Китайські вчені запропонували зробити гіперзвуковий літак біпланом

Група китайських дослідників на чолі з Цуй Каєм запропонувала використовувати схему біплана при розробці гіперзвукового пасажирського літака. Дослідження китайських розробників опубліковано в журналі Science China . Дослідники прийшли до висновку, що схема біплана дозволить істотно зменшити лобовий опір літака при збереженні великого внутрішнього обсягу.

Біпланом називають літак, який має два крила, одне з яких розташоване над іншим. Схема біплана була однією з перших, що використовувалися на зорі авіації. Така схема дозволяє зробити кожне з крил з меншим розмахом, при цьому кілька поліпшивши маневреність літака і зберігши величину підйомної сили, що утворюється на його планері.

У міру розвитку авіації від біпланів (і літаків з великою кількістю крил в принципі) конструктори відмовилися. Справа в тому, що такі літаки мають більший опір, ніж моноплани. Крім того, в польоті виявляється взаємний вплив крил на аеродинамічні характеристики одне одного, що погіршує аеродинамічна якість літака в цілому.

У своєму дослідженні китайські фахівці прийшли до висновку, що при польоті на гіперзвукової швидкості (швидше п’яти чисел Маха, або 6,2 тисячі кілометрів на годину) біплан покаже кращі аеродинамічні характеристики, ніж моноплан. Дослідники запропонували конструкцію літака з нижнім великим крилом і верхнім малим. Обидва крила повинні мати невеликий розмах.

Модель гіперзвукового біплана (зліва) і контрольна модель моноплана для розрахунків аеродинамічних якостей літальних апаратів

 

У гіперзвуковому польоті на нижньому крилі будуть утворюватися ударні хвилі – стрибкоподібне підвищення тиску, щільності, температури і швидкості повітряного потоку. Передбачається, що верхнє крило буде спиратися на ударну хвилю, завдяки чому на ньому буде утворюватися велика за величиною підйомна сила. Завдяки цьому літак буде витрачати менше палива в польоті.

Дослідники провели комп’ютерне моделювання гіперзвукового польоту моделі літака. Модель була виконана довжиною 500 міліметрів, заввишки 300 міліметрів і з розмахом нижнього крила 131 міліметр. Розрахунки проводилися для польоту моделі на швидкостях в п’ять, шість і сім чисел Маха з кутами атаки від мінус двох до 12 градусів. Дослідники також провели моделювання для аналогічного за розмірами моноплана.

В результаті моделювання аеродинамічна якість моноплана склало 4,16 при польоті на швидкості п’ять чисел Маха, 4,09 – на швидкості шість чисел Маха і 4,01 – на швидкості сім чисел Маха. При моделюванні польоту біплана на гіперзвукової швидкості розраховане аеродинамічна якість апарату склало 4,99, 4,94 і 4,83 відповідно.

У липні минулого року Центральний аерогідродинамічний інститут імені Жуковського представив модель гіперзвукового пасажирського літака HEXAFLY-INT. Дослідження ведуться в рамках спільного з Євросоюзом і Австралією проекту, кінцевою метою якого є випробування демонстратора на гіперзвукової швидкості.

Представлена ​​інститутом модель гіперзвукового пасажирського літака призначена для проведення досліджень в аеродинамічній трубі. В першу чергу вона повинна допомогти у визначенні оптимального співвідношення між внутрішнім корисним об’ємом літального апарату і перетином повітрозабірника гіперзвукового прямоточного повітряно-реактивного двигуна.

Апарат виконується за схемою несучого корпусу, при якій в польоті значна частина підйомної сили утворюється на широкому фюзеляжі. Модель також оснащена коротким крилом великий стреловидности і двома колами. В рамках проекту планується створити демонстратор технологій довжиною близько трьох метрів.