Bahkan kapal terbang yang paling tidak biasa dibina mengikut prinsip simetri pada awal industri pesawat. Mana-mana pesawat terbang mempunyai pesawat konvensional, di mana sayap konvensional dipasang tegak lurus. Namun, secara beransur-ansur, dengan perkembangan aerodinamik, para pereka mula merenungkan penciptaan pesawat dengan sayap asimetri. Perwakilan dari genius Jerman yang suram adalah yang pertama mencapai ini: pada tahun 1944, projek serupa dicadangkan oleh Richard Vogt, ketua pereka Blohm & Voss. Walau bagaimanapun, projeknya tidak terwujud dalam logam; NASA Amerika AD-1 benar-benar merupakan pesawat pertama dengan sayap putar.
NASA AD-1 (Ames Dryden-1) adalah pesawat eksperimental yang direka untuk mengkaji konsep sayap putar penyapu yang tidak simetri. Menjadi pesawat sayap serong pertama di dunia. Pesawat luar biasa itu dibina di Amerika Syarikat pada tahun 1979 dan melakukan penerbangan pertama pada 21 Disember tahun yang sama. Ujian pesawat dengan sayap putar berlanjutan hingga Ogos 1982, pada masa itu 17 juruterbang berjaya menguasai AD-1. Setelah penutupan program, pesawat dihantar ke Muzium Kota San Carlos, di mana ia masih tersedia untuk semua pengunjung dan merupakan salah satu pameran terpenting yang dipamerkan.
Percubaan Jerman
Di Jerman, semasa Perang Dunia Kedua, mereka bekerja dengan serius dalam membuat pesawat dengan sayap asimetri. Pereka Richard Vogt terkenal dengan pendekatannya yang tidak biasa terhadap penciptaan teknologi penerbangan, dia memahami bahawa skema baru itu tidak akan menghalang pesawat daripada stabil di udara. Pada tahun 1944 dia membuat projek pesawat Blohm & Voss dan P.202. Idea utama pereka Jerman adalah kemungkinan penurunan tarikan yang ketara ketika terbang dengan kelajuan tinggi. Pesawat terbang dengan sayap simetri konvensional, kerana sayap kecil yang disapu mempunyai pekali daya angkat yang tinggi, tetapi ketika dalam penerbangan, sayap berpusing dalam bidang yang selari dengan paksi pesawat, mengurangkan tahap rintangan. Pada masa yang sama, kerja dilakukan di Jerman dengan sapuan sayap simetri klasik pada pejuang Messerschmitt P.1101.
Blohm & Voss dan P.202
Tetapi walaupun di Jerman pada tahun-tahun perang terakhir, projek pesawat Blohm & Voss dan P.202 nampaknya tidak siuman, ia tidak pernah diwujudkan dalam logam, selamanya hanya tinggal dalam bentuk cetak biru. Pesawat yang dirancang oleh Vogt seharusnya menerima rentang sayap 11.98 meter, yang berputar pada engsel tengah pada sudut hingga 35 darjah - dengan sisihan maksimum, lebar sayap berubah menjadi 10.06 meter. Kelemahan utama projek ini dianggap sebagai mekanisme yang berat dan membebankan (menurut perhitungan) untuk memutar sayap, yang memakan banyak ruang di dalam pesawat pesawat, dan ketidakmampuan menggunakan sayap untuk menggantung senjata dan peralatan tambahan juga merupakan kelemahan yang serius.
Anehnya, Vogt bukan satu-satunya pereka Jerman yang memikirkan sayap swing. Projek serupa disiapkan oleh jurutera di Messerschmitt. Projek Me P.1109 yang disampaikan oleh mereka malah mendapat julukan "scissor wing". Projek yang mereka buat mempunyai dua sayap sekaligus. Lebih-lebih lagi, mereka bebas antara satu sama lain. Satu sayap terletak di atas badan pesawat, yang lain - di bawahnya. Semasa memutar sayap atas mengikut arah jam, sayap bawah berputar dengan cara yang sama, tetapi berlawanan arah jam. Reka bentuk ini memungkinkan untuk mengimbangi kualitatif pesawat dengan perubahan asimetrik dalam sapuan. Pada waktu yang sama, sayap dapat berubah pada sudut hingga 60 darjah, sementara ketika mereka berada tegak lurus dengan pesawat pesawat, ia tidak berbeza dengan pesawat biplane klasik. Dengan berbuat demikian, Messerschmitt menghadapi masalah yang sama dengan Blohm & Voss: mekanisme putaran yang sangat kompleks. Walaupun tidak ada satupun pesawat asimetri Jerman yang melampaui projek kertas, harus diakui bahawa Jerman serius mendahului masa mereka dalam pembangunan. Orang Amerika dapat merealisasikan rancangan mereka hanya pada akhir tahun 1970-an.
