Bahkan pesawat yang paling tidak biasa dibangun sesuai dengan prinsip simetri pada awal industri pesawat terbang. Setiap pesawat memiliki badan pesawat konvensional, di mana sayap konvensional dipasang tegak lurus. Namun, secara bertahap, dengan perkembangan aerodinamis, para desainer mulai merenungkan penciptaan pesawat terbang dengan sayap asimetris. Perwakilan dari jenius Jerman yang muram adalah yang pertama mencapai ini: pada tahun 1944, proyek serupa diusulkan oleh Richard Vogt, kepala desainer Blohm & Voss. Namun, proyeknya tidak diwujudkan dalam logam; Amerika NASA AD-1 benar-benar pesawat pertama dengan sayap putar.
NASA AD-1 (Ames Dryden-1) adalah pesawat eksperimental yang dirancang untuk mempelajari konsep sayap putar menyapu variabel asimetris. Menjadi pesawat sayap miring pertama di dunia. Pesawat yang tidak biasa ini dibangun di Amerika Serikat pada tahun 1979 dan melakukan penerbangan pertamanya pada 21 Desember di tahun yang sama. Pengujian pesawat dengan sayap putar berlanjut hingga Agustus 1982, selama waktu itu 17 pilot berhasil menguasai AD-1. Setelah penutupan program, pesawat itu dikirim ke Museum Kota San Carlos, di mana masih tersedia untuk semua pengunjung dan merupakan salah satu pameran terpenting yang dipamerkan.
Eksperimen Jerman
Di Jerman, selama Perang Dunia Kedua, mereka bekerja cukup serius dalam pembuatan pesawat dengan sayap asimetris. Desainer Richard Vogt terkenal dengan pendekatan atipikalnya terhadap penciptaan teknologi penerbangan, dia mengerti bahwa skema baru tidak akan mencegah pesawat menjadi stabil di udara. Pada tahun 1944 ia menciptakan proyek pesawat Blohm & Voss dan P.202. Gagasan utama perancang Jerman adalah kemungkinan pengurangan hambatan yang signifikan saat terbang dengan kecepatan tinggi. Pesawat lepas landas dengan sayap simetris konvensional, karena sayap kecil yang disapu memiliki koefisien angkat yang tinggi, tetapi sudah selama penerbangan, sayap berbelok ke bidang yang sejajar dengan sumbu badan pesawat, mengurangi tingkat resistensi. Pada saat yang sama, pekerjaan dilakukan di Jerman dengan sapuan sayap simetris klasik pada pesawat tempur Messerschmitt P.1101.
Blohm & Voss dan P.202
Tetapi bahkan di Jerman pada tahun-tahun perang terakhir, proyek pesawat Blohm & Voss dan P.202 tampak gila, tidak pernah diwujudkan dalam logam, selamanya hanya tersisa dalam bentuk cetak biru. Pesawat yang dirancang oleh Vogt seharusnya menerima rentang sayap 11,98 meter, yang diputar pada engsel tengah pada sudut hingga 35 derajat - dengan deviasi maksimum, lebar sayap berubah menjadi 10,06 meter. Kerugian utama dari proyek ini dianggap sebagai mekanisme yang berat dan tidak praktis (menurut perhitungan) untuk memutar sayap, yang memakan banyak ruang di dalam badan pesawat, dan ketidakmampuan untuk menggunakan sayap untuk menggantung senjata dