Крыло изменяемой стреловидности

Крыло изменяемой стреловидности (КИС) — тип конструкции летательного аппарата тяжелее воздуха с неподвижным крылом, позволяющей изменять в полёте один из видов геометрии крыла — стреловидность. На больших скоростях полёта более эффективна бо́льшая стреловидность, а на малых (взлёт, посадка) — ме́ньшая.

Принцип работы

Основным достоинством прямого (или с малой стреловидностью) крыла является его высокий коэффициент подъёмной силы. Недостатком, предопределяющим непригодность такого крыла при околозвуковых и сверхзвуковых скоростях полёта, является резкое увеличение коэффициента лобового сопротивления при превышении критического значения числа Маха. Поэтому прямое крыло не может применяться на самолётах с высокими скоростями полёта.
В то же время, стреловидное крыло обладает рядом недостатков, в числе которых пониженная несущая способность и ухудшение устойчивости и управляемости летательного аппарата.

Для решения этой дилеммы и было разработано крыло изменяемой стреловидности. Оно применялось, в частности, для достижения приемлемых параметров дальности разбега при взлёте из-за низкой тяговооружённости (отношения тяги двигателя к массе самолёта).

Достоинства и недостатки

Самолёты с крылом изменяемой стреловидности и достаточно высокой максимальной скоростью имеют хорошие взлётно-посадочные характеристики. Например, бомбардировщик Су-24 имеет максимальную скорость 1700 км/ч при стреловидности крыла по передней кромке 69° и посадочную 280–290 км/ч при стреловидности 16° (тем не менее, при каждой посадке используются тормозные парашюты).

Недостатками крыла с изменяемой стреловидностью являются его значительно бо́льшие масса и сложность конструкции.

Конструкция

Крыло с изменяемой стреловидностью состоит из поворотных консолей (или поворотных частей крыла — ПЧК), средней части крыла (СЧК), центроплана и механизма поворота. Поворотные консоли при помощи механизма поворота во время взлёта и посадки устанавливаются в положение минимального угла стреловидности, при крейсерском дозвуковом полёте они перемещаются в некоторое промежуточное положение, а при полётах на сверхзвуковой скорости — устанавливаются в положение максимального угла стреловидности.

В качестве механизмов поворота обычно используются винтовые подъёмники. На самолётах производства СССР (Су-24, Ту-22М, Ту-160) для синхронности хода консолей, что требуется для предупреждения опрокидывания самолёта из-за разности подъёмных сил консолей, подъёмники приводятся общим приводом через единую трансмиссию. Например, на Ту-22М установлен привод РП-60-4, управляемый блоком 6Ц254, вместе с рукояткой управления (механизмом концевых выключателей МКВ) они составляют систему перемещения крыла СПК-2, которая по агрегатам (привод РП-60 и блок 6Ц254 других серий, механизм МКВ-43М) практически аналогична системе перемещения закрылков СПЗ-1А самолёта Ту-154.

История

Профессор фирмы Messerschmitt AG Александр Липпиш получил патент на такое крыло ещё в 1942 году, однако на опытном немецком истребителе Messerschmitt Р.1101 (1944, никогда не летал, в феврале 1945 на истребительном конкурсе, проводимом верховным командованием Люфтваффе, он проиграл конкуренту, Focke-Wulf Ta 183 Huckebein) механизм изменения стреловидности непосредственно в полёте предусмотрен не был (угол крыльев предполагалось изменять на земле, и лишь после испытаний уже внедрять механизацию). После войны американцы повторили захваченный Messerschmitt Р.1101, создав его усовершенствованную копию — Bell X-5 (первый полёт в 1947 году).

Первым в мире серийным самолётом с крылом изменяемой стреловидности стал американский F-111 фирмы General Dynamics, выпускавшийся с 1967 года. Наиболее многочисленными стали производившиеся в СССР модели, разработанные КБ Микояна и Сухого (первый из них — Су-17, создан в первой половине 60-х годов, серийный выпуск с 1969 года).

