19 июня 2020

источник: topwar.ru

Подготовка к запуску БПЛА «Элерон-3». Фото Минобороны РФ / mil.ru

К настоящему времени в нашей стране и за рубежом создано великое множество беспилотных авиационных комплексов различного назначения. При строительстве БПЛА используется широкий круг идей и решений, в т.ч. все основные аэродинамические схемы. Определенной популярностью пользуется компоновка «летающее крыло», дающая известные преимущества – и одновременно приводящая к некоторым ограничениям.

В нашей стране тематикой летающего крыла занялись еще несколько десятилетий назад, но особых успехов это направление не имело. В сфере пилотируемой авиации развитие получали другие схемы, в т.ч. конструктивно близкие, такие как бесхвостка или интегральная компоновка.

Однако ситуация резко изменилась с началом активной и массовой разработки беспилотных летательных аппаратов. В этой сфере удалось более полно реализовать – и довести до эксплуатации – все основные плюсы «летающего крыла» в разных классах техники. Рассмотрим наиболее интересные примеры применения подобной схемы в отечественных БПЛА.

Легкий класс

В начале двухтысячных появился первый БПЛА будущего семейства «Элерон» от компании «ЭНИКС». Он представлял собой сверхлегкий аппарат массой 3400 г с крылом размахом менее 1,5 м. При помощи электрической винтомоторной группы он мог развивать скорость более 100 км/ч и летать в течение 70-75 мин. Полезной нагрузкой беспилотника были дневные и ночные камеры.

источник: topwar.ru

БПЛА «Элерон-10Д». Фото Vitalykuzmin.net

В дальнейшем появились новые образцы семейства, такие как «Элерон-10». Его крыло увеличилось до 2,2 м в размахе, а масса выросла до 15,5 кг. За счет более крупных и емких аккумуляторов он способен оставаться в воздухе 2,5 ч и работать на удалении не менее 50 км от оператора (с передачей видеосигнала). Все образцы семейства «Элерон» нашли применение в армии и силовых структурах.

Также можно отметить БПЛА линейки ZALA 421 от компании ZALA Aero Group. В это семейство входят бесхвостки, летающие крылья и даже конвертоплан и мультикоптер. Аппараты массой в килограммы способны летать на десятки километров и нести разведывательное оборудование. Некоторые из этих образцов приняты на снабжение и выпускаются серийно. Особняком стоит барражирующий боеприпас ZALA КУБ. Это изделие тоже имеет черты летающего крыла.

В тяжелом весе

По ряду причин, схема «летающее крыло» не нашла применения в отечественных проектах среднего класса, однако пригодилась при создании некоторых тяжелых образцов. По причине размеров и предлагаемых функций такие проекты неизменно привлекали внимание общественности и специалистов.

В 2007 г. РСК «МиГ» представила полноразмерный макет тяжелого ударного БПЛА «Скат». Проект предусматривал строительство машины массой 20 т с размахом крыла 11,5 м и турбореактивным двигателем. Расчетная скорость достигала 850 км/ч, дальность – 4000 км. Беспилотник должен был брать на борт до 6 т вооружений на 4 точках внутренней подвески. Вместе с макетом «Ската» демонстрировались управляемые авиационные средства поражения нескольких типов, совместимые с ним.

источник: topwar.ru

Сверхлегкий беспилотник ZALA 421-08M — его можно запускать «с рук». Фото ZALA Aero Group / zala.aero

В дальнейшем судьба проекта оставалась туманной. О нем вспоминали раз в несколько лет, но без упоминаний о каком-либо прогрессе. При этом, как утверждалось, работы останавливались и продолжались. Последние новости такого рода фигурировали год назад – и с тех пор новые сообщения не поступали.

В июне 2018 г. из сборочного цеха вывели опытный тяжелый БПЛА С-70 «Охотник» разработки фирмы «Сухой». Размах крыла этой машины оценивается в 18-20 м, взлетная масса – не менее 20 т. Используется один ТРД. Полезная нагрузка – несколько тонн во внутренних отсеках. По разным данным, БПЛА выполнен до- или трансзвуковым. Используется развитая система автоматического управления, способная взаимодействовать с оператором или другими летательными аппаратами.

