Проект гибридного летательного аппарата roselli solar wing. сша

Винтажная статья Ганса Юстуса Мейера (Hans Justus Meier) «Roselli SOLAR WING. Projekt eines Hybrid-Luftfahrzeugs»» из издания «Luftfahrt International» 11/81 была переведена глубокоуважаемым сотрудником NF и мало доработана мной. Перевод был выполнен в ноябре 2015 года.

Предисловие редакции: Проект Ауро Розелли (Auro Roselli) Solar Wing является гибридный летательный аппарат, комплект высоты которым может выполняться с применением подъемной силы крыла либо же с применением компоновки летательных аппаратов легче воздуха.

Основополагающим принципом, лежащим в конструкции этого летательного аппарата, являются бессчётные оболочки, изменение форм которых производится за счет подвода тепла, и комбинации аэростатических и аэродинамических особенностей, с которыми экспериментировали на ранней стадии воздухоплавания. Сегодняшние высокопрочные вещества разрешают существенно улучшить предпосылки к созданию летательных аппаратов данного типа.

Более ранние предложения по созданию гибридных летательных аппаратов были обычными для предела XIX и XX столетий и исходили в основном от дирижаблей, воображая собой дирижабли с разрешавшими набирать высоту дополнительными аэродинамическими поверхностями. При проекта Ауро Розелли речь заходит о чистом гибридном летательном аппарате, что имеет большое количество неспециализированного и с самолётом и с дирижаблем.

В большинстве случаев средством, которое разрешало летательному аппарату подобному дирижаблю набирать с определёнными углами атаки высоту, был его фюзеляж несложной формы. Ауро Розелли вычисляет главным элементом конструкции, за счет которой летательный аппарат обязан набирать высоту, не фюзеляж, а крыло. По форме это крыло близко к простой несущей поверхности и должно создавать подъёмную силу.

В один момент оно должно создавать подъёмную силу и за счет применения тёплого воздуха, как это имеет место на аэростатах.

Крыло было выполнено в виде заполняемой газом оболочки. За счет довольно несложных средств возможно было изменять профиль крыла и его подъёмные свойства. Так, летательный аппарат возможно будет применять и как чистый аэростат, и как чистый самолёт.

Влияние воздуха должно было сказываться, если были использованы свойства аэростата. В ходе эксплуатации летательного аппарата возможно будет оптимизировать применение подъёмных особенностей обоих типов.

Проект Ауро Розелли является настоящий гибридный летательный аппарат, в котором преимущества дирижабля и лётные свойства должны употребляться совместно со преимуществами и свойствами, свойственными самолёту. В данном проекте противовесом своеобразным для дирижабля недочётам выступают преимущества самолётов с укороченными посадкой и взлётом, а громадной грузоподъёмности при низкой мощности силовой установки и низким эксплуатационным расходам – выступали такие свойственные дирижаблям недочёты, как громадные размеры и вытекающие из этого низкая скорость полёта, опасность от осадков и сильного ветра. Вследствие этого эти летательные аппараты возможно применять ограниченно, но, однако, спектр их применения распространяется существенно шире.

Solar Wing воображал собой летательный аппарат, заполненный горячим воздухом. Но, если судить по заглавию, нагрев содержащегося в данном летательном аппарате воздуха обязан осуществляться не как в большинстве случаев – при помощи горелки, а за счет солнечной энергии.

В только примитивной форме эта мысль известна уже много лет. В одном из номеров известного детского издания был изображен подобный шлангу пластиковый тёмный баллон. Данный баллон был частично надут, завязан и покинут на солнцепёке.

Находящийся в нём воздушное пространство возрастал в количестве, и тёмный выпуклый шланг скоро поднимался в атмосферу. Подъёмная сила была так громадна, что довольно часто удерживающий баллон шнур разрывался, и мини-дирижабль после этого летел уже самостоятельно. Появление в небе тёмных монстров в воздушном пространстве злило некоторых летчиков, в особенности пилотов спасательных вертолётов, что, само собой разумеется, не было намеренно.

Довольно более сложным есть летательный аппарат, складывающийся из двух оболочек, на котором Джулиан Нотт (Julian Nott) 22 августа 1981 года пролетел 70 километров и пересёк Ла-Манш. Чтобы применять так называемый парниковый эффект, Нотт изготовил собственный наполненный горячим воздухом летательный аппарат в виде двух оболочек. Внешняя оболочка из материала мелинекс (Melinex) была прозрачной, внутренняя была изготовлена из тёмного нейлона.

