Ентузіаст авіамоделювання з каналу rctestflight представив експериментальний літак, який використовує систему повного обдуву крила замість традиційного пропелера. Завдяки ефекту Коанда та високошвидкісному повітряному потоку, що виходить через щілини в крилі, апарат здатний літати настільки повільно, що здається, ніби він порушує закони фізики.
Це перший літак, у якого 100% тяги створюється саме системою обдуву крила — два електричні вентилятори нагнітають повітря всередину крила, звідки воно виходить через спеціальні щілини, забезпечуючи як підйомну силу, так і рух вперед.
Принцип роботи обдувних закрилківТрадиційні закрилки збільшують підйомну силу, додаючи крилу більшої кривизни. Але при занадто великих кутах атаки потік повітря відривається від верхньої поверхні, що призводить до звалювання. Обдувні закрилки вирішують цю проблему: стиснене повітря від двигунів подається через щілини безпосередньо над закрилками.
Завдяки ефекту Коанда — явищу, при якому повітря “прилипає” до вигнутої поверхні — високошвидкісний потік залишається прикріпленим до крила навіть при екстремальних кутах атаки.
Це дозволяє закрилкам працювати під крутішими кутами без звалювання, генеруючи значно більшу підйомну силу.
Від теорії до практикиАвтор спроектував крило з профілем S1210, який має високий коефіцієнт підйомної сили при низьких числах Рейнольдса. Крило вирізалось на ЧПК-фрезері з рожевого XPS-пінопласту, після чого покривалося пакувальною стрічкою для міцності та гладкості.
Всередині кожного крила розміщується 50-міліметровий електричний вентилятор, що подає повітря в довгу порожнину. Звідти повітря виходить через спеціально розраховані щілини по всій довжині крила. Карбонова панель, виготовлена методом вакуумної інфузії, закриває повітряний канал зверху.
Випробування на водіПерші польоти виявили кілька проблем. Літак виявився дуже енергоємним — акумулятори розряджалися вдвічі швидше, ніж у 5-дюймового FPV-дрона. Крім того, сервопривід зміни кута атаки крила не мав достатнього моменту, що призвело до першої аварії.
Після ремонту та встановлення зовнішнього BEC (джерела живлення) літак продемонстрував вражаючі можливості. При максимальному куті атаки крила апарат зліталий за лічені метри.
У режимі повільного польоту людина могла йти поруч з літаком, не відстаючи.
Наукові експериментиДля аналізу роботи системи автор використав лінійний лазер і димову машину. Візуалізація потоку показала, що повітря рівномірно розподіляється по всій довжині крила. Навколишнє повітря також захоплюється вниз високошвидкісним потоком із щілин, створюючи додаткову підйомну силу.
Випробування на швидкості показали: без двигуна крило звалюється при 19° кута атаки. З увімкненим вентилятором навіть на половинній потужності межа звалювання зросла до 29°, а при повній потужності — до 36°. При цьому задня частина крила взагалі не звалювалася — тільки передня.
Ефективність системиНезважаючи на вражаючі можливості повільного польоту, система має суттєві недоліки. При вазі 1,9 кг літак підтримував висоту на половинній потужності, споживаючи близько 440 грамів тяги. Порівняльні тести показали, що металевий вентилятор виявився кращим за звичайний хобі-EDF, але повітряні канали в крилі “з’їдають” 27% тяги порівняно з вільним вентилятором.
Автор підрахував, що близько 29% тяги йде на вертикальну підйомну силу,
а 71% — на рух вперед. Це робить літак схожим на гібрид між звичайним літаком і вертольотом. Однак навіть з урахуванням цього крило виконує основну роботу зі створення підйомної сили.
Висновки експериментуХоча система 100% обдуву крила виявилася неефективною з точки зору енергоспоживання, вона довела свою працездатність і вражаючі можливості. Для практичного застосування автор рекомендує комбінувати обдув крила зі звичайним пропелером, що створюватиме основну тягу.
У майбутньому планується об’єднати багатоелементне крило з системою обдуву, що може дати ще кращі результати. Попри всі недоліки, експеримент продемонстрував, що навіть екзотичні авіаційні технології можуть знайти практичне застосування в світі авіамоделювання.
Запис Літак з унікальною системою обдуву крила, що дозволяє йому літати неймовірно повільно спершу з'явиться на ProstoMob.
