K dnešnímu dni bylo u nás i v zahraničí vytvořeno mnoho bezpilotních leteckých systémů pro různé účely. Při stavbě UAV se používá široká škála nápadů a řešení, vč. všechna hlavní aerodynamická schémata. Rozložení „létajícího křídla“je docela populární, protože nabízí známé výhody - a zároveň vede k určitým omezením.
V naší zemi bylo téma létajícího křídla převzato před několika desítkami let, ale tento směr neměl velký úspěch. V oblasti letectví s posádkou byla vyvinuta další schémata vč. strukturálně podobné, například bez ocasu nebo integrální rozložení.
Situace se však dramaticky změnila se zahájením aktivního a masového vývoje bezpilotních letadel. V této oblasti bylo možné plněji realizovat - a uvést do provozu - všechny hlavní výhody „létajícího křídla“v různých třídách vybavení. Zvažme nejzajímavější příklady použití takového schématu v domácích UAV.
Třída světla
Na začátku roku 2000 se objevil první UAV budoucí rodiny Eleronů od společnosti ENIX. Jednalo se o ultralehké vozidlo o hmotnosti 3400 g s rozpětím křídel méně než 1,5 m. S pomocí skupiny poháněné elektrickými vrtuli dokázalo dosáhnout rychlosti více než 100 km / h a letět 70-75 minut. Užitečným nákladem dronu byly denní a noční kamery.
Později se objevily nové vzorky rodiny, například „Eleron-10“. Jeho křídlo se zvětšilo na 2, 2 m v rozpětí a jeho hmotnost vzrostla na 15, 5 kg. Díky větším a prostornějším bateriím je schopen zůstat ve vzduchu 2, 5 hodiny a pracovat ve vzdálenosti minimálně 50 km od operátora (s přenosem videosignálu). Všechny vzorky rodiny Eleronů našly uplatnění v armádě a donucovacích orgánech.
Můžete si také všimnout řady UAV ZALA 421 od společnosti ZALA Aero Group. Tato rodina zahrnuje bezocasá, létající křídla a dokonce i tiltrotor a multikoptéru. Zařízení vážící kilogramy jsou schopna uletět desítky kilometrů a nést průzkumné vybavení. Některé z těchto vzorků jsou přijaty k dodání a jsou sériově vyráběny. Loitující se munice ZALA KUB stojí stranou. Tento produkt má také vlastnosti létajícího křídla.
Těžká váha
Schéma „létajícího křídla“z řady důvodů nenašlo uplatnění v tuzemských projektech střední třídy, při tvorbě nějakých těžkých samplů se ale hodilo. Vzhledem k velikosti a funkci, kterou nabízejí, takové projekty soustavně přitahují pozornost veřejnosti i odborníků.
V roce 2007 představil RSK MiG model UAV těžkého útoku v plné velikosti. Projekt počítal s konstrukcí stroje o hmotnosti 20 tun s rozpětím křídel 11,5 m a proudového motoru. Konstrukční rychlost dosáhla 850 km / h, dolet byl 4000 km. Dron měl ve 4 bodech vnitřního zavěšení vzít na palubu až 6 tun zbraní. Spolu s maketou „Skat“bylo předvedeno několik typů zbraní s leteckým naváděním, které jsou s ním kompatibilní.
Do budoucna zůstal osud projektu nejasný. Vzpomínalo se na něj každých několik let, ale bez zmínky o jakémkoli pokroku. Zároveň se tvrdilo, práce se zastavily a pokračovaly. Nejnovější zprávy tohoto druhu se objevily před rokem - a od té doby nebyly žádné nové zprávy.
V červnu 2018 byl z montážní dílny vyveden zkušený těžký UAV S-70 „Okhotnik“vyvinutý společností „Sukhoi“. Rozpětí křídel tohoto stroje se odhaduje na 18-20 m, vzletová hmotnost je nejméně 20 tun. Je použit jeden proudový motor. Užitečné zatížení je ve vnitřních přihrádkách několik tun. Podle různých zdrojů je UAV vyroben sub- nebo transonic. Používá se pokročilý automatický řídicí systém, schopný interakce s operátorem nebo jiným letadlem.
První let Okhotniku se uskutečnil 3. srpna 2019 a letové zkoušky stále pokračují. S-70 funguje samostatně a ve spojení se stíhačkou Su-57. Není známo, kdy budou vývojové práce dokončeny a začne sériová výroba.
Výhody v kontextu
Výhody konstrukce létajícího křídla oproti jiným aerodynamickým uspořádáním jsou dobře známy. Podívejme se, proč přesně se to ukázalo jako užitečné při tvorbě některých domácích (a nejen) bezpilotních letadel.
Hlavní výhodou schématu je schopnost přeměnit celý nebo téměř celý povrch draku na nosný povrch - s odpovídajícím zvýšením letových vlastností a / nebo nosnosti. Tato vlastnost schématu umožňuje relativně lehkým UAV s malou rezervou paliva nebo bateriemi s omezenou kapacitou zůstat ve vzduchu déle než tradiční konstrukce podobné velikosti a hmotnosti.
Létající křídlo nabízí výhody, pokud jde o dostupné dispoziční prostory. Potřebné součásti a sestavy mohou být umístěny nejen v trupu, jako v normálním schématu, ale také ve středové části s ním hladce konjugované nebo v křídle zvýšené tloušťky. Takové příležitosti nejlépe předvádí těžký „Skat“a „Hunter“. Do jejich kluzáků bylo možné umístit poměrně velké proudové motory, nákladové prostory a nádrže s velkým množstvím paliva. Lehké UAV jsou stavěny podobným způsobem, i když s pochopitelnými rozdíly.
Důležitou vlastností létajícího křídla je jeho potenciál z hlediska utajení. Hladké obrysy požadované konfigurace v kombinaci se správným výběrem materiálu mohou drasticky snížit efektivní rozptylovou oblast. Podle různých odhadů byly tyto techniky použity v projektech Hunter a Skat. Totéž platí pro řadu zahraničních vývojů.
Řešení nedokonalostí
Přes všechny své výhody není létající křídlo bez nevýhod, se kterými je třeba se vypořádat. Takové problémy jsou často příliš závažné a vedou k opuštění takového schématu ve prospěch jiných rozvržení.
Jedna z největších výzev při vytváření létajících křídel vč. UAV je spojen s rozložením potřebných jednotek v rámci svazků konkrétní konfigurace. Největší jednotky mohou být umístěny pouze uvnitř výčnělku trupu nebo středové části, jejíž objem není nekonečný. Rozšíření dostupných oddílů vyžaduje aerodynamický přepracování, což není vždy možné ani vhodné.
Naštěstí jsou tyto problémy úspěšně vyřešeny již ve fázi návrhu. V oblasti UAV navíc existují některé funkce, které usnadňují rozmístění jednotek. Dron tedy nepotřebuje kokpit a související systémy a ovládání provádí elektronika, která nevyžaduje mnoho místa.
Vážným problémem je chování létajícího křídla ve vzduchu. Bez vertikálního ocasu takové letadlo nemůže prokázat přijatelnou stabilitu trati. Problém je také s poskytováním kontroly. Tradiční výškovky na odtokové hraně křídla odvádějí dobrou práci při náklonu, ale mohou vykazovat nedostatečnou kontrolu nad hřištěm kvůli nedostatečnému odsazení od těžiště. Bez svislého ocasu je problém s vybočením.
Stabilitu kurzu lze zajistit pomocí ohnutých špiček, jako u některých Eleronů a části ZALA UAV. Ovládání kurzu lze provádět rozdělením výškovek, jako je „Skat“. Radikálním řešením by mohlo být upuštění od schématu „létajícího křídla“ve prospěch bezocasého s kýlem a plnohodnotným kormidlem.
Aktivní vývoj autopilotů a elektroniky obecně přispívá k řešení všech problémů se stabilitou a ovladatelností. Moderní UAV všech hlavních tříd používají vysokorychlostní automatizaci a pokročilé algoritmy schopné udržovat let se zadanými parametry a reagovat na nežádoucí jevy.
Jedna z možností
Obecně je schéma „létajícího křídla“na současné úrovni technologického vývoje užitečné a lze ho použít v určitých projektech. Jeho charakteristické rysy lze použít k řešení určitých problémů, přičemž oproti jiným schématům získává vážné výhody a výhody. Vzhledem k přítomnosti omezení a nevýhod se však létající křídlo nestává univerzálním a jednoznačně pozitivním řešením - a proto nemůže vytlačit jiná schémata.
UAV jiných schémat se stále vytvářejí a implementují. Spolu s létajícím křídlem „Eleron“se aktivně používají „orli“normálního uspořádání. Altius s plnohodnotným trupem a úzkým rovným křídlem se testuje současně s úderným lovcem. V určitých třídách dronů navíc létající křídlo dosud nenašlo uplatnění například v oblasti dálkových vozidel středních výšek (MALE).
Tvůrci nové letecké technologie si tedy musí pamatovat na existenci různých aerodynamických schémat a porozumět jejich charakteristickým rysům, což umožní vybrat optimální řešení pro konkrétní projekty. S tímto přístupem budou mít nové vzorky bezpilotního nebo jiného vybavení optimální vzhled a vlastnosti - bez ohledu na přítomnost nebo nepřítomnost výrazného trupu a ocasního prostoru.
