Do tej pory w naszym kraju i za granicą powstało bardzo wiele bezzałogowych systemów latających o różnym przeznaczeniu. Podczas budowy BSP wykorzystuje się szeroką gamę pomysłów i rozwiązań, m.in. wszystkie główne schematy aerodynamiczne. Układ "latającego skrzydła" jest dość popularny, ponieważ oferuje dobrze znane zalety - a jednocześnie prowadzi do pewnych ograniczeń.
W naszym kraju temat latającego skrzydła został podjęty kilkadziesiąt lat temu, ale ten kierunek nie odniósł większego sukcesu. W dziedzinie lotnictwa załogowego opracowano inne schematy, m.in. strukturalnie podobne, takie jak układ bezogonowy lub integralny.
Sytuacja zmieniła się jednak dramatycznie wraz z rozpoczęciem aktywnego i masowego rozwoju bezzałogowych statków powietrznych. W tym obszarze udało się w pełni zrealizować – i uruchomić – wszystkie główne zalety „latającego skrzydła” w różnych klasach wyposażenia. Rozważmy najciekawsze przykłady zastosowania takiego schematu w krajowych bezzałogowcach.
Klasa światła
Na początku lat 2000 pojawił się pierwszy bezzałogowy samolot przyszłej rodziny Eleron firmy ENIX. Był to ultralekki pojazd o wadze 3400 g i rozpiętości skrzydeł poniżej 1,5 m. Przy pomocy zespołu napędzanego elektrycznym śmigłem mógł osiągać prędkość ponad 100 km/h i latać przez 70-75 minut. Ładunkiem drona były kamery dzienne i nocne.
Później pojawiły się nowe próbki rodziny, takie jak „Eleron-10”. Jego skrzydło wzrosło do 2,2 m rozpiętości, a masa wzrosła do 15,5 kg. Dzięki większym i pojemniejszym akumulatorom jest w stanie utrzymać się w powietrzu przez 2, 5 godzin i pracować w odległości co najmniej 50 km od operatora (z transmisją sygnału wideo). Wszystkie próbki rodziny Eleron znalazły zastosowanie w wojsku i organach ścigania.
Można również zwrócić uwagę na linię UAV ZALA 421 firmy ZALA Aero Group. Ta rodzina obejmuje bezogonowe, latające skrzydła, a nawet tiltrotor i multikopter. Urządzenia ważące w kilogramach są w stanie przelecieć dziesiątki kilometrów i przenosić sprzęt rozpoznawczy. Niektóre z tych próbek są przyjmowane do dostawy i są produkowane masowo. Wyróżnia się amunicja krążąca ZALA KUB. Ten produkt ma również cechy latającego skrzydła.
Waga ciężka
Z wielu powodów schemat „latającego skrzydła” nie znalazł zastosowania w krajowych projektach klasy średniej, ale przydał się przy tworzeniu ciężkich próbek. Ze względu na wielkość i funkcję jaką oferują, takie projekty niezmiennie przyciągają uwagę publiczności i profesjonalistów.
W 2007 roku RSK MiG zaprezentował pełnowymiarowy model ciężkiego bojowego bezzałogowca Skat. Projekt przewidywał budowę maszyny o wadze 20 ton o rozpiętości skrzydeł 11,5 m oraz silnika turboodrzutowego. Prędkość projektowa osiągnęła 850 km/h, zasięg 4000 km. Dron miał zabrać na pokład do 6 ton broni w 4 punktach wewnętrznego zawieszenia. Wraz z makietą „Skat” zademonstrowano kilka kompatybilnych z nią typów uzbrojenia samolotów kierowanych.
W przyszłości los projektu pozostał niejasny. Wspominano go co kilka lat, ale bez wzmianki o jakimkolwiek postępie. Jednocześnie, jak twierdzono, prace zatrzymano i kontynuowano. Najnowsze wiadomości tego rodzaju pojawiły się rok temu - i od tego czasu nie było żadnych nowych wiadomości.
W czerwcu 2018 roku z hali montażowej wywieziono doświadczony ciężki BSP S-70 „Okhotnik” opracowany przez firmę „Sukhoi”. Rozpiętość skrzydeł tej maszyny szacowana jest na 18-20 m, masa startowa co najmniej 20 t. Zastosowano jeden silnik turboodrzutowy. Ładowność w wewnętrznych przedziałach to kilka ton. Według różnych źródeł, bezzałogowy statek powietrzny jest sub- lub transoniczny. Zastosowano zaawansowany automatyczny system sterowania, zdolny do interakcji z operatorem lub innym statkiem powietrznym.
Pierwszy lot Okhotnika odbył się 3 sierpnia 2019 r., a testy w locie wciąż trwają. S-70 działa niezależnie iw połączeniu z myśliwcem Su-57. Nie wiadomo, kiedy zakończą się prace rozwojowe i rozpocznie się masowa produkcja.
Korzyści w kontekście
Dobrze znane są zalety konstrukcji latającego skrzydła nad innymi rozwiązaniami aerodynamicznymi. Zastanówmy się, dlaczego dokładnie okazał się przydatny przy tworzeniu niektórych domowych (i nie tylko) bezzałogowych statków powietrznych.