Внутренняя тёмная оболочка нагревалась посильнее, чем внешняя, и исходя из этого давление нагретого воздуха в первой оболочке было более высоким. На пространство между оболочками с одной стороны появилось давление из внутреннего тёмного баллона, иначе действовало внешнее давление. Давление, оказываемое на летательный аппарат с двух сторон, положительно оказывало влияние на прочность оболочек.

Применение солнечной энергии для нагрева воздуха оправдывало себя, потому, что вместо простого перелёта по этому маршруту с применением семи газовых баллонов с пропаном ценой в ?20 любой Нотт применял лишь ¼ ёмкости одного-единственного газового баллона!

По собственному поведению в воздухе баллон Нотта количеством 4000 м³ был схож с тем, как вели себя в воздухе простые круглые по форме воздушные баллоны. Одновременно с этим был отличен от рассчитанных на одного человека воздушных баллонов, потому, что таковой количество для для того чтобы экипажа был через чур громоздким. Это осложняло возможности продаж таких летательных аппаратов, и именно это событие и привлекло нью-йоркца Ауро Розелли.

Речь заходит о создании транспортного средства, затраты на использование которого должны сводиться к минимуму и быть существенно ниже, чем у любых вторых транспортных средств. Ауро Розелли сказал о собственной идее на протяжении двенадцатой конференции термофизиков, проходившей во второй половине 70-ых годов XX века в Американском университете аэронавтики (American Institute of Aeronautics – AIAA). То, что он внес предложение, было необыкновенным, но не являлось чем-то невыполнимым.

То же самое касается и технических неприятностей, которые связаны с практической реализацией его предложения.

Тёмная сигарета из нейлона, которая была изображена в детском издании, не смотря на то, что и имела возможность подниматься в атмосферу, но ею не было возможности руководить. То же самое касалось и воздушного баллона Нотта, что имел намного более передовую конструкцию. Но данный баллон по форме однако оставался родным к шару – как и практически все воздушные баллоны, каковые создавались в течение последних 200 лет и имели возможность лишь статически подниматься в атмосферу.

Согласно точки зрения Ауро Розелли воздушный баллон должен был иметь возможность перемещаться и как дирижабль, и как самолет, т.е. применять динамические силы для подъемной силы и для управления в полете. Для этих целей и была создана совокупность плоскости нового и управления типа, похожие на крылья.

Летательные аппараты легче воздуха с подобным крылу поперечным сечением предлагались много раз, но все они не были успешными, равно как и каждая попытка создать комбинацию из дирижабля и самолёта. Предложение Ауро Розелли, наконец-то, может поменять эту обстановку, потому, что он первым постарался создать такую конфигурацию летательного аппарата, которая соответствовала бы условиям применения: изменяться в полёте от «летательного аппарата легче воздуха» до «летательного аппарата тяжелее воздуха» и напротив.

Ауро Розелли решил применять воздушный баллон с тремя оболочками с висящими под ним силовой установкой и кабиной. Консоли крыла взяли форму двойной параболы – самая предпочтительной из-за аэродинамики и прочности фигуры. В крыла обязана пребывать «балка» из тёмного нейлона, созданая в форме шланга с круглым сечением.

Около «балки» обязана размещаться прозрачная оболочка с подобным эллипсу поперечным сечением, а около данной прозрачной оболочки пребывала бы еще одна, третья, также прозрачная оболочка. В конфигурации «легче воздуха» эти внешние оболочки по форме напоминали бы перевёрнутый профиль крыла самолёта.

За счет солнечного излучения (применение парникового результата, как у баллона Нотта) летательный аппарат Ауро Розелли обязан нагреваться. Наряду с этим этот эффект усиливался бы за счет слоёв оболочек. Тёмная «балка» обязана нагреваться особенно очень сильно, и крыло становилось бы значительно более твёрдым.

Во второй оболочке давление должно быть снижено, во внешней оно было бы еще ниже, но всё еще более высоким, чем внешнее давление. Подобно баллону Нотта понижение давления снабжает более большую прочность оболочек.

В собственной конфигурации «летательный аппарат легче воздуха» проект Solar Wing поднимался бы не обращая внимания на перевёрнутый профиль крыла. При понижении высоты профиль крыла обязан изменяться. В конфигурации «летательный аппарат тяжелее воздуха» из перевёрнутого профиля крыла обязан получаться несущий профиль, что разрешит делать планирующий полет.

