기계화가없는 항공기. FLAVIIR 프로그램 (영국)

현대 항공기 및 항공기 유형의 무인 항공기의 경우 전통적으로 공기 역학적 인 제어 표면이 있습니다. 윙 또는 스태빌라이저에서 서페이스를 이동하면 비행기의 특성을 변경하여 비행을 제어 할 수 있습니다. 그러나 이러한 컨트롤에는 특정 관점에서 결함이있는 것으로 보이는 많은 기능이 있습니다. FLAVIIR 연구 프로그램 FLAVIIR는 수년간 영국에서 그러한 모호한 특징으로부터 항공기를 보호하기 위해 연구 프로그램 FLAVIIR가 수행되었습니다.

위로 2004, 새로운 프로그램 Flapless 항공 차량 통합 산업 연구 ( "날개 기계화가없는 항공기의 통합 실용 연구") 또는 FLAVIIR가 영국 정부 기관의 지원으로 시작되었습니다. 이 프로그램의 핵심 참가자는 BAE Systems였습니다. BAE Systems는 기본적인 실무 작업의 일부를 제공했습니다. 또한이 연구에 큰 공헌을 한 결과 Cranfield 대학이되었습니다. 이 두 기관과 함께 9 개의 다른 영국 대학과 상업 기업이 프로그램에 참여합니다.



경험 많은 무인 항공기 인 BAE Magma는 다양한 종류의 바퀴가 장착되어 있습니다. 사진 Aviationweek.com


첫 해 동안이 프로그램 참가자는 기술 데모의 연구 및 개발에 종사했습니다. FLAVIIR의 첫 번째 프로토 타입은 2010 해에 시작되었습니다. 그의 시험은 많은 새로운 정보를 수집하고 연구를 계속하도록 허용했습니다. 2017이 끝날 무렵, 새로운 비행 실험실의 첫 비행이 일어났습니다. 이 기계의 테스트는 아직 진행 중이며 가까운 장래에 원하는 결과를 제공해야합니다.

경영 이론

공지 된 바와 같이, 항공기 유형의 항공기를 제어하는 ​​세 가지 기본적인 방법, 즉 공기 역학, 제트 및 균형이있다. 이 경우 가장 널리 퍼진 비행기의 편향 가능한 방향타 사용과 관련된 공기 역학. 위치를 바꾸면 스티어링 휠이 기체 전체에 작용하는 새로운 공기 역학적 힘을 생성합니다.

공기 역학 스티어링 휠에는 결함이 없습니다. 따라서, 유속의 감소 또는 공기 밀도의 감소에 따라 그 효과는 감소한다; 날개의 기계화와 그 드라이브는 공간을 차지하고 특정 질량을 가지고 있습니다. 이들 장치는 또한 시야 특성에 부정적인 영향을 줄 수 있습니다. 이러한 상황과 관련하여 수십 년 동안 공기 역학적 제어 표면을 개선하고 대체 솔루션을 찾는 작업이 수행되었습니다. FLAVIIR 프로그램은 일반적인 문제를 제거하는 두 번째 방법을 제공합니다.


전시실에서 비행 실험실 BAE 악마. 위키 미디어 공용의 사진


지난 10 년 동안의 연구에 따르면 전통적인 스티어링 휠은 움직이는 부품이 적은 간단한 시스템으로 대체 될 수 있습니다. 영국의 전문가에 따르면, 새로운 항공기 제어 시스템은 CCW (순환 제어 날개 - "제어 순환 날개")의 원리를 사용해야합니다. 이 원리는 비행기 주변의 공기 흐름을 제어하여 주어진 시점에서 베어링 특성을 변경할 수 있도록합니다. 일반적으로 새로운 개념은 잘 알려진 "제트 플랩"의 추가 개발로 간주 될 수 있지만 이번에는 공기 역학적 특성을 향상시키는 수단이 아니라 완전한 제어 시스템입니다.

CCW 원리를 사용하려면 구부러진 후행 모서리가있는 평면이 필요합니다. 이러한 날개의 가장자리에있는 엘리베이터 나 에일러론 대신 제어 장치가있는 공압 시스템을 설치하는 것이 좋습니다. 가장자리를 따라 원하는 크기의 구멍이 뚫린 플레이트와 연결된 압축기에서 압축 공기를위한 파이프 라인이어야합니다. 배관의 밸브를 사용하여 플레이트의 구멍에 공기 공급을 제어해야합니다.

