Ist es möglich, die Bewegung eines Flugzeugs zu kontrollieren, ohne ein einziges sich bewegendes Flugzeug zu verwenden? Die Lösung dieses Problems verspricht eine Reihe von Vorteilen, aber auf dem Weg zum ersehnten Ziel haben die Designer bereits viele Unebenheiten gefüllt. Aber ein neues exotisches britisches Fahrzeug machte nach der Definition seiner Schöpfer einen "historischen Flug". Historisch ist nicht historisch, aber wichtig – das steht fest.
Am 17. September 2010 startete ein unbemannter Turbojet DEMON von einem Flugplatz auf Walney Island in Cumbria. Dieses einzigartige Gerät wird von seinen Schöpfern von der Notwendigkeit befreit, Querruder, Klappen und Seitenruder für Manöver zu verwenden.
Diese beweglichen Gefiederelemente sind zwar beim Demon-Demonstrator noch vorhanden, können aber deaktiviert werden. Wir haben sie belassen, um das Verhalten des Autos beim Fahren auf klassische und neue Weise zu vergleichen.
Letzteres wird als fluidische Flugsteuerung bezeichnet. Vereinfacht gesagt funktioniert das so: Die Luft, die in der Nähe der Lagerflächen in separate Abschnitte der Außenströmung gezwungen wird, verändert die Druckverteilung um das Gerät herum und dreht es dadurch in die richtige Richtung.
Ein scheinbar kompliziertes Schema hat eine tiefe Bedeutung und führt letztendlich zu einer Vereinfachung des Flugzeugdesigns, zu einer Erhöhung der Zuverlässigkeit des Geräts.
Lassen Sie uns erklären, dass die traditionelle Flügelmechanisierung nicht nur dazu dient, das Flugzeug durch Rollen zu steuern, sondern auch den Auftrieb bei Start und Landung zu regulieren, sich mit niedriger Geschwindigkeit zu bewegen, und bei schwanzlosen Fahrzeugen auch die Funktion eines Höhenruders übernimmt.
Alle diese Klappen, Flaperons und Querruder haben seit den Gebrüdern Wright gut funktioniert, tragen aber offensichtlich zu Komplexität, Gewicht, Wartung und Bruchgefahr bei. Daher suchen Ingenieure nach alternativen Möglichkeiten, die Richtung oder die Höhe zu ändern.
Und hier laufen seit vielen Jahren Experimente auf dem Gebiet der Grenzschichtkontrolle, die wiederum vom Coanda-Effekt ausgeht. Durch Abpumpen oder Einblasen von Luft an Schlüsselstellen der Tragfläche oder des Rumpfes ist es mit Hilfe relativ dünner Düsen möglich, den Verlauf großer Strömungen zu beeinflussen.
Aber normalerweise wurde dieses Phänomen von Innovatoren verwendet, um den Luftwiderstand eines Flugzeugs zu reduzieren und den Auftrieb bei niedrigen Geschwindigkeiten stark zu erhöhen, und manchmal sogar als Hauptmethode zur Erzeugung von Auftrieb (das letzte Beispiel dieser Art ist ein Mini-UFO).
Und die Briten konzentrierten ihre Entwicklung auf das Problem des Managements. Nicht umsonst wurde DEMON im Rahmen des Programms mit dem selbsterklärenden Namen „Integrierte industrielle Forschung eines Flugzeugs ohne Steuerflächen“(Flapless Air Vehicle Integrated Industrial Research – FLAVIIR) gebaut.
DEMON wiegt 90 Kilogramm, seine Flügelspannweite beträgt 2,5 Meter und seine Geschwindigkeit erreicht 278 Stundenkilometer.
Dieses ungewöhnliche Gerät wurde in Zusammenarbeit des transnationalen Luft- und Raumfahrt- und Waffengiganten BAE Systems, der Cranfield University und neun anderen Organisationen in Großbritannien geboren. Das FLAVIIR-Programm wird von BAE Systems und dem British Engineering and Physical Research Council (EPSRC) finanziert.
Das Drücken von Luft in eine Reihe von Schlitzen im Flügel erzeugt den gewünschten Druckabfall an seinen Oberflächen, was zu Kurven, einer Abnahme oder einer Zunahme der Höhe führt. Der allererste Flug der DEMON-Drohne ohne die klassischen Querruder und Wölbklappen hat gezeigt, dass diese Idee machbar ist.
Um den beschriebenen Effekt zur Flugsteuerung der Drohne anzuwenden, wurde die Form der Flügelhinterkante leicht verändert (im Vergleich zu herkömmlichen Profilen). Seine Gesamtdicke blieb jedoch etwa gleich der konventioneller Flugzeuge, was für die Perspektiven der Technologieverbreitung wichtig ist.
Dies ist im Allgemeinen alles, was bei einer flüchtigen Betrachtung des Flugzeugs von außen zu sehen ist, abgesehen von der ungewöhnlichen Erscheinung der Triebwerksauspuffdüse. Der Rest der Innovationen (dh eine Reihe von Mechanismen, die all diese zusätzlichen Luftströme steuern) sind im Inneren verborgen.
In einer Pressemitteilung von BAE Systems sagte Richard Williams, Direktor des Future Capability Innovation Program, über den Flug nach Cumbria: "Ich bin zuversichtlich, dass ich einen wichtigen Moment in der Geschichte der Luftfahrt miterlebt habe."
„Das Flugzeug ohne konventionelle Ruder sicher fliegen und manövrieren zu lassen, ist eine Errungenschaft für sich. Gleichzeitig haben wir dafür eine Reihe neuer Konstruktionsmethoden und neuer Steuerungsmechanismen eingesetzt. Das ist ein sehr ehrgeiziges Ziel. Und wir haben hat es geschafft , fügte der Professor aus Cranfield, John Fielding, Chefingenieur und Leiter des Teams, das The Demon entworfen hat, hinzu.
Die Briten sagen, dass DEMON keine Massenware wird, aber die daran erarbeiteten Prinzipien dürften in Zukunft auf andere Flugzeuge übertragen werden. DEMON wird tatsächlich benötigt, um neue Kegel mit exotischer Technologie zu füllen.
