Było, wróciło, odc. 4: Lecim bokiem? Skrzydło ukośne/nożycowe

Latać nosem naprzód to każdy potrafi. Bokiem do klienta, to jest dopiero wyższa szkoła latania! Komu latającą deskę do prasowania?

Jesteśmy przyzwyczajeni do pewnych standardów. Na przykład: skrzydło unosi samolot. Kropka. Trochę siły nośnej produkuje kadłub, ale dopóki jest rurowaty, są to zazwyczaj pomijalne wartości. Nie mówcie tego pilotowi, który wylądował F-15D ze skrzydłem urwanym u nasady (w Eagle kadłub ma bardziej plackowaty kształt i produkuje sporo siły nośnej).

Tak, czy inaczej, standardowo płat nośny jest na stale przytwierdzony do kadłuba samolotu – xięgowi tak lubią, bo to względnie tanie i sprawdzone rozwiązanie, choć ma swoje wady. Czasem dobrze byłoby zmienić kąt skosu skrzydła, by zmniejszyć opory i oszczędzić trochę paliwa, po czym przywrócić poprzedni skos dla zwiększenia siły nośnej przy lądowaniu. Owszem, bywają konstrukcje o zmiennej geometrii skrzydeł, ale żadna taka nie dotarła do użytku w liniach lotniczych. Boeing próbował z projektem swojego naddźwiękowca, ale samo tytanowe łożysko dla pojedynczego skrzydła ważyło ponad dwie tony, więc problem z masą był zasadniczy, a to rzutowało na ekonomikę całego przedsięwzięcia, czego xięgowi już nie lubią. A co, jeśli pozbyć się jednego z tych łożysk i podwiesić kadłub na jednym pod skrzydłem? Oszczędność na masie robi się sama!

Oczywiście takie uproszczone podejście do tematu jest wręcz durne, ale coś musi być na rzeczy, skoro powstało oblique wing. Oblique po polsku oznacza tyle co skośne, ukośne, krzywe. Inżynierowie NASA zaproponowali też nazwę scissor wing, czyli skrzydło nożycowe, od kształtu jaki przyjmuje kadłub i skrzydło podczas lotu. Może to być lepsza terminologia, niż myląca się z płatem skośnym spotykanym w większości maszyn dziś (swept wing).

W dużym skrócie, płat nożycowy jest przymocowany do kadłuba na dużym łożysku i w miarę jak samolot przyspiesza, skrzydło obraca się w założonym kierunku. Powoduje to taki sam efekt zmniejszenia powierzchni czołowej, jakby skrzydło zmieniało geometrię w klasyczny sposób, składając się do tyłu i zmniejszając opory, a wraz z nimi zużycie paliwa. Wygląda to cokolwiek osobliwie, ale w NASA twierdzą, że działa, więc nie mi się spierać.

Projekty oparte na takim płacie pojawiały się w zakładach Blohm & Voss już podczas Drugiej Wojny Światowej, a potem, wraz z pomysłodawcą takiego rozwiązania, Richardem Vogtem, na fali operacji Paperclip dotarły do USA. Tam końcem lat siedemdziesiątych powstał samolot doświadczalny Ames-Dryden AD-1, którego skrzydło mogło być obrócone w locie aż o sześćdziesiąt stopni. Samolot napędzały dwa silniki odrzutowe Microturbo TRS 18 i ich ciąg był mniej więcej taki, jak sugeruje nazwa. AD-1 osiągał niebotyczną jak na odrzutowiec prędkość maksymalną 320 kilometrów na godzinę i przyniósł sporo danych na temat nowatorskiego układu płatowca, ale jego ograniczone osiągi nie pozwoliły na przetestowanie koncepcji w całości. Odkryto, że powyżej 45-stopniowego obrotu skrzydła występują problemy ze sztywnością konstrukcji i stabilnością w locie. Decydenci w NASA spojrzeli na wyniki badań, pokiwali głową, uznali, że należy zbudować szybszy, sztywniejszy samolot do testów, po czym go nie zbudowali. Logiczne.

• 

• 

• 

• 

Ale skoro już jesteśmy przy skrzydle nożycowym: są też latające skrzydła. Co jeśli pozbyć się kadłuba i wykonać skrzydło w taki sposób, by latało pod kątem? To pytanie zadano sobie również w brytyjskiej wytwórni Handley Page. W 1961 roku nad tematem przysiadł Godfrey H. Lee i wyrysował Sycamore, projekt czterosilnikowego odrzutowego pasażerskiego liniowca o pojemności 150 osób i prędkości przelotowej Ma 2,0. Grafika może nie jest bardzo wysokiej jakości, ale jest czytelna. Widać kokpit, który obracałby się niezależnie od reszty skrzydła, podobnie jak silniki i statecznik pionowy. Całość już w konfiguracji do startu i lądowania byłaby „krzywa”, a jej kształt wydłużałby się podczas lotu aż do osiągnięcia skosu 72 stopni względem kierunku lotu. Raczej nie spodziewałbym się obrotowych foteli dla pasażerów (żeby xięgowi upchnęli jak najwięcej krzesełek), więc w środku podczas lotu mógłby odbywać się festiwal choroby lokomocyjnej. Spodziewano się również problemów ze statecznością i stabilnością samolotu.

Pomysł wrócił na chwilę w latach dziewięćdziesiątych i dwutysięcznych, ale wciąż nie latamy samymi skrzydłami bokiem, więc chyba nie wypalił. Tuż po nieciekawej fuzji McDonnella-Douglasa i Boeinga w 1997 roku (w branży zwanej przejściowo i prześmiewczo McBoeingiem), firma ta przedstawiła swoje pomysły na latającą deskę do prasowania, bardzo podobną w koncepcji do Sycamore, w dwóch wersjach: poddźwiekowej, napędzanej czterema silnikami turbowentylatorowymi i wyposażonej w szczątkowy, obrotowy ogon; a także naddźwiękowej, bezogonowej i ciągniętej przez sześć silników turboodrzutowych. Kąt skosu tego pierwszego wynosiłby maksymalnie 45, a drugiego: 60 stopni. Sądząc po tym, jak firma pilotowana przez zależnych od Johna McDonnella ludzi radziła sobie przez ostatnie dwie dekady (z obsuwami przy 787, odkryciami śmieci i drabin w konstrukcji płatowców i fiaskiem 737 MAX), może to i dobrze, że do nożycowych heheszek ich autorstwa nie doszło.

• 

• 

• 

Testy komputerowe i na małych modelach trwają nadal, choćby we wprawionych w projektowaniu latających skrzydeł zakładach Northrop-Grumman, ale technologia jeszcze nie dorosła do tego, by ekonomicznie i bezpiecznie wykorzystać ten rodzaj płata w lotnictwie cywilnym czy wojskowym.

• 

• 

• 

•