Спасибо, VVS, за объективную оценку, которая, впрочем, снимает Ваши ограничения в область применения флюгерных схем. 🙂
Разрешите немного добавить по этому ЛА, с точки зрения теории этой или этих схем.
Прежде всего, по положению крыльев отчетливо видно, что они не подчиняются правилу продольного В, т.к. заднее крыло находится на больших углах атаки и означает ее большую нагруженность. Но в данном случае оно имеет больший угол и по причине работы в скосе потока от переднего крыла. При этом оно самостоятельно выбирает свой угол установки в зависимости от нагрузки. Здесь не надо высчитывать угол заклинения. При этом заднее крыло работает в условиях положительной интерференции, где переднее является своеобразным предкрылком.
Также этот аппарат подтверждает ранее сказанное о диапазоне центровок. Мы видим, что пилот с пассажиром находится практически под передним крылом, т.е. далеко от ЦМ всего ЛА, но при этом уверенно летает как в одноместном, так и в двухместном варианте. Этому аппарату безразлично будет ли в нем сидеть один пилот весом в 40 кг. или два по 150 кг.
Пожалуй, трудно найти подобное в обычных схемах. Скажу честно – невозможно!
Не знаю, осознают ли создатели этого ЛА все возможности или нет, но в первом случае они бы отказались в первую очередь от S-образного профиля на заднем крыле. Ведь ЦМ находится так далеко впереди фокуса этого крыла, что прирост Су по углу атаки (или момент) в любом случае будет адекватный независимо от применяемого профиля вплоть до применения механизации.
Второе – применение более выгодной схемы для конструкции переднего крыла, где можно применить высоконесущий профиль, например, классика, но лучше флюгерная утка с меньшими балансировочными потерями и такой же возможностью подбора приемлемых моментных характеристик для непосредственного управления крылом.
Таким образом, при простом исполнении можно сократить площадь общей несущей поверхности на 20 – 25% и повысить ЛТХ при всех равных.
Если же на обеих поверхностях применить достаточно легкую механизацию да по всему размаху, то можно еще сократить общую площадь на те же проценты и в итоге получить вдвое меньшую ометаемую поверхность.
В такой ситуации, думаю, есть смысл задуматься об аэромобиле, где не только езда, но и полет позволит не особо-то задумываться о расположении пассажиров (сколько на переднем или заднем сидении человек) и груза в багажнике.
Так стоит ли повторять известное?
Впрочем, я забегаю вперед, не закончив с опубликованным ответом. В вопросах механизации у флюгерной утки тоже не совсем гладко.
Продолжим…
По приросту момента похожая ситуация складывается и для флюгерной «утки», рис. 4.
https://www.facebook.com/photo.php?fbid=320804221444427&l=3ca46c8792
Например, сохранив МФР и соотношение плеч 1:10, для крейсерского полета флюгерной «утки» будет достаточно площади ФПГО в 10%. На взлете момент механизации возрастет в четыре раза, что вызвано двойными увеличениями плеча и Су крыла. Но здесь для его парирования появляется новый инструмент – возможность увеличения площади ФПГО до 40% без изменения центровки. ЛА сохранит работоспособность и при общей площади 120% сможет поднять 140 тонн. В пересчете на исходную площадь взятого примера «классики» выгоды составят около 24%. Однако при этом мы получаем ЛА с неоправданно большой площадью ФПГО, уменьшенной площадью механизированного крыла и проблемами по управляемости в крейсерском режиме. Дальнейший рост механизации еще больше ухудшит ситуацию. Специалисты абсолютно правы – выгоды с ростом площади ФПГО падают. Но если воспользоваться еще одной важной особенностью, а именно, возможностью применения механизации на несущей поверхности ФПГО, не мешающей управлению по тангажу, благодаря отдельной системе – флюгеру, картина резко меняется. При возможности увеличения Су в 4 раза можно получить ЛА с выгодной центровкой, как на взлетно-посадочных режимах, так и в крейсерском полете. При общей площади 90% подъемная сила останется прежней – 140 тонн, но в пересчете на S 100% ( исходную площадь) составит около 155 тонн, что уже на 72% выше «классики».
Конечно, обеспечить такой уровень механизации – сложная техническая задача. Например, приблизительно такому уровню соответствует выдвижное ПГО Ту-144, что является близким пределом без применения, например, струйной механизации. Естественно, это ограничивает дальнейший рост механизации крыла. Допустим, что по каким-либо причинам можно применить механизацию ФПГО повышающую Су не более чем в два раза. В этом случае необходимого четырехкратного прироста Су можно добиться компромиссным решением, например, сочетанием меньшего уровня механизации и вдвое большей площадью ФПГО (20%). При площади 100% выгоды в подъемной силе составят 55%. В крейсерском полете, половина площади ФПГО будет создавать потери диапазона центровок при повышенной маневренности. Для снижения нагрузки крыла и маневренности можно воспользоваться достаточно простым известным способом перекачивания топлива. Компромиссный вариант хоть и проигрышный с предыдущим, но более доступный и при возможности позволяет увеличить общий уровень механизации.
Как видим, для получения выгод этой схемы приоритетным является применение механизации на ФПГО, и ее уровень в конечном итоге определяет (или ограничивает) уровень механизации крыла. Компромиссными, достаточно простыми решениями можно добиться более высоких показателей общего уровня и, тем не менее, с дальнейшим ростом ограничения возникнут. Пожалуй, самым действенным способом снятия любых ограничений роста механизации может стать известное применение крыла с изменяемой стреловидностью.
В п. 4 говорится о предполагаемых проблемах в конструкции шарниров крепления ФПГО с ростом размеров ЛА. Действительно шарнир является одним из ключевых элементов и от степени его свободы зависит работа всей системы, которая требует максимального КПД и стойкости к нагрузкам. К таким требованиям в большей степени относятся шариковые или роликовые подшипники, которые способны обеспечить достаточную точность работы ФПГО. (В моделях использовались простейшие шарниры – отверстия в металле или фанере с осью из проволоки без смазки.) Вполне вероятно, что с этой задачей справятся и подшипники скольжения на основе новых материалов. В случае необходимости точность работы можно увеличить и за счет повышения стабилизирующих свойств флюгера путем некоторого увеличения его площади. Вероятно, в большей степени следует обратить внимание на защиту от возможности обледенения или перегрева по скорости, при которых шарнир может утратить работоспособность. Организовать необходимый температурный режим достаточно просто. И естественно эксплуатационный контроль этого агрегата должен быть соответствующим.
Системы применения АДУ получают все большее применение на коммерческих самолетах, но применительно к ФПГО такая система могла бы нести вспомогательную функцию, например, облегчение пилотирования в турбулентных условиях, и в случае отказа не влекла бы катастрофических последствий. Во всяком случае, с этой проблемой желательно столкнуться практически и постепенно на основе опыта ЛА меньших размеров и в случае действительной необходимости применить такую систему или найти какое-либо другое, более простое решение. Скорее всего, практика покажет это не обязательным условием.