Этот эффект должен быть взят за счет соединения трех оболочек сетью кабелей и тянущих тросов так, дабы барабаны тросов изменяли бы внешнюю форму летательного аппарата Solar Wing, тогда как форма центральной «балки» и находящейся около неё второй оболочки оставались бы неизменными. Согласно точки зрения Ауро Розелли благодаря применению барабанов тросов с разным диаметром при одних и тех же оборотах барабана возможно будет взять желаемые для той либо другой фазы задней формы кромок и полёта передней крыла.

На протяжении сборки для того чтобы крыла его подобные сегментам из плёнки элементы должны соединяться вместе с кабелями, каковые усиливали бы конструкцию крыла и разрешали бы крылу сохранять прочность при любых ударных нагрузках. В соответствии с расчетам Ауро Розелли самый мелкий пригодный к применению летательный аппарат, выполненный по аналогичной схеме, должен иметь количество порядка 28 300 м³, что приблизительно в 5 раза больше, чем количество простых сейчас заполненных гелием дирижаблей.

Подобный количество вероятно взять при размахе крыла 110 метров, средней длине хорды крыла в 30,5 метра и средней толщине крыла 9,15 метра. Большой неспециализированный вес трех оболочек был принят 900 кг. Два простых имеющихся в продаже двигателя мощностью 200 л.с., оснащенных понижающими редукторами с солидным передаточным числом, должны использоваться вместе с воздушными винтами громадного диаметра.

Но Ауро Розелли сохраняет надежду на то, что колебания задней кромки крыла разрешат взять подобие реактивной тяги. Он желает взять и применять так называемый эффект Катцмайера (Katzmayr-Effekt), что кроме этого еще именуется эффект Кноллера-Бетца (Knoller-Betz). Это, как и целый проект, должно быть получено за счет применения новых материалов. Один из таких материалов – прозрачная плёнка, именуется майлар (Mylar), второй, текстиль, кевлар.

Оба этих материала должны были совместно употребляться в форме ламината, что только что был испытан.

Как и на дельтаплане собственной конструкции, Ауро Розелли собирается получить устойчивость за счет низкого размещения центра тяжести. Управление довольно продольной оси должно быть получено за счет установки крыла под углом относительно гондолы и силовой установки. Асимметричная тяга силовой установки должна была снабжать управление довольно вертикальной оси.

На изображении летательного аппарата в виде спереди возможно заметить, что силовая установка обязана удерживаться в нужном положении диагонально расположенными тросами. Моторная рама, по форме соответствующая профилю крыла, обязана соединять между собой фюзеляж и силовую установку. Боковые, вертикальные тросы совокупности управления должны пребывать на нижней части оболочки над расположенными ниже двигателями силовой установки.

Барабаны тросов совокупности управления проходили бы через моторные рамы над вторым двигателем и фюзеляжем к нижней части оболочки на другой консоли крыла. Привод этого троса совокупности управления имел возможность бы осуществляться изнутри фюзеляжа либо при помощи вращения роликов, удерживавших тросы, и барабанов. Угол установки осуществлялся бы за счет особого устройства, которое должно размешаться в центропланном пилоне, соединяющем фюзеляж и крыло.

Вопрос, из-за чего данный летательный аппарат должен быть успешным, в праве на существование. В итоге, такую огромную птицу собираются построить не для собственной прихоти.

У Ауро Розелли по данной теме имеются уникальные идеи: вода в большинстве случаев есть самоё дешёвым сырьём из всех, каковые имеются на Земле. Но и её не везде возможно отыскать, и в том месте, где воды нет, она может стоить весьма дорого. Прежде всего вода отсутствует в пустынях и в некоторых вторых подобных регионах. Обитатели этих безводных регионов не имеют технических и материальных возможностей отбирать нужную им воду из вторых регионов и применять ее.

Тут Ауро Розелли верит в то, что флот из его летательных аппаратов Solar Wing имел возможность создавать так именуемую «туманную метлу» (fog boom).

«Туманная метла» обязана воображать собой изобретение, которое при применении новых материалов (в этом случае кевлара) может стать практичным. Речь заходит о огромной раме, в передней части которой обязан размешаться треугольник, соединённый и стянутый нитями и сетью. В верхней части рамы обязан пребывать водосборник, доходящий до низу, где размешался бы резервуар для собранной воды.

