NASA AD-1 (Ames Dryden-1)는 비대칭 가변 스윕의 회전 날개 개념을 연구하기 위해 고안된 실험용 항공기입니다. 그는 "기울어 진 날개"를 가진 세계 최초의 비행기가되었습니다. 특이한 항공기가 미국에서 1979 년에 지어졌으며 같은 해 12 월에 첫 비행 21을 만들었습니다. 회전 날개가 달린 항공기 테스트는 1982 년 8 월까지 계속되었으며이 기간 동안 AD-1은 17 조종사를 마스터했습니다. 프로그램을 종료 한 후 비행기는 산 카를로스 (San Carlos)시 박물관으로 보내졌으며 모든 관광객들이 여전히 접근 할 수 있으며 가장 중요한 전시물 중 하나입니다.
독일 실험
독일에서는 제 XNUMX 차 세계 대전 중에 비대칭 날개를 가진 항공기 제작에 상당히 진지하게 임했습니다. 디자이너 Richard Vogt는 비정형적인 제작 방식으로 유명했습니다. 비행 기술자들은 새로운 계획이 항공기가 공중에서 안정되는 것을 방해하지 않는다는 것을 이해했습니다. 1944 년에 그는 Blohm & Voss 및 P.202 항공기 프로젝트를 만들었습니다. 독일 디자이너의 주요 아이디어는 고속으로 비행 할 때 드래그를 크게 줄일 수 있다는 가능성이었습니다. 항공기는 기존의 대칭 날개로 이륙했습니다. 작은 스윕 날개의 양력 계수가 높았지만 이미 비행 중에 날개가 동체 축과 평행 한 평면에서 회전하여 저항 수준이 감소했습니다. 동시에 Messerschmitt P.1101 전투기의 날개의 고전적인 대칭 스윕으로 독일에서 작업이 수행되었습니다.
Blohm & Voss 및 P.202
그러나 지난 전쟁에서 독일에서도 Blohm & Voss와 P.202 항공기 프로젝트는 미친 듯 보였고, 결코 금속으로 구현되지 않았으며 영원히 청사진의 형태로만 남아있었습니다. Vogt가 설계 한 항공기는 중앙 경첩에서 최대 11,98도 각도로 회전하는 35m의 날개를 수용하도록 설계되었으며, 최대 편차로 날개 길이는 10,06m로 변경되었습니다. 이 프로젝트의 가장 큰 단점은 항공기 동체 내부 공간을 많이 차지하는 날개를 돌리는 무겁고 번거로운 (계산에 따르면) 메커니즘으로 간주되었으며, 추가 무기 및 장비를 매달 기 위해 날개를 사용할 수 없다는 점도 심각한 단점이었습니다.
놀랍게도 Vogt는 스윙 윙에 대해 생각한 유일한 독일 디자이너가 아닙니다. Messerschmitt의 엔지니어가 유사한 프로젝트를 준비했습니다. 그들에 의해 발표 된 프로젝트 Me P.1109는 "가위 날개"라는 별명까지 받았다. 그들이 만든 프로젝트에는 한 번에 두 개의 날개가있었습니다. 또한 그들은 서로 독립적이었습니다. 하나의 날개는 항공기의 동체 위에 있고 다른 하나는 그 아래에 있습니다. 위쪽 날개가 시계 방향으로 회전하면 아래쪽 날개도 같은 방식으로 반 시계 방향으로 회전합니다. 이 설계를 통해 비대칭 스윕 변경으로 항공기의 왜곡을 정 성적으로 보정 할 수있었습니다. 동시에 날개는 최대 60도 각도로 회전 할 수있는 반면, 항공기 동체에 수직으로 위치했을 때는 기존의 복엽기와 다르지 않았습니다. 그렇게하면서 Messerschmitt는 Blohm & Voss와 동일한 문제에 직면했습니다. 매우 복잡한 회전 메커니즘입니다. 독일의 비대칭 항공기는 종이 프로젝트를 넘어선 것은 없었지만 독일군은 개발 시간을 진지하게 앞섰다는 사실을 인정해야합니다. 미국인들은 1970 년대 후반에만 그들의 계획을 실현할 수있었습니다.