Первый полет «Охотника» состоялся 3 августа 2019 г., и летные испытания продолжаются до сих пор. С-70 работает самостоятельно и в связке с истребителем Су-57. Когда завершатся опытно-конструкторские работы и начнется серийное производство, неизвестно.

Преимущества в контексте

Преимущества схемы «летающее крыло» перед другими аэродинамическими компоновками хорошо известны. Рассмотрим, почему именно она оказалась полезной при создании некоторых отечественных (и не только) беспилотных летательных аппаратов.

источник: topwar.ru

Барражирующий боеприпас ZALA КУБ. Фото ZALA Aero Group / zala.aero

Главный плюс схемы состоит в возможности превратить всю или почти всю поверхность планера в несущую – с соответствующим ростом летных характеристик и/или грузоподъемности. Эта особенность схемы позволяет сравнительно легким БПЛА с малым запасом топлива или аккумуляторами ограниченной емкости оставаться в воздухе дольше, чем традиционным конструкциям аналогичных размеров и веса.

Летающее крыло дает преимущества с точки зрения доступных компоновочных пространств. Необходимые узлы и агрегаты можно размещать не только в фюзеляже, как в нормальной схеме, но и в плавно сопряженном с ним центроплане или в крыле увеличенной толщины. Такие возможности лучше всего демонстрируют тяжелые «Скат» и «Охотник». Внутри их планеров удалось разместить достаточно крупные ТРД, грузоотсеки и баки с большим количеством топлива. Легкие БПЛА строятся схожим образом, хотя и с понятными отличиями.

Немаловажной особенностью летающего крыла является потенциал с точки зрения малозаметности. Плавные обводы нужной конфигурации в сочетании с правильным выбором материала позволяют резко снизить эффективную площадь рассеяния. По разным оценкам, в проектах «Охотник» и «Скат» использовались такие методики. То же касается и ряда зарубежных разработок.

Борьба с недостатками

При всех своих плюсах, летающее крыло не лишено минусов, с которыми приходится бороться. Нередко подобные проблемы оказываются слишком серьезными и приводят к отказу от такой схемы в пользу иных компоновок.

источник: topwar.ru

Макетный образец БПЛА «Скат» от РСК «МиГ». Фото Airwar.ru

Одна из самых больших сложностей при создании летающих крыльев, в т.ч. БПЛА, связана с компоновкой необходимых агрегатов внутри объемов специфической конфигурации. Наиболее крупные узлы можно разместить только внутри выступа-фюзеляжа или центроплана, объем которых не бесконечен. Расширение доступных отсеков требует переработки аэродинамики, что не всегда возможно или целесообразно.

К счастью, подобные вопросы успешно решаются уже на ранних стадиях проектирования. Кроме того, в сфере БПЛА имеются некоторые особенности, облегчающие компоновку агрегатов. Так, беспилотник не нуждается в кабине и сопутствующих системах, а управление осуществляется электроникой, не требующей много места.

Серьезной проблемой являются особенности поведения летающего крыла в воздухе. Не имея вертикального оперения, такой летательный аппарат не может показывать приемлемую путевую устойчивость. Также возникает проблема с обеспечением управления. Традиционные элевоны на задней кромке крыла хорошо справляются с управлением по крену, но могут показывать недостаточную эффективность в управлении по тангажу – из-за недостаточного выноса от центра масс. Без вертикального оперения возникает проблема обеспечения управления по рысканью.

Устойчивость по курсу может обеспечиваться при помощи загнутых законцовок, как на некоторых «Элеронах» и части БПЛА марки ZALA. Курсовое управление может осуществляться за счет расщепляющихся элевонов, подобно «Скату». Радикальным решением может быть отказ от схемы «летающее крыло» в пользу бесхвостки с килем и полноценным рулем направления.

источник: topwar.ru

Новейший тяжелый БПЛА С-70 «Охотник». Фото Минобороны РФ / mil.ru