На лето этого года в NASA запланированы очередные испытания систем так называемых трансформируемых адаптивных крыльев, разрабатываемых в США по технологии Active Aeroelastic Wing, идея которой воплотить в авиационной технике механизм работы птичьего крыла. С помощью крыльев, которые подстраиваются под различные режимы полета, можно существенно увеличить управляемость самолетами и улучшить их другие технические характеристики.

Разработкой адаптивных крыльев занимаются сразу несколько научно-исследовательских групп США под эгидой Исследовательского центра процессов полета Драйдена NASA в кооперации с такими монстрами авиационной отрасли США, как Air Force Research Laboratory и Boeing’s Phantom Works. На создание технологии с середины 90-х годов было потрачено более 45 млн. долл., и уже есть масса интересных результатов. Заявляется, что такие крылья дадут самолетам поистине невиданные тактико-технические характеристики.

"Представьте, что во время полета крыло не просто меняет стреловидность, но растягивается и трансформируется определенным образом, - рассказывает РБК daily начальник отделения аэродинамики ЦАГИ Сергей Ляпунов. - К примеру, для каждого режима полета можно спроектировать свое крыло, которое будет наиболее эффективно только на определенных скоростях. В режиме посадки нужно одно крыло, для преодоления сверхзвукового барьера - другое, а для спокойного и экономичного полета - третье. Если же построить самолет только с одним типом крыла, например, стреловидным - наиболее благоприятным для высоких скоростей, то во время маневрирования и во время посадки самолет будет вести себя неустойчиво. Поэтому инженеры уже давно вынашивают идею построить такое крыло, которое бы смогло само подстраивать свою форму под тот или иной режим полета".

Предполагается, что крыло под управлением компьютера будет принимать наиболее эффективную форму для полета. Из-за чего снижается потребление топлива. Кроме того, на дальних маршрутах из-за выработки топлива вес самолета сокращается. И это изменение тоже требует коррекции.

Больше всего в появлении аморфных крыльев заинтересованы военные инженеры, проектирующие планеры по технологии stealth (обеспечивает радионевидимость). Трансформируемое крыло можно выполнить более гладким, без резких граней между элеронами и закрылками, тем самым повысив радионевидимость аппарата. С такими крыльями самолеты смогут противостоять радарам не только в одном определенном режиме, как это происходит на имеющихся образцах stealth-технологии - F-117 и В-2, но и на других режимах, таких как патрулирование на больших высотах или даже во время атаки наземных целей противника.

"Концепция трансформируемого крыла живет с тех самых пор, как только появились первые самолеты, - продолжает Сергей Ляпунов. - Еще на первых аэропланах братьев Райт вместо обычных элеронов применялись растяжки, загибающие концы крыльев, тем самым изменяя крен аппарата".

Позднее авиаконструктор Игорь Сикорский предложил вместо сложных аморфных законцовок применять элероны, которые оказались намного удобнее в эксплуатации. Затем с ростом скорости аэропланов потребовалось изменение профиля крыла для снижения их посадочной скорости. В обиход вошли закрылки, выдвигающиеся из задней кромки крыла и увеличивающие подъемную силу на малых скоростях. Такие системы успешно применяются до сих пор.

"С появлением реактивных двигателей стали необходимы крылья с изменяемой стреловидностью, - рассказывает РБК daily начальник отдела перспектив авиационной техники ЦАГИ Владимир Вермель. - Они в зависимости от скорости могли бы менять свое положение. С конца 50-х началась их разработка, и вскоре такие крылья стали устанавливаться на военные самолеты".

Первый американский серийный боевой самолет с крылом изменяемой стреловидности F-111 начал проектироваться в США в 1958 году, но из-за сложностей технического характера смог подняться в воздух только 12 февраля 1967 года. Первые советские боевые самолеты с изменяемой стреловидностью крыла МиГ-23 и Су-17 были показаны в Домодедово несколько позже - 9 июля 1967 года. Серийное же производство самолетов началось в 1972-1973 годах. И сейчас без крыльев с изменяемой стреловидностью нельзя представить ни одного современного сверхзвукового самолета.

"С применением новых композитных материалов можно добиться плавного изменения конструкции не только крыла, но и планера самолета", - утверждает в беседе с РБК daily ведущий сотрудник отдела перспектив авиационной техники ЦАГИ Евгений Скворцов. По его словам, такая концепция летательного аппарата черпает идеи из живой природы. "Птицы в полете поджимают перья, складывают крылья, хвост или, наоборот, расправляют их и чувствуют себя в воздухе, как в родной стихии, - рассказывает Сергей Ляпунов. - И человеку было бы неплохо воплотить эти идеи для самолетов".

По словам г-на Вермеля, добиться эффективного изменения формы можно при помощи новых композитных материалов и пьезоэлементов, которые при малых токах создают значительные усилия, трансформируя конструкцию крыла. Испытания подобных систем проходят сейчас в исследовательском центре Драйдена NASA на авиабазе Эдвардс в Калифорнии. Трансформируемыми крыльями специалисты оснастили серийный боевой самолет F/A-18. Ряд экспериментальных полетов проходил в 2003 году, а на это лето запланирован еще один комплекс испытаний. Крыло способно лишь изгибаться в профиле сечения, становясь похожим на пропеллер, что увеличивает управляемость. В Центре Драйдена реализовывается и другой проект. Здесь проектируются крылья, которые смогут выпрямляться и увеличивать свою толщину. Например, при посадке изменяется их кривизна, а концы крыльев будут расщепляться для более тонкого управления аппаратом.

В университете штата Пенсильвания под эгидой агентства оборонных исследований США DARPA ведутся разработки более сложного трансформируемого крыла, которое может менять не только форму поперечного сечения и стреловидность, но и свою площадь. Основа этих крыльев - силовая структура на шарнирах, выполняющая роль подвижных "костей" и "связок", а также сегментированная чешуйчатая обшивка. "Правда, при их проектировании инженеры неизменно сталкиваются с серьезными трудностями, - продолжает Сергей Ляпунов. - Конструкция крыла получается очень сложной для производства. Кроме того, увеличивается его вес и снижается надежность".

Именно поэтому ведущие авиастроительные корпорации не спешат применять аморфные крылья на практике. По мнению специалистов, первые их образцы могут устанавливаться на беспилотные разведывательные аппараты. И при положительных результатах эксплуатации впоследствии они постепенно перекочуют на военные истребители. Ожидать очередной революции в авиастроении можно через 15-20 лет....