13. september 1931, Kalshot Sleeps, Velika Britanija. Sonce je v mrzli vodi, fontane brizganja in šumenje letalskih motorjev! Pogledi tisočih opazovalcev so pritrjeni na drobne pike, ki z grozljivo hitrostjo hitijo po zrcalni površini zaliva. Pred nami so favoriti letalske dirke - "Supermarines" model S.6B. Modra in srebrna. Sledi Italijan Makki M.67. Kdo bo prejel glavno nagrado?
Schneiderjev pokal je pripadel Britancem. Leteči čoln Supermarine S.6B je pot pokrival s hitrostjo 547 km / h. Po 17 dneh je hidroplan postavil absolutni svetovni rekord in pospešil na 655 km / h! Za ta dosežek je bil oblikovalec letal Reginald Mitchell (bodoči ustvarjalec "Spitfire") odlikovan z redom Britanskega cesarstva.
Rekord ni trajal dolgo: Italijani so nagnjeni k porazu naglo dokončali svoj Macchi. 23. oktobra 1934 je pilot Ajello premagal letvico s hitrostjo 700 km / h. Njegov rekord (709, 2 km / h) je trajal do leta 1939.
Zdaj, po 80 letih, se zdi neverjetno, kako so ta enokrilna enokrilna letala z batnimi motorji razvila tako velike hitrosti. Še bolj presenetljivo pa je dejstvo, da so vsi hitrostni rekordi tistih let pripadali hidroplanom s smešno velikimi plovci, ki letijo na morski gladini. Medtem ko najboljši "kopenski" lovci, ki so leteli v tankih plasteh ozračja, niso mogli premagati prečke 500 km / h.
Macchi M.67
Skrivnosti uspeha hidroplanov so bile: a) visoka specifična obremenitev kril; b) velika moč motorja. Če je z motorji vse jasno, potem prva točka zahteva dodatna pojasnila.
Ni skrivnost, da letalo leti s krili v zraku. Nujen pogoj za ustvarjanje dviga krila je razlika med smerjo vstopnega zračnega toka in tetivo krila. Ta razlika je napadni kot: kot med tetivo krila in projekcijo hitrosti letala v povezanem koordinatnem sistemu. Pri vodoravnem letu letalo dobesedno "potisne" krilo v zrak, zaradi česar se na spodnji površini krila oblikuje območje povečanega pritiska, "zračna blazina", ki letalu omogoča, da ostane v zraku.
Vrednost dvigala je odvisna od površine krila, njegovega profila, kota namestitve glede na pretok zraka ter gostote zračnega medija in hitrosti letala. Pri visokih hitrostih letalo ne potrebuje več velike površine krila. Nasprotno, ustvarja nepotreben upor in ovira hitri let. Oglejte si majhna krila križarskih izstrelkov, da vidite, kako resno je to. Žal mora za razliko od CD -ja letalo zmožno mehko pristati. In tu se začnejo težave.
Manjše kot je krilo, več kilogramov mase letala pade na vsak kvadratni meter njegove površine. Z zmanjšanjem hitrosti v nekem trenutku vrednost dviga postane manjša od obremenitve krila. Izguba stabilnosti, zastoj, katastrofa. V normalnih razmerah bi se moralo letalo gladko spuščati in vzdrževati zadosten dvig do padca. Večje kot je krilo, mehkejši in varnejši je pristanek. Hitrost pristanka ne more biti previsoka - sicer se podvozje zlomi od udarca na stik.
Oblikovalci letal iz tridesetih let prejšnjega stoletja so hitro ugotovili, da je najmanjša površina kril (in posledično visoke največje in hitrosti pristanka) najbolje izvedena pri oblikovanju hidroplana. Dejansko ima hidroplan vzletno -pristajalno stezo neomejene dolžine, sam postopek pristanka pa je mogoče izvesti z nesprejemljivo veliko hitrostjo.
Posledično sta imela Supermarine S.6B in McKee M.67 zelo majhno krilo (13,3 - 13,4 kvadratnih metrov). Z vzletno težo nad dve toni! In tudi ogromni grdi plovci niso mogli izravnati visokih hitrosti hidroplanov, doseženih zaradi krila majhnega območja …
Čudovit primer, ki prikazuje, kako lahko izgleda zavajajoče in kakšne možnosti je mogoče doseči z poznavanjem aerodinamike.
Vesela obala Portsmoutha je skrita v megli časa in 80 let naprej smo prepeljani v hangar letalske baze Eglin. Kjer je v šibki svetlobi svetilk krila razširila siva senca-nevsiljiv borec-bombnik F-35 Lightning II. Danes najbolj obravnavana vrsta bojnih letal s svojo škandalozno zgodovino in ogromno materialov, namenjenih temu. Tako navdušen kot odkrito nehvaležen.
