четверг, 26 января 2012 г.

Назад в будущее, или «Нортроп Грумман» представила проект гражданского авиалайнера типа «летающее крыло»

Назад в будущее, или «Нортроп Грумман» представила проект гражданского авиалайнера типа «летающее крыло»Компания «Нортроп Грумман» обратилась к прошлому, чтобы сполна зачерпнуть вдохновения для создания «авиалайнера будущего» — «летающего крыла», удивительно напоминающего стратегический бомбардировщик B-2.

Проект разработан для программы НАСА «Авиация, ответственная за окружающую среду» (АООСР), в рамках которой к 2025 году США должны иметь самолёт, вполовину более экономичный и не в пример нынешним лайнерам тихий. Более чем известная компания выпускает летательные аппараты с 1940-х годов. Любой человек, хотя бы приблизительно представляющий себе историю развития авиации, заметит, что концепт весьма напоминает В-2, более раннее творение «Нортроп Грумман».

Исследования, предпринимаемые по АООСР, традиционно привлекают самые необычные конструкторские идеи, от интегрального планера до бескрылок с несущим фюзеляжем. Как раз этим — неординарностью решений — и сильна «Нортроп Грумман». Машины Джона Нортропа в 1940-х стали первыми в США самолётами, построенными по принципу «летающее крыло». Его компания разработала несколько вариантов таких самолётов (как винтовых, так и реактивных), самый известный из которых — YB-49. В той же компоновке создавались и гражданские лайнеры, что обещало преимущества, уже продемонстрированные боевыми машинами. В первую очередь речь идёт об отсутствии фюзеляжа и больших плоскостей управления. В «летающем крыле» фюзеляж объединён с крылом в одно целое. Это позволило значительно повысить весовую отдачу В-2 в сравнении со стратегическими бомбардировщиками той же дальности, выполненными по другой схеме.

Очевидно, что использование этой схемы «на гражданке» при той же мощности двигателей давало возможность повысить коммерческую нагрузку самолётов и тем самым снизить удельный расход топлива. Кроме того, двигатели в «летающем крыле» утоплены в корпус, а сопла до предела заужены, чтобы не выступать за уплощенный фюзеляж-крыло. Шумность проектируемого авиалайнера «Нортроп Грумман» планируется на уровне 74,7 дБ, что ниже, чем у современных пассажирских самолётов.

Впрочем, как и у любых машин типа «летающее крыло», центр тяжести аппарата находился бы очень близко к управляющим плоскостям. Пилотировать такой самолёт чрезвычайно тяжело: он рыскает на курсе, часто склонен к сваливанию на крыло, штопорению и пр. Только после появления автопилота, сложных электронных систем стабилизации в воздухе и существенного прогресса в механизации крыла стало возможным начать разработку крупноразмерного прототипа, пригодного для практического использования в гражданской авиации.

Прототип авиалайнера, построенного по схеме «летающее крыло», имеет размах крыльев в 230 футов (70 м), что на 17,4 м больше, чем у бомбардировщика В-2. Грузовая версия этой машины, которую предполагается использовать как военно-транспортный самолёт, получит размах в 260 футов (почти 80 м), хотя при этом объём салона будет меньше, чем в пассажирской модели.

Двигатели, размещённые непосредственно в самолёте, а не на крыле (черта, характерная для «летающих крыльев»), должны сделать лайнер куда менее шумным, чем обычные самолёты.

Обтекаемые формы теоретически должны снизить расход топлива на единицу коммерческой нагрузки. На практике же системы контроля устойчивости, которые приходится применять при такой компоновке, создают дополнительное сопротивление, чего нет на самолётах классических схем.

Отсутствие хвоста и других выступающих частей у «летающего крыла» действительно значительно снижает сопротивление по сравнению с традиционными схемами. Без горизонтального хвостового оперения падает и индуктивное сопротивление, вызванное действием подъёмной силы на самолёт. При классической схеме индуктивное сопротивление от горизонтального оперения прижимает самолёт к земле. Он как бы «борется сам с собой». В обычной машине такая «борьба» неизбежна: горизонтальное хвостовое оперение создаёт прижимную силу, уравновешивает тем самым подъёмную силу от крыла и обеспечивает продольную устойчивость аппарата. Однако, как и балласт, применявшийся веками на морских кораблях, ГХО делает это «не бесплатно». Такая борьба с самим собой означает, что самолёт тратит для подъёма на определенную высоту больше топлива, а достигнув её, вынужден отдавать часть подъёмной силы борьбе с прижимной силой собственного хвоста. Все это тоже ведёт к росту расхода топлива.