Закат технологии

К концу 1970-x почти одновременно в СССР и США произошел прорыв в аэродинамике малых скоростей, который позволил создавать крыло фиксированной стреловидности, показывающее отличные аэродинамические характеристики как при малых, так и при высоких скоростях, что сделало технологию более не нужной.

Список самолётов с изменяемой стреловидностью крыла

• СССР МиГ-23 (3630+769 экз.)
• СССР Су-17/-20/-22 (2867 экз.)
• СССР Су-24 (~1400 экз.)
• СССР МиГ-27 (650+760 экз.)
• СССР Ту-22М (497 экз.)
• СССР Ту-160 (35 экз.)
• США General Dynamics F-111 (640 экз., с 1967 г., первый серийный)
• США Grumman F-14 Tomcat (712 экз.)
• США Rockwell B-1 Lancer (104 экз.)
• Франция Франция Франция Dassault Mirage G (3 экспериментальных, 60-е - 70-е)
• Евросоюз Panavia Tornado (~1000 экз.)
• Messerschmitt P.1101 (англ.) (1944)
• Bell X-5 (1947, экспериментальный, копия Messerschmitt P.1101)
• NASA AD-1 (экспериментальный)
• Northrop Grumman Switchblade (англ.) (концепт)
• Northrop Switchblade (англ.) (концепт)
• Grumman XF10F Jaguar (англ.) (прототип)
• Short SB5 (англ.) (прототип)

Ссылки

• [books.google.ru/books?id=MRf_AgAAQBAJ&pg=PA23&lpg=PA23&dq=%D0%A1%D0%B0%D0%BC%D0%BE%D0%BB%D1%91%D1%82+%D0%BA%D1%80%D1%8B%D0%BB%D0%BE+%D0%B8%D0%B7%D0%BC%D0%B5%D0%BD%D1%8F%D0%B5%D0%BC%D0%BE%D0%B9+%D1%81%D1%82%D1%80%D0%B5%D0%BB%D0%BE%D0%B2%D0%B8%D0%B4%D0%BD%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%B8+%D1%85%D0%BE%D1%80%D0%BE%D1%88%D0%B8%D0%B5+%D0%B2%D0%B7%D0%BB%D1%91%D1%82%D0%BD%D0%BE-%D0%BF%D0%BE%D1%81%D0%B0%D0%B4%D0%BE%D1%87%D0%BD%D1%8B%D0%B5+%D1%85%D0%B0%D1%80%D0%B0%D0%BA%D1%82%D0%B5%D1%80%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%B8%D0%BA%D0%B8&source=bl&ots=nqPK-hWvBn&sig=G-xJgAOKxXQR7q0_OHuyhve9ctI&hl=ru&sa=X&ei=YO7TVObOOZetafb8grgC&ved=0CDwQ6AEwBQ#v=onepage&q=%D0%A1%D0%B0%D0%BC%D0%BE%D0%BB%D1%91%D1%82%20%D0%BA%D1%80%D1%8B%D0%BB%D0%BE%20%D0%B8%D0%B7%D0%BC%D0%B5%D0%BD%D1%8F%D0%B5%D0%BC%D0%BE%D0%B9%20%D1%81%D1%82%D1%80%D0%B5%D0%BB%D0%BE%D0%B2%D0%B8%D0%B4%D0%BD%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%B8%20%D1%85%D0%BE%D1%80%D0%BE%D1%88%D0%B8%D0%B5%20%D0%B2%D0%B7%D0%BB%D1%91%D1%82%D0%BD%D0%BE-%D0%BF%D0%BE%D1%81%D0%B0%D0%B4%D0%BE%D1%87%D0%BD%D1%8B%D0%B5%20%D1%85%D0%B0%D1%80%D0%B0%D0%BA%D1%82%D0%B5%D1%80%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%B8%D0%BA%D0%B8&f=false В. Н. Медников Динамика полёта и пилотирование самолётов §4. Особенности аэродинамической компоновки современных самолётов]

