Jopa epätavallisimmat lentokoneet rakennettiin symmetriaperiaatteiden mukaisesti ilma -alusten kynnyksellä. Kaikilla lentokoneilla oli tavanomainen runko, johon tavanomaiset siivet kiinnitettiin kohtisuoraan. Suunnittelijat alkoivat kuitenkin vähitellen aerodynamiikan kehityksen myötä pohtia epäsymmetrisen siiven ilma -aluksen luomista. Synkän saksalaisen neron edustajat pääsivät tähän ensimmäisenä: vuonna 1944 samanlaista hanketta ehdotti Blohm & Vossin pääsuunnittelija Richard Vogt. Hänen projektinsa ei kuitenkaan ollut metallia; amerikkalainen NASA AD-1 oli todella ensimmäinen lentokone, jossa oli pyörivä siipi.
NASA AD-1 (Ames Dryden-1) on kokeellinen lentokone, joka on suunniteltu tutkimaan epäsymmetrisesti muuttuvan pyyhkäisevän siiven käsitettä. Siitä tuli maailman ensimmäinen viisto siipikone. Epätavallinen lentokone rakennettiin Yhdysvalloissa vuonna 1979 ja teki ensimmäisen lennon saman vuoden 21. joulukuuta. Koneita, joissa oli pyörivä siipi, jatkettiin elokuuhun 1982 saakka, jolloin 17 lentäjää onnistui hallitsemaan AD-1: n. Ohjelman päättämisen jälkeen kone lähetettiin San Carlosin kaupungin museoon, jossa se on edelleen kaikkien vierailijoiden käytettävissä ja on yksi tärkeimmistä näyttelyesineistä.
Saksalaisia kokeita
Saksassa toisen maailmansodan aikana he työskentelivät melko vakavasti epäsymmetrisen siiven ilma -alusten luomisen parissa. Suunnittelija Richard Vogt oli kuuluisa epätyypillisestä lähestymistavastaan ilmailuteknologian luomiseen. Hän ymmärsi, että uusi järjestelmä ei estä lentokoneita pysymästä vakaina ilmassa. Vuonna 1944 hän loi Blohm & Voss- ja P.202 -lentokonehankkeen. Saksalaisen suunnittelijan pääidea oli mahdollisuus vähentää merkittävästi vastusta suurella nopeudella lentäessä. Lentokone nousi perinteisellä symmetrisellä siivellä, koska pienellä pyyhkäistyllä siivellä oli korkea nostokerroin, mutta jo lennon aikana siipi kääntyi rungon akselin suuntaiseen tasoon, mikä vähensi vastusta. Samaan aikaan työskenneltiin Saksassa Messerschmitt P.1101 -hävittäjän siiven klassisella symmetrisellä pyyhkäisyllä.
Blohm & Voss ja s. 202
Mutta jopa Saksassa viimeisten sotavuosien aikana Blohm & Voss- ja P.202 -lentokoneprojekti näytti hullulta, sitä ei koskaan sisällytetty metalliin, se pysyi ikuisesti vain piirustuksina. Vogtin suunnitteleman lentokoneen oli määrä saada 11,98 metrin siipiväli, joka pyörii keskisaranassa jopa 35 asteen kulmassa - maksimipoikkeaman ollessa, siipiväli muuttui 10,06 metriin. Hankkeen suurimpana haittana pidettiin raskasta ja hankalaa (laskelmien mukaan) siipien kääntämismekanismia, joka vei paljon tilaa lentokoneen rungon sisällä, ja kyvyttömyyttä käyttää siipeä lisäaseiden ja varusteiden ripustamiseen oli myös vakava haitta.
Yllättäen Vogt ei ollut ainoa saksalainen suunnittelija, joka suunnitteli kääntösiipiä. Messerschmittin insinöörit valmistelivat samanlaisen projektin. Heidän esittämänsä Me P.1109 -projekti sai jopa lempinimen "saksisivu". Heidän luomallaan projektilla oli kaksi siipeä kerralla. Lisäksi he olivat toisistaan riippumattomia. Yksi siipi sijaitsi lentokoneen rungon yläpuolella, toinen sen alla. Kun käännät ylempää siipiä myötäpäivään, alempi siipi pyöri samalla tavalla, mutta vastapäivään. Tämä rakenne mahdollisti ilma -aluksen vinoutumisen laadullisen kompensoinnin epäsymmetrisellä pyyhkäisymuutoksella. Samaan aikaan siivet voivat kääntyä jopa 60 asteen kulmassa, kun taas kun ne sijaitsivat kohtisuorassa lentokoneen runkoon nähden, se ei eronnut klassisesta kaksitasosta. Näin tehdessään Messerschmitt kohtasi samoja ongelmia kuin Blohm & Voss: erittäin monimutkainen kääntömekanismi. Huolimatta siitä, että mikään saksalaisista epäsymmetrisistä lentokoneista ei ylittänyt paperiprojekteja, on myönnettävä, että saksalaiset olivat kehityksessään vakavasti edellä aikaansa. Amerikkalaiset pystyivät toteuttamaan suunnitelmansa vasta 1970 -luvun lopulla.
