이론, 실습 및 관점. 미국 수중 항공기 프로젝트
NSWC Carderock의 잠수함 비행기 변형 중 하나
수십 년 동안 공기 역학적 비행과 스쿠버 다이빙을 번갈아 수행 할 수있는 장치 인 수중 항공기의 다양한 프로젝트와 개념이 정기적으로 나타났습니다. 객관적인 한계와 어려움으로 인해 이러한 종류의 프로젝트는 실제 적용에 도달하지 못했습니다. 그러나이 분야에 대한 연구는 계속되고 있으며 그 주도적 역할은 미국에 남아 있습니다. 그들의 해군은 특이한 등급의 장비에 큰 관심을 보입니다.
객관적인 어려움
잠수정 항공기 프로젝트는 여러 가지 객관적인 어려움에 직면 해 있습니다. 근본적으로 다른 두 기능의 조합은 항상 설계를 복잡하게하여 그중 하나의 기능을 상실합니다. 글라이더, 추진 시스템, 화물창 등의 상황에서도 유사한 문제가 발생합니다.
XNUMX 년대 말 미 해군의 해군 수상전 센터 카데 록 사단은 잠수함 항공기에 관한 또 다른 연구를 수행했습니다. 이러한 프로젝트에서 일반적인 작업과 문제의 정확한 범위를 구성하고 현재 기술을 기반으로 솔루션 옵션을 제안했습니다. 이 R & D의 마지막 단계에서 이러한 제안이 스케일 모델의 테스트를 통해 확인되는 것이 중요합니다.
NSWC Carderock의 장치 레이아웃
잠수 할 수있는 항공기는 공중을 날고 수심에서 수압을 견딜 수있는 가볍고 튼튼한 글라이더가 필요합니다. 또한 필요한 모든 장치와 구획을 제공해야합니다. 따라서 항공기에는 방대한 연료 탱크가 필요하고 잠수함에는 밸러스트 탱크가 필요합니다.
동력 장치 설계는 주요 과제입니다. 은밀한 다이빙과 공중 비행은 추진 시스템마다 근본적으로 다른 프로세스입니다. 결과적으로 장치에는 두 개의 개별 모터 또는 일종의 결합 시스템이 있어야합니다.
복잡한 온보드 장비를 형성하는 데 특정 어려움이 예상됩니다. 잠수함 비행기는 다른 조건에서 교대로 작동 할 수있는 특별한 탐색 및 통신 수단이 필요합니다. 이 요소는 복잡한 무기, 화물칸 등을 구성 할 때도 고려해야합니다.
수중익
현대 프로젝트 중에서 가장 흥미롭고 잘 발달 된 것은 언급 된 연구의 틀 안에서 미국 NSWC 센터가 2010 년에 형성 한 개념입니다. 이 작업의 목적은 해상 플랫폼에서 이륙하여 400 마일을 비행하고 수 중에서 12 해리를 통과 한 다음 전투 수영 선수를 착륙시킬 수있는 잠수정 항공기를 만들 가능성을 결정하는 것이 었습니다. 그런 다음 플랫폼으로 돌아 가야했습니다. 수중 체류 기간은 3 일 수준으로 설정되었습니다.
스케일 모델은 물에서 벗어납니다. NSWC Carderock 보고서의 사진
큰 돌출 된 동체, 휩쓸린 리딩 엣지 및 상부 및 하부 표면의 엔진이있는 "플라잉 윙"레이아웃이 최적으로 간주되었습니다. 날개는 다양한 목적으로 탱크와 물 탱크에 주어졌습니다. 추진 시스템에는 비행 용 터보 팬 엔진 한 쌍과 항해 용 전기 모터가있는 방향타가 포함되었습니다. 동체와 날개 내부에는 XNUMX 명의 승무원을위한 조종석과 XNUMX 명의 낙하산 병을위한 별도의 구획을 배치 할 수있었습니다. 이착륙을 위해 특별한 스키 섀시가 제공되었습니다.
NSWC Carderock은 두 가지 버전의 잠수함 항공기를 개발했습니다. 더 큰 것은 날개 길이가 약. 길이는 약 33m입니다. 10m, 계산 된 질량은 17,7 톤에 달했고, 순항 속도는 공중에서 시속 200 마일, 수 중에서 6 노트로 결정되었습니다. 다른 매개 변수는 원래 할당과 일치해야합니다.
이러한 아이디어에 따라 여러 프로토 타입이 제작되었습니다. 그들의 도움으로 그들은 공중 및 이착륙 모드에서 비행을 시작했습니다. 다이빙과 얕은 깊이에서의 작업의 특성도 조사되었습니다. 명백한 이유로 가장 큰 어려움은 한 환경에서 다른 환경으로의 전환 문제로 인해 발생했습니다. 그럼에도 불구하고 부품 및 어셈블리에 가장 적합한 옵션을 찾고 다양한 프로세스를 수행하는 가장 편리한 방법을 형성 할 수있었습니다.
비행 중에 Flimmer. NRL의 사진
이 연구 결과를 바탕으로 NSWC Carderock은 이용 가능한 기술을 기반으로화물 승객 잠수정 항공기를 만들 수있는 근본적인 가능성을 언급했습니다. 그러나 알려진 한,이 연구 작업은 개발되지 않았고 제안 된 모습은 실제 프로젝트에서 사용되지 않았습니다. 그러나 지금까지 비밀로 남아있는 실험적인 디자인 작업의 출시 가능성에 대한 소문이 해외로 퍼지고 있습니다.
