Hasta la fecha se han creado en nuestro país y en el exterior una gran cantidad de sistemas aéreos no tripulados para diversos fines. Durante la construcción del UAV, se utiliza una amplia gama de ideas y soluciones, incl. todos los principales esquemas aerodinámicos. El diseño de "alas voladoras" es bastante popular porque ofrece ventajas bien conocidas y, al mismo tiempo, conlleva algunas limitaciones.
En nuestro país, el tema del ala volante se retomó hace varias décadas, pero esta dirección no tuvo mucho éxito. En el campo de la aviación tripulada, se desarrollaron otros esquemas, incl. estructuralmente similar, como diseño sin cola o integral.
Sin embargo, la situación cambió drásticamente con el inicio del desarrollo activo y masivo de vehículos aéreos no tripulados. En esta área, fue posible realizar más plenamente, y poner en funcionamiento, todas las principales ventajas del "ala volante" en diferentes clases de equipos. Consideremos los ejemplos más interesantes del uso de dicho esquema en vehículos aéreos no tripulados nacionales.
Clase ligera
A principios de la década de 2000, apareció el primer UAV de la futura familia Eleron de la empresa ENIX. Era un vehículo ultraligero que pesaba 3400 g y una envergadura de menos de 1,5 m. Con la ayuda de un grupo propulsado por hélice eléctrica, podía alcanzar velocidades de más de 100 km / hy volar durante 70-75 minutos. La carga útil del dron eran cámaras diurnas y nocturnas.
Posteriormente aparecieron nuevas muestras de la familia, como "Eleron-10". Su ala ha aumentado a 2, 2 m de envergadura y su masa ha aumentado a 15, 5 kg. Debido a las baterías más grandes y de mayor capacidad, puede permanecer en el aire durante 2, 5 horas y trabajar a una distancia de al menos 50 km del operador (con transmisión de señal de video). Todas las muestras de la familia Eleron han encontrado aplicación en el ejército y las fuerzas del orden.
También se puede observar la línea UAV ZALA 421 de la empresa ZALA Aero Group. Esta familia incluye alas voladoras sin cola e incluso un rotor basculante y un multicóptero. Los dispositivos que pesan en kilogramos son capaces de volar decenas de kilómetros y transportar equipos de reconocimiento. Algunas de estas muestras se aceptan para suministro y se fabrican en serie. La munición merodeadora ZALA KUB se distingue. Este producto también tiene las características de un ala volante.
De peso pesado
Por varias razones, el esquema de "alas voladoras" no encontró aplicación en proyectos domésticos de la clase media, pero fue útil para crear algunas muestras pesadas. Debido al tamaño y la función que ofrecen, estos proyectos han atraído constantemente la atención del público y de los profesionales.
En 2007 RSK MiG presentó un modelo de tamaño completo del UAV de ataque pesado Skat. El proyecto preveía la construcción de una máquina de 20 toneladas con una envergadura de 11,5 my un motor turborreactor. La velocidad de diseño alcanzó los 850 km / h, el alcance fue de 4000 km. Se suponía que el dron debía llevar a bordo hasta 6 toneladas de armas en 4 puntos de la suspensión interna. Junto con la maqueta "Skat", se demostraron varios tipos de armas de aviones guiados, compatibles con ella.
En el futuro, el destino del proyecto siguió siendo vago. Fue recordado cada pocos años, pero sin mencionar ningún progreso. Al mismo tiempo, se afirmó, el trabajo se detuvo y continuó. Las últimas noticias de este tipo aparecieron hace un año y no ha habido nuevos mensajes desde entonces.
En junio de 2018, se sacó del taller de montaje un experimentado UAV S-70 "Okhotnik" desarrollado por la empresa "Sukhoi". La envergadura de esta máquina se estima en 18-20 m, el peso de despegue es de al menos 20 toneladas Se utiliza un motor turborreactor. La carga útil es de varias toneladas en los compartimentos internos. Según varias fuentes, el UAV se hace sub o transónico. Se utiliza un sistema de control automático avanzado, capaz de interactuar con el operador u otra aeronave.
El primer vuelo del Okhotnik tuvo lugar el 3 de agosto de 2019 y las pruebas de vuelo aún están en curso. El S-70 opera de forma independiente y en conjunto con el caza Su-57. No se sabe cuándo se completará el trabajo de desarrollo y comenzará la producción en masa.
Beneficios en contexto
Las ventajas de un diseño de ala volante sobre otras disposiciones aerodinámicas son bien conocidas. Consideremos por qué exactamente resultó ser útil en la creación de algunos vehículos aéreos no tripulados domésticos (y no solo).