NASA AD -1 - lentävä epäsymmetria
Amerikkalaiset kollegat toteuttivat saksalaisten suunnittelijoiden ideat metallissa. He lähestyivät asiaa mahdollisimman perusteellisesti. Riippumatta saksalaisista vuonna 1945, amerikkalainen insinööri Robert Thomas Johnson esitti ajatuksensa eräänlaisesta "saksisivusta", hänen ideansa mukaan tällaisen siiven oli käännettävä erityinen sarana. Näinä vuosina hän ei kuitenkaan voinut toteuttaa ideansa, tekniset mahdollisuudet eivät sallineet. Tämä muuttui 1970 -luvulla, kun tekniikka mahdollisti epäsymmetristen lentokoneiden luomisen. Samaan aikaan sama Richard Vogt, joka muutti Yhdysvaltoihin toisen maailmansodan päättymisen jälkeen, kutsuttiin projektikonsultiksi.
Siihen mennessä suunnittelijat tiesivät jo, että lentokoneilla, joilla oli vaihtelevat pyyhkäisysiivet, oli useita haittoja. Tämän suunnittelun suurimpia haittoja olivat: aerodynaamisen painopisteen siirtyminen pyyhkäisyä vaihdettaessa, mikä johti tasapainotusvastuksen lisääntymiseen; rakenteen massan lisäys, joka johtuu tehonsäteen ja siihen liitettyjen konsolien kääntyvien saranoiden läsnäolosta sekä lentokoneen siiven sisäänvedetyn asennon tiivisteistä. Molemmat puutteet olivat viime kädessä syy lentoalueen pienenemiseen tai hyötykuorman massan pienenemiseen.
Samaan aikaan NASAn työntekijät olivat varmoja siitä, että epäsymmetrisesti muuttuvan pyyhkäisyn siiven (KAIS) ilma -alukselta puuttuisi luetellut haitat. Tällaisella menetelmällä siipi kiinnitettäisiin lentokoneen runkoon yhdellä kääntyvällä saranalla, ja konsolien pyyhkäisyn muutos siiven kiertämisen aikana suoritettaisiin samanaikaisesti, mutta sillä oli päinvastainen luonne. NASAn asiantuntijoiden suorittama vertaileva analyysi ilma-aluksista, joilla on vaihtelevat pyyhkäisyn siivet vakiomallista ja KAIS, osoitti, että toisessa järjestelmässä vastus vähenee 11-20 prosenttia, rakenteen massa pienenee 14 prosenttia ja aallon vastus yliäänenopeuksilla lentämisen pitäisi laskea 26 prosenttia ….
Samaan aikaan epäsymmetrisellä siivellä varustetussa lentokoneessa oli haittoja. Ensinnäkin suurella pyyhkäisykulmalla suoralla pyyhkäisykonsolilla on suurempi tehokas iskukulma kuin taaksepäin pyyhkäisyssä ulokkeella, mikä johtaa epäsymmetriaan vastustaessa ja sen seurauksena loisten kääntömomentteihin. rullata ja heilua. Toinen ongelma oli se, että KAIS: lle on ominaista kaksinkertainen rajakerroksen paksuuden kasvu siipiväliä pitkin, ja mikä tahansa epäsymmetrinen virtauksen pysähtyminen aiheuttaa voimakkaita häiriöitä. Tästä huolimatta uskottiin, että kielteiset vaikutukset voitaisiin poistaa ottamalla käyttöön lankaohjausjärjestelmä, joka vaikuttaisi automaattisesti lentokoneen aerodynaamiseen hallintaan eri parametrien mukaan: hyökkäyskulma, lentonopeus, siipien pyyhkäisy kulma. Joka tapauksessa kaikkien laskelmien tarkistamiseksi oli tarpeen rakentaa lentävä malli.