У «летающего крыла» нет вертикального хвостового оперения, как и законцовок крыла. Отсюда и свойственная ему курсовая неустойчивость: самолёт рыскает «по сторонам», отклоняясь вправо-влево. Именно поэтому известный советский конструктор самолётов типа «летающее крыло» Борис Черановский и сохранил у своих разработок вертикальное хвостовое оперение. Чтобы противостоять этому эффекту, «Нортроп Грумман» традиционно использует мощные средства механизации крыла, активно действующие на всём протяжении полета. Производимые ими постоянные небольшие корректировки смягчают курсовую неустойчивость, присущую чистому «летающему крылу».

Все эти сложности принудили Дж. Нортропа отказаться от проектов «летающего крыла» в 1940-х. Однако новые технологии, в том числе автопилот и электронные системы курсовой устойчивости, похоже, обещают полностью ликвидировать этот недостаток. На В-2, самолёте, весящем до 170 тонн, всё управление может осуществлять один из двух членов экипажа, что в случае стратегического бомбардировщика не может не изумлять. Его американские и советские конкуренты имеют 4–5 человек экипажа (не важно, идёт ли речь о Ту-160 или о В-52).

Конечно, остаются и такие проблемы, как расположение пассажирских иллюминаторов, эвакуационных сдвижных дверей и трапов. От иллюминаторов большинству пассажиров придётся отказаться — либо их заменят экраны, транслирующие заоблачные виды с внешних камер, как это и происходит сегодня в случае пассажиров центральных рядов. Может, найдётся и решение по расположению трапов, благо речь идёт о непринципиальной проблеме.

Стоит, однако, напомнить, что, несмотря на серьёзные преимущества «летающего крыла», его применение в качестве гражданского лайнера все ещё вызывает вопросы. Системы курсовой стабилизации, с их развитой механизацией крыла, сложны и дорогостоящи. Тот же В-2 по праву может считаться самым дорогим самолётом в истории человечества. При закупочной цене в $1,157 млрд общая стоимость программы В-2 составила $45 млрд, а её результатом стал всего 21 самолёт. По сути, каждая из этих машин обошлась в $2,2 млрд, что соответствует десятку огромных Boeing-747.

В то же время гражданские авиалайнеры «летающее крыло» должны иметь значительно бóльшую площадь крыльев, чем обычные самолёты — а значит, меньшую нагрузку на крыло и бóльшее аэродинамическое качество. Это должно и без того повысить их экономичность по сравнению с классическими авиалайнерами. В условиях непредсказуемых цен на нефть и повсеместного стремления к снижению выбросов углекислого газа подобные самолёты могут повторить судьбу Chevrolet Volt и стать не столько авиалайнером, сколько средством поддержки «отечественного производителя» и реализации экологической политики властями США. По данным «Нортроп Грумман», выбросы нового самолёта на одного перевозимого пассажира должны снизиться до 88%. Налоговые льготы, которые могут получить авиакомпании, приобретающие такие машины, способны серьезно подстегнуть американских мейджоров рынка авиаперевозок к покупке столь необычных летательных аппаратов.

Да и для пассажиров внедрение таких самолётов может означать не только повышение цен на билеты. Внутреннее пространство «летающего крыла» должно быть значительно больше, чем у современных авиалайнеров. Достаточно сказать, что ширина салона составит 24 метра, чего нельзя добиться при обычной компоновке.

Подготовлено по материалам Wired.

Оригинальная статья

Поделитесь этой новостью с Вашими друзьями!