La principal ventaja del esquema es la capacidad de transformar la totalidad o casi toda la superficie del fuselaje en una superficie de carga, con el correspondiente aumento de las características de vuelo y / o capacidad de carga. Esta característica del esquema permite que los UAV relativamente livianos con una pequeña reserva de combustible o baterías de capacidad limitada permanezcan en el aire más tiempo que los diseños tradicionales de tamaño y peso similares.
El ala volante ofrece ventajas en términos de espacios de disposición disponibles. Los componentes y conjuntos necesarios se pueden colocar no solo en el fuselaje, como en el esquema normal, sino también en la sección central conjugada suavemente con él o en el ala de mayor espesor. Tales oportunidades se demuestran mejor con el pesado "Skat" y "Hunter". Dentro de sus planeadores, era posible colocar motores turborreactores bastante grandes, compartimentos de carga y tanques con una gran cantidad de combustible. Los UAV ligeros están construidos de manera similar, aunque con diferencias comprensibles.
Una característica importante del ala volante es su potencial en términos de sigilo. Los contornos suaves de la configuración deseada, combinados con la elección correcta del material, pueden reducir drásticamente el área de dispersión efectiva. Según diversas estimaciones, estas técnicas se utilizaron en los proyectos Hunter y Skat. Lo mismo se aplica a una serie de desarrollos extranjeros.
Lidiar con las imperfecciones
A pesar de todas sus ventajas, el ala volante no está exenta de desventajas, que hay que afrontar. A menudo, estos problemas son demasiado graves y conducen al abandono de dicho esquema en favor de otros diseños.
Uno de los mayores desafíos al crear alas voladoras, incl. UAV está asociado con el diseño de las unidades necesarias dentro de los volúmenes de una configuración específica. Las unidades más grandes se pueden colocar solo dentro de la protuberancia del fuselaje o la sección central, cuyo volumen no es infinito. Ampliar los compartimentos disponibles requiere un rediseño aerodinámico, que no siempre es posible o aconsejable.
Afortunadamente, estos problemas se abordan con éxito al principio de la fase de diseño. Además, en el campo de los UAV, existen algunas características que facilitan el diseño de las unidades. Por lo tanto, el dron no necesita cabina ni sistemas relacionados, y el control se realiza mediante una electrónica que no requiere mucho espacio.
Un problema grave es el comportamiento de un ala en el aire. Al no tener cola vertical, una aeronave de este tipo no puede demostrar una estabilidad de trayectoria aceptable. También existe un problema con la provisión de control. Los elevadores tradicionales en el borde de fuga del ala hacen un buen trabajo de control de balanceo, pero pueden mostrar un control de cabeceo insuficiente debido a un desplazamiento insuficiente del centro de masa. Sin cola vertical, existe un problema de control de guiñada.
La estabilidad del rumbo se puede garantizar con la ayuda de puntas dobladas, como en algunos Elerons y parte de los UAV de ZALA. El control del rumbo se puede realizar dividiendo los elevones, como el "Skat". Una solución radical podría ser el abandono del esquema de "alas voladoras" en favor de uno sin cola con quilla y timón completo.
El desarrollo activo de los pilotos automáticos y la electrónica en general contribuye a la solución de todos los problemas de estabilidad y controlabilidad. Los UAV modernos de todas las clases principales utilizan automatización de alta velocidad y algoritmos avanzados capaces de mantener el vuelo con parámetros específicos y reaccionar ante fenómenos indeseables.
Una de las opciones
En general, el esquema de "alas voladoras" en el nivel actual de desarrollo tecnológico es útil y puede usarse en ciertos proyectos. Sus rasgos característicos pueden utilizarse para solucionar determinados problemas, obteniendo serios beneficios y ventajas frente a otros esquemas. Sin embargo, debido a la presencia de limitaciones y desventajas, el ala volante no se convierte en una solución universal e inequívocamente positiva y, por lo tanto, no puede desplazar a otros esquemas.
Los UAV de otros esquemas aún se están creando e implementando. Entonces, junto con el ala voladora "Eleron", se utilizan activamente "Águilas" del diseño normal. Altius con un fuselaje completo y un ala recta estrecha se está probando simultáneamente con el Strike Hunter. Además, en ciertas clases de drones, el ala volante aún no ha encontrado aplicación, por ejemplo, en el campo de los vehículos de largo alcance de altitud media (MALE).
Así, los creadores de la nueva tecnología aeronáutica deben recordar la existencia de diferentes esquemas aerodinámicos y comprender sus rasgos característicos, lo que permitirá elegir las soluciones óptimas para proyectos específicos. Con este enfoque, las nuevas muestras de equipos no tripulados o de otro tipo tendrán una apariencia y características óptimas, independientemente de la presencia o ausencia de un fuselaje y un empenaje pronunciados.