KAIS-konseptia testattiin onnistuneesti miehittämättömällä mallilla, minkä jälkeen oli siirryttävä täysimittaisen lentokoneen luomiseen. Kokeellinen projekti nimettiin NASA AD-1: ksi tai Ames Dryden-1: ksi. Lentokone sai nimensä projektissa työskennelleiden tutkimuskeskusten - NASA Amesin ja NASA Drydenin - mukaan. Samaan aikaan Boeingin asiantuntijat olivat vastuussa lentokoneen kokonaissuunnittelusta. NASA: n insinöörien laskelmien ja käytettävissä olevien tehtävien mukaan amerikkalainen Rutan Aircraft Factory kokosi tarvittavat lentokoneet. Samaan aikaan yksi hankkeen vaatimuksista oli säilyttää 250 tuhannen dollarin budjetti. Tätä varten kokeellinen lentokone tehtiin tekniikan kannalta mahdollisimman yksinkertaiseksi ja halpaksi; lentokoneeseen asennettiin melko heikkoja moottoreita. Uusi lentokone valmistui helmikuussa 1979, minkä jälkeen se toimitettiin Kaliforniaan NASAn Drydenin lentokentällä.
Kokeellisen lentokoneen AD-1 siipi voisi pyöriä keskiakselia pitkin 60 astetta, mutta vain vastapäivään (tämä ratkaisu yksinkertaisti suuresti suunnittelua menettämättä etujaan). Siipikierroksen nopeudella 3 astetta sekunnissa tarjosi kompakti sähkömoottori, joka asennettiin lentokoneen rungon sisään suoraan päämoottorien eteen. Jälkimmäisenä käytettiin kahta klassista ranskalaista Microturbo TRS18 -moottoria, joiden työntövoima oli 100 kgf. Puolisuunnikkaan muotoinen siipi, kun se sijoitettiin kohtisuoraan runkoon nähden, oli 9, 85 metriä ja suurimmalla kierroksella vain 4, 93 metriä. Samaan aikaan suurin lentonopeus ei ylittänyt 400 km / h.
Lentokone nousi taivaalle ensimmäisen kerran 21. joulukuuta 1979. Ensimmäisellä lennollaan sen lensi NASAn lentäjä Thomas McMurphy. Lentokoneen nousu suoritettiin kohtisuoraan kiinteällä siivellä, siiven kiertokulma muuttui jo lennossa vaaditun nopeuden ja korkeuden saavuttamisen jälkeen. Seuraavien 18 kuukauden aikana jokaisen uuden koelennon aikana AD-1-lentokoneen siipiä käännettiin yhden asteen verran ja samalla tallennettiin kaikki lentoindikaattorit. Tämän seurauksena vuoden 1980 puolivälissä koelentokone saavutti suurimman siipikulmansa 60 astetta. Testilentoja jatkettiin elokuuhun 1982 asti, ja koneita oli yhteensä 79. Niin tapahtui, että viimeisellä lennolla 7. elokuuta 1982 Thomas McMurphy nosti koneen, kun taas 17 eri lentäjää lensi sillä koko testijakson aikana.
Testausohjelmassa oletettiin, että saadut tulokset auttaisivat käyttämään siipien pyyhkäisyn epäsymmetristä muutosta suorittaessaan pitkiä mannertenvälisiä lentoja - nopeuden ja polttoainetalouden olisi pitänyt maksaa parhaiten hyvin pitkillä matkoilla. Kokeellinen NASA AD-1 -lentokone sai positiivisia arvosteluja lentäjiltä ja asiantuntijoilta, mutta hanke ei saanut jatkoa. Ongelmana oli, että ohjelmaa pidettiin alun perin tutkimusohjelmana. Saatuaan kaikki tarvittavat tiedot NASA yksinkertaisesti lähetti ainutlaatuisen lentokoneen halliin, josta se siirrettiin myöhemmin ilmailumuseoon. NASA on aina ollut tutkimusorganisaatio, joka ei ole ollut tekemisissä lentokoneiden rakentamisen kanssa, eikä yksikään suurimmista lentokonevalmistajista ollut kiinnostunut pyörivän siiven käsitteestä. Oletuksena mikä tahansa mannertenvälinen matkustajalaiva oli monimutkaisempi ja suurempi kuin "lelu" AD-1-lentokone, joten yritykset eivät ottaneet riskiä. He eivät halunneet panostaa tutkimukseen ja kehitykseen, vaikkakin lupaava, mutta silti epäilyttävä muotoilu. Innovaatioiden aika tällä alalla ei heidän mielestään ole vielä tullut.
NASA AD-1: n lentotehokkuus:
Kokonaismitat: pituus - 11, 8 m, korkeus - 2, 06 m, siipien kärkiväli - 9, 85 m, siipien pinta -ala - 8, 6 m2.
Tyhjäpaino - 658 kg.
Suurin lentoonlähtöpaino - 973 kg.
Voimalaitos on 2 Microturbo TRS18-046 -sähkömoottoria, joiden työntövoima on 2x100 kgf.
Matkanopeus - 274 km / h.
Huippunopeus on jopa 400 km / h.
Miehistö - 1 henkilö.