CCW의 작동 원리는 너무 복잡하고 흥미롭지 않습니다. 날개의 구부러진 후방 모서리를 따라 가며, 공기는 ​​코 안다 효과로 인해 "고정"되어야합니다. 압축 공기는 제어 시스템의 명령에 의해 가장자리의 만곡부에있는 구멍에서 배출되어야합니다. 후자는 들어오는 흐름의 경로에 영향을 미치고 편향을 일으켜 비행기의 공기 역학적 힘을 변화시킵니다. 비행기에 공기가 가해지면 그 위의 압력이 떨어지고 날개 아래의 압력이 후자를 밀어 올립니다. 두 개의 반 날개 또는 평면의 다른 표면에 이러한 장치를 올바르게 적용하기 때문에 충분히 효과적인 제어 시스템을 얻을 수 있습니다.


다른 각도에서 "악마". 위키 미디어 공용의 사진


CCW 기반의 핸들 바는 전통적인 편향 가능한 표면에 비해 몇 가지 장점이 있습니다. 그들은 모바일 장치가 필요 없기 때문에 날개 디자인을 단순화합니다. 드라이브 등에 필요한 볼륨을 줄이십시오. 계측; 또한 레이더 측면에서 날개의 구성을 변경하지 않습니다. 동시에, 몇 가지 단점이 있습니다. 우선, 제안 된 시스템은 조종사의 일부 기능을 가정하는 추가 자동 제어 수단을 필요로합니다. 그러나 일반적으로 FLAVIIR 프로그램의 결과는 모든 주요 항공 분야에서 중요 할 수 있습니다.


숙련 된 "악마"

FLAVIIR 프로그램의 첫 번째 연구는 디지털 모델링, 풍동 등을 사용하여 수행되었습니다. 지난 10 년 동안 필요한 결과를 얻었으며 프로그램 참여자는 비행 실험실을 개발하기 시작했습니다. 숙련 된 항공기는 실제 기능을 발휘할뿐만 아니라 연구원이 프로그램 개발에 필요한 정보를 수집하는 데 도움을 주어야했습니다.

2010에서 BAE Systems는 Demon이라는 숙련 된 무인 공중 차량을 제작하여 시동했습니다. 그것은 "날개 위의 타 (rudders)가없는 세계 최초의 비행기"로 자리 잡았습니다. 차는 특징적인 외관과 비행기의 특별한 디자인을 가지고있었습니다. 동시에, 악마의 외관은 프로젝트의 주요 특징을 배신하지 않았다.

기계화가없는 항공기. FLAVIIR 프로그램 (영국)
UAV 비행 중에 악마입니다. 사진 BAE Systems / baesystems.com


비행 실험실은 일체형 기체 설계로 "테일리스 (tailless)"계획에 따라 제작되었습니다. "악마"는 평평한 바닥을 가진 큰 신장 동체 스핀들 모양을 받았다. 동체의 측면 부분은 날개 유입으로 사용되었습니다. 동체 상단에 그들은 공기 흡입구 버킷과 화살표 모양의 용골을 전통적인 모양의 방향타와 함께 놓았습니다. UAV는 휩쓸 기 날개 측면에서 사다리꼴을 갖추고 있습니다. 독립 이륙 및 착륙을 위해 BAE Demon UAV는 코를 지원하는 3 점 섀시를 받았습니다. 설계자는 원격 제어 및 정보 수집에 필요한 모든 수단을 설치했습니다.

소형 터보 제트 엔진이 장착 된 UAV. 그의 에너지의 일부는 새로운 시스템의 작동을 담당하는 별도의 압축기로 전환되었습니다. 거의 후행에 걸쳐 CCW라는 아이디어에 기반한 새로운 제어 장치가있었습니다. 탑재 된 장비의 명령에 따라 공압 제어 시스템은 후미 가장자리의 해당 부분에 압축 공기를 공급하고 날개의 특성을 변경한다고 가정합니다. 새로운 도구가 피치 및 롤 컨트롤을 제공했습니다. 요는 용골에 편향된 핸들에 응답했습니다.

