מהו אגף מעופף?

תחום התעופה ייצר כמה עיצובים מעניינים במהלך ההיסטוריה של מאה השנים האחרונות. זה מה שמכונה כנפיים מעופפות, סוג של מטוסים עם כנף קבועה המורכב מאגף בודד.

אמנם מושג זה נחקר כמעט כל עוד קיימות מכונות טיסה, אך רק בעשרות השנים האחרונות התממש הפוטנציאל האמיתי שלו. וכשמדובר בעתיד החלל והחלל, זהו מושג אחד שצפוי לראות הרבה יותר בדרך של מחקר ופיתוח.

תיאור:

מעצם הגדרתו, אגף מעופף הוא כלי טיס שאין לו גוף מטוס מוגדר, כאשר רוב אנשי הצוות, המטען והציוד שוכנים בתוך מבנה הכנף הראשי. מלמעלה, כנף מעופפת נראית כמו שברון, כאשר הכנפיים מהוות את שוליה החיצוניים והאמצע הקדמי משמש כקוקפיט או מושב הטייס. הם מגיעים בזנים רבים, החל ממטוס הלוחם / מפציץ ועד דאונים ומטוסי יד.

אגף מעופף נקי הוא תיאורטית התצורה העיצובית היעילה ביותר של האווירודינמיות (הגרירה הנמוכה ביותר) עבור מטוס כנף קבוע. זה גם מציע יעילות מבנית גבוהה לעומק כנף נתון, מה שמוביל למשקל קל ויעילות דלק גבוהה.

היסטוריה של התפתחות:

מלאכה נטולת זנב קיימת מאז תקופת האחים רייט. אך רק לאחר מלחמת העולם הראשונה, הודות להתפתחויות נרחבות בזמן המלחמה עם מונופלאנים, הפכה מלאכה ללא מטוס גוף אמיתי. מתלהב מוקדם היה הוגו ג'ונקרס, שהפטנט על הרעיון להובלה אווירית בלבד באגף בשנת 1910.

לרוע המזל, הגבלות שהטיל חוזה ורסאי על תעופה גרמנית פירושו כי חזונו לא התגשם עד שנת 1931 עם G38 של Junker. תכנון זה, אם כי מהפכני, עדיין דרש גוף מטוס קצר וחתך זנב כדי להיות אפשרי אווירודינמית.

ניסויים רבים עיצובים של כנפיים מעופפות בשנות השלושים והארבעים, במיוחד בארצות הברית ובגרמניה. בצרפת, בריטניה וארה"ב, הופקו עיצובים רבים, אם כי רובם היו דאונים. עם זאת, היו יוצאים מן הכלל, כמו נורת'רופ N1M, מטוס כל הכנפיים האבטיפוס וההורטה הו 229 המרשים בהרבה, האגף המעופף הראשון עם מטוס סילון ששימש כלוחם / מפציץ עבור חיל האוויר הגרמני במלחמת העולם השנייה.

כלי טיס זה היה חלק מסדרה ארוכה של מטוסים ניסיוניים המיוצרים על ידי גרמניה הנאצית, והיה גם כלי השיט הראשון ששילב טכנולוגיה שהקשתה על גילויו ברדאר - aka. טכנולוגיית התגנבות. עם זאת, בין אם זו הייתה מכוונת או תוצאה בלתי מכוונת של העיצוב שלה נותרה נושא ההשערה.

לאחר מלחמת העולם השנייה, מטוס זה היווה השראה לכמה דורות של מטוסים ניסיוניים. הבולטים שבהם הם מפציץ ה- YB-49 לטווח הארוך, הנוקם A-12 II, מפציץ התגנבות B-2 (הידוע גם בכינויו הרוח), ושלל מטוסים מכונפי דלתא, כמו אברו של קנדה עצמה. -105, המכונה גם חץ אברו.

