Зачем самолёту крыло?
Данный материал выкладывается на сайт из блога коллеги youroker-а на сайте warhead.su.
Самолёт без крыла даже представить сложно. Но зачем оно ему нужно? И можно ли обойтись вовсе без крыла? Попробуем разобраться.
Крыло у современных самолётов почти всегда одно — разделённое фюзеляжем на полуплоскости, или консоли (у птиц два крыла — каждая «полуплоскость» у них считается самостоятельным крылом).
Самолёту крыло нужно для создания подъёмной силы в результате разницы давлений воздуха на нижней и верхней поверхностях. Если говорить максимально упрощённо (а физика обтекания крыла воздухом на самом деле очень сложна), то разница давления создаётся за счёт разной скорости потоков над и под крылом. Это называется аэродинамическим путём создания подъёмной силы.
Но есть и другой путь — ракетодинамический, когда подъёмная сила создаётся за счёт силы тяги двигателей, превышающей силу тяжести нашей планеты. Как ясно из названия, в основном его используют с ракетными двигателями, поэтому крыльев у ракет обычно и нет. Но ничего не мешает его реализовать и с помощью реактивных моторов. На первый взгляд, такой принцип полёта совсем не выгоден из-за высокого расхода энергии.
Самолёт без крыла вполне можно сделать. Например, немецкий инженер Александр Липпиш, работая в США, продвигал идею бескрылых самолётов «аэродайнов». Подъёмную силу они должны были создавать только с помощью двигателей
Это так, поэтому особенно на дозвуковых скоростях и правда лучше иметь крыло, а не летать только на тяге своей двигательной установки (хотя поддерживать высокую скорость не так затратно по топливу, если аппарат её уже набрал).
Но чем больше скорость, тем больше сопротивление воздуха — и тем больше крыло начинает мешать, а не помогать.
Оттого для сверхзвуковых самолётов пытаются сделать крыло покороче, чтобы решить эту проблему.
Хороший пример крыла для сверхзвукового полёта — это, конечно же, коротенькое крылышко F-104
И чем быстрее летают самолёты, тем более привлекательно окончательно избавиться от крыла. Однако есть одно «но» — самолёту надо по-прежнему садиться и взлетать, а это происходит на очень малых скоростях. И тут использовать крыло, как ни крути, в разы выгоднее, чем смириться с диким расходом топлива для создания подъёмной силы ракетодинамическим путём. В итоге над вопросом о крыле лучшие авиаконструкторы бьются уже более полувека.
Проект английского бескрылого летательного аппарата Flying Pig. За счёт поворачиваемых сопел он мог бы даже зависать в воздухе. Но преимуществ перед вертолётами не имел, а топливо потреблял как не в себя. Оттого и не был построен
Можно попробовать создавать подъёмную силу за счёт фюзеляжа самолёта — но пока даже в теории это совсем не просто, а уж до воплощения идеи в реальность далеко. Другой путь — создать двигатели одновременно и мощные, и экономичные, которые не столь невыгодны на малых скоростях.
Есть и другие идеи, но их всех объединяет общее — пока они не работают.
Проект истребителя без крыла — подъёмную силу создают фюзеляж и двигатель
Решить вопрос излишним расходом топлива можно, например, используя прямоточный ядерный двигатель. У него таких проблем нет. Правда, строить «летающий Чернобыль» никому почему-то неохота
В итоге крыло сейчас уже даже можно назвать скорее тормозом для развития авиации, но пока отказаться от него возможности нет. И распространение самолётов без крыльев на своём веку мы явно не увидим.
источник: https://warhead.su/2020/06/05/zachem-samolyotu-krylo
