Feltet for luftfart har produsert noen interessante design i løpet av sin århundrelange historie. Dette er det som kalles Flying Wings, en type fastvingede fly som består av en enkelt fløy.
Selv om dette konseptet har blitt undersøkt nesten så lenge flymaskiner har eksistert, er det først i løpet av de siste tiårene at dets virkelige potensial er blitt realisert. Og når det gjelder fremtiden for romfart, er det ett konsept som forventes å se mye mer i veien for forskning og utvikling.
Beskrivelse:
Per definisjon er en flygende vinge et luftfartøy som ikke har noen definitiv flykropp, med det meste av mannskap, nyttelast og utstyr som er plassert inne i hovedvingestrukturen. Fra toppen ser en flygende vinge ut som en chevron, med vingene som utgjør ytterkantene og den fremre midten tjener som cockpit eller pilotseter. De kommer i mange varianter, alt fra jetjager / bombefly til håndflygere og seilfly.
En ren flygende vinge er teoretisk sett den mest aerodynamisk effektive (laveste dra) designkonfigurasjonen for et fastvinget fly. Det tilbyr også høy strukturell virkningsgrad for en gitt vingedybde, noe som fører til lett vekt og høy drivstoffeffektivitet.
Utviklingshistorie:
Tailless håndverk har eksistert siden Wright Brothers tid. Men det var først etter første verdenskrig, takket være en omfattende utvikling i krigstid med monoplaner, at et håndverk uten ekte flykropp ble mulig. En tidlig ildsjel var Hugo Junkers som patenterte ideen for en flyvingbar lufttransport i 1910.
Dessverre betydde begrensninger som ble innført av Versailles-traktaten om tysk luftfart at hans visjon ikke ble realisert før i 1931 med Junker's G38. Selv om denne designen var revolusjonerende, krevde det fortsatt en kort flykropp og en haleseksjon for å være aerodynamisk mulig.
Flygende vingdesign ble eksperimentert med omfattende på 30- og 40-tallet, spesielt i USA og Tyskland. I Frankrike, Storbritannia og USA ble mange design produsert, selv om de fleste var seilfly. Imidlertid fantes det unntak, som Northrop N1M, et prototype all-wing-fly og den langt mer imponerende Horten Ho 229, den første jetdrevne flyvingen som fungerte som en fighter / bombefly for det tyske flyvåpenet i WWII.
Dette flyet var en del av en lang serie eksperimentelle fly produsert av Nazi-Tyskland, og var også det første fartøyet som innarbeidet teknologi som gjorde det vanskeligere å oppdage på radar - aka. Stealth-teknologi. Hvorvidt dette var forsettlig eller en utilsiktet konsekvens av dens utforming, gjenstår imidlertid gjenstand for spekulasjoner.
Etter 2. verdenskrig inspirerte dette flyet flere generasjoner eksperimentelle fly. Den mest bemerkelsesverdige av disse er YB-49-langdistansebomberen, A-12 Avenger II, B-2 Stealth Bomber (ellers kjent som Spirit), og en rekke deltavingede fly, som Canadas egen Avro -105, også kjent som Avro Arrow.
Nylige utviklinger:
Nyere eksempler på fly som inneholder den flygende vingen design inkluderer X-47B, en demonstrasjon ubemannet kampflybil (UCAV) som for tiden er i utvikling av Northrop Grumman. X-47B er designet for operatørbaserte operasjoner og er et resultat av samarbeid mellom Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) og US Navy's Unmanned Combat Air System Demonstration (UCAS-D) -program.
X-47B fløy første gang i 2011, og fra og med 2015 gjennomførte de to aktive demonstrantene en serie flystripe- og transportørbaserte landinger. Etter hvert håper Northrop Grumman å utvikle prototypen X-47B til et slagfeltklart fly kjent Umannass Carrier-Launched Airborne Surveillance and Strike (UCLASS) -systemet, som forventes å komme i tjeneste på 2020-tallet.
Et nytt tak på konseptet kommer i form av den toveis flygende vingen. Denne typen design består av en langspennet, lavhastighetsvinge og en kortspennet høyhastighetsvinge som er sammenføyet i en enkelt flyramme i form av et ujevnt kors. Det foreslåtte fartøyet skulle ta av og lande med lavhastighetsvingen over luftstrømmen, og deretter rotere en kvart omgang slik at høyhastighetsvingen vender mot luftstrømmen for supersonisk reise.
Designet hevdes å ha lavbølgedrag, høy subsonisk effektivitet og liten eller ingen sonisk bom. Lavhastighetsvingene har sannsynligvis en tykk, avrundet luftplate som kan inneholde nyttelasten og et bredt spenn for høy effektivitet, mens høyhastighetsvingen vil ha en tynn, skarpkantet luftfett og et kortere spenn for lav drag med supersonisk hastighet .
I 2012 kunngjorde NASA at den var i ferd med å finansiere utviklingen av et slikt konsept, kjent som Supersonic Bi-Directional Flying Wing (SBiDir-FW). Dette kom i form av at Office of the Chief Technologist delte ut et tilskudd på $ 100 000 til en forskningsgruppe ved University of Miami (ledet av professor Gecheng Zha) som allerede arbeidet med et slikt fly.
Siden Wright Brothers først tok seg i luften i et fly laget av lerret og trevirke for over hundre år siden, har luftfartsingeniører tenkt lenge og hardt på hvordan vi kan forbedre vitenskapen om flyging. Hver gang en stund, er det de som vil forsøke å "finne opp hjulet på nytt", kaste ut det gamle paradigmet og produsere noe virkelig revolusjonerende.
Vi har skrevet mange artikler om Flying Wing for Space Magazine. Her er en artikkel om testing av prototypeblandede vingefly, og her er noen jetbilder.
Hvis du vil ha mer informasjon om NASAs flyprogrammer, kan du sjekke ut NASAs Dryden-fotosamling, og her er en lenke til forskjellige NASA-forskningsfly.
Vi har også spilt inn mange relaterte episoder av Astronomy Cast. Hør her, Episode 100: Rockets.
kilder:
- NASA - Flying Wing
- Wikipedia - Flying Wing
- Military Factory - Flying Wing Aircraft fra opprinnelse til i dag
