikhin alihusika katika kazi hiyo. Alifanya kazi juu ya mali ya aerodynamic ya roketi na Korolev maarufu, na sasa anashauriana na mihadhara katika taasisi mbali mbali za CIS. Kama matokeo, timu iliundwa, ambayo inaendelea kufanya kazi kwenye mada hii hata sasa.

Shida ilikuwa kwamba ndege hiyo haikuwa imepaa angani tangu 2004 na ilikuwa haitumiki tena. Lakini kazi ilikuwa ikiendelea. Ndege hiyo ilirekebishwa, ikatayarishwa kwa safari za ndege na kuondolewa kwenye hangar. Vipimo vilianza. Usanidi wa gari ulibaki sawa, lakini urekebishaji mzuri ulikuwa mbaya - hadi mabadiliko ya wasifu wa mrengo. Kazi muhimu (ambayo inaendelea sasa) ilikwenda kwa Grechikhin: ndege yenye mrengo wa mviringo ilijengwa, lakini hakuna mtu aliyeihesabu hapo awali kwa undani!

Vipengele vya kiufundi

SOC ni nini leo? Hakika hii ni ndege. Lakini kwa suala la sifa zake angani, inatofautiana sana na mashine za kawaida zilizo na mbawa za gorofa au zenye mviringo. Mrengo wa kawaida wa gorofa una sifa ya upinzani wa inductive: hewa kutoka eneo la shinikizo la juu chini ya mrengo huwa inapita kwenye eneo la utupu kwenye uso wa juu kupitia vidokezo vya mrengo. Katika kesi hiyo, vortices ya mwisho huundwa nyuma ya ndege, uundaji ambao pia hutumia nishati, ambayo ni thamani ya upinzani wa inductive.

Kwa mrengo wa mviringo, shida ya upinzani wa inductive haifai, kwani haina vidokezo. Kwa kuongeza, mtiririko wa hewa unaoingia, unaopitia kitanzi kilichofungwa, unaelekezwa chini, na kuunda nguvu ya ziada ya kuinua. Kadiri pembe ya shambulio la mrengo inavyoongezeka, ndivyo athari hii inavyokuwa na nguvu. Na pembe ya shambulio la muundo kama huo inaweza kuwa kubwa sana.

Hifadhi ya mtiririko hutokea wakati ndege ya hewa, pamoja na ongezeko la angle ya mashambulizi, inachaacha kutiririka vizuri karibu na uso wa juu wa mrengo na kuvunja mbali nayo na kuundwa kwa vortices. Katika kesi hii, kuinua kwenye mrengo hupotea mara moja na vifaa vinapoteza udhibiti. Mrengo wa mviringo inaruhusu angle ya mashambulizi ya mrengo hadi 50 °, wakati washindani wake wa karibu wanafikia kiwango cha juu cha 20-22 °. Hewa ndani ya bawa iliyofungwa hufanya iwe vigumu kusimamisha mtiririko kutoka kwenye uso wa juu wa sehemu ya chini ya bawa. Na wakati mtiririko unaacha kitanzi kilichofungwa, kutokana na ejection (mchakato wa kuchanganya vyombo vya habari viwili, wakati kati moja inapoingia nyingine), "huvuta" hewa inayopita kwenye uso wa juu wa sehemu ya juu ya mrengo. Takwimu hizi hazikupatikana kwa nguvu - bawa la mviringo "lilimwagika" kwenye mkondo wa maji.

Kabla ya kuingia kwenye chuma na kupaa angani, ndege ya Belarusi iliyo na kitanzi cha bawa iliyofungwa ilipitia "kuzaliwa upya" tatu - ujenzi wake ulianza nyuma mnamo 1988.

Uwezo wa kuruka kwa pembe za juu sana za shambulio, pamoja na athari ya kugeuza mtiririko, huruhusu ndege kuruka kwa kasi ya chini sana bila kutumia mikunjo. SOK haina mechanization ya bawa, ambayo haizuii kuruka na kutua kwa uhakika. Upinzani usio na kifani wa duka huruhusu ndege kuruka kwa kasi na kwa uhakika juu ya safu pana zaidi ya kasi.

