Исследовательская группа Иллинойского технологического института (Illinois Tech) под руководством профессора Дэвида Уильямса впервые продемонстрировала использование нового метода управления в самолете без хвостового оперения. Эта технология позволяет летательному аппарату быть максимально гладким и гладким, что делает его более безопасным для полетов в опасных зонах, где радар сканирует небо на наличие острых краев.
В то время как обычные самолеты полагаются на выступающие плавники для обеспечения рулевого управления, бесхвостая конструкция управляется активным потоком воздуха, при котором струи воздуха обдуваются различными поверхностями корпуса самолета в зависимости от того, в каком направлении движется самолет. Эту технологию можно использовать, чтобы сделать коммерческие самолеты более экономичными за счет удаления существующих рулевых частей, создающих большое сопротивление.
Уильямс, профессор машиностроения и аэрокосмической инженерии , возглавил группу студентов и сотрудников Технологического института Иллинойса в строительстве реактивного самолета, в котором есть как обычные органы управления рулевым управлением, так и новая реализация активного управления потоком.
В октябре 2022 года группа запустила реактивный самолет с полигона беспилотных летательных аппаратов (БАС) Пендлтон в Орегоне, совершив два девятиминутных полета, которые продемонстрировали успех системы.
Для каждого полета один пилот запускал реактивный самолет, используя обычные средства управления полетом. Затем в середине полета они передали управление второму пилоту, который управлял активной системой управления потоком.
В ходе первого испытания команда обнаружила, что активная система управления потоком на самом деле обеспечивает большую мощность, чем предполагалось по результатам испытаний в аэродинамической трубе.
«В инженерии так никогда не бывает, вы почти всегда получаете меньше, чем надеялись, но в данном случае мы получили больше», — говорит Уильямс. «Первый день был очень драматичным. Он был очень сильным и очень страшным. Если струя слишком сильно перевернется на бок, она может выйти из-под контроля. На самом деле, она развернулась до 90 градусов, но восстановилась».
Как только пилот обрел уверенность в своей способности управлять летательным аппаратом, он выполнил маневры по крену и тангажу, чтобы проверить способность активного управления потоком управлять струей на крутых углах.
Преимущество активного управления потоком заключается в том, что оно позволяет выполнять маневры, невозможные при обычном управлении, включая очень быстрые повороты и возможность летать под углами, при которых обычные средства управления становятся неэффективными.
Уильямс говорит, что неожиданная мощность их системы укрепила его уверенность в том, что они смогут выполнять эти более сложные маневры с этим самолетом.
Во время своего второго полета Уильямс уменьшил мощность активной системы управления потоком для более безопасного и стабильного полета, что позволило им собрать больше данных о том, как работает активная система управления потоком.
Активное управление потоком реализовано с помощью запатентованного клапана Коанда, разработанного Уильямсом и его учениками, и это был их первый шанс продемонстрировать успех конструкции на самолете.
Уильямс говорит, что команда будет проводить больше летных испытаний , постепенно переходя к использованию активного управления потоком во время взлета и выполняя более экстремальные маневры управления. Их исследование будет представлено на конференции AIAA Aviation 2023 года в Сан-Диего.
«Мы сделали прорыв, который я искал», — говорит Уильямс. «Теперь будущие испытания начнут добавлять к достижениям и уверенности в конструкции самолета».
