Fins ara, al nostre país i a l’estranger s’han creat un gran nombre de sistemes aeris no tripulats amb diversos propòsits. Durant la construcció del UAV, s’utilitzen una àmplia gamma d’idees i solucions, incloses les tots els principals esquemes aerodinàmics. El disseny de l’ala volant és força popular perquè ofereix avantatges coneguts i, al mateix temps, comporta algunes limitacions.
Al nostre país, el tema de l’ala voladora es va abordar fa diverses dècades, però aquesta direcció no va tenir massa èxit. En el camp de l’aviació tripulada, es van desenvolupar altres esquemes, incl. estructuralment semblants, com ara el disseny sense cua o el disseny integral.
Tanmateix, la situació va canviar dràsticament amb l'inici del desenvolupament actiu i massiu de vehicles aeris no tripulats. En aquesta àrea, es va poder realitzar més completament i posar en funcionament tots els avantatges principals de la "ala voladora" en diferents classes d'equips. Considerem els exemples més interessants de l’ús d’aquest esquema en els UAV nacionals.
Classe lleugera
A principis dels anys 2000 va aparèixer el primer UAV de la futura família Eleron de la companyia ENIX. Es tractava d’un vehicle ultralleuger que pesava 3400 g amb una envergadura inferior a 1,5 m. Amb l’ajut d’un grup d’hèlix elèctric, podia assolir velocitats superiors als 100 km / h i volar durant 70-75 minuts. La càrrega útil del dron era les càmeres de dia i de nit.
Més tard, van aparèixer noves mostres de la família, com "Eleron-10". La seva ala ha augmentat a 2, 2 m d’amplada, i la seva massa ha crescut fins a 15, 5 kg. A causa de les bateries més grans i més grans, pot mantenir-se a l'aire durant 2, 5 hores i treballar a una distància d'almenys 50 km de l'operador (amb transmissió de senyal de vídeo). Totes les mostres de la família Eleron han trobat aplicació a l'exèrcit i a les agències policials.
També podeu assenyalar la línia UAV ZALA 421 de l’empresa ZALA Aero Group. Aquesta família inclou ales sense cua, voladores i fins i tot un inclinador i multicopter. Els dispositius que pesen en quilograms són capaços de volar desenes de quilòmetres i transportar equips de reconeixement. Algunes d’aquestes mostres s’accepten per a subministrament i es fabriquen en massa. La munició de ZALA KUB, que fletxa, es distingeix. Aquest producte també té les característiques d’una ala volant.
Pesat
Per diverses raons, l'esquema "ala voladora" no va trobar aplicació en projectes nacionals de la classe mitjana, però va ser útil quan es van crear algunes mostres pesades. A causa de la mida i la funció que ofereixen, aquests projectes han atret constantment l’atenció del públic i dels professionals.
El 2007 RSK MiG va presentar un model a mida completa del UAV d'atac pesat Skat. El projecte preveia la construcció d’una màquina de 20 tones de pes amb 11,5 m d’envergadura i un motor turborreactor. La velocitat de disseny va arribar als 850 km / h, l'abast era de 4000 km. Se suposava que el dron portaria fins a 6 tones d’armes a 4 punts de la suspensió interna. Juntament amb la maqueta "Skat", es van demostrar diversos tipus d'armes d'avions guiades, compatibles amb ell.
En el futur, el destí del projecte es va mantenir imprecís. Se’l recordava cada pocs anys, però sense esmentar cap progrés. Al mateix temps, es va reclamar, la feina es va aturar i va continuar. Les darreres notícies d’aquest tipus van aparèixer fa un any, i des de llavors no hi ha hagut cap missatge nou.
El juny de 2018, un experimentat UAV S-70 "Okhotnik" desenvolupat per la companyia "Sukhoi" va ser tret de la botiga de muntatge. S’estima que l’envergadura d’aquesta màquina és de 18 a 20 m, el pes de l’enlairament és de com a mínim 20 tones i s’utilitza un motor turborreactor. La càrrega útil és de diverses tones als compartiments interns. Segons diverses fonts, el UAV es fa sub o transònic. S’utilitza un sistema de control automàtic avançat, capaç d’interactuar amb l’operador o altres aeronaus.
El primer vol de l'Okhotnik va tenir lloc el 3 d'agost de 2019 i les proves de vol continuen. El S-70 funciona de forma independent i conjuntament amb el caça Su-57. No se sap quan finalitzaran els treballs de desenvolupament i començarà la producció en massa.
Beneficis en context
Els avantatges d’un disseny d’ala volant sobre altres disposicions aerodinàmiques són ben coneguts. Considerem per què va resultar útil exactament en la creació d’alguns vehicles aeris no tripulats nacionals (i no només).