Sifa nyingi za SOC zinashangaza. Anaweza kuharakisha, kuruka juu na kutua kwenye njia isiyo sawa ya nyasi yenye urefu wa m 400 tu, injini ikiwa imezimwa, anapanga vizuri na kwa ujumla ana tabia thabiti angani. Mrengo wa mviringo hufanya ndege iwe rahisi kubadilika na ufanisi wa mafuta. Kwa kuongeza, kitanzi kilichofungwa kinatoa mrengo nguvu ya ziada. Kulingana na Grechikhin, ndege zilizo na mbawa za kawaida zitaisha hivi karibuni. Ni rahisi sana: ndege kubwa, nzito na yenye nguvu zaidi ya mrengo wake, ni vigumu zaidi kudumisha rigidity yake. Kimsingi, ndege hubeba wingi wa mzigo "usio na maana" - uzito wa spars yake mwenyewe. Na mrengo wa mviringo ni mara mbili nyepesi kwa kuinua sawa.

Matatizo ya jadi

Shida kuu ni kwamba sheria za Belarusi juu ya anga haitoi uundaji wa ndege kwenye eneo la nchi na shughuli zao za kukimbia hata kidogo. Hivi karibuni, Midivisana imeunda ofisi maalum ya kubuni kwa ajili ya maendeleo ya magari ya angani yasiyo na rubani chini ya uongozi wa Anokhin. Miongoni mwa wafanyikazi ni Narushevich na Gushchin. Timu iliyoanzishwa ya washiriki haipoteza tumaini kwamba angalau katika ndege isiyo na rubani wataweza kutambua uvumbuzi wao - mrengo wa mviringo uliofungwa.

Mpango wa pete Sukhanov

Jaribio la kuunda pete pia lilifanywa huko USSR. Mnamo 1936, mwanafunzi katika Taasisi ya Anga ya Moscow Sukhanov aliwasilisha mradi wa ndege na mrengo wa annular kwa ulinzi kama thesis. Kipenyo cha mrengo kilikuwa 3 m, na kasi ya muundo wa 600 km / h ilitolewa na injini ya farasi 800 ya Hispano-Suiza. Kufikia 1940, diploma ilikuwa mradi kamili wa kiingiliano fupi cha kuchukua na kutua na ilizingatiwa katika baraza la kisayansi na kiufundi la TsAGI. Lakini vita vilikuja, hakukuwa na wakati na pesa kwa ajili ya ujenzi wa ndege, na hata zaidi kwa ajili ya majaribio yake. Mnamo 1942, huko Novosibirsk, Sukhanov aliunda mfano wa kufanya kazi wa pete. Vipimo vya mfano vimeonyesha kuwa ndege inaweza kuhimili pembe za mashambulizi hadi 43 °, ina uwiano wa juu wa nguvu-kwa-uzito, mali ya kupambana na spin na uendeshaji bora. Sukhanov alipokea cheti cha mwandishi, akafanya mahesabu yote, lakini mpango huo, kwa sababu ya vita na uharibifu nchini, haukuwahi kuona mwanga wa siku.

Mrengo unaonyesha mali zake tu kwa uwiano fulani wa shoka za duaradufu kwa kila mmoja, urefu wa chord ya mrengo hadi mhimili mdogo wa duaradufu na nuances nyingine ya wasifu wa mrengo. Wabunifu waliomba hati miliki na kupokea vyeti vya kipaumbele kwa sura hii ya mrengo huko Belarusi na Urusi. Sasa, inaonekana, hakuna mtu atakayeweza kurudia mafanikio yao, kwa sababu "korido" zote zilizopo za vigezo vya mrengo wa faida tayari zimepigwa.

Kwa kipindi cha kuanzia mwanzo wa maendeleo hadi ujenzi wa mfano wa kwanza wa uzalishaji wa ndege ya injini nyepesi, karibu dola milioni 12 zinahitajika, anasema Alexander Anokhin. "Tunaweza hata kutengeneza glider ya kuning'inia kwa bawa kama hilo. Je, unaweza kufikiria? Hang glider, usiogope upepo wa kuvuka!" Shida kuu sio hata ufadhili: mara tu SOK itakapofika MAKS, kwa mfano, wawekezaji watapatikana. Shida iko katika sheria ya Belarusi, kulingana na ambayo ndege iliyoundwa kwenye eneo la nchi ni ngumu sana kujiandikisha, na katika kesi hii haiwezekani, kwani sio ya darasa zinazojulikana za ndege. Walakini, tayari kuna makubaliano na uwanja wa ndege wa Voronezh, ambao umepangwa kutumika kwa majaribio zaidi ya gari.

Nini kinafuata? Hebu tuone. Ukweli unabaki. Kwa mara ya kwanza katika historia ya ujenzi wa ndege, ndege ya mrengo iliyofungwa iliondoka. Labda tuko kwenye hatihati ya uvumbuzi mpya. Au labda ni ndege ya wadadisi tu, tukio la pekee. Muda utasema.