Bis heute sind in unserem In- und Ausland sehr viele unbemannte Flugsysteme für verschiedene Zwecke geschaffen worden. Beim Bau des UAV kommen verschiedenste Ideen und Lösungen zum Einsatz, inkl. alle wichtigen aerodynamischen Schemata. Das „Flying Wing“-Layout ist sehr beliebt, weil es bekannte Vorteile bietet – und gleichzeitig zu einigen Einschränkungen führt.
In unserem Land wurde das Thema des Nurflüglers vor einigen Jahrzehnten aufgegriffen, aber diese Richtung hatte keinen großen Erfolg. Im Bereich der bemannten Luftfahrt wurden weitere Schemata entwickelt, inkl. strukturell ähnlich, wie schwanzloses oder integrales Layout.
Mit dem Beginn der aktiven und massenhaften Entwicklung unbemannter Luftfahrzeuge änderte sich die Situation jedoch dramatisch. In diesem Bereich konnten alle wesentlichen Vorteile des „Fliegenden Flügels“in unterschiedlichen Ausstattungsklassen noch umfassender realisiert und in Betrieb genommen werden. Betrachten wir die interessantesten Beispiele für die Verwendung eines solchen Schemas bei inländischen UAVs.
Lichtklasse
Anfang der 2000er Jahre erschien das erste UAV der zukünftigen Eleron-Familie der Firma ENIX. Es war ein ultraleichtes Fahrzeug mit einem Gewicht von 3400 g und einer Spannweite von weniger als 1,5 m, das mit Hilfe einer elektrischen Propellergruppe Geschwindigkeiten von mehr als 100 km / h erreichen und 70-75 Minuten fliegen konnte. Die Nutzlast der Drohne bestand aus Tag- und Nachtkameras.
Später erschienen neue Muster der Familie, wie "Eleron-10". Sein Flügel hat sich auf 2, 2 m Spannweite und seine Masse auf 15,5 kg erhöht. Dank größerer und kapazitätsreicherer Batterien kann es 2, 5 Stunden in der Luft bleiben und in einer Entfernung von mindestens 50 km vom Bediener (mit Videosignalübertragung) arbeiten. Alle Proben der Familie Eleron haben bei der Armee und bei den Strafverfolgungsbehörden Anwendung gefunden.
Beachten Sie auch die UAV-Linie ZALA 421 der Firma ZALA Aero Group. Diese Familie umfasst schwanzlose, fliegende Flügel und sogar einen Tiltrotor und Multicopter. Kilogramm wiegende Geräte können zig Kilometer weit fliegen und Aufklärungsausrüstung tragen. Einige dieser Muster werden zur Lieferung akzeptiert und werden in Massenproduktion hergestellt. Die Herumlungermunition ZALA KUB hebt sich ab. Dieses Produkt hat auch die Eigenschaften eines Nurflüglers.
Schwergewicht
Aus einer Reihe von Gründen fand das "Flying Wing" -Schema keine Anwendung bei inländischen Projekten der Mittelschicht, aber es war praktisch, wenn einige schwere Muster erstellt wurden. Aufgrund ihrer Größe und Funktion haben solche Projekte immer wieder die Aufmerksamkeit der Öffentlichkeit und der Fachwelt auf sich gezogen.
Im Jahr 2007 präsentierte die RSK MiG ein Modell des schweren Angriffs-UAV Skat in Originalgröße. Das Projekt sah den Bau einer 20 Tonnen schweren Maschine mit einer Spannweite von 11,5 m und einem Turbojet-Triebwerk vor. Die Konstruktionsgeschwindigkeit erreichte 850 km / h, die Reichweite betrug 4000 km. Die Drohne sollte an 4 Punkten der internen Aufhängung bis zu 6 Tonnen Waffen an Bord nehmen. Zusammen mit dem "Skat"-Mock-up wurden mehrere Typen von Lenkflugzeugen demonstriert, die damit kompatibel sind.
