Мы уже рассказывали о самолете AlbatrossONE с подвижным крылом; на этой неделе стали известны новые подробности о том, как продвигается разработка проекта. В частности, был успешно завершен очередной важный этап: длину подвижной части крыла увеличили на 75% по сравнению с первым прототипом, и этот самолет успешно совершил демонстрационный «рейс от гейта до гейта». Том Уилсон и Джеймс Кирк – руководитель группы разработки полуэластичных шарниров и главный инженер AlbatrossONE – ответили на 5 вопросов о новом самолете:
– Неоднократно говорилось о том, что AlbatrossONE вдохновлен, собственно, птицей – альбатросом. Почему именно им и как именно?
Том: Крылья альбатроса как раз являются полуэластичными. Птица может их зафиксировать в неподвижном положении при помощи плечевого сустава для полетов на длинные расстояния, но, сталкиваясь с порывами ветра, расслабить мышцы и дать крыльям свободно перемещаться – так легче лететь. Полуэластичные законцовки крыла самолета работают по такому же принципу.
Джеймс: Кроме того, такая конструкция позволяет увеличить соотношение размаха крыла к его хорде до примерно 18, как у больших альбатросов. У обычного самолета типичное соотношение равно 9-10. Чем больше это соотношение, тем ниже аэродинамическое сопротивление.
– В чем инновационность полуэластичных законцовок крыла?
Джеймс: При движении в турбулентном потоке воздуха они не передают изгибающие нагрузки на неподвижную часть крыла. Поэтому для достижения требуемых показателей прочности требуется меньше материала (тех же полимеров на основе углеродного волокна), что делает самолет легче. Кроме того, это позволяет увеличить длину законцовок крыла, не утяжеляя его основную часть, потому что дополнительная нагрузка, возникающая из-за увеличения размаха крыла, на его силовую структуру не передается.
– Каким образом это улучшает летно-технические характеристики самолета?
Том: Значительное увеличение размаха крыла без заметного увеличения его веса снижает аэродинамическое сопротивление, что уменьшает расход топлива и выбросы углекислого газа. На индуктивное сопротивление (сила, возникающая, когда движущийся объект изменяет направление течения набегающего потока воздуха, у самолета ее вектор направлен назад – прим. ред.) приходится порядка 40% всего аэродинамического сопротивления большого самолета. Чем больше размах крыла, тем его влияние меньше. Полуэластичные законцовки позволят увеличить размах до 50 метров и более без увеличения веса (у семейства A320 – 35,8 м – прим.ред.)
– Второй этап полетных тестов AlbatrossONE завершился в июле 2020 года. Какова была его цель и чего удалось добиться?
Джеймс: В 2019 году мы провели серию успешных инновационных тестов на земле, они касались распределения масс, поведения крыла при сваливании, а также отработки механизмов фиксации и освобождения законцовок крыла. После первого полета мы провели успешную демонстрацию полета «от гейта к гейту». Она включала перевод законцовок из вертикального положения в горизонтальное перед взлетом и обратно в вертикальное после посадки. Также законцовки переводились в свободное положение непосредственно перед отрывом для отработки контроля крена, а также высокой нагрузки во время полета. Затем они фиксировались в одной плоскости с крылом на время крейсерского полета.
Том: Также эта демонстрация позволила доказать, что законцовки в свободном положении снижают нагрузку на крыло, увеличивают скорость крена по сравнению с самолетами с неподвижным крылом и позволяют избежать концевого срыва (и последующего сваливания на крыло) во время посадки. Во время одного из полетов мы продемонстрировали безопасную методику посадки самолета при свободном положении законцовок.
– Будет ли технология использоваться в самолетах будущего? Если да, то когда?
Том: Сейчас получено доказательство практической осуществимости концепции на масштабной модели самолета. Теперь бы приложим все усилия к тому, чтобы реализовать ее на больших самолетах.
Джеймс: Потребуется еще много разработок, прежде чем это все станет жизнеспособным продуктом. Но у команды проекта есть прекрасная мотивация достичь этой цели и вдохновить других инженеров на амбициозное видение самолетов будущего.
Илья Шатилин