Гибкое крыло. Иванов Егор
Современное развитие техники позволяет делать ультралегкие самолеты, использующие гибкое крыло, сделанное из легкой, но прочной нейлоновой ткани. Хотя гибкие крылья выглядят очень слабыми, на самом деле они вполне безопасны и могут держать планер при скорости меньше 50 км/ч. Но время не стоит на месте, впереди нас ждут новые технические открытия и конструкторские разработки.
Введение.
Все нам известны летательные аппараты: такие как
дельтаплан, парашют, аэроплан, пароплан и др. Они имеют в своей основе гибкое
крыло. В чем же преимущество гибкого крыла, над жестким? Дело все в том, что
при полёте птицы крыло подстраивается под встречный поток. Так, например орлы,
высматривающие добычу, парят высоко в небе с распростертыми крыльями, стремясь
увеличить подъемную силу и уменьшить лобовое сопротивление. Однако при
пикировании крылья складываются, что позволяет этим хищникам стремительно
нападать на выбранную жертву. На современных же самолетах предусматриваются
только выделенные управляющие поверхности (элероны, закрылки); это значительно
снижает эффективность регулирования несущих свойств.
Хорошо известно, что первые предпринимавшиеся
человеком попытки полета зачастую были связаны с имитацией движений птиц.
Команда исследователей из Торонтского университета, возглавляемая Шакером
Мегидом, готова возродить подзабытые идеи на базе современных технологий:
ученые разработали модель крыла, способного плавно изменять свою форму на
разных этапах полета и тем самым улучшать аэродинамические характеристики
летательных аппаратов.
 Черный
стриж, чемпион по скорости горизонтального полета среди птиц. Строение именно
его крыльев долгое время изучали канадские ученые. Для изготовления крыльев
используются современные материалы: сплавы с памятью формы и пьезоэлектрики
(диэлектрики, деформирующиеся под влиянием внешнего электрического поля).
С их помощью исследователи надеются добиться плавного изменения формы всего
крыла в процессе полета и одновременно упростить систему управления в целом.
Мы привыкли ассоциировать современные самолеты с
чем-то огромным, громоздким, тяжелым. Любой школьник скажет, что крылья
самолета не должны деформироваться, взаимодействуя с потоком встречного
воздуха. Между тем физики из Браунского университета (США) представили
концепцию летательных аппаратов с гибкими крыльями, построенными по принципу,
заимствованному у летучей мыши, и обладающими массой достоинств. Исследователи
выяснили, что сложная и гибкая структура ее крыла гораздо лучше
приспосабливается к встречному потоку ветра, минимизируя силу сопротивления.
Дело в том, что кости в крыльях летучей мыши в отличие от костей птиц могут
гнуться и менять положение крыла по отношению к корпусу животного. И если у птиц функции частей крыла различны, то у
летучих млекопитающих все крыло отвечает одновременно и за движение вперед, и
за движение вверх, благодаря чему они могут мгновенно реагировать на внешние
обстоятельства и изменять направление и скорость полета.
Цель проекта: разобраться в устройстве гибкого крыла и
рассмотреть виды моделей, таким несущим крылом.
Задачи:
1.
собрать материал
о гибком крыле.
2.
определить
существующие модели
Анализ проекта: в данное время не существует
полноценного самолета с гибким крыло, что позволяет большое пространство для
технической мысли. В данном проекте рассмотрены новые альтернативные концепции
моделий.
Основная часть.
Фирма «Priora
robotics» представила уникальный БПЛА (беспилотный летательный
аппарат) ) Maveric. Этот самолет имеет
небольшой размер и ряд уникальных качеств которых лишены другие беспилотники.
Maveric имеет уникальное гибкое крыло(
нейлоновое) ,что позволяет просто
напросто "сворачивать" беспилотник
в трубочку и складывать его в чехол
(напоминающий тубус для чертежей) диаметром
15 см. Беспилотник
Мэйверик очень компактен, его не нужно собирать перед вылетом достаточно просто
вытащить беспилотник из чехла, включить его и запустить с руки, а все запчасти самолёта
меняются легко и быстро за считанные минуты (например для замены пропеллера или
батареи необходимо всего лишь 30 секунд).Корпус Мейверика водостойкий, создан
из специального ударопрочного углеродного волокна. Крейсерская скорость-50 километров в час (максимальная скорость – 101 километров в
час),максимальная высота-7,6
километров.  