In Zukunft blieb das Schicksal des Projekts vage. Alle paar Jahre erinnerte man sich an ihn, aber ohne irgendwelche Fortschritte zu erwähnen. Gleichzeitig wurde behauptet, die Arbeit sei eingestellt und fortgesetzt worden. Die neuesten Nachrichten dieser Art erschienen vor einem Jahr - und seitdem gab es keine neuen Nachrichten mehr.
Im Juni 2018 wurde ein erfahrenes schweres UAV S-70 "Okhotnik", das von der Firma "Sukhoi" entwickelt wurde, aus der Montagehalle geholt. Die Spannweite dieser Maschine wird auf 18-20 m geschätzt, das Abfluggewicht beträgt mindestens 20 Tonnen, ein Turbojet-Triebwerk kommt zum Einsatz. Die Nutzlast beträgt mehrere Tonnen in den Innenfächern. Laut verschiedenen Quellen wird das UAV sub- oder transsonisch hergestellt. Es wird ein fortschrittliches automatisches Kontrollsystem verwendet, das in der Lage ist, mit dem Betreiber oder anderen Luftfahrzeugen zu interagieren.
Der Erstflug des Okhotnik fand am 3. August 2019 statt, Flugtests laufen noch. Die S-70 arbeitet unabhängig und in Verbindung mit dem Su-57-Jäger. Wann die Entwicklungsarbeiten abgeschlossen sind und die Serienfertigung beginnen wird, ist noch nicht bekannt.
Vorteile im Kontext
Die Vorteile einer Tragflächenkonstruktion gegenüber anderen aerodynamischen Anordnungen sind bekannt. Lassen Sie uns überlegen, warum es sich bei der Entwicklung einiger inländischer (und nicht nur) unbemannter Luftfahrzeuge als nützlich erwiesen hat.
Der Hauptvorteil des Schemas ist die Möglichkeit, die gesamte oder fast die gesamte Oberfläche der Flugzeugzelle in eine tragende Oberfläche umzuwandeln - mit einer entsprechenden Erhöhung der Flugeigenschaften und / oder Tragfähigkeit. Dieses Merkmal des Schemas ermöglicht es relativ leichten UAVs mit einer kleinen Treibstoffreserve oder Batterien mit begrenzter Kapazität, länger in der Luft zu bleiben als herkömmliche Konstruktionen ähnlicher Größe und ähnlichem Gewicht.
Der Nurflügler bietet Vorteile hinsichtlich der verfügbaren Bauräume. Die notwendigen Komponenten und Baugruppen können nicht nur im Rumpf wie im normalen Schema platziert werden, sondern auch in der glatt damit konjugierten Mittelsektion oder im Flügel mit erhöhter Dicke. Solche Möglichkeiten zeigen am besten die schweren "Skat" und "Hunter". In ihren Segelflugzeugen konnten ziemlich große Turbojet-Triebwerke, Laderäume und Tanks mit einer großen Menge Treibstoff untergebracht werden. Leichte UAVs sind ähnlich aufgebaut, wenn auch mit verständlichen Unterschieden.
Ein wichtiges Merkmal des Nurflüglers ist sein Potenzial in Bezug auf Stealth. Glatte Konturen der gewünschten Konfiguration, kombiniert mit der richtigen Materialwahl, können die effektive Streufläche drastisch reduzieren. Nach verschiedenen Schätzungen wurden solche Techniken in den Hunter- und Skat-Projekten verwendet. Gleiches gilt für eine Reihe ausländischer Entwicklungen.
Umgang mit Unvollkommenheiten
Bei all seinen Vorteilen ist der Nurflügler nicht ohne Nachteile, die es zu bewältigen gilt. Oft sind solche Probleme zu ernst und führen dazu, dass ein solches Schema zugunsten anderer Layouts aufgegeben wird.
