Россия и Китай делают большие ставки на бесхвостые самолеты, США наоборот

Новый бомбардировщик ВВС США B-21 Raider с летающим крылом совершил свой первый полет в конце ноября 2023 года несколько дней назад и вновь заставил задуматься о конструкции планера, которая развивалась почти столетие, но, возможно, нуждается в дальнейшей эксплуатации.

Как и его предшественник, Northrop-Grumman B-2 Spirit, Northrop-Grumman B-21 Raider сможет доставлять обычное и ядерное оружие по всему миру, используя возможности дозаправки на дальних и средних расстояниях. При стоимости почти $750 млн за штуку, это дорогостоящий зверь. ВВС США планируют приобрести 100 стелс-самолетов, которые разработчики называют самолетами шестого поколения. Среди других летающих крыльев, выпущенных в значительных количествах, был Lockheed Martin RQ-170 Sentinel. Многие беспилотники имеют конструкцию летающего крыла. К опытным образцам самолетов и беспилотных авиационных систем относятся BAE Systems Taranis, Boeing Phantom Ray, Sukhoi S-70 Okhotnik-B, Dassault nEUROn и демонстратор технологий Ghatak компании DRDO.

Летающее крыло - это бесхвостый самолет с фиксированным крылом, у которого нет фюзеляжа, а кабина пилота, топливо, полезная нагрузка и оборудование размещаются внутри основной конструкции крыла. В некоторых случаях летающее крыло может иметь вертикальные стабилизаторы.

Чистое летающее крыло теоретически является конфигурацией с наименьшей тягой для самолета с фиксированным крылом. Однако из-за отсутствия обычных стабилизирующих поверхностей и связанных с ними поверхностей управления летающее крыло остается неустойчивым и требует соответствующей системы управления.

Первая конструкция имеющая форму эллиптической семечки была разработана и протестирована чехословацким конструктором Иго Этрихом в 1909 году. В конце концов он отказался от этой концепции и добавил хвост для устойчивости. Более официальные исследования конфигурации летающего крыла начались в 1920-х годах. В 1930-х и 1940-х годах было создано более десятка экспериментальных летательных аппаратов, включая немецкий реактивный Horten Ho 229. Интерес военных к летающему крылу ослаб в 1950-х годах с развитием сверхзвуковых самолетов. Он возобновился в 1980-х годах из-за потенциала технологии стелс и растущей потребности военных в проникновении в зоны, сильно защищенные радарами.

Многие из них планировались как планеры. Однако возникали серьезные проблемы с устойчивостью как по оси тангажа, так и по оси рысканья. В итоге элероны и элеваторы были объединены в один блок, названный элевонами. Управление рулем рысканья обеспечивалось установленными на законцовках крыла закрылками, которые открывались, создавая сопротивление на нужной стороне. Если законцовки крыла располагались дальше к корме от центра тяжести, то они становились похожими на хвост для стабилизации. Летающее крыло было возрождено. В конечном итоге это привело к созданию стелс-бомбардировщика B-2. В начале 1988 года корпорация Northrop получила от ВВС США контракт стоимостью $2 млрд на создание B-2. Контракт предусматривал закупку 132 самолетов. После распада Советского Союза их число было сокращено до 20 оперативных самолетов плюс один испытательный.

Принятие толстого крыла, вмещающего экипаж и оборудование, прямо противоречило оптимальному тонкому крылу для сверхзвукового полета. Ни одно сверхзвуковое летающее крыло так и не было построено. Аэродинамически чистое летающее крыло не является выдающейся конструкцией. Кроме того, оно нестабильно. Только с развитием современных компьютерных систем управления полетами они смогли компенсировать аэродинамические недостатки. Оставаться дозвуковым - еще один недостаток гиперзвуковой эры. Поскольку в летающем крыле для создания подъемной силы используется весь самолет, это позволяет перевозить более тяжелые грузы. Существенным преимуществом является огромное количество топлива на борту и встроенные отсеки для оружия. На ноябрь 2023 года многие компании, в том числе Boeing, McDonnell Douglas и Armstrong Whitworth, провели проектные исследования авиалайнеров с летающим крылом, но ни один из них еще не был построен.