17 September 2010, 프로토 타입이 처음 대기 중으로 들어 올려지고 다른 조건과 다른 모드에서 적극적으로 테스트되었습니다. 긴 비행 테스트 프로그램 중에 많은 양의 데이터가 수집되었습니다. 시험 비행 중에는 새로운 제어 시스템의 기본 효율을 확인할 수 있다고 주장했습니다. 그 특성에 따르면, 후자는 공기 역학적 인 통제 표면에 약간 낳았다. 또한 스텔스 기술과 관련된 이론적 인 가능성을 확인할 수있었습니다. 움직이는 표면이없는 눈에 띄지 않는 항공기는 실제로 기동 할 때 언 마스킹 (unmasking)하는 경향이 없습니다.


전통적인 제어 시스템을 갖춘 UAV BAE Magma의 첫 번째 프로토 타입. 사진 Aviationweek.com


FLAVIIR 프로그램의 참가자는 숙련 된 악마 UAV 테스트 중에 수집 된 데이터를 본격적으로 분석 한 다음 기존 아이디어를 계속 개발했습니다. 다음 몇 년은 추가 연구 및 테스트에 사용되었습니다. 곧 새로운 솔루션을 개발하기 위해 설계된 비행 실험실의 두 번째 프로젝트가 등장했습니다. 항공기 제조업체는 이전 프로토 타입의 설계를 반복하지 않았고 다른 계획을 발표했습니다.

마그마 프로젝트

2016에서 BAE Systems는 경험이 풍부한 무인 항공기 Magma를 시험하기 시작했습니다. 이전의 "Demon"과 달리, 제조업체의 계획에는 두 개의 샘플 구성이 포함되었습니다. 최초의 무인 항공기는 예비 테스트 및 설계 테스트를 위해 설계된 전통적인 기계화 기계입니다. 그 후, 그들은 두 번째 사본을 사고 흐름 제어 시스템이 장착 된 테스트에 넣을 예정이었습니다.

BAE Magma UAV는 명확하게 정의 된 동체는 없지만 한 쌍의 꼬리 지느러미가 달린 날기 날개 기계입니다. 날개 자체는 휩쓸고 삼각형 끝을 갖추고 있습니다. 동체에 설치된 터보 제트 엔진. 컨트롤에 공기를 공급하기위한 별도의 컴프레서는 현재로서는 고려하지 않았습니다. 주 엔진의 압축기에서 압축 공기를 받아 파이프를 통해 날개 뒤쪽 가장자리로 보내도록 제안되었습니다. 또한 기계는 필요한 전자 장치와 3 점 섀시를 받았다.

이전의 UAV 악마와 마찬가지로이 신형 모델은 비정상적인 CCW 장치가 장착 된 날개의 후행 가장자리를 가지고 있습니다. 순환 제어는 피치 및 롤 채널을 제어합니다. 또한, 새로운 "마그마 (Magma)"에 유사한 장치가 용골에있어 기존의 방향타를 버릴 수있었습니다.


바닥에 실험실 "마그마"비행. 사진 Aviationweek.com


피치의 제어 가능성을 향상시키기 위해 새로운 유체 추력 벡터 링 시스템 ( "넘치는 흐름으로 인한 추력 벡터 제어")이 도입되었습니다. 엔진 노즐을 수용하는 초보 동체의 꼬리 부분은 날개의 가장자리와 유사하며 압축 공기 공급 시스템을 갖추고 있습니다. 이로 인해 무인 항공기는 제트 가스의 유출 방향을 변경하여 소규모 분야의 추력 벡터를 제어 할 수 있습니다.

근본적으로 새로운 방법으로 건조 된 비행 실험실 마그마 (Magma)의 첫 비행은 12 월 13 2017에서 열렸습니다. 무인 항공기 제조사는이 행사에 대해 열정적으로 글을 올렸으며 FLAVIIR 프로그램 및 항공 개발 전반에 대한 중요성에 주목했습니다. 연구 프로그램 참여자는 본격적인 비행 설계 테스트를 수행하고 필요한 모든 데이터를 수집하려고했습니다.

미래 프로젝트

알려진 데이터에 따르면 Flapless Air Vehicle 통합 산업 연구 연구 프로그램은 아직 완성되지 않았습니다. Magma 비행 실험실의 시험 비행은 계속되고 있으며, 번들링이 다른 두 가지 무인 항공기가 작업에 참여합니다. Demon 제품은 실험 장비 프로그램의 현대 요구 사항을 충족시키지 못하기 때문에 저장을 위해 보내졌습니다.