V okviru tega člena ni mogoče izvesti popolne ocene zmogljivosti F-35. Mimogrede opozorimo na glavne točke: zaradi objektivnih razlogov bi morala biti vidnost Lightniga manjša od vidljivosti katerega koli od njegovih kolegov, razen F-22. Vgrajen sistem za opazovanje in navigacijo je tudi izven konkurence-koliko je vreden en radar (https://topwar.ru/63227-nobelevskaya-premiya-za-radar-dlya-f-35.html). Trenutno je glavna razprava osredotočena na zmogljivosti novega letala. Jasno je, da "strela-2" na veliki razdalji predstavlja smrtno grožnjo vsakemu sovražniku. Kakšne pa so njene lastnosti v tesnem boju? Na prvi pogled nič izjemnega: eden, čeprav zelo navorni motor. Visoka specifična obremenitev krila (več o tem spodaj). Nekdo ponavlja o neučinkovitosti aerodinamične zasnove F-35, ki je bila izkrivljena zaradi elementov prikrite tehnologije. Vendar pa za razliko od običajnih lovcev F -35 ni treba nositi orožja in ciljnih postaj na zunanjih trdnih točkah - ima par notranjih oddelkov za bombe. Pomemben argument v razpravi o aerodinamiki novega avtomobila.
Slaba aerodinamična presoja F-35 odpira še eno zanimivost. Novo ameriško letalo je zaradi nepopravljive pomanjkljivosti popolnoma neuporabno: zelo široka sredina, ki ustvarja "preprosto neznosni upor pri letenju pri velikih hitrostih".
Dragi bralec je že ujel analogijo med Supermarine S.6B in sodobnim F-35. Zakoni aerodinamike so nespremenjeni. Tako kot pred 80 leti glavnega vlečenja letala v vodoravnem letu ne ustvarja trup trupa, ampak njegovo krilo. Več deset kvadratnih metrov površine (površina kril modelov F-35A in 35B je 42, 7 kvadratnih metrov), ob upoštevanju sinusa napadnega kota, se neprestano "kopiči" po zraku!
Zato so vsi govori o "prevelikem območju čelne projekcije" v F-35 neznanstveni. Tudi pri ravnem letu, brez manevriranja, je krilo glavni dejavnik induktivnega (čelnega) upora. Jasno je, kako se odpor poveča med vzponom, ko kot poravnave kril ima vrednost več deset stopinj. Ali pri nadkritičnih napadnih kotih (za F-35 ta vrednost presega 50 stopinj).
Na tej točki bomo spet dali majhno pripombo k osnovnim načelom letalstva.
Krilo ni odgovorno le za dviganje in vlečenje, ampak je tudi glavni krmilni element letala. V nasprotju s splošnim prepričanjem letalo zaradi navpičnega krmila na kobilici ne spreminja smeri letenja. Krmilo je le pomožno orodje (kobilica sama po sebi zagotavlja stabilizacijo). Zavoj se izvede z zvitkom v smeri, kamor naj bo ravnina usmerjena. Posledično se na "spuščeni" ravnini krila vrednost dviga zmanjša, na zgornji - poveča. Nastajajoči moment sil (in ni majhen!) Obrne ravnino. Zato je parameter "specifična obremenitev krila" pomemben: manj kilogramov mase pade na vsak kvadrat. meter krilo, aktivneje manevrira letalo.
Površina kril glavnih modifikacij F-35 je 42,7 kvadratnih metrov. m (v različici krova - 58, 3 kvadratnih metrov), medtem ko je max. vzletna teža lahko doseže 30 ton! Po uradnih virih je specifična obremenitev krila F-35A z vzletno maso 24 ton 569 kg / m². m. Za primerjavo: norme. vzletna teža Su-35 je 25 ton (specifična obremenitev krila 410 kg / m²).
Očitno nobena od navedenih številk ni smiselna. Vrednost specifične obremenitve je v celoti določena s posebno konfiguracijo letala (strelivo / prostornina goriva). V zračni boj vstopajo z omejeno zalogo goriva (manj kot 50% polne zmogljivosti tankov) v prisotnosti več razmeroma lahkih raket zrak-zrak (uradna "bojna teža" F-35 je približno 20 ton). V šok misijah so avtomobili napolnjeni do vratu in obešeni z bombami. Lahko si predstavljamo, kakšna bo v tem primeru posebna obremenitev krila. Manevriranje v tem primeru ni več pomembno. Za bombnika je neprijetno, da bi se lotil tesnega zračnega boja.
Omeniti velja, da je prazna teža F-35A približno 13 ton. Domače "sušenje" je veliko večje - 19 ton. Koliko bosta oba stroja tehtala za določeno nalogo? Možnosti odgovora je veliko. In vsi bodo resnični!
No, zdaj, ko so vse pike postavljene nad "i", je vredno biti pozoren na več zanimivih shem. Primerjava čelnih projekcij F-35 z najbližjimi kolegi-lahkimi lovskimi bombniki.
Otroku F-16 vedno primanjkuje goriva: na hrbtu mora nositi grdo "grbo" iz konformnih rezervoarjev za gorivo. Kljub nenavadnemu videzu pa o njegovi bojni učinkovitosti ni dvoma.
MiG-29. Z velikim koreninskim grebenom krila, kjer se nahajajo "škrge" dodatnih dovodov zraka. Ogromen "kljun" premca, motornih nog in orožja na zunanji zanki. Toda videz vara! MiG je eden od vodilnih v manevriranju med bojnim letalstvom ob koncu dvajsetega stoletja
Strela je eden najmanjših borcev našega časa. Razpon kril je nekaj več kot 10 metrov, skupna dolžina 15,5 m
