Luftfartsområdet har produceret nogle interessante mønstre i løbet af sin århundrede lange historie. Det er det, der kaldes Flying Wings, en type fly med fast vinge, der består af en enkelt vinge.
Selvom dette koncept er blevet undersøgt næsten så længe flyvende maskiner har eksisteret, er det først inden for de sidste par årtier, at dets virkelige potentiale er realiseret. Og når det kommer til rumfartens fremtid, er det et koncept, der forventes at se meget mere i vejen for forskning og udvikling.
Beskrivelse:
Pr. Definition er en flyvende vinge et fly, der ikke har nogen bestemt flykrop, hvor det meste af besætningen, nyttelast og udstyr er indeholdt i hovedvingestrukturen. Fra toppen ser en flyvende vinge ud som en chevron, hvor vingerne udgør dens ydre kanter og den forreste midten tjener som cockpit eller pilotsæde. De findes i mange varianter, lige fra jet-fighter / bombefly til håndflyvemaskiner og sejlfly.
En ren, flyvende vinge er teoretisk set den mest aerodynamisk effektive (laveste træk) designkonfiguration for et fastvinget fly. Det tilbyder også høj strukturel effektivitet for en given vingedybde, hvilket fører til let vægt og høj brændstofeffektivitet.
Udviklingshistorie:
Tailless håndværk har eksisteret siden Wright Brothers tid. Men det var først efter første verdenskrig, takket være en omfattende udvikling i krigstiden med monoplaner, at et håndværk uden ægte flykrop blev muligt. En tidlig entusiast var Hugo Junkers, der patenterede ideen til en flyvemaskine-lufttransport i 1910.
Desværre betød begrænsninger, der blev indført ved Versailles-traktaten om tysk luftfart, at hans vision først blev realiseret før 1931 med Junker's G38. Selvom dette design, selvom det var revolutionerende, stadig krævede en kort skroget og en halesektion for at være aerodynamisk mulig.
Flyvende design blev eksperimenteret med omfattende i 30'erne og 40'erne, især i USA og Tyskland. I Frankrig, Storbritannien og USA blev der produceret mange designs, skønt de fleste var svævefly. Der var dog undtagelser, ligesom Northrop N1M, et prototype med alle vinger og det langt mere imponerende Horten Ho 229, den første jetdrevne flyvende fløj, der tjente som en fighter / bombefly for den tyske luftvåben i 2. verdenskrig.
Dette fly var en del af en lang række eksperimentelle fly produceret af Nazi-Tyskland, og var også det første fartøj til at indarbejde teknologi, der gjorde det sværere at opdage på radar - aka. Stealth-teknologi. Hvorvidt dette var forsætligt eller en utilsigtet konsekvens af dens design forbliver imidlertid genstand for spekulation.
Efter 2. verdenskrig inspirerede dette fly flere generationer af eksperimentelle fly. Den mest bemærkelsesværdige af disse er YB-49 langdistansebomben, A-12 Avenger II, B-2 Stealth Bomber (ellers kendt som ånden) og en række delta-fløjede fly, såsom Canadas egen Avro -105, også kendt som Avro-pilen.
Seneste udvikling:
Nyere eksempler på fly, der indeholder flyvende design inkluderer X-47B, en demonstration ubemandet kampflykøretøj (UCAV), der i øjeblikket er under udvikling af Northrop Grumman. X-47B er designet til operatørbaserede operationer og er et resultat af samarbejde mellem Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) og den amerikanske flåde UCAS-D (Unmanned Combat Air System Demonstration) program.
X-47B fløj første gang i 2011, og fra 2015 udførte dens to aktive demonstranter med succes en række landingstop- og luftfartsbaserede landinger. I sidste ende håber Northrop Grumman at udvikle prototypen X-47B til et slagmark-klart fly, der er kendt det ubemandede luftfartsselskab, der er lanceret, Airborne Surveillance and Strike (UCLASS), som forventes at komme i drift i 2020'erne.
En anden overtagelse af konceptet kommer i form af den tovejs flyvende fløj. Denne type design består af en langspænding, lavhastighedsvinge og en kortspændt højhastighedsfløj, der er sammenføjet i en enkelt luftramme i form af et ujævnt kryds. Det foreslåede fartøj ville starte og lande med lavhastighedsvingen på tværs af luftstrømmen og derefter dreje en kvart omdrejning, så højhastighedsvingen vender mod luftstrømmen for supersonisk rejse.
Designet hævdes at have lavbølgedrag, høj subsonisk effektivitet og ringe eller ingen sonisk bom. Lavhastighedsvingerne har sandsynligvis en tyk, afrundet luftplade, der er i stand til at indeholde nyttelasten og et bredt spænd for høj effektivitet, mens højhastighedsvingen ville have en tynd, skarpkantet luftplade og et kortere spenn for lavt træk ved supersonisk hastighed .
I 2012 meddelte NASA, at den var i færd med at finansiere udviklingen af et sådant koncept, kendt som Supersonic Bi-Directional Flying Wing (SBiDir-FW). Dette kom i form af kontoret for Chief Technologist, der tildelte et tilskud på $ 100.000 til en forskningsgruppe ved University of Miami (ledet af professor Gecheng Zha), der allerede arbejdede på et sådant fly.
Siden Wright Brothers første gang tog luften i et fly lavet af lærred og træ for over et århundrede siden, har luftfartsingeniører tænkt længe og hårdt på, hvordan vi kan forbedre videnskaben om flyvning. Hver gang i et stykke tid er der dem, der vil forsøge at ”opfinde hjulet” igen, kaste det gamle paradigme ud og producere noget virkelig revolutionerende.
Vi har skrevet mange artikler om Flying Wing for Space Magazine. Her er en artikel om testning af den prototype blandede vingefly, og her er nogle jetbilleder.
Hvis du gerne vil have flere oplysninger om NASAs flyprogrammer, kan du tjekke NASAs Dryden-fotosamling, og her er et link til forskellige NASA-forskningsfly.
Vi har også optaget mange relaterede episoder af Astronomy Cast. Lyt her, afsnit 100: Raketter.
Kilder:
- NASA - Flying Wing
- Wikipedia - Flying Wing
- Militær fabrik - Flyvende fly fra oprindelse til nutiden
