Flygfältet har producerat några intressanta mönster under sin århundradslånga historia. Detta är vad som kallas Flying Wings, en typ av flygplan med fast vinge som består av en enda vinge.
Även om detta koncept har undersökts nästan så länge flygmaskiner har existerat, är det först under de senaste decennierna att dess verkliga potential har realiserats. Och när det gäller framtiden för flyg- och rymdområdet är det ett koncept som förväntas se mycket mer i vägen för forskning och utveckling.
Beskrivning:
Per definition är en flygande vinge ett flygplan som inte har någon bestämd flygkropp, där de flesta av besättningen, nyttolasten och utrustningen är inrymda i huvudvingen. Uppifrån ser en flygande vinge ut som en chevron, med vingarna som utgör dess ytterkanter och den främre mitten fungerar som cockpiten eller pilotstolen. De finns i många varianter, allt från jetfighter / bombplan till handflygplan och segelflygplan.
En ren flygande vinge är teoretiskt sett den mest aerodynamiskt effektiva (lägsta dra) designkonfigurationen för ett fast vingeplan. Det erbjuder också hög strukturell effektivitet för ett visst vingdjup, vilket leder till lätt vikt och hög bränsleeffektivitet.
Utvecklingshistoria:
Tailless hantverk har funnits sedan Wright Brothers tid. Men det var först efter första världskriget, tack vare en omfattande krigstidsutveckling med monoplaner, att ett hantverk utan verkligt flygkropp blev genomförbart. En tidig entusiast var Hugo Junkers som patenterade idén för en enda flygeltransport 1910.
Tyvärr innebar restriktioner som infördes genom Versaillesfördraget om tysk luftfart att hans vision inte förverkligades förrän 1931 med Junker's G38. Även om denna design var revolutionerande krävde fortfarande en kort flygkropp och en svansdel för att vara aerodynamiskt möjlig.
Flygande vingkonstruktioner experimenterades omfattande på 30- och 40-talet, särskilt i USA och Tyskland. I Frankrike, Storbritannien och USA producerades många mönster, även om de flesta var segelflygplan. Det fanns emellertid undantag, som Northrop N1M, ett prototyp all-wing plan och den mycket mer imponerande Horten Ho 229, den första jetdrivna flygvingen som tjänade som en kämpe / bombplan för det tyska flygvapnet under WWII.
Detta flygplan var en del av en lång serie experimentella flygplan producerade av Nazi-Tyskland, och var också det första fartyget med teknik som gjorde det svårare att upptäcka på radar - aka. Stealth-teknik. Huruvida detta var avsiktligt eller en oavsiktlig konsekvens av dess utformning förblir emellertid spekulation.
Efter andra världskriget inspirerade detta plan flera generationer av experimentella flygplan. De mest anmärkningsvärda av dessa är YB-49 långdistansbomber, A-12 Avenger II, B-2 Stealth Bomber (annars känd som Anden), och en mängd deltavingade flygplan, såsom Kanadas egen Avro -105, även känd som Avro Arrow.
Senaste utvecklingen:
Nyare exempel på flygplan som innehåller den flygande vingkonstruktionen inkluderar X-47B, en demonstration obemannad stridsflygfordon (UCAV) som för närvarande är under utveckling av Northrop Grumman. X-47B, som är utformad för operatörsbaserade operationer, är ett resultat av samarbete mellan Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) och US Navy: s Unmanned Combat Air System Demonstration (UCAS-D) -program.
X-47B flög först 2011 och från och med 2015 genomförde de två aktiva demonstranterna framgångsrikt en serie landningsbanor och flygplan. Så småningom hoppas Northrop Grumman att utveckla prototypen X-47B till ett slagfältklart flygplan känt Unmanned Carrier-Launched Airborne Surveillance and Strike (UCLASS) -systemet, som förväntas komma i drift på 2020-talet.
Ett annat tag på konceptet kommer i form av den tvåvägs flygande vingen. Denna typ av design består av en långspänning, låghastighetsvinge och en kortspännig höghastighetsvinge förenad i en enda flygram i form av ett ojämnt kors. Det föreslagna fartyget skulle starta och landa med låghastighetsvingen över luftflödet och sedan rotera en kvartsvarv så att höghastighetsvingen vetter mot luftflödet för supersoniska resor.
Designen påstås ha låg vågdragning, hög subsonisk effektivitet och liten eller ingen sonisk bom. Låghastighetsvingarna har troligen en tjock, rundad luftfolie som kan innehålla nyttolasten och ett brett spännvidd för hög effektivitet, medan höghastighetsvingen skulle ha en tunn, skarpkantad luftfolie och ett kortare spännvidd för låg dragning med supersonisk hastighet .
2012 tillkännagav NASA att det var i färd med att finansiera utvecklingen av ett sådant koncept, känd som Supersonic Bi-Directional Flying Wing (SBiDir-FW). Detta kom i form av kontoret för chefsteknologen som beviljade ett bidrag på $ 100 000 till en forskargrupp vid University of Miami (ledd av professor Gecheng Zha) som redan arbetade på ett sådant plan.
Sedan Wright Brothers först tog sig i luften i ett plan gjord av duk och trä för över hundra år sedan, har luftfartsingenjörer tänkt länge och hårt på hur vi kan förbättra vetenskapen om flygning. Varje gång ett tag finns det de som kommer att försöka "återuppfinna hjulet", slänga ut det gamla paradigmet och producera något verkligen revolutionerande.
Vi har skrivit många artiklar om Flying Wing for Space Magazine. Här är en artikel om testningen av prototypblandade vingarplan, och här är några jetbilder.
Om du vill ha mer information om NASAs flygplansprogram, kolla in NASAs Dryden-fotosamling och här är en länk till olika NASA-forskningsflygplan.
Vi har också spelat in många relaterade avsnitt av Astronomy Cast. Lyssna här, avsnitt 100: Rockets.
källor:
- NASA - Flying Wing
- Wikipedia - Flying Wing
- Military Factory - Flying Wing Aircraft från Ursprung till nutid