התפתחויות אחרונות:

דוגמאות עדכניות יותר לכלי טיס המשלבים את עיצוב הכנף המעופפת כוללים את ה- X-47B, הפגנת רכב אוויר קרבי בלתי מאויש (UCAV) שנמצא כעת בפיתוח על ידי נורת'רופ גרוממן. ה- X-47B, מיועד לפעולות מבוססות ספקים, הוא תוצאה של שיתוף פעולה בין סוכנות הפרויקטים למחקר מתקדם של ההגנה (DARPA) לתוכנית UCAS-D (חילוץ בלתי מאויש של חיל הים האמריקני) של חיל הים האמריקני.

ה- X-47B טס לראשונה בשנת 2011, ונכון לשנת 2015, שני המפגינים הפעילים שלו ביצעו בהצלחה סדרת נחיתות על בסיס נתיבי אוויר ונוס. בסופו של דבר, נתרופ גרוממן מקווה לפתח את אב-הטיפוס X-47B לכלי טיס מוכן בשדה קרב המכונה מערכת המעקב וההתקפה המוטסת של Unmanned Carrier-Lawned Airborne (UCLASS), שצפויה להיכנס לשירות בשנות ה- 2020.

נקודה נוספת בנושא הקונספט מגיעה בצורה של האגף המעופף הדו כיווני. סוג זה של עיצוב מורכב מכנף ארוכת טווח, מהירה נמוכה וכנף במהירות גבוהה ואורך מהיר, המחוברים למסגרת אוויר יחידה בצורת צלב לא אחיד. כלי השיט המוצע ימריא ונחת עם הכנף במהירות נמוכה על פני זרימת האוויר, ואז יסתובב רבע פנה כך שהאגף המהיר יעמוד מול זרימת האוויר לנסיעות קולית.

על פי הטענה, העיצוב כולל גרירת גל נמוכה, יעילות תת-sonson גבוהה ומעט או ללא בום קוליים. לכנפיים המהירות הנמוכה יש ככל הנראה כיסא אוויר עבה ומעוגל שמסוגל להכיל את העומס ואת טווח הרווחים לטובת יעילות גבוהה, ואילו לכנף המהירה תהיה קורת אוויר דקה וחד-קצוות וטווח קצר לגרירה נמוכה במהירות העל-קולית. .

ב -2012 הודיעה נאס"א כי היא נמצאת בתהליך מימון פיתוח של מושג כזה, המכונה הכנף המעופף הדו-כיווני הסופרסוני (SBiDir-FW). זה הגיע בצורה של משרד הטכנולוגולוג הראשי שהעניק מענק של 100,000 דולר לקבוצת מחקר באוניברסיטת מיאמי (בהובלתו של פרופסור ג'צ'נג ג'ה) שכבר עבדו על מטוס כזה.

מאז שהאחים רייט עלו לראשונה לאוויר במטוס העשוי קנבס ועץ לפני למעלה ממאה שנה, מהנדסי אווירונאוטיקה חשבו זמן רב וקשה כיצד אנו יכולים להשתפר במדע הטיסה. מדי פעם יש מי שינסו "להמציא את הגלגל מחדש", לזרוק את הפרדיגמה הישנה ולהפיק משהו מהפכני באמת.

כתבנו מאמרים רבים על מגזין האגף המעופף לחלל. הנה מאמר על בדיקת מטוסי הכנף המעורבים באב-טיפוס, והנה כמה תמונות סילון.

אם תרצה לקבל מידע נוסף על תוכניות המטוסים של נאס"א, עיין באוסף הצילומים של Dryden של נאס"א, והנה קישור למטוסי מחקר שונים של נאס"א.

הקלטנו גם פרקים רבים הקשורים לאסטרונומיה קאסט. האזינו כאן, פרק 100: רקטות.

מקורות:

• נאס"א - האגף המעופף
• ויקיפדיה - האגף המעופף
• מפעל צבאי - מטוסי כנף מעופפים ממוצא ועד ימינו