Китайские ученые нашли способ ускорить стелс-бомбардировщики без потери малозаметности
Китайские аэрокосмические исследователи объявили о значительном прогрессе в проектировании самолетов, который может изменить облик самолетов-невидимок будущего. Согласно рецензируемому исследованию, опубликованному в декабре, разработан метод, позволяющий самолетам схемы «летающее крыло» безопасно летать на значительно больших скоростях, чем раньше.
Внедрение этой технологии потенциально позволит перспективным китайским стелс-бомбардировщикам приблизиться к сверхзвуковым скоростям или даже превысить их, сохраняя при этом низкую заметность для радаров. Это указывает на возможный сдвиг в десятилетиями сохранявшемся балансе между скоростью и малозаметностью, который долгое время ограничивал разработки бомбардировщиков в США и России.
Схема «летающее крыло», при которой фюзеляж и крылья сливаются в единую широкую поверхность, известна с 1930-х годов. Она уменьшает сопротивление, повышает топливную эффективность и сильно снижает отражение радиоволн, что ярко демонстрирует американский бомбардировщик B-2 Spirit. Однако у такой конструкции есть серьезный недостаток: на высоких скоростях длинные и гибкие крылья начинают опасно вибрировать из-за эффекта, называемого связанным упруго-жестким флаттером. Это явление может привести к разрушению конструкции в воздухе. Чтобы избежать риска, такие самолеты, как B-2, были ограничены дозвуковыми скоростями, что снижает их оперативность.
Решение этой давней проблемы предложили профессор Хуан Жуй из Нанкинского университета аэронавтики и астронавтики и профессор Ху Хайянь из Пекинского технологического института. Их метод основан на активном подавлении флаттера. Вместо утяжеления конструкции система использует бортовые датчики, которые постоянно отслеживают условия полета и обнаруживают первые признаки вибрации. На основе этих данных система вносит быстрые коррективы в воздушный поток вокруг крыльев, предотвращая развитие опасных колебаний.
«Эта технология повышает безопасную скорость полета на 62,5%, устанавливая мировой рекорд в этой области», — сообщил Нанкинский университет. На разработку теории у команды ушло десять лет, в ходе которых было создано первое в Китае полностью независимое программное обеспечение для моделирования связанной динамики полета гибкого крыла. Испытания на специально построенном беспилотном летательном аппарате подтвердили эффективность метода, позволив превысить обычный порог флаттера на заявленные 62,5%.
Как пояснил профессор Хуан, если определенная модель самолета сейчас может летать на скорости Mach 0.5, то с новой технологией ее скорость можно увеличить до Mach 0.7, сделав конструкцию более стабильной. Военные аналитики отмечают, что это открытие бросает вызов убеждению о необходимости сохранения дозвуковых скоростей для самолетов схемы «летающее крыло».
Ожидается, что перспективный китайский бомбардировщик H-20 будет использовать компоновку, аналогичную B-2. Оснащение его технологией подавления флаттера позволит ему летать гораздо быстрее, оставаясь малозаметным, что представляет собой третий путь развития, сочетающий скрытность с повышенной скоростью и маневренностью.
Исследование было опубликовано в журнале Applied Mechanics Reviews.