Отрывок, характеризующий Крыло изменяемой стреловидности

– Да, да, так, так… – говорил Пьер, нагнувшись вперед всем телом над княжной Марьей и жадно вслушиваясь в ее рассказ. – Да, да; так он успокоился? смягчился? Он так всеми силами души всегда искал одного; быть вполне хорошим, что он не мог бояться смерти. Недостатки, которые были в нем, – если они были, – происходили не от него. Так он смягчился? – говорил Пьер. – Какое счастье, что он свиделся с вами, – сказал он Наташе, вдруг обращаясь к ней и глядя на нее полными слез глазами.
Лицо Наташи вздрогнуло. Она нахмурилась и на мгновенье опустила глаза. С минуту она колебалась: говорить или не говорить?
– Да, это было счастье, – сказала она тихим грудным голосом, – для меня наверное это было счастье. – Она помолчала. – И он… он… он говорил, что он желал этого, в ту минуту, как я пришла к нему… – Голос Наташи оборвался. Она покраснела, сжала руки на коленах и вдруг, видимо сделав усилие над собой, подняла голову и быстро начала говорить:
– Мы ничего не знали, когда ехали из Москвы. Я не смела спросить про него. И вдруг Соня сказала мне, что он с нами. Я ничего не думала, не могла представить себе, в каком он положении; мне только надо было видеть его, быть с ним, – говорила она, дрожа и задыхаясь. И, не давая перебивать себя, она рассказала то, чего она еще никогда, никому не рассказывала: все то, что она пережила в те три недели их путешествия и жизни в Ярославль.
Пьер слушал ее с раскрытым ртом и не спуская с нее своих глаз, полных слезами. Слушая ее, он не думал ни о князе Андрее, ни о смерти, ни о том, что она рассказывала. Он слушал ее и только жалел ее за то страдание, которое она испытывала теперь, рассказывая.
Княжна, сморщившись от желания удержать слезы, сидела подле Наташи и слушала в первый раз историю этих последних дней любви своего брата с Наташей.
Этот мучительный и радостный рассказ, видимо, был необходим для Наташи.
Она говорила, перемешивая ничтожнейшие подробности с задушевнейшими тайнами, и, казалось, никогда не могла кончить. Несколько раз она повторяла то же самое.
За дверью послышался голос Десаля, спрашивавшего, можно ли Николушке войти проститься.
– Да вот и все, все… – сказала Наташа. Она быстро встала, в то время как входил Николушка, и почти побежала к двери, стукнулась головой о дверь, прикрытую портьерой, и с стоном не то боли, не то печали вырвалась из комнаты.
Пьер смотрел на дверь, в которую она вышла, и не понимал, отчего он вдруг один остался во всем мире.
Княжна Марья вызвала его из рассеянности, обратив его внимание на племянника, который вошел в комнату.
Лицо Николушки, похожее на отца, в минуту душевного размягчения, в котором Пьер теперь находился, так на него подействовало, что он, поцеловав Николушку, поспешно встал и, достав платок, отошел к окну. Он хотел проститься с княжной Марьей, но она удержала его.
– Нет, мы с Наташей не спим иногда до третьего часа; пожалуйста, посидите. Я велю дать ужинать. Подите вниз; мы сейчас придем.
Прежде чем Пьер вышел, княжна сказала ему:
– Это в первый раз она так говорила о нем.


Пьера провели в освещенную большую столовую; через несколько минут послышались шаги, и княжна с Наташей вошли в комнату. Наташа была спокойна, хотя строгое, без улыбки, выражение теперь опять установилось на ее лице. Княжна Марья, Наташа и Пьер одинаково испытывали то чувство неловкости, которое следует обыкновенно за оконченным серьезным и задушевным разговором. Продолжать прежний разговор невозможно; говорить о пустяках – совестно, а молчать неприятно, потому что хочется говорить, а этим молчанием как будто притворяешься. Они молча подошли к столу. Официанты отодвинули и пододвинули стулья. Пьер развернул холодную салфетку и, решившись прервать молчание, взглянул на Наташу и княжну Марью. Обе, очевидно, в то же время решились на то же: у обеих в глазах светилось довольство жизнью и признание того, что, кроме горя, есть и радости.
– Вы пьете водку, граф? – сказала княжна Марья, и эти слова вдруг разогнали тени прошедшего.
– Расскажите же про себя, – сказала княжна Марья. – Про вас рассказывают такие невероятные чудеса.
– Да, – с своей, теперь привычной, улыбкой кроткой насмешки отвечал Пьер. – Мне самому даже рассказывают про такие чудеса, каких я и во сне не видел. Марья Абрамовна приглашала меня к себе и все рассказывала мне, что со мной случилось, или должно было случиться. Степан Степаныч тоже научил меня, как мне надо рассказывать. Вообще я заметил, что быть интересным человеком очень покойно (я теперь интересный человек); меня зовут и мне рассказывают.
Наташа улыбнулась и хотела что то сказать.
– Нам рассказывали, – перебила ее княжна Марья, – что вы в Москве потеряли два миллиона. Правда это?
– А я стал втрое богаче, – сказал Пьер. Пьер, несмотря на то, что долги жены и необходимость построек изменили его дела, продолжал рассказывать, что он стал втрое богаче.
– Что я выиграл несомненно, – сказал он, – так это свободу… – начал он было серьезно; но раздумал продолжать, заметив, что это был слишком эгоистический предмет разговора.
– А вы строитесь?
– Да, Савельич велит.
– Скажите, вы не знали еще о кончине графини, когда остались в Москве? – сказала княжна Марья и тотчас же покраснела, заметив, что, делая этот вопрос вслед за его словами о том, что он свободен, она приписывает его словам такое значение, которого они, может быть, не имели.
– Нет, – отвечал Пьер, не найдя, очевидно, неловким то толкование, которое дала княжна Марья его упоминанию о своей свободе. – Я узнал это в Орле, и вы не можете себе представить, как меня это поразило. Мы не были примерные супруги, – сказал он быстро, взглянув на Наташу и заметив в лице ее любопытство о том, как он отзовется о своей жене. – Но смерть эта меня страшно поразила. Когда два человека ссорятся – всегда оба виноваты. И своя вина делается вдруг страшно тяжела перед человеком, которого уже нет больше. И потом такая смерть… без друзей, без утешения. Мне очень, очень жаль еe, – кончил он и с удовольствием заметил радостное одобрение на лице Наташи.
– Да, вот вы опять холостяк и жених, – сказала княжна Марья.
Пьер вдруг багрово покраснел и долго старался не смотреть на Наташу. Когда он решился взглянуть на нее, лицо ее было холодно, строго и даже презрительно, как ему показалось.
– Но вы точно видели и говорили с Наполеоном, как нам рассказывали? – сказала княжна Марья.
Пьер засмеялся.
– Ни разу, никогда. Всегда всем кажется, что быть в плену – значит быть в гостях у Наполеона. Я не только не видал его, но и не слыхал о нем. Я был гораздо в худшем обществе.
Ужин кончался, и Пьер, сначала отказывавшийся от рассказа о своем плене, понемногу вовлекся в этот рассказ.
– Но ведь правда, что вы остались, чтоб убить Наполеона? – спросила его Наташа, слегка улыбаясь. – Я тогда догадалась, когда мы вас встретили у Сухаревой башни; помните?
Пьер признался, что это была правда, и с этого вопроса, понемногу руководимый вопросами княжны Марьи и в особенности Наташи, вовлекся в подробный рассказ о своих похождениях.
Сначала он рассказывал с тем насмешливым, кротким взглядом, который он имел теперь на людей и в особенности на самого себя; но потом, когда он дошел до рассказа об ужасах и страданиях, которые он видел, он, сам того не замечая, увлекся и стал говорить с сдержанным волнением человека, в воспоминании переживающего сильные впечатления.