NASA AD-1 - asimetri terbang
Idea-idea pereka Jerman dilaksanakan secara logam oleh rakan mereka dari Amerika. Mereka mendekati masalah itu secara menyeluruh. Secara bebas dari Jerman pada tahun 1945, jurutera Amerika Robert Thomas Johnson mengemukakan gagasannya mengenai sejenis "sayap gunting", menurut idenya, sayap seperti itu harus menghidupkan engsel khas. Namun, pada tahun-tahun itu, dia tidak dapat merealisasikan idenya, kemampuan teknikal tidak memungkinkan. Ini berubah pada tahun 1970-an ketika teknologi membuat penciptaan pesawat tidak simetri mungkin. Pada masa yang sama, Richard Vogt yang sama, yang berhijrah ke Amerika Syarikat setelah berakhirnya Perang Dunia II, diundang sebagai perunding projek.
Pada masa itu, para pereka sudah mengetahui bahawa pesawat dengan sayap penyapu berubah mempunyai beberapa kekurangan. Kelemahan utama reka bentuk ini termasuk: pergeseran fokus aerodinamik ketika menukar sapuan, yang menyebabkan peningkatan rintangan pengimbangan; peningkatan jisim struktur kerana adanya rasuk kuasa dan engsel pivot pada konsol yang melekat padanya, serta meterai kedudukan sayap pesawat yang ditarik. Kedua-dua kekurangan ini akhirnya menjadi alasan penurunan jajaran penerbangan atau penurunan jisim muatan.
Pada masa yang sama, pekerja NASA yakin bahawa pesawat dengan sayap penyapu tidak simetri (KAIS) akan kehilangan kekurangan yang disenaraikan. Dengan skema seperti itu, sayap akan dipasang pada pesawat pesawat menggunakan satu engsel pivot, dan perubahan sapuan konsol ketika sayap diputar akan dilakukan secara serentak, tetapi memiliki karakter yang berlawanan. Analisis perbandingan pesawat dengan sayap penyapu berubah dari skema standard dan KAIS yang dilakukan oleh pakar NASA menunjukkan bahawa skema kedua menunjukkan penurunan daya tarik sebanyak 11-20 peratus, jisim struktur menurun sebanyak 14 peratus, dan seretan gelombang ketika terbang dengan kelajuan supersonik harus menurun sebanyak 26 peratus. …
Pada masa yang sama, pesawat dengan sayap asimetri mempunyai kekurangannya. Pertama sekali, dengan sudut sapuan besar, kantilever lurus lurus mempunyai sudut serangan efektif yang lebih besar daripada kantilever sapu terbalik, yang membawa kepada asimetri seretan dan, sebagai akibatnya, kepada penampilan momen putaran parasit dalam nada, gulung dan menguap. Masalah kedua ialah KAIS dicirikan oleh peningkatan ketebalan lapisan sempadan dua kali lebih besar di sepanjang rentang sayap, dan sebarang aliran asimetrik aliran menimbulkan gangguan yang kuat. Tetapi, walaupun demikian, diyakini bahawa kesan negatif dapat dihilangkan dengan memperkenalkan sistem kontrol fly-by-wire, yang secara automatik akan mempengaruhi kontrol aerodinamik pesawat, bergantung pada berbagai parameter: sudut serangan, kecepatan penerbangan, sapuan sayap sudut. Bagaimanapun, untuk memeriksa semua pengiraan, perlu membuat model terbang.
Konsep KAIS berjaya diuji pada model tanpa pemandu, setelah itu perlu untuk terus mencipta pesawat penuh. Projek eksperimen ini dinamakan NASA AD-1 atau Ames Dryden-1. Pesawat ini dinamakan sempena pusat penyelidikan yang mengusahakan projek tersebut - NASA Ames dan NASA Dryden. Pada masa yang sama, pakar Boeing bertanggungjawab untuk keseluruhan reka bentuk pesawat. Menurut perhitungan jurutera NASA dan terma rujukan yang ada, syarikat Amerika Rutan Aircraft Factory memasang pesawat yang diperlukan. Pada masa yang sama, salah satu syarat projek ini adalah untuk menjaga anggaran 250 ribu dolar. Untuk ini, pesawat eksperimen dibuat semudah mungkin dari segi teknologi dan murah; enjin yang agak lemah dipasang di pesawat. Pesawat baru siap pada Februari 1979, setelah itu dihantar ke California di lapangan terbang Dryden NASA.
