Voorbereidingen voor de lancering van de Eleron-3 UAV. Foto door het Ministerie van Defensie van de Russische Federatie / mil.ru
Tot op heden zijn er in ons land en in het buitenland een groot aantal onbemande luchtvaartuigen ontstaan. luchtvaart complexen voor verschillende doeleinden. Bij de bouw van de UAV wordt gebruik gemaakt van een breed scala aan ideeën en oplossingen, oa. alle belangrijke aerodynamische schema's. De lay-out van de "vliegende vleugel" geniet een zekere populariteit, wat bepaalde voordelen biedt - en tegelijkertijd tot enkele beperkingen leidt.
In ons land werd het thema van de vliegende vleugel enkele decennia geleden opgepakt, maar deze richting had niet veel succes. Op het gebied van de bemande luchtvaart zijn andere regelingen ontwikkeld, oa. structureel vergelijkbaar, zoals staartloze of integrale lay-out.
De situatie veranderde echter drastisch met het begin van de actieve en massale ontwikkeling van onbemande luchtvaartuigen. Op dit gebied was het mogelijk om alle belangrijke voordelen van de "vliegende vleugel" in verschillende uitrustingsklassen vollediger te realiseren - en in gebruik te nemen. Laten we eens kijken naar de meest interessante voorbeelden van de toepassing van een dergelijk schema in binnenlandse UAV's.
Lichte klasse
Aan het begin van de jaren 3400 verscheen de eerste UAV van de toekomstige Eleron-familie van ENIKS. Het was een ultralicht apparaat van 1,5 g met een spanwijdte van minder dan 100 m. Met behulp van een elektrische propellergroep kon het snelheden van meer dan 70 km / u bereiken en 75-XNUMX minuten vliegen. Laadvermogen drone Er waren dag- en nachtcamera's.
UAV "Eleron-10D". Foto Vitalykuzmin.net
Later verschenen nieuwe voorbeelden van de familie, zoals Eleron-10. De vleugel is toegenomen tot 2,2 m in spanwijdte en het gewicht is gegroeid tot 15,5 kg. Dankzij grotere en ruimere batterijen kan hij 2,5 uur in de lucht blijven en werken op een afstand van minimaal 50 km van de operator (met videosignaaloverdracht). Alle monsters van de familie Eleron zijn toegepast in het leger en bij wetshandhavingsinstanties.
Je kunt ook de ZALA 421 UAV-lijn van de ZALA Aero Group opmerken. Deze familie omvat staartloze, vliegende vleugels en zelfs tiltrotor en multicopter. Apparaten met een gewicht in kilogram kunnen tientallen kilometers vliegen en verkenningsapparatuur dragen. Sommige van deze monsters zijn geaccepteerd voor levering en worden in massa geproduceerd. De rondhangende munitie ZALA KUB onderscheidt zich. Dit product heeft ook de kenmerken van een vliegende vleugel.
Zwaargewicht
Om een aantal redenen vond het "vliegende vleugel" -schema geen toepassing in binnenlandse middenklasseprojecten, maar het kwam van pas bij het maken van enkele zware monsters. Vanwege hun omvang en voorgestelde functies hebben dergelijke projecten consequent de aandacht getrokken van het publiek en specialisten.
In 2007 presenteerde RAC MiG een model op ware grootte van de Skat heavy strike UAV. Het project omvatte de bouw van een 20 ton zware machine met een spanwijdte van 11,5 m en een turbostraalmotor. Geschatte snelheid bereikte 850 km / u, bereik - 4000 km. De drone zou tot 6 ton wapens aan boord kunnen nemen op 4 interne ophangpunten. Samen met de Skat-mock-up werden verschillende soorten bestuurbare vliegtuigen gedemonstreerd die ermee compatibel waren.
Ultralichte drone ZALA 421-08M - hij kan "met de hand" worden gelanceerd. Foto ZALA Aero Group / zala.aero
In de toekomst bleef het lot van het project vaag. Het werd eens in de zoveel jaar genoemd, maar zonder enige melding van enige vooruitgang. Tegelijkertijd stopte het werk, zoals gezegd, en ging door. Laatste nieuws deze soort verscheen een jaar geleden - en sindsdien zijn er geen nieuwe meldingen meer.
In juni 2018 werd een experimentele zware S-70 Okhotnik UAV, ontwikkeld door Sukhoi, uit de montagewerkplaats gehaald. De spanwijdte van deze machine wordt geschat op 18-20 m, het startgewicht is minimaal 20 ton en er wordt één turbojetmotor gebruikt. Het laadvermogen is enkele tonnen in de interne compartimenten. Volgens verschillende bronnen is de UAV pre- of transsoon gemaakt. Er wordt een ontwikkeld automatisch controlesysteem gebruikt dat in staat is om te communiceren met de operator of een ander vliegtuig.
De eerste vlucht van de Okhotnik vond plaats op 3 augustus 2019 en de testvluchten zijn nog steeds aan de gang. De S-70 werkt onafhankelijk en in combinatie met de Su-57 jager. Wanneer het ontwikkelingswerk zal zijn afgerond en de massaproductie zal beginnen, is niet bekend.
Voordelen in context
De voordelen van het "vliegende vleugel"-schema ten opzichte van andere aerodynamische lay-outs zijn bekend. Bedenk waarom het nuttig bleek te zijn bij het maken van enkele binnenlandse (en niet alleen) onbemande luchtvaartuigen.