Główną zaletą schematu jest możliwość przekształcenia całej lub prawie całej powierzchni płatowca w powierzchnię nośną - z odpowiednim wzrostem charakterystyk lotu i / lub nośności. Ta cecha schematu pozwala na dłuższe pozostawanie w powietrzu stosunkowo lekkich bezzałogowych statków powietrznych z niewielkim zapasem paliwa lub akumulatorami o ograniczonej pojemności niż tradycyjne konstrukcje o podobnych rozmiarach i wadze.
Latające skrzydło oferuje zalety pod względem dostępnych przestrzeni zabudowy. Niezbędne elementy i zespoły można umieścić nie tylko w kadłubie, jak w normalnym schemacie, ale także w gładko z nim sprzężonej części środkowej lub w skrzydle o zwiększonej grubości. Takie możliwości najlepiej pokazują ciężkie „Skat” i „Hunter”. Wewnątrz ich szybowców można było umieścić dość duże silniki turboodrzutowe, przedziały ładunkowe i zbiorniki z dużą ilością paliwa. W podobny sposób budowane są lekkie bezzałogowce, choć ze zrozumiałymi różnicami.
Ważną cechą latającego skrzydła jest jego potencjał w zakresie ukrywania się. Gładkie kontury o pożądanej konfiguracji, w połączeniu z odpowiednim doborem materiału, mogą drastycznie zmniejszyć efektywny obszar rozpraszania. Według różnych szacunków takie techniki zostały wykorzystane w projektach Hunter i Skat. To samo dotyczy szeregu wydarzeń zagranicznych.
Radzenie sobie z niedoskonałościami
Mimo wszystkich swoich zalet latające skrzydło nie jest pozbawione wad, z którymi trzeba się uporać. Często takie problemy są zbyt poważne i prowadzą do rezygnacji z takiego schematu na rzecz innych układów.
Jedno z największych wyzwań przy tworzeniu latających skrzydeł, m.in. UAV wiąże się z rozmieszczeniem niezbędnych jednostek w obrębie objętości określonej konfiguracji. Największe jednostki można umieścić tylko wewnątrz występu kadłuba lub sekcji środkowej, której objętość nie jest nieskończona. Poszerzenie dostępnych przedziałów wymaga przeprojektowania aerodynamicznego, co nie zawsze jest możliwe lub wskazane.
Na szczęście problemy te są skutecznie rozwiązywane na wczesnym etapie projektowania. Ponadto w dziedzinie UAV istnieją pewne funkcje ułatwiające rozmieszczenie jednostek. Dron nie potrzebuje więc kokpitu i związanych z nim systemów, a sterowanie odbywa się za pomocą elektroniki, która nie zajmuje dużo miejsca.
Poważnym problemem jest zachowanie lecącego skrzydła w powietrzu. Nie posiadając usterzenia pionowego, taki samolot nie może wykazać akceptowalnej stabilności toru. Istnieje również problem z zapewnieniem kontroli. Tradycyjne elevony na krawędzi spływu skrzydła dobrze radzą sobie z kontrolą przechyłu, ale mogą wykazywać niewystarczającą kontrolę pochylenia z powodu niewystarczającego przesunięcia od środka masy. Bez usterzenia pionowego pojawia się problem z kontrolą odchylenia.
Stabilność kursu można zapewnić za pomocą wygiętych końcówek, tak jak w niektórych modelach Eleron i części bezzałogowych statków powietrznych ZALA. Kontrolę kursu można przeprowadzić, dzieląc elevons, jak „Skat”. Radykalnym rozwiązaniem mogłaby być rezygnacja ze schematu „latającego skrzydła” na rzecz bezogonowego z kilem i pełnoprawnym sterem.
Aktywny rozwój autopilotów i ogólnie elektroniki przyczynia się do rozwiązania wszystkich problemów ze stabilnością i sterowalnością. Nowoczesne bezzałogowce wszystkich głównych klas wykorzystują szybką automatykę i zaawansowane algorytmy zdolne do utrzymywania lotu o określonych parametrach i reagowania na niepożądane zjawiska.
Jedna z opcji
Ogólnie rzecz biorąc, schemat „latającego skrzydła” na obecnym poziomie rozwoju technologii jest przydatny i może być stosowany w niektórych projektach. Jego charakterystyczne cechy można wykorzystać do rozwiązania pewnych problemów, uzyskując poważne korzyści i przewagę nad innymi programami. Jednak ze względu na występowanie ograniczeń i wad latające skrzydło nie staje się uniwersalnym i jednoznacznie pozytywnym rozwiązaniem – a zatem nie może wypierać innych schematów.
UAV innych schematów wciąż są tworzone i wdrażane. Tak więc wraz z latającym skrzydłem „Eleron” aktywnie wykorzystywane są „Orły” o normalnym układzie. Altius z pełnoprawnym kadłubem i wąskim prostym skrzydłem jest testowany jednocześnie z uderzeniem Huntera. Co więcej, w niektórych klasach dronów latające skrzydło nie znalazło jeszcze zastosowania, na przykład w dziedzinie średniowysokich pojazdów dalekiego zasięgu (MALE).
Twórcy nowej technologii lotniczej muszą zatem pamiętać o istnieniu różnych schematów aerodynamicznych i rozumieć ich charakterystyczne cechy, co umożliwi dobranie optymalnych rozwiązań do konkretnych projektów. Dzięki takiemu podejściu nowe próbki bezzałogowego lub innego sprzętu będą miały optymalny wygląd i charakterystykę - niezależnie od obecności lub braku wyraźnego kadłuba i usterzenia ogonowego.