Sayap pesawat eksperimen AD-1 dapat berputar di sepanjang paksi pusat sebanyak 60 darjah, tetapi hanya berlawanan arah jarum jam (penyelesaian ini sangat memudahkan reka bentuk tanpa kehilangan kelebihannya). Putaran sayap pada kelajuan 3 darjah sesaat disediakan oleh motor elektrik padat, yang dipasang di dalam pesawat pesawat tepat di depan mesin utama. Sebagai yang terakhir, dua enjin turbojet Microturbo TRS18 buatan Perancis klasik dengan tujahan 100 kgf masing-masing digunakan. Jarak sayap trapezoid ketika diposisikan tegak lurus dengan badan pesawat adalah 9, 85 meter, dan pada putaran maksimum - hanya 4, 93 meter. Pada masa yang sama, kelajuan maksimum penerbangan tidak melebihi 400 km / j.
Pesawat pertama kali terbang ke langit pada 21 Disember 1979. Dalam penerbangan sulungnya, ia diterbangkan oleh juruterbang ujian NASA Thomas McMurphy. Lepas landas pesawat dilakukan dengan sayap tetap tegak lurus, sudut putaran sayap berubah sudah dalam penerbangan setelah mencapai kelajuan dan ketinggian yang diperlukan. Selama 18 bulan berikutnya, dengan setiap penerbangan ujian baru, sayap pesawat AD-1 diputar 1 darjah, sambil mencatat semua petunjuk penerbangan. Hasilnya, pada pertengahan 1980, pesawat eksperimen mencapai sudut sayap maksimum 60 darjah. Penerbangan ujian berterusan sehingga Ogos 1982, dengan jumlah 79 penerbangan pesawat. Kebetulan bahawa pada penerbangan terakhir pada 7 Ogos 1982, pesawat itu diangkat oleh Thomas McMurphy, sementara 17 juruterbang yang berbeza terbang di atasnya sepanjang masa ujian.
Program ujian mengandaikan bahawa hasil yang diperoleh akan membantu menggunakan perubahan asimetrik pada penyapu sayap ketika melakukan penerbangan antarbenua yang panjang - kelajuan dan ekonomi bahan bakar seharusnya terbayar dengan cara terbaik pada jarak yang sangat jauh. Pesawat NASA AD-1 eksperimental mendapat ulasan positif daripada juruterbang dan pakar, tetapi projek itu tidak mendapat pengembangan lebih lanjut. Masalahnya adalah bahawa program ini pada awalnya dilihat sebagai program penyelidikan. Setelah menerima semua data yang diperlukan, NASA hanya mengirim pesawat unik ke hangar, dari mana ia kemudian dipindahkan ke muzium penerbangan. NASA selalu menjadi organisasi penyelidikan yang tidak menangani pembinaan pesawat terbang, dan tidak ada pengeluar pesawat terbesar yang berminat dengan konsep sayap berputar. Secara lalai, mana-mana kapal penumpang antara benua lebih kompleks dan lebih besar daripada pesawat "mainan" AD-1, oleh itu syarikat tidak mengambil risiko. Mereka tidak ingin melabur dalam penyelidikan dan pengembangan, walaupun reka bentuk yang menjanjikan, tetapi masih mencurigakan. Menurut mereka, masa untuk inovasi dalam bidang ini belum tiba.
Prestasi penerbangan NASA AD-1:
Dimensi keseluruhan: panjang - 11, 8 m, tinggi - 2, 06 m, lebar sayap - 9, 85 m, kawasan sayap - 8, 6 m2.
Berat kosong - 658 kg.
Berat lepas landas maksimum - 973 kg.
Loji janakuasa adalah 2 enjin turbojet Microturbo TRS18-046 dengan tujahan 2x100 kgf.
Kelajuan pelayaran - 274 km / j.
Kelajuan maksimum adalah hingga 400 km / j.
Krew - 1 orang.