Ранее в рубрике "Компьютерные игры":

BlizzCon 2012 не будет
Компания Blizzard объявила, что 2012 год обойдётся без BlizzCon, ежегодного шоу для самых преданных поклонников её творчества. Не будет, забудьте, извините! С чем связано это решение? — В официальном заявлении говорится, что виной всему высокая загрузка компании, занятой разработкой сразу нескольких крупных проектов. «Мы полностью сфокусированы на том, чтобы как можно скорее выпустить Diablo III...
  (читать дальше)

Тетрис стал самой продаваемой PSN-игрой 2011 года
Компания Sony назвала самые продаваемые PSN-игры 2011 года. Оказалось, что наибольшей популярностью в консольной сети пользовался неповторимый, легендарный тетрис. PS3-версия великой игры была выпущена Electronic Arts 22 декабря 2010 года. Ровно год потребовался проекту, разработанному студией BeHaviour, чтобы стать номером один в PlayStation Network. Суть игры известна всем и каждому, а марсиан...
  (читать дальше)

Бог и дьявол живут в разных отделах нашего мозга
За утилитарный расчёт и моральные ценности в нашем мозгу отвечают разные зоны. И если какой-нибудь принцип попадает в ведомство «ценностного» участка мозга, то его нельзя будет купить ни за какие деньги. Соотношение между моралью и прагматизмом в поведении человека — предмет философского спора, длящегося не одно столетие. Что в действительности происходит у нас в голове, когда мы сталкиваемся с ...
  (читать дальше)

Экшен Armored Core V появится в марте
Экшен Armored Core V, в котором всем заправляют огромные боевые роботы, выйдет на Западе только в марте. Игру разрабатывает токийская студия From Software, известная по Demon`s Souls и Dark Souls. Локализация для западного рынка, по словам девелоперов, завершится лишь весной. Североамериканский релиз, за который отвечает Namco Bandai, состоится 20 марта. Европейский (тоже Namco) — 23-го. Ну а ...
  (читать дальше)

Шутер Unit 13 выйдет в марте
22 февраля на Западе начнутся продажи карманной консоли PlayStation Vita, а через пару недель Sony Computer Entertainment обещает издать шутер Unit 13. Точные даты стали известны вчера. Первыми — 6 марта — игру получат североамериканцы; 8 марта проект станет доступен в Японии; на следующий день — в Европе. Unit 13 выходит только на PS Vita; переноса на другие платформы, как говорят девелоперы из...
  (читать дальше)

«Акелла» издаст экшен «Combat Wings. Стальные птицы»
«Акелла» издаст аркадный боевой симулятор «Combat Wings. Стальные птицы» (в оригинале Combat Wings: The Great Battles of World War II). Проект разрабатывается компанией CITY Interactive для ПК, PS3, Xbox 360 и Wii. «Акелла» отвечает только за ПК-версию. Точную дату выпуска — взамен «первого квартала 2012-го» — обещают назвать чуть позже. Чего в игре больше, симулятора или аркады, не совсем ясн...
  (читать дальше)

Военные США: "Фобос" упадет с полудня воскресенья до утра понедельника
Российская межпланетная станция "Фобос-Грунт" может упасть на Землю в период с полудня воскресенья, 15 января, до утра понедельника, 16 января, сообщает Стратегическое командование США, в задачи которого входит отслеживание ситуации с космическим мусором. Согласно расчетам американских военных по состоянию на 19.30 мск 13 января, российский аппарат упадет в интервале с 08.04 по Гринвичу (12.04 м...
  (читать дальше)

Уточнены даты релиза игр серии Silent Hill
В начале недели издательство Konami сообщило, что не готово выпустить в январе игровой комплект Silent Hill HD Collection, пообещав до конца недели уточнить даты выхода всех игр серии Silent Hill. Итак, первым появится упомянутый комплект, в который войдут ремейки Silent Hill 2 и 3. Его выпустят 6 марта на PlayStation 3 и Xbox 360. Поклонников хоррор-приключений в таинственном городке Сайлент-Хи...
  (читать дальше)

Объявлены финалисты Independent Games Festival 2012
Каждый год в начале весны в Сан-Франциско (США) проходит Конференция разработчиков игр (GDC), по итогам которой в том числе награждаются лучшие независимые девелоперы планеты (в рамках Фестиваля независимых игр, или IGF). В 2012-м GDC пройдёт с 5 по 9 марта... ...И мы уже знаем, какие инди-разработчики могут надеяться на внимание игропрома и его награды. На текущей неделе 200 экспертов назвали с...
  (читать дальше)
НАСА и ЕКА будут осваивать Марс в четыре этапа
Группа учёных из Европы, Канады и США, включая специалистов НАСА и ЕКА, выделила четыре главных требования к будущим проектам, посвящённым доставке образцов марсианского грунта на Землю. Во главу угла поставлены поиск следов прошлой или нынешней жизни. Отправка человека — на последнем месте. Хотя выполнение первоочередной задачи — всё равно что поиск иголки в стоге сена, учёные полагают, что и...
  (читать дальше)

