Технологии

Інженер збудував гігантський радіокерований літак із круглими крилами: після серії аварій довів, що ідея таки працює

15 авг•ProstoMob

Автор каналу Project Air вирішив перевірити ідею, яка переслідувала його ще з дитинства: чи можуть круглі крила літати краще за звичайні прямі. Все почалося з дитячого паперового літачка круглої форми, який, попри дивний вигляд, летів навдивовижу далеко. Це спогад надихнув на цілий місяць роботи — спершу над невеликим тестовим прототипом, а потім і над гігантською радіокерованою моделлю з бальзового дерева.

Круглі крила створюють підйомну силу так само, як і звичайні аеродинамічні профілі: верхня та нижня поверхні під кутом атаки формують різницю тиску, яка й піднімає крило вгору.

Перший прототип: паперовий дизайн ожив у бальзіЩоб перевірити концепцію без зайвих ускладнень, автор почав із максимально простого прототипу — легкого літачка на гумовому моторчику, без важкої електроніки. Найскладнішою частиною виявилось саме виготовлення круглого крила: спочатку креслення на папері, потім вирізані смужки бальзи, склеєні одна за одною в структуру, яку згодом обтягнули цигарковим папером і зігнули в кільце.

Перший тестовий політ здивував навіть самого автора — маленький літачок пролетів «на милі»,

за його ж словами. Далі пішли експерименти з формою та розміром крил — і оптимальна конфігурація виявилась несподіваною: одне велике кругле крило спереду як основна несуча поверхня та менше стабілізуюче кругле крило ззаду.

Пряме порівняння: кругле крило проти класичногоЩоб перевірити, чи справді кругла форма дає перевагу, автор влаштував змагання між двома легкими моделями однакової ваги (близько 12 г кожна) — однією зі звичайним прямим крилом тієї ж площі, і другою з круглим. Перший запуск ледь не закінчився втратою моделі: порив вітру заніс прямокрилий літачок на дах майстерні, а спроба зняти його дроном коштувала розбитого дрона.

Коли тести нарешті вдалося провести у відкритому полі, результат виявився показовим. Звичайний літак у поривчастому вітрі пролетів усього 7 секунд, хаотично кидаючись у різні боки. Круглокрила модель, навпаки, летіла плавно й стабільно понад 10 секунд — і повторний запуск лише підтвердив результат. Крило саме собою немов «виправляло» кожен порив вітру.

Масштабування ідеї: від іграшки до справжнього RC-літакаНадихнувшись результатами тестів,

автор вирішив побудувати повноцінну радіокеровану версію — з міцною бальзовою конструкцією, спроєктованою в CAD і вирізаною лазером, наче деталі великого конструктора. На складання двох крил пішов не один день ручної роботи разом з асистенткою Еммою — і готова пара крил важила лише 2,13 кг, що доволі мало для конструкції такого розміру.

Фюзеляж зробили у формі витягнутої коробки з міцними шпангоутами під кріплення крил та округленим носом для кращої аеродинаміки. Коли всі елементи вперше зібрали разом, результат виглядав радше як мистецький об’єкт, ніж літак, — авторові навіть довелося визнати, що це один із найдивніших апаратів, які він коли-небудь будував.

Перші випробування — і серія невдачПлановий безмоторний планерний тест пройшов непогано: крила справді створювали підйомну силу, довелося лише додати трохи ваги в носову частину для балансування. Але коли настав час встановити мотори й спробувати керований політ, почалися серйозні проблеми.

  • Літак виявився надто важким у верхній частині через встановлені мотори й погано тримав рівновагу на поривчастому вітрі
  • Перша спроба запуску закінчилась аварійним перериванням польоту
  • Друга спроба — лінія тяги виявилась надто високою, і при наборі оборотів ніс різко пішов униз; літак розбився, обидва лонжерони основного крила зламались навпіл
Після цього автор переробив конструкцію:

використав уціле заднє крило як нове основне, додав традиційний хвіст із рульовими поверхнями замість керування виключно через мотори, опустив мотори нижче. Але й друга спроба закінчилась так само — літак знову врізався в землю через ту саму проблему з високою лінією тяги.

Мабуть, бальзове дерево було не найкращим вибором матеріалу для цього експерименту. Легке — так, але надто крихке для подібних випробувань.

Третя спроба: пінопласт та алюміній замість крихкої бальзиПісля двох розбитих крил автор кардинально змінив підхід — замінив бальзову конструкцію на гнучке крило з пінопласту та алюмінію. Рішення мало плюс: така конструкція краще амортизує жорсткі посадки. Але з’явилась і нова проблема — крило буквально «гуляло» на вітрі, а мотори через його гнучкість починали перекручуватись.

Попри низькі очікування, цей варіант таки полетів — хай і доволі хитко, з крилом, що вигиналося й тремтіло просто в польоті. Літак все ж залишався керованим, і посадка, хоч і надзвичайно «стрибуча», пройшла без руйнувань. Це стало доказом: кругле крило принципово працює, просто конструкції бракувало жорсткості.

Фінальна версія — і успішний політСпираючись на висновки останнього тесту, автор додав центральну розпірку, яка не давала крилу розтягуватись убік, і жорстко закріпив мотори безпосередньо на фюзеляжі, щоб усунути їхнє розхитування. З цими доопрацюваннями літак вивезли на фінальне випробування — цього разу вже перед друзями, колегами та навіть кількома зацікавленими коровами з сусіднього поля.

Політ вийшов саме таким, на який автор сподівався від самого початку проєкту: плавним, стабільним і повністю керованим, попри доволі вузьке та незвичне крило. Літак спокійно кружляв над полем, показуючи чудову стійкість по крену навіть на вітрі — і після кількох хвилин у повітрі здійснив вдалу посадку без жодних пошкоджень.

За словами автора, проєкт навчив його надзвичайно багато про концепцію круглих крил — попри цілу серію аварій та зламаних деталей, ідея виявилась цілком робочою, хоч і не позбавленою недоліків. Головна проблема, яка залишилась, — конструкції з круглим крилом схильні до «верхньої важкості» через розташування двигунів. Успіх проєкту надихнув команду випустити комерційний набір для збирання власної моделі круглого літака — тепер будь-хто може повторити цей експеримент вдома.

Запис Інженер збудував гігантський радіокерований літак із круглими крилами: після серії аварій довів, що ідея таки працює спершу з'явиться на ProstoMob.

Змаганье, атака, Кут

Читайте еще