Northrop Grumman B-21 Raider все еще находится в стадии разработки в рамках программы Long Range Strike Bomber (LRS-B). Это будет дальний межконтинентальный стратегический бомбардировщик со стелс-технологией, способный наносить удары обычным и термоядерным оружием. К 2040 году он заменит самолеты Rockwell B-1 Lancer и Northrop Grumman B-2 Spirit, а затем, возможно, и Boeing B-52 Stratofortress. Ожидается, что он поступит на вооружение к 2027 году.

Российский Перспективный авиационный комплекс дальней авиации (ПАК ДА) созданный ПАО «Туполев» - разрабатываемый дозвуковой стратегический бомбардировщик нового поколения со стелс-конфигурацией летающее крыло. Ожидается, что самолет поступит в серийное производство в 2027 году. Он рассчитан на дальность полета 12 000 км, выносливость 30 часов и может нести как обычную, так и ядерную боевую нагрузку весом до 30 тонн.

Китайский неразработанный бомбардировщик H-20 также является летающим крылом. Flying-V - предлагаемый авиалайнер с конфигурацией летающего крыла, изучаемый исследователями Делфтского технологического университета в Нидерландах. Из-за практической необходимости в глубоком крыле концепция летающего крыла в основном применяется для дозвуковых самолетов. Интерес к ее использованию в значительной транспортной роли, где крыло достаточно глубоко, чтобы вместить груз или пассажиров, не ослабевает. Китайский дозвуковой стратегический бомбардировщик-невидимка с летающим крылом. Ожидается, что он будет готов к 2025 году.

Новая конструкция крыла, или летающего крыла, позволяет отказаться от сигарообразного фюзеляжа и хвостовой части, которые используются с 1930-х годов. Новая гладкая платформа напоминает бумеранг. Двухпалубный салон будет разделен на пять отсеков на каждой палубе. У большинства пассажиров не будет окна, поэтому в самолете будут установлены видеоэкраны, на которых будет отображаться вид из окна. В каждом отсеке будут двери спереди и сзади, чтобы облегчить аварийные выходы. Но эти показатели могут не совпадать с нынешними лайнерами. Системы аварийной эвакуации потребуют перепроектирования с адекватно закрывающимися дверями выхода. Это скажется и на обслуживании самолетов в аэропортах.

До начала серийного производства самолета еще предстоит решить несколько задач. Значительно более просторный салон потребует новой системы герметизации. Современные авиалайнеры летают со скоростью около 950 км/ч. Достижение этой же скорости на гораздо более толстом летающем крыле означает увеличение сопротивления, повышение мощности двигателя и, как следствие, увеличение расхода топлива. Необходимо будет обеспечить аэродинамическую устойчивость и резервирование систем. Пассажиров нужно будет убедить в безопасности.

Данная технология может внедряться не только в коммерческим секторе авиастроения ее также можно использовать на грузовых самолетах и военных лайнерах большой дальности. В условиях, когда индустрия авиаперевозок трещит по швам, конструкция летающего крыла может помочь авиакомпаниям удовлетворить потребности все более мобильного общества в XXI веке.

Авиаконструкторы и производители постоянно ищут способы улучшить самолеты по скорости, дальности полета, грузоподъемности и многим другим характеристикам. Двунаправленное летающее крыло - это концепция с изменяемой геометрией, состоящая из дозвукового крыла большого размаха и сверхзвукового крыла малого размаха, соединенных в виде неравного креста. Действия летающих крыльев развиваются и на ноябрь 2023 года у всех крупных держав есть летающие крылатые бомбардировщики и беспилотники.