바다 글라이더
XNUMX 년대 중반, 해군 연구소 (ONR)와 해군 연구소 (NRL)는 특정 임무에 적합한 새로운 버전의 잠수함 항공기를 시연했습니다. 이러한 제품을 사용하여 대 잠수함 방어를 강화하는 것이 제안되었습니다.
먼저 NLR의 Flimmer (Flyer and Swimmer에서 형성)가 나왔습니다. 그것은 개발 된 스핀들 모양의 동체와 끝 부분에 용골이있는 강력한 날개를 가진 꼬리없는 장치였습니다. 꼬리에는 푸셔 프로펠러가있었습니다. 나중에 Flying Sea Glider는 직선 날개와 전체 꼬리가있는 정상적인 공기 역학적 디자인으로 나타났습니다. 이 장치는 활공 비행을위한 것이며 엔진이 없습니다.
Flimmer / Flying Sea Glider 개념은 무인 비행기- 대잠 무기로서의 잠수함. 그런 제품은 항공모함에서 떨어뜨려 바다 위를 날아가 수중 표적을 찾아야 한다. 그것을 찾으면 UAV가 튀어 나와 물속에 들어가야합니다. 그런 다음 그는 적 잠수함을 조준하고 탄두로 공격합니다. Flimmer의 첫 번째 버전은 독립적인 비행과 수영이 가능했습니다. Flying Sea Glider는 수중 글라이더의 원리로 작동하고 축적된 에너지로 인해 물속에서만 이동하도록 되어 있었습니다.
Flying Sea Glider의 초기 버전. 사진 미국 정부 임원
2015-18 년. 두 종류의 잠수함 드론이 테스트를 거쳐 할당 된 작업을 해결하는 능력을 확인했습니다. 제안 된 대 잠수함 UAV 개념은 프로젝트 개발을 크게 단순화했다는 점에 유의해야합니다. "편도"비행에는 ONR 및 NRL의 두 제품이 필요합니다. 물에서 나오거나 이륙 할 수 없습니다.
단순화 과정
2018 년에 노스 캐롤라이나 대학의 전문가들은 DARPA가 의뢰 한 무인 잠수함 주제에 대한 연구 개발 정보를 발표했습니다. "바닷새에서 영감을받은"항공기 설계 장치는 필요한 테스트를 통과했으며 두 환경에서 작업 할 수있는 능력과 그 사이의 전환을 성공적으로 입증했습니다.
이 장치는 1,42m의 직선 날개 스팬으로 일반적인 공기 역학적 설계에 따라 제작되었습니다. 제품의 길이는 1,32m입니다. 비행을 위해 스핀들 모양의 동체의 뱃머리에 프로펠러가 달린 전기 모터가 배치되었습니다. 중앙 볼륨은 배터리 및 컨트롤에 제공되었습니다. 동체의 꼬리 부분, 관형 빔 앞에 물속에서 움직일 수있는 모터가있었습니다. 긴 샤프트를 사용하여 테일 유닛 내부에 장착 된 프로펠러를 회전 시켰습니다.
충격의 힘을 줄이기 위해 높은 공격 각으로 물에 착륙했습니다. 그 후 표준 조향 표면을 사용하여 UAV가 잠길 수 있습니다. 이륙 절차는 특정 깊이에서 시작되었습니다. 장치는 수직 위치를 차지하고 프로펠러 모터로 인해 상승하기 시작했습니다. 수면 위로 기수를 들어 드론은 비행 엔진을 켰다.
바닷새에서 영감을 얻은 UAV가 물에서 이륙합니다. 노스 캐롤라이나 대학교 사진
노스 캐롤라이나 대학과 DARPA의 프로젝트에서 잠수함 항공기의 매우 간단한 계획이 구현되어 필요한 기능을 보여주었습니다. 그러나 이러한 아이디어의 발전에 대해서는 알려진 바가 없습니다. 아마도 이러한 아키텍처는 소규모로만 고성능을 보여줄 수 있습니다. 이러한 종류의 풀 사이즈 항공기를 만드는 것은 매우 어렵고 원하는 모든 기능을 제공하지 못할 것입니다.
불분명 한 미래
따라서 국방부와 그 다양한 구조는 수중 항공기에 대한 관심을 잃지 않으며 때때로 이러한 종류의 새로운 샘플 개발을 시작합니다. 그러나 이러한 프로그램의 결과는 여전히 다소 겸손합니다. 특정 기능과 장점을 가진 이러한 항공기의 여러 개념이 실제로 개발되고 테스트되었지만 더 이상 진행되지는 않습니다. 연구 프로젝트 중 어느 것도 미래의 실제 적용을 위해 예비 된 본격적인 프로젝트로 발전하지 않았습니다.
이에 대한 주된 이유는 비용과 잠재적 이익의 특정 비율로 간주 될 수 있습니다. 근본적인 가능성에도 불구하고 잠수함 항공기의 본격적인 개발은 여전히 불쾌한 것으로 간주됩니다. 동시에 그들은이 분야의 연구와 유망한 해결책을 찾는 데 충분한주의를 기울입니다. 또한 공군이나 해군에서 비정상적인 디자인의 가능성이 불확실합니다. 전통적인 모습의 다른 수단과 시스템에 비해 장점도 의심 스럽다.
따라서 과거와 현재 모두 수중 항공기 분야의 모든 새로운 프로젝트의 주요 결과는 과학, 설계 및 실제 경험입니다. 실제 프로젝트에서 사용할지 여부는 잠재 고객에 따라 다릅니다. 지금까지 유망한 기술에 대한 모든 관심으로 미 해군과 공군은 기존 솔루션을 선호합니다.
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