Eine der größten Herausforderungen beim Erstellen von Tragflächen, inkl. UAV ist mit der Anordnung der erforderlichen Einheiten innerhalb der Volumina einer bestimmten Konfiguration verbunden. Die größten Einheiten können nur innerhalb des Rumpfvorsprungs oder des Mittelteils platziert werden, dessen Volumen nicht unendlich ist. Die Erweiterung der verfügbaren Fächer erfordert eine aerodynamische Neugestaltung, die nicht immer möglich oder ratsam ist.
Glücklicherweise werden diese Probleme bereits in der Entwurfsphase erfolgreich angegangen. Darüber hinaus gibt es im Bereich der UAVs einige Funktionen, die das Layout der Einheiten erleichtern. So benötigt die Drohne kein Cockpit und zugehörige Systeme, und die Steuerung erfolgt über eine Elektronik, die nicht viel Platz benötigt.
Ein ernstes Problem ist das Verhalten eines Nurflüglers in der Luft. Da es kein Seitenleitwerk hat, kann ein solches Flugzeug keine akzeptable Spurstabilität aufweisen. Es gibt auch ein Problem mit der Bereitstellung der Kontrolle. Herkömmliche Elevons an der Hinterkante des Flügels leisten eine gute Rolle bei der Rollkontrolle, können jedoch aufgrund eines unzureichenden Versatzes vom Massenschwerpunkt eine unzureichende Nickkontrolle aufweisen. Ohne Seitenleitwerk gibt es ein Problem der Giersteuerung.
Die Kursstabilität kann mit Hilfe von gebogenen Spitzen gewährleistet werden, wie bei einigen Elerons und einem Teil von ZALA UAVs. Die Kurskontrolle kann durch Aufspalten von Elevons, wie dem "Skat", erfolgen. Eine radikale Lösung könnte die Aufgabe des "Flying Wing"-Schemas zugunsten eines schwanzlosen mit Kiel und vollwertigem Ruder sein.
Die aktive Entwicklung von Autopiloten und Elektronik im Allgemeinen trägt zur Lösung aller Probleme mit Stabilität und Steuerbarkeit bei. Moderne UAVs aller Hauptklassen verwenden Hochgeschwindigkeitsautomatisierung und fortschrittliche Algorithmen, die in der Lage sind, den Flug mit festgelegten Parametern aufrechtzuerhalten und auf unerwünschte Phänomene zu reagieren.
Eine der Optionen
Generell ist das „Flying-Wing“-Schema auf dem aktuellen Stand der Technologieentwicklung sinnvoll und kann in bestimmten Projekten eingesetzt werden. Seine charakteristischen Merkmale können verwendet werden, um bestimmte Probleme zu lösen, und erhalten ernsthafte Vorteile und Vorteile gegenüber anderen Systemen. Aufgrund von Einschränkungen und Nachteilen wird der Nurflügler jedoch nicht zu einer universellen und eindeutig positiven Lösung - und kann daher andere Schemata nicht ersetzen.
UAVs anderer Systeme werden noch erstellt und implementiert. Zusammen mit dem Nurflügler "Eleron" werden also "Eagles" des normalen Layouts aktiv verwendet. Altius mit vollwertigem Rumpf und schmaler gerader Tragfläche wird gleichzeitig mit dem Strike Hunter getestet. Darüber hinaus hat der Nurflügler bei bestimmten Drohnenklassen noch keine Anwendung gefunden, beispielsweise im Bereich der mittelschweren Langstreckenfahrzeuge (MALE).
Daher müssen sich die Schöpfer neuer Luftfahrttechnologien an die Existenz verschiedener aerodynamischer Schemata erinnern und ihre charakteristischen Merkmale verstehen, die es ermöglichen, die optimalen Lösungen für bestimmte Projekte auszuwählen. Mit diesem Ansatz haben neue Muster unbemannter oder anderer Ausrüstung ein optimales Aussehen und optimale Eigenschaften - unabhängig davon, ob ein ausgeprägter Rumpf und Leitwerk vorhanden oder nicht vorhanden sind.