Другой интересной особенностью Maveric является форма корпуса, напоминающая птицу. Вместе с
малошумным электрическим двигателем (его работа не слышна уже с расстояния 100 м), это должно сделать
выявления беспилотного разведчика более тяжелым и сбить наземного наблюдателя с
толку. 
Разработки российских ученых.
Профиль гибкого крыла формируется в результате
взаимодействия набегающего потока и упругих свойств каркаса крыла и несущей
оболочки - паруса. В связи с этим обеспечение требуемых аэродинамических форм
каждого участка крыла представляет комплекс работ, направленных на поиск удовлетворительного
варианта. При этом взаимодействия на элементы, обеспечивающие аэродинамику
крыла в целом могут осуществляться за счет:
1. действия скоростного напора от набегающего потока
2. действия статического давления заторможенного потока в
специальных полостях в несущей оболочке
3. создания предварительной формы профилей сечения крыла
с помощью упругих элементов - лат
4. подбора материалов и рабочих сечений по упругим
свойствам
5. Создание эффективного результата для гибкого крыла
связано с перебором вариантов конструктивных решений.
«Самолет с гибкими крыльями не новость, — рассказал
РБК daily действительный член Российской академии космонавтики
им. К.Э. Циолковского, генеральный директор ОАО «Интеравиагаз», заслуженный
создатель космической техники Вячеслав Зайцев. — Еще в 50-х годах советский
конструктор Владимир Мясищев создал самолет М4, а затем и его модификацию 3М,
концы крыльев которого были сделаны из гибкого сплава алюминия. В эти полые
крылья закачивался керосин, и при полете амплитуда их колебаний доходила до 3 м, что значительно повышало
аэродинамические качества. Доказательство тому — модель 3М в течение 20 лет
использовалась в качестве стратегического бомбардировщика. Однако сегодня этот
самолет снят с производства, так как турбореактивные двигатели, на которых он
работал, устарели. Гибкие же крылья ничем себя не дискредитировали».
Следующая удачная разработка - это «гриф 14» эта модель напоминала
дельтаплана с пустотными камерами в нутрии крыла. При малых углах атаки 22 под
воздействием динамического напора встречного потока 8 передняя камера 16
раздувается, а прилегающие к ней части упругих лат (участки 20 и 17)
изгибаются, вызывая изгиб остальных частей. При этом более жесткая часть лат на
нижней оболочке (участок 19) поворачивается вокруг точки крепления гибких лент
14 и перемещает заднюю кромку вверх. Гибкие ленты 14 при этом ограничивают
кривизну оболочек и толщину профиля. Деформированный таким образом профиль
имеет утолщенную переднюю часть и S-образную
форму, что создает продольный восстанавливающий момент, возвращающий аппарат в
нормальный режим полета.
Заключение.
Проведенные учеными эксперименты и расчеты показали,
что внедрение в структуру самолетов гибких элементов будет не только
целесообразным, но и выгодным — гибкие крылья не страдают во время
турбулентности, а значит, издержки на ремонт и вынужденный простой летательного
аппарата исчезают сами собой. Помимо этого гибкие крылья автоматически улучшат
качество полета — самолет будет идти мягче, а тряска в зоне турбулентности
нивелируется.
Современное развитие техники позволяет делать
ультралегкие самолеты, использующие гибкое крыло, сделанное из легкой, но
прочной нейлоновой ткани. Хотя гибкие крылья выглядят очень слабыми, на самом
деле они вполне безопасны и могут держать планер при скорости меньше 50 км/ч. Но время не стоит на
месте, впереди нас ждут новые технические открытия и конструкторские
разработки. Источники информации.
http://oboffsem.ru/blog/mobile/24026.html http://www.best-army.ru/archives/332
http://www.airman.org.ua/publ/1-1-0-32
http://science.compulenta.ru/385310/
http://0ve.ru/encyclopedia/avio/information/028.html
http://vlasti.net/news/29459
| 
