Китай испытал беспилотник с революционной системой управления вектором тяги
Китайские исследователи сообщили об успешных лётных испытаниях новой системы управления тягой, способной значительно повысить манёвренность беспилотных летательных аппаратов в околозвуковом диапазоне скоростей. Разработка, над которой учёные работали почти два десятилетия, впервые была проверена в реальном полёте и продемонстрировала эффективность принципиально иного подхода к векторизации тяги — без использования тяжёлых и механически сложных приводов.
В отличие от традиционных систем, применяемых на современных истребителях, таких как F-35B или российские Су-37, новая технология основана не на подвижных механических элементах, а на чисто аэродинамическом изменении формы и направления реактивной струи. Управление тягой осуществляется за счёт специальных поверхностей, перенаправляющих поток выхлопных газов двигателя. Это делает сопло легче, конструктивно проще и потенциально более надёжным, при этом обеспечивая заметный выигрыш в манёвренности летательного аппарата.
Как сообщил Нанкинский университет аэронавтики и астронавтики, группа под руководством профессора Сюй Цзинлэя в прошлом месяце успешно выполнила полёт беспилотника с аэродинамическим соплом векторизации тяги в околозвуковом диапазоне скоростей. Испытания проходили на пустынном полигоне на северо-западе Китая, где в качестве лётной платформы использовался беспилотный аппарат CK300.
Этот дрон имеет длину около 3,6 метра, максимальную взлётную массу порядка 140 килограммов и способен подниматься на высоту до 13 тысяч метров. Его максимальная скорость приближается к числу Маха 0,9, что делает аппарат крайне требовательным к устойчивости и управляемости. Именно поэтому CK300 был выбран для проверки новой технологии, поскольку позволяет объективно оценить её эффективность в сложных режимах полёта, о чём также сообщала газета South China Morning Post.
По данным университета, данный полёт стал первым случаем, когда беспилотный летательный аппарат среднего класса, рассчитанный на полёты в околозвуковом диапазоне, был оснащён аэродинамическим соплом векторизации тяги. Новый хвостовой узел обеспечил отчётливое улучшение манёвренности и заметно сократил радиус разворота. Все зафиксированные в ходе испытаний показатели превзошли ожидания разработчиков, подтвердив практическую эффективность предложенного решения.
Принципиально важным результатом стало то, что полный контроль вектора тяги был реализован исключительно за счёт замены сопла, без внесения серьёзных изменений в конструкцию самого беспилотника. Это указывает на высокую степень совместимости технологии с существующими платформами и открывает возможности её относительно простой интеграции в другие высокоскоростные беспилотные аппараты.
В современной авиации системы векторизации тяги используются не только для создания поступательного движения, но и для управления тангажом, рысканьем и креном. Такие технологии значительно повышают манёвренность боевых самолётов, позволяют выполнять более крутые манёвры и в отдельных случаях обеспечивают укороченный взлёт и посадку. В настоящее время подобные решения преимущественно реализуются в виде механических систем и применяются на истребителях F-22, F-35B, Су-35 и Су-37.
Несмотря на надёжность и отработанность, механические системы векторизации тяги остаются тяжёлыми, сложными и насыщенными подвижными элементами, что ограничивает скорость реакции и усложняет эксплуатацию. Аэродинамическая векторизация тяги призвана устранить эти недостатки за счёт управления воздушными потоками без перемещения массивных узлов, однако её реализация в реальных лётных условиях долгое время считалась одной из наиболее сложных инженерных задач.
Команда профессора Сюй Цзинлэя сумела решить ключевые проблемы, включая отклонение реактивной струи на большие углы, за что получила более 50 патентов, национальную оборонную награду и была признана ведущей научной группой Китая в этой области. Основанием для нынешнего успеха стали более ранние разработки: в 2013 году исследователи внедрили внутренний канал перераспределения потока в сопле, позволивший изменять направление тяги без потерь мощности.
Это решение впоследствии привело к успешному полёту в 2019 году беспилотника, управляемого без традиционного руля направления. По сравнению с серийными системами новая конструкция содержит примерно вдвое меньше деталей и весит более чем на 20 процентов меньше, при этом обеспечивая измеримый прирост лётных характеристик, включая увеличение максимальной скорости и дальности полёта летательных аппаратов, на которые она устанавливается.