Иновативна техника за активно принуди и прагови на брзина во летачките крилја со Flutter

Современите воени воздушни дизајни се уште се наоѓаат во баланс меѓу брзината и тајноста. Моделот од архитектурата со летечко крило, кој се користи за намалување на видливоста на радарот, се истакнува со нискиот радарски отпечаток и ефикасноста на горивото; сепак, оваа структура ги ограничува високите брзини на авиони со хармоничка линија. Затоа, летачките крилја како B-2 Spirit, мораат да работат под јасен звук. Меѓутоа, новата студија од кинески истражувачи покажува можност за промена на овој баланс. Според резултатите објавени во рецензирано списание во декември, без структурни промени, максималната безбедна летачка брзина за летачки крилни авиони може да се зголеми за 62,5%. Овој резултат покажува дека идните генерации тајни бомбардери можат да летат побрзо без жртвување на радарската видливост.

Недостатоци на дизајнот на летечкото крило Овој вид, кој долго време ги обединува телото со крилото, е познат по намалувањето на триењето и зголемувањето на ефикасноста на горивото, но можеби ќе ги намалува прецизноста на контролата поради интеракцијата меѓу линиите. Посебно, недостатокот на опашка ги зголемува чувствителноста на подвижните делови; освен тоа, долгите и тенки линии на крилата во високите брзини се исправаат, што предизвикува високи вибрации низ целиот систем. Овој феномен се нарекува flutter, како ригидно-мек механизам. Кога брзината надминува одреден праг, flutter може одеднаш да ја загуби контролата над авионите и во најтешките случаи дури да доведе до рушење на структурата. Затоа, летачките бомбардери со крилни структури како B-2 најчесто се ограничени на брзини околу Mach 0.5.

Решението, развиено од проф. Huang Rui (Нанџинг аерокосмички универзитет) и проф. Hu Haiyan (Пекински институт за технологија), носи нова парадигма против flutter. Без структурно зајакнување или промена на телото, активно намалување се користи за одржување на овој вибрации под нивото на опасност. Шума од сензорите постојано ја следи летната средина, а рано се откриваат знаци на вибрации. Потоа воздухот околу крилјата се прилагодува во секој момент; така се спречува ефектот на flutter со невидлив механизам за поддршка. Предноста е што овој пристап не бара драматични модернизации или големи промени, така што е лесен за интеграција во идните дизајни на авиони.

Фокус и резултати од тестовите За зајакнување на теоретската база, за околу десет години се спроведуваат истражувања. Предвидувањата за flutter се поедноставени преку фокусирање на четири клучни фактори, што доведе до создавање на целосно домашен софтвер што ги моделува динамиките на летачките крилја со ригидно-мек структури. За тестирање, е произведен дронински безглавен авион со долг и тенок крилен дел, кој во летните услови ги надминува границите на типичен flutter за 62,5%. Овој резултат го постави новиот глобален брзински праг за платформи со летачки крилја. Проф. Huang за Јиангсу новините изјави: „Ако авион може да лета со Mach 0,5, нашите напори можат да го зголемат оваа граница до Mach 0,7, и структурата ќе стане постабилна.“

Воена авијација, експертите веруваат дека оваа студија ќе ги мобилизира размислувањата за ограничувања на брзината кај дизајнот на летачките крилја. Во моментов постојат два главни пристапи: американскиот B-2, кој ја приоритетизира тајноста и преживливоста, прифаќајќи ја пониска брзина; руските Tu-160 се истакнува со брзина над Mach 2 и голема товарна способност, но е платформата со видливост на радар. Говори се дека кинескиот самолет H-20 исто така има слична летачка крилна структура. Ако anti-flutter технологијата биде интегрирана во H-20, тоа може да отвори трета опција, која ќе обезбеди побрза детекција и поголема оперативна флексибилност без жртвување на тајноста на тајните летала.