NASA AD-1 - 플라잉 비대칭
미국 디자이너의 아이디어로 구현 된 독일 디자이너. 그들은 가능한 모든 철저한 방법으로 문제에 접근했습니다. 1945에있는 독일인에 관계없이, 미국의 기술자 인 Robert Thomas Johnson은 일종의 "날개 가위 (wing-scissors)"에 대한 아이디어를 내놓았습니다. 그의 생각에 따르면,이 날개는 특별한 경첩을 켜야했습니다. 그러나 그 년 동안 그는 자신의 아이디어를 깨닫지 못하고 기술 능력을 허용하지 않았습니다. 기술이 비대칭 항공기를 만들 수있게되었을 때 상황은 1970에서 변경되었습니다. 이 경우 프로젝트의 컨설턴트가 초청되었고 리차드 보그트 (Richard Vogt)는 제 2 차 세계 대전이 끝난 후에 이민을갔습니다.
그때까지 디자이너들은 이미 다양한 스윕 윙 (sweep wing)을 가진 항공기가 여러 가지 단점을 가지고 있다는 것을 알고있었습니다. 이 디자인의 주된 단점은 다음과 같습니다. 스윕을 변경할 때 공기 역학적 초점이 바뀌므로 균형 저항이 증가합니다. 파워 비임의 존재와 그에 고정 된 콘솔의 스위블로 인한 구조물의 질량 증가, 그리고 항공기 날개의 수축 된 위치의 씰. 결국 이러한 단점 모두가 비행 범위를 줄이거 나 탑재량을 줄이는 원인이었습니다.
동시에 미 항공 우주국 (NASA)의 근로자들은 전술 한 결함이 비대칭 적으로 변화하는 스윕 윙 (sweep wing, KAIS)이 장착 된 항공기를 박탈 당할 것이라고 확신했다. 이 계획에서 날개는 단일 회전 관절을 사용하여 항공기 동체에 부착되며 날개를 돌렸을 때 콘솔을 스윕하는 것은 동시에 수행되지만 반대 문자가 있습니다. 표준 계획과 KAIS의 가변 스윕 날개를 가진 항공기에 대한 NASA의 비교 분석에 따르면 두 번째 방식은 항력이 11-20 퍼센트만큼 감소하고 구조물의 질량이 14 퍼센트만큼 감소하며 초음속으로 비행 할 때 파도 저항은 26 퍼센트만큼 감소해야합니다 .
동시에, 비대칭 날개를 가진 항공기에는 단점이있었습니다. 우선, 높은 스윕 각도에서, 직접 스윕 콘솔은 포워드 스윕 콘솔보다 더 효과적인 유효 각도를 가지며, 이는 드래그의 비대칭 성을 초래하고, 결과적으로 피치, 롤 및 요우에서 기생하는 전개 순간의 출현을 초래합니다. 두 번째 문제는 KAIS가 윙 스팬 (wing span)을 따라 경계층의 두께가 두 배 증가한다는 것과 흐름의 비대칭 적 붕괴가 강한 교란을 유발한다는 점이다. 그러나 이것에도 불구하고, 다양한 매개 변수에 따라 항공기의 공기 역학적 제어에 자동으로 영향을 줄 수있는 전기 제어 시스템을 도입함으로써 부정적인 영향을 제거 할 수 있다고 믿었습니다 : 공격 각, 비행 속도, 날개의 스위핑 각도. 어쨌든 모든 계산을 확인하려면 비행 모델을 만들어야합니다.
KAIS의 개념은 무인 모델로 성공적으로 개발 된 후 본격적인 항공기 개발로 옮겨 갈 필요가있었습니다. 파일럿 프로젝트는 NASA AD-1 또는 Ames Dryden-1로 지정되었습니다. 이 항공기는 NASA Ames와 NASA Dryden 프로젝트에 참여한 연구 센터의 이름을 따서 명명되었습니다. 동시에, 보잉 회사의 전문가가 항공기의 전반적인 설계를 담당했습니다. NASA 엔지니어와 기존 기술 요구 사항의 계산에 따르면 미국 회사 Rutan Aircraft Factory는 필요한 항공기를 조립했습니다. 이 경우, 프로젝트의 요구 사항 중 하나는 예산 250 천 달러를 충족하는 것이 었습니다. 이를 위해 실험용 항공기는 가능한 한 간단하게 기술적으로 저렴하게 제작되었으며 항공기에 약한 엔진이 설치되었습니다. 새로운 항공기는 2 월 1979에 준비되었으며, 그 후 NASA Dryden 비행장에서 캘리포니아로 이송되었습니다.