신기술 개발자는 이미 주목할만한 결과를 얻었으며 계속해서 그들에 대해 자랑 해 왔습니다. 또한 제안 된 개념의 미래에 대한 다양한 평가가 이루어졌다. CCW 제어 시스템은 실험 장비 테스트 중 성능을 보여 주었고 희망 사항도 정당화했습니다. 진행중인 테스트가 완료되면 BAE Systems 또는 관련 단체는 한 가지 목적을 위해 고급 항공 장비 프로젝트에 새로운 솔루션을 도입 할 수있는 방법을 모색하게 될 것입니다.


BAE Magma 프로토 타입. 제어 시스템의 특성 판이 보입니다. 사진 BAE Systems / baesystems.com


유망한 제어 시스템의 장점 목록은 잘 알려져 있습니다. 다가오는 흐름의 제어를 선호하여 일반적인 기계화를 거부하면 날개 디자인이 크게 단순화되고, 용이하게되고, 레이더 특성을 변경하지 않고 비행 중에 비행기 구성을 저장할 수 있습니다.

실제로, FLAVIIR / CCW의 맥락에서 유일한 어려움은 그러한 주제에 대한 실생활 개발의 부족과 많은 연구를 수행 할 필요성과 관련되어 있습니다. 따라서 현재 연구 프로그램을 성공적으로 완료하면 많은 질문이 제거되고 실제로 새로운 솔루션을 구현할 수 있습니다. 제안 된 아이디어는 다양한 분야에서 적용될 수 있습니다. 무엇보다 가장 큰 효과를 낼 수있는 분야입니다.

영국 전문가의 CCW 개념의 주요 장점 중 하나는 제어 시스템 설계의 과감한 단순화입니다. 액추에이터 및 메커니즘 세트 대신 밸브 및 파이프 세트를 설치할 수 있으며 기체의 레이아웃에 특별한 제한을 두지 않습니다. 기계화가없는 단단한 날개는 기존의 것보다 더 가볍고 강할 수 있습니다. 이 모든 것은 무인 항공기를 포함하여 소형 경량 항공기를 만들 때 유용 할 수 있습니다.


동일한 패턴, 후면보기. 사진 BAE Systems / baesystems.com


무인 및 유인 항공기의 설계자는 레이더 가시성과 관련하여 CCW의 잠재력에 관심을 가질 수 있습니다. 기체의 구조와 형태를주의 깊게 계산해도 전통적인 건축물의 항공기는 EPR을 증가시킬 수있는 요소로 남아 있습니다. 다양한 조치가 취해지고 있지만, 모바일 기계화의 형태로 "불안정 요인"이 지금까지 얻지 못했습니다. 아마도 선도국의 항공기 설계자는 FLAVIIR 프로그램의 결과에 관심을 갖고이를 새로운 프로젝트에 사용할 것입니다.

가까운 장래에, 영국의 전문가들은 유망한 연구 개발 프로그램에 대한 연구를 끝내야 할 것이며, 그 후 새로운 개발의 도입이 시작될 때까지 기다릴만한 가치가 있습니다. 프로그램 FLAVIIR과 그 목표는 흥미롭고 유망한 것처럼 보입니다. 그러나 호기심이 많은 프로젝트를 과대 평가해서는 안되며 너무 많이 기대해야합니다. 새로운 아이디어와 솔루션이 정기적으로 출현 함에도 불구하고 항공기 업계 전체는 여전히 보수적입니다. 항공 기술 개발자는 의심이 생기거나 스스로를 충분히 정당화 할 수없는 경우 새로운 제안을 받아들이는 경향이 없습니다.

Flapless Air Vehicle 통합 산업 연구 프로그램은 과학 기술의 관점에서 큰 관심사입니다. 또한 그녀는 한 쌍의 프로토 타입으로 잠재력을 보여주었습니다. 그러나 연구 결과는 실제로 구현할 준비가되지 않았습니다. 얼마나 많은 시간이 후속 작업이 될 것이며, 새로운 개념이 연구 실험실을 뛰어 넘을 것인지 여부는 알려지지 않았습니다.

해당 사이트의 자료 :
https://baesystems.com/
http://aviationweek.com/
https://militaryfactory.com/
https://janes.com/
https://popmech.ru/
https://arstechnica.com/
http://warisboring.com/
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