Hangende munitie ZALA CUBE. Foto ZALA Aero Group / zala.aero
Het belangrijkste voordeel van het schema is de mogelijkheid om het gehele of bijna het gehele oppervlak van het casco in een drager te veranderen - met een overeenkomstige toename van de vliegprestaties en / of nuttige lading. Dit kenmerk van het schema zorgt ervoor dat relatief lichte UAV's met een kleine voorraad brandstof of batterijen met een beperkte capaciteit langer in de lucht kunnen blijven dan traditionele ontwerpen van vergelijkbare grootte en gewicht.
De vliegende vleugel biedt voordelen qua beschikbare layoutruimtes. De benodigde componenten en samenstellingen kunnen niet alleen in de romp worden geplaatst, zoals in het normale schema, maar ook in het middengedeelte dat er soepel aan is gekoppeld of in de vleugel van grotere dikte. Dergelijke capaciteiten worden het best gedemonstreerd door de zware "Skat" en "Hunter". Binnen hun casco's slaagden ze erin om vrij grote turbojetmotoren, vrachtcompartimenten en tanks met een grote hoeveelheid brandstof te plaatsen. Lichte UAV's zijn op een vergelijkbare manier gebouwd, zij het met begrijpelijke verschillen.
Een belangrijk kenmerk van de vliegende vleugel is het potentieel op het gebied van stealth. Gladde contouren van de gewenste configuratie, gecombineerd met de juiste materiaalkeuze, kunnen het effectieve verstrooiingsgebied drastisch verminderen. Volgens verschillende schattingen werden dergelijke technieken gebruikt in de projecten Okhotnik en Skat. Hetzelfde geldt voor een aantal buitenlandse ontwikkelingen.
Omgaan met zwakke punten
Met al zijn pluspunten is de vliegende vleugel niet zonder minpunten waar je mee te maken krijgt. Vaak zijn dergelijke problemen te ernstig en leiden ze tot de afwijzing van een dergelijk schema ten gunste van andere lay-outs.
Model UAV "Skat" van RAC "MiG". Foto Airwar.ru
Een van de grootste uitdagingen bij het maken van vliegende vleugels, incl. UAV wordt geassocieerd met de lay-out van de benodigde eenheden binnen de volumes van een specifieke configuratie. De grootste knopen kunnen alleen in het uitsteeksel van de romp of het middengedeelte worden geplaatst, waarvan het volume niet oneindig is. Om de beschikbare compartimenten uit te breiden, moet de aerodynamica worden aangepast, wat niet altijd mogelijk of raadzaam is.
Gelukkig worden dergelijke problemen al in de vroege ontwerpfasen met succes opgelost. Bovendien zijn er op het gebied van UAV's enkele functies die de indeling van de eenheden vergemakkelijken. De drone heeft dus geen cabine en aanverwante systemen nodig en de besturing wordt uitgevoerd door elektronica die niet veel ruimte nodig heeft.
Een serieus probleem is het gedrag van een vliegende vleugel in de lucht. Zonder een verticale staart kan zo'n vliegtuig geen acceptabele richtingsstabiliteit vertonen. Er is ook een probleem met het verstrekken van controle. Traditionele elevons aan de achterrand van de vleugel doen een goede rolcontrole, maar kunnen onvoldoende effectief zijn in pitchcontrole vanwege onvoldoende bereik vanuit het zwaartepunt. Zonder een verticale staart ontstaat het probleem van het bieden van giercontrole.
Stabiliteit langs de baan kan worden verzekerd met behulp van gebogen tips, zoals op sommige Elerons en delen van ZALA UAV's. Koerscontrole kan worden uitgevoerd door het splitsen van elevons, zoals de Skat. Een radicale oplossing zou kunnen zijn het afwijzen van het "vliegende vleugel"-schema ten gunste van een staartloze kiel en een volwaardig roer.
De nieuwste zware UAV S-70 "Hunter". Foto door het Ministerie van Defensie van de Russische Federatie / mil.ru
De actieve ontwikkeling van stuurautomaten en elektronica in het algemeen draagt bij aan de oplossing van alle problemen met stabiliteit en bestuurbaarheid. Moderne UAV's van alle hoofdklassen maken gebruik van snelle automatisering en geavanceerde algoritmen die in staat zijn om te vliegen met gespecificeerde parameters en te reageren op ongewenste verschijnselen.
Een optie
Over het algemeen is het "vliegende vleugel" -schema op het huidige niveau van technologische ontwikkeling nuttig en kan het in verschillende projecten worden gebruikt. De karakteristieke kenmerken ervan kunnen worden gebruikt bij het oplossen van bepaalde problemen en het verkrijgen van serieuze voordelen en voordelen ten opzichte van andere regelingen. Door de aanwezigheid van beperkingen en tekortkomingen wordt de vliegende vleugel echter geen universele en ondubbelzinnig positieve oplossing - en kan daarom andere schema's niet vervangen.
UAV's van andere schema's worden nog steeds gemaakt en geïmplementeerd. Dus, samen met de vliegende vleugel "Eleron", worden "Orlans" van een normale lay-out actief gebruikt. Gelijktijdig met de aanval "Hunter" wordt de "Altius" met een volwaardige romp en een smalle rechte vleugel getest. Bovendien heeft de vliegende vleugel in bepaalde klassen van UAV's nog geen toepassing gevonden, bijvoorbeeld op het gebied van middelgrote langeafstandsvoertuigen (MALE).
De makers van nieuwe luchtvaarttechnologie moeten dus het bestaan van verschillende aerodynamische schema's onthouden en hun karakteristieke kenmerken begrijpen, waardoor ze de beste oplossingen voor specifieke projecten kunnen kiezen. Met deze aanpak zullen nieuwe monsters van onbemande of andere uitrusting het beste uiterlijk en de beste eigenschappen hebben, ongeacht de aan- of afwezigheid van een uitgesproken romp en verenkleed.