В регионах с высокой влажностью это приспособление должно было собирать и конденсировать водяные пары, «сметая» их с неба. Эффективность данной громадной «туманной метлы» возрастала бы в зависимости от повышения её площади. Это со своей стороны предполагает целесообразность повышения пористой формы каналов.

«Туманная метла» в регионах с высокой влажностью имела возможность бы закрепляться между двумя воздушными змеями, строениями либо буграми. Опробования данной «туманной метлы» уже были совершены: довольно маленькое подобное приспособление употреблялось в Нью-Джерси на протяжении пикового потребления воды.

Для собственного летательного аппарата Solar Wing Ауро Розелли предполагает применять намного громадную туманную метлу и наряду с этим предусматривает применение целого флота таких приспособлений для сбора ее транспортировки и воды. По его представлениям эти летательные аппараты должны «заправляться» водой над Атлантическим океаном и доставлять её в безводные регионы Африки, после этого лететь потом, к примеру, к Красному морю и ранее собранную воду оставлять в арабской пустыне.

После этого забор воды обязан осуществляться в Персидском заливе и снабжать водой Иран и без того потом. Наряду с этим летательные аппараты Solar Wing, применяя попутные потоки воздуха, фактически должны выполнять полёты около Почвы и после этого снова достигать Атлантики, где круговорот должен был начинаться снова.

Согласно точки зрения Ауро Розелли, применение громадного количества волн данных летательных аппаратов сможет обеспечить совершенно верно замеряемую влажность в определённых регионах и снижать в этих регионах последствия засухи либо кроме того всецело их ликвидировать.

Предложенная Розелли совокупность потребует относительно скромных средств на наблюдение и управление за этими летательными аппаратами, таких как бортовые вычислители, кое-какие приспособления на борту летательных аппаратов, навигационных спутников либо авиадиспетчеров, каковые имели возможность бы руководить полётом этих приспособлений для сбора воды и направлять их к конечным целям. Вероятно ли претворить в реальность эти далеко идущие цели?

Это должны быть в меньшей мере технические, а гораздо большие денежные и не в послёднюю очередь проблемы и – политические проблемы для того чтобы рода были известны! Исходя из этого Ауро Розелли решил сперва выстроить достаточно увлекательный с технической точки зрения вариант собственного летательного аппарата Solar Wing в варианте планера, о котором мы еще поведаем.

Предложения комбинировать самолёт и дирижабль были в моде на рубеже XIX-XX столетий. Значительно чаще целями этих разработок была разгрузка дирижаблей за счет создания дополнительных несущих поверхностей. На снимке продемонстрирована одна из современных моделей, созданная Джоном Ходждоном (John Hodgedon). В отличие от этого предложения Auro Roselli спроектировал настоящий гибридный летательный аппарат

Изометрическое изображение летательного аппарата Solar Wing конструкции Ауро Розелли

Схема проекта летательного аппарата Solar Wing в трех видах

Частичный разрез крыла, вид спереди. На схеме прекрасно продемонстрированы три ламинированные оболочки

Схема трансформации кривизны передней кромки крыла за счет натяжения внутреннего кабеля и роликов разного диаметра (барабан продемонстрирован сверху слева)

Разрез крыла с тремя расположенными одна в второй оболочками и внутренним стягивающим кабелем. Представлен вариант поменянного профиля внешней оболочки. Обе внутренние оболочки остались без трансформаций (внизу)

Схематическое изображение «туманной метлы», которая обязана пребывать под летательным аппаратом Solar Wing. Слева продемонстрирована несложная форма, справа – вариант с увеличенной благодаря складывающейся из нитей сети площадью поверхности

Источники:

Auro Roselli: Inflated Wings. US-Patent 4.261.534, angem. 13. Oktober 1978, veroffentlicht 14. April 1981.
Ders.: Ideas toward the development of a solar wing from спорт implement to cheap transport to dirigible cloud. Vortrag, gehalten anla?lich der AIAA 12th Ther-mophysics Conference, Albuquerque, N.Mex., Juni 1977 (Druckschrift 77-731).
Korrespondenz d. Verf. mit Auro Roselli, New York.

Фотографии: Ауро Розелли и создатель

Проект гибридного летательного аппарата roselli solar wing. сша

2 in 1 Project – Solar and Wind Energy

Увлекательные записи:

Похожие статьи, которые вам, наверника будут интересны: