13. září 1931, Kalshot Sleeps, Velká Británie. Slunce je ve studené vodě, fontány cákanců a řev leteckých motorů! Pohledy tisíců přihlížejících jsou upřeny na drobné tečky řítící se děsivou rychlostí po zrcadlovém povrchu zálivu. Před námi jsou oblíbenci leteckých závodů - model „Supermarines“model S.6B. Modrá a stříbrná. Za nimi následuje Ital Makki M.67. Kdo získá hlavní cenu?
Schneiderův pohár získali Britové. Létající člun Supermarine S.6B absolvoval trasu rychlostí 547 km / h. Po 17 dnech vytvořil hydroplán absolutní světový rekord a zrychlil na 655 km / h! Za tento úspěch získal letecký konstruktér Reginald Mitchell (budoucí tvůrce „Spitfire“) Řád britského impéria.
Záznam netrval dlouho: bodnutí porážkou Italové narychlo dokončili své Macchi. 23. října 1934 překonal pilot Ajello laťku 700 km / h. Jeho rekord (709, 2 km / h) trval až do roku 1939.
Nyní, po 80 letech, se zdá neuvěřitelné, jak tyto vzpěry jednoplošníky s pístovými motory vyvíjely tak ohromné rychlosti. Ještě překvapivější je však skutečnost, že všechny rychlostní rekordy těch let patřily hydroplánům se směšnými velkými plováky létajícími na hladině moře. Zatímco nejlepší „pozemní“bojovníci létající v tenkých vrstvách atmosféry nedokázali překonat bar 500 km / h.
Macchi M.67
Tajemství úspěchu hydroplánů bylo: a) vysoké specifické zatížení křídel; b) vysoký výkon motoru. Pokud je s motory vše jasné, pak první bod vyžaduje další vysvětlení.
Není žádným tajemstvím, že letadlo létá s křídly ve vzduchu. Nezbytnou podmínkou pro vytvoření zdvihu křídla je rozdíl mezi směrem dopadajícího proudu vzduchu a křídlovou tětivou. Tento rozdíl je úhel náběhu: úhel mezi tětivou křídla a projekcí rychlosti letadla v přidruženém souřadnicovém systému. Při horizontálním letu letadlo doslova „tlačí“křídlo do vzduchu, díky čemuž se na spodním povrchu křídla vytvoří oblast zvýšeného tlaku, „vzduchový polštář“, který umožňuje letadlu zůstat ve vzduchu.
Hodnota zdvihu závisí na ploše křídla, jeho profilu, úhlu instalace ve vztahu k proudění vzduchu, hustotě vzduchového média a rychlosti letadla. Při vysokých rychlostech již letoun nevyžaduje velkou plochu křídel. Naopak, vytváří zbytečný odpor, který brání vysokorychlostnímu letu. Podívejte se na malá křídla řízených střel, abyste zjistili, jak je to vážné. Bohužel, na rozdíl od CD, letadlo musí být schopné měkkého přistání. A tady začínají problémy.
Čím je křídlo menší, tím více kilogramů hmotnosti letadla padá na každý metr čtvereční jeho povrchu. Se snížením rychlosti se v určitém okamžiku hodnota zdvihu stane menší než zatížení křídla. Ztráta stability, zablokování, katastrofa. Za normálních podmínek by měl letoun sestupovat hladce a udržovat dostatečný vztlak až do přistání. Čím větší křídlo, tím měkčí a bezpečnější přistání. Přistávací rychlost nemůže být příliš vysoká - v opačném případě se podvozek při nárazu při kontaktu zlomí.
Konstruktéři letadel 30. let 20. století rychle zjistili, že nejmenší plocha křídel (a v důsledku toho vysoká maximální rychlost a rychlost přistání) byla nejlépe implementována při konstrukci hydroplánu. Hydroplán má ve skutečnosti dráhu neomezené délky a samotný přistávací proces lze provádět nepřijatelně vysokou rychlostí.
V důsledku toho měly Supermarine S.6B a McKee M.67 velmi malé křídlo (13,3 - 13,4 sq. M). Se vzletovou hmotností přes dvě tuny! A ani obrovské ošklivé plováky nemohly vyrovnat vysokorychlostní vlastnosti hydroplánů, kterých bylo dosaženo díky křídlu malé oblasti …
Nádherný příklad, který ukazuje, jak klamný vzhled může být a jakých možností lze dosáhnout znalostí aerodynamiky.
Radostné nábřeží Portsmouthu se skrývá v mlze času a my jsme transportováni 80 let dopředu do hangáru letecké základny Eglin. Kde v šeru lamp roztáhl křídla šedý stín-nenápadný stíhací bombardér F-35 Lightning II. Dnes nejdiskutovanější typ bojových letadel se skandální historií a obrovským množstvím materiálů, které jsou mu věnovány. Jak nadšení, tak upřímně nelichotiví.
V rámci tohoto článku není možné provést úplné posouzení schopností letounu F-35. Všimněme si na okraj hlavních bodů: z objektivních důvodů by viditelnost Lightnigu měla být nižší než u kteréhokoli z jejích protějšků, s výjimkou letounu F-22. Palubní zaměřovací a navigační systém je také mimo soutěž-co stojí za jeden radar (https://topwar.ru/63227-nobelevskaya-premiya-za-radar-dlya-f-35.html). V tuto chvíli se hlavní diskuse soustředí na výkonnostní charakteristiky nového letadla. Je jasné, že na velkou vzdálenost „Lightning-2“představuje smrtelnou hrozbu pro každého nepřítele. Jaké jsou ale její vlastnosti v boji zblízka? Na první pohled nic výjimečného: jeden, byť motor s velmi vysokým točivým momentem. Vysoké specifické zatížení křídel (více o tom níže). Někdo opakuje neefektivitu aerodynamického designu F-35, znetvořeného prvky technologie stealth. Na rozdíl od konvenčních stíhaček však F -35 nemusí nosit zbraně a zaměřovací stanice na vnějších závěsnících - má dvojici vnitřních pumovnic. Významný argument v debatě o aerodynamice nového vozu.
Špatný aerodynamický úsudek letounu F-35 vyvolává další zajímavý bod. Nové americké letadlo je zcela nepoužitelné kvůli neodstranitelné nevýhodě: velmi široké střední lodi, vytvářející „jednoduše nesnesitelný odpor při létání vysokou rychlostí“.
Vážený čtenáři, již jsme zachytili analogii mezi Supermarine S.6B a moderním letounem F-35. Zákony aerodynamiky se nemění. Stejně jako před 80 lety není hlavní odpor letadla při horizontálním letu vytvářen trupem, ale jeho křídlem. Desítky metrů čtverečních povrchu (plocha křídel modelů F-35A a 35B je 42,7 metru čtverečních), s přihlédnutím k sinusovému úhlu náběhu, se neustále „hromadí“ve vzduchu!
Proto všechny řeči o „příliš velké ploše čelní projekce“ve F-35 jsou nevědecké. I při vodorovném letu, bez manévrů, je to křídlo, které je hlavním faktorem indukčního (čelního) odporu. Je jasné, jak se odpor zvyšuje během stoupání, když úhel zarovnání křídla nabývá hodnoty desítek stupňů. Nebo při superkritických úhlech náběhu (u F-35 tato hodnota přesahuje 50 stupňů).
Na tomto místě si opět uděláme malou poznámku k základním principům letectví.
Křídlo je zodpovědné nejen za zdvih a odpor, ale je také hlavním ovládacím prvkem letadla. Na rozdíl od obecné víry, letadlo nemění směr letu kvůli svislému kormidlu na kýlu. Kormidlo je pouze pomocným nástrojem (zatímco samotný kýl zajišťuje stabilizaci za letu). Otočení se provádí rolí ve směru, kam by měla letadlo směřovat. Výsledkem je, že na „snížené“rovině křídla hodnota vztlaku klesá, na horní - zvyšuje se. Vznikající moment sil (a není malý!) Otáčí rovinu. Proto je důležitý parametr „specifické zatížení křídla“: méně kilogramů hmotnosti připadá na každý čtverec. metrové křídlo, tím aktivněji letadlo manévruje.
Plocha křídla hlavních modifikací F-35 je 42,7 čtverečních. m (v palubní verzi - 58, 3 m2), přičemž max. vzletová hmotnost může dosáhnout 30 tun! Podle oficiálních zdrojů je specifické zatížení křídel letounu F-35A se startovací hmotností 24 tun 569 kg / sq. m. Pro srovnání: normy. vzletová hmotnost Su-35 je 25 tun (specifické zatížení křídel 410 kg / m2).
Je zřejmé, že žádné z uvedených čísel nedává příliš smysl. Hodnota specifického zatížení je zcela určena konkrétní konfigurací letadla (munice / kapacita paliva). Do vzdušného boje vstupují s omezenými zásobami paliva (méně než 50% plné kapacity tanků) za přítomnosti několika relativně lehkých raket vzduch-vzduch (oficiální „bojová hmotnost“letounu F-35 je asi 20 tun). V šokových misích jsou auta naplněna až po krk a jsou zavěšena bombami. Je snadné si představit, jaké bude v tomto případě konkrétní zatížení křídel. Ovladatelnost však v tomto případě již není důležitá. Pro bombardér je nepohodlné zapojit se do vzdušného boje zblízka.
Stojí za zmínku, že prázdná hmotnost F-35A je asi 13 tun. Domácí „sušení“je mnohem větší - 19 tun. Kolik budou oba stroje vážit pro konkrétní misi? Možností odpovědí je mnoho. A všechny budou pravdivé!
Nyní, když byly všechny tečky umístěny nad „i“s, stojí za to věnovat pozornost několika zajímavým schématům. Porovnání čelních projekcí F-35 s nejbližšími protějšky-lehkými stíhacími bombardéry.
Dítěti F-16 vždy chybí palivo: musí mít na zádech ošklivý „hrb“vyrobený z konformních palivových nádrží. Navzdory svému podivnému vzhledu však není pochyb o jeho bojové účinnosti.
MiG-29. S obrovským kořenovým hřebenem křídla, kde jsou umístěny „žábry“přídavných přívodů vzduchu. Obrovský „zobák“přídě, motorové gondoly a zbraně na vnějším závěsu. Zdání ale klame! MiG je jedním z lídrů v manévrovatelnosti mezi bojovým letectvím na konci dvacátého století
Lightning je jedním z nejmenších bojovníků naší doby. Jeho rozpětí křídel je něco málo přes 10 metrů, celková délka 15,5 m