El principal avantatge de l’esquema és la capacitat de transformar tota o gairebé tota la superfície de la cèl·lula en una superfície portant, amb un augment corresponent de les característiques de vol i / o la capacitat de càrrega. Aquesta característica del sistema permet que els UAV relativament lleugers amb una petita reserva de combustible o bateries de capacitat limitada es mantinguin a l’aire més temps que els dissenys tradicionals de mida i pes similars.
L’ala volant ofereix avantatges en termes d’espais de distribució disponibles. Els components i conjunts necessaris es poden col·locar no només al fuselatge, com en l'esquema normal, sinó també a la secció central conjugada amb ell o a l'ala de gruix augmentat. Aquestes oportunitats es demostren millor amb els pesats "Skat" i "Hunter". Dins dels seus planadors, era possible col·locar motors turborreactors bastant grans, compartiments de càrrega i tancs amb una gran quantitat de combustible. Els UAV lleugers es construeixen de manera similar, tot i que amb diferències comprensibles.
Una característica important de l’ala voladora és el seu potencial en termes de sigil. Els contorns suaus de la configuració desitjada, combinats amb l’elecció correcta del material, poden reduir dràsticament l’àrea de dispersió efectiva. Segons diverses estimacions, aquestes tècniques es van utilitzar en els projectes Hunter i Skat. El mateix s'aplica a diversos desenvolupaments estrangers.
Tractar les imperfeccions
Malgrat tots els seus avantatges, l'ala voladora no està exempta de desavantatges, que s'han de tractar. Sovint, aquests problemes són massa greus i condueixen a l'abandonament d'aquest esquema en favor d'altres dissenys.
Un dels majors desafiaments a l’hora de crear ales volants, incl. L’UAV s’associa amb el disseny de les unitats necessàries dins dels volums d’una configuració específica. Les unitats més grans només es poden col·locar dins de la protuberància del fuselatge o la secció central, el volum del qual no és infinit. Ampliar els compartiments disponibles requereix un redisseny aerodinàmic, que no sempre és possible ni aconsellable.
Afortunadament, aquests problemes s’aborden amb èxit al començament de la fase de disseny. A més, en el camp dels UAV, hi ha algunes funcions que faciliten el disseny de les unitats. Per tant, el dron no necessita una cabina de pilotatge ni sistemes relacionats, i el control es realitza mitjançant sistemes electrònics que no requereixen gaire espai.
Un greu problema és el comportament d’una ala voladora a l’aire. Al no tenir cua vertical, aquest avió no pot demostrar una estabilitat de via acceptable. També hi ha un problema amb la provisió de control. Els elevons tradicionals a la vora de l’ala fan un bon treball de control de rotllo, però poden mostrar un control de pas insuficient a causa d’un desplaçament insuficient del centre de massa. Sense la cua vertical, hi ha un problema de control del desgast.
Es pot assegurar l'estabilitat de capçalera amb l'ajut de puntes doblegades, com en alguns Elerons i part dels UAV ZALA. El control del recorregut es pot dur a terme dividint elevons, com el "Skat". Una solució radical podria ser l’abandonament de l’esquema de l’ala volant a favor d’un de sense cua amb quilla i timó de ple dret.
El desenvolupament actiu de pilots automàtics i electrònica en general contribueix a la solució de tots els problemes d’estabilitat i controlabilitat. Els UAV moderns de totes les classes principals utilitzen automatismes d’alta velocitat i algorismes avançats capaços de mantenir el vol amb paràmetres especificats i reaccionar davant de fenòmens indesitjables.
Una de les opcions
En general, l'esquema "ala voladora" en el nivell actual de desenvolupament tecnològic és útil i es pot utilitzar en determinats projectes. Els seus trets característics es poden utilitzar per resoldre certs problemes, rebent seriosos avantatges i avantatges respecte a altres esquemes. No obstant això, a causa de la presència de limitacions i desavantatges, l'ala voladora no es converteix en una solució universal i inequívocament positiva i, per tant, no pot desplaçar altres esquemes.
Els UAV d'altres esquemes encara s'estan creant i implementant. Per tant, juntament amb l’ala volant “Eleron”, s’utilitzen activament les “Àguiles” del disseny normal. Altius amb un fuselatge de ple dret i una estreta ala recta s'està provant simultàniament amb el caçador de vaga. A més, en certes classes de drons, l’ala voladora encara no ha trobat aplicació, per exemple, en el camp dels vehicles de llarg abast de mitjana altitud (MASCULÍ).
Per tant, els creadors de noves tecnologies d’aviació han de recordar l’existència de diferents esquemes aerodinàmics i entendre’n les característiques característiques, que permetran triar les solucions òptimes per a projectes específics. Amb aquest enfocament, les noves mostres d’equips no tripulats o d’altres equips tindran un aspecte i unes característiques òptimes, independentment de la presència o absència d’un fuselatge i empenatge pronunciats.