Как природа осуществляет наноразмерный контроль за солнечной энергией
Начало природного процесса захвата солнечной энергии происходит в абсорбирующих свет протеиновых комплексах, называемых фотосинтетическими реакционными центрами (РЦ). Даже после миллиардов лет эволюции Природа и не думает отказываться от находящегося в центре РЦ абсорбирующего свет гексамерного кофактора, нужного для проведения самой первой химической реакции фотосинтеза — индуцированного светом э...
  (читать дальше)

Почему секс и красный цвет взаимосвязаны
Исследователи пришли к выводу, что красные женские гениталии не возбуждают мужчин — следовательно, для сексуальной символики красного цвета нужно искать иное, менее наглядное объяснение. Обычно поведенческие эксперименты такого рода проводят на млекопитающих. Поэтому то, что в исследовании участвовали не самцы обезьян, а обычные мужчины, добавляет результатам ещё и солидную долю пикантности. С...
  (читать дальше)

Как мысли о смерти нам жить помогают
Размышления о смерти делают нас добрее и внимательнее, а вид на кладбище способен помочь с пошатнувшимся здоровьем. Общество обычно табуирует тему смерти. Считается (и тому есть подтверждения в работах психологов), что мысли о смерти негативно влияют на психику, способствуют асоциальному и даже антисоциальному поведению, и что нормальной жизни «размышления о вечном» следует держать в узде. С пси...
  (читать дальше)

Королевство кривых лучей
Обычно свет распространяется по прямой. Конечно, при помощи сред с различными коэффициентами преломления его можно отклонить. Однако новые исследования двух независимых научных групп показывают, что и сам по себе пучок света может изгибаться до 360˚. Часто новое — это хорошо забытое, но не обязательно старое. В конце 1970-х физики Майкл Берри из Бристольского университета (Великобритания) и Нанд...
  (читать дальше)

Объявлены победители конкурса подводной фотографии
Подведены итоги ежегодного конкурса подводной фотографии, который проходит под эгидой Школы морских и атмосферных наук Университета Майами (США). До участия допускаются только любители, которые зарабатывают на фотографии не более 20% своего дохода. Второе место в категории «Макросъёмка»: «фарфоровый» краб из семейства Porcellanidae, зацепившийся за полип морское перо в национальном парк...
  (читать дальше)

Заболевания дёсен, оказывается, не имеют отношения ни к инфарктам, ни к инсультам
Вот уже два десятка лет учёные твердят о связи между заболеваниями дёсен, инфарктами и инсультами. И вдруг новый анализ данных показывает, что эти заявления ошибочны. Американская кардиологическая ассоциация опубликовала в AHA journal Circulation «научный рапорт», заключающий, что периодонтит не повышает риска возникновения сердечно-сосудистых хворей и не является их причиной. Более того, нет ни м...
  (читать дальше)

Аспирин, возможно, помогает против ожирения
Салициловая кислота, образующаяся в результате расщепления аспирина, активирует расщепление жиров в клетке. Кажется, человечество вот уже более полутораста лет живёт с лекарством от всех болезней, не догадываясь о его чудодейственном всемогуществе. Не так давно проходило сообщение о том, что аспирин можно пить для профилактики рака; полным ходом исследуется его благотворное влияние при сердечно-...
  (читать дальше)

Как звучит симметрия субатомного мира?
Хотите услышать песнь позитрона? Итальянский инженер Доменико Вичинанца, кажется, готов воплотить вашу мечту. Этот человек уже экспериментировал с вулканической активностью и даже играл древнегреческую музыку с «Оркестром забытых звуков». Теперь его влечёт субатомный мир туманных и пузырьковых камер — предшественников современных детекторов частиц. Туманную камеру изобрёл в 1895 году шотландск...
  (читать дальше)

Нам бы расписания взять и отменить
Исследователи из Технологического института Джорджии (США) обнаружили, что отмена управления наземным общественным транспортом при помощи расписания и использование децентрализованной самоуправляющейся схемы позволяет сделать движение более эффективным. В работе, опубликованной в журнале Transportation Research, описан алгоритм, позволяющий минимизировать интервалы между появлениями автобусов на о...
  (читать дальше)