실험 항공기 AD-1의 날개는 60 각도로 중심 축을 따라 회전 할 수 있지만 반 시계 방향으로 만 회전 할 수 있습니다 (이 솔루션은 장점을 잃지 않고 설계를 크게 단순화했습니다). 초당 3 도의 속도로 날개를 회전 시키면 컴팩트 한 전기 모터가 제공되며, 이는 주 엔진 바로 앞에있는 항공기 동체 내부에 설치됩니다. 후자는 각각 18 kgf의 두 가지 고전적인 TRD Microturbo TRS100 프렌치 프로덕션에 사용되었습니다. 동체에 수직 인 사다리꼴 날개의 스윕은 9,85 미터 였고 최대 회전시 4,93 미터였습니다. 동시에 최대 비행 속도는 400 km / h를 초과하지 않았습니다.
비행기는 처음으로 21 12 월 1979 하늘로 상승했습니다. 첫 비행에서 그는 NASA 시험 파일럿 인 Thomas McMurphy에 의해 비행되었습니다. 항공기는 수직으로 고정 된 날개로 출발했으며, 날개의 회전 각도는 필요한 속도와 고도에 도달 한 후 비행 중에 변경되었습니다. 다음 18 개월 동안 새로운 테스트 비행이있을 때마다 AD-1 항공기의 날개가 1 각도로 회전하여 모든 비행 지표를 기록했습니다. 결과적으로, 1980의 중간에서 실험 항공기는 60 도의 최대 회전 각에 도달했습니다. 시험 비행은 8 월 1982까지 지속되었고, 항공기 전체가 79 번을 벗어났습니다. 그렇게 일 년 중 8 월 7에서 1982의 마지막 비행에서 비행기가 Thomas McMurphy에 의해 제기되었지만 모든 시험 시간 동안 다양한 조종사의 17에 의해 비행되었습니다.
테스트 프로그램은 결과가 장거리 대륙 횡단 비행을 수행 할 때 날개의 스윕에서 비대칭적인 변화를 사용하는 데 도움이 될 것이라고 제안했습니다. 속도와 연비는 장거리에서 매우 잘 지불해야했습니다. NASA AD-1 실험 항공기는 조종사와 전문가로부터 긍정적 인 평가를 받았지만이 프로젝트는 더 이상 발전하지 못했습니다. 문제는이 프로그램이 초기에 연구로 간주되었다는 것이 었습니다. 필요한 모든 데이터를 확보 한 NASA는 격납고에 독특한 비행기를 보냈습니다. 격납고는 나중에 항공 박물관에갔습니다. NASA는 항상 항공에 관여하지 않은 연구 기관이었으며, 동시에 최대 규모의 항공기 제조업체는 회전 날개의 개념에 관심을 갖지 못했습니다. 모든 대륙간 여객 정기선은 기본적으로 "장난감"항공기 인 AD-1보다 복잡하고 크기가 커서 위험을 감수하지 않았습니다. 그들은 유망하지만 여전히 의심스러운 디자인 임에도 불구하고 연구 개발에 돈을 투자하고 싶지 않았습니다. 이 분야에서의 혁신을위한 시간은 아직까지 오지 않았습니다.
NASA AD-1의 비행 기술 특성 :
전체 치수 : 길이 - 11,8 m, 높이 - 2,06 m, 날개 범위 - 9,85 m, 날개 지역 - 8,6 m2.
빈 무게 - 658 kg.
최대 이륙 중량은 973 kg입니다.
발전소 - 2 TRD Microturbo TRS18-046 xNUMXx2 kgf.
순항 속도 - 274 km / h.
최대 속도 - 최대 400 km / h.
승무원 - 1 남자.
정보 출처 :
https://www.popmech.ru/weapon/15340-s-krylom-napereves
http://www.airwar.ru/enc/xplane/ad1.html
https://zen.yandex.ru/media/main_aerodrome/nasa-ad1--kto-skazal-chto-krylo-doljno-byt-simmetrichnym-5b22885500b3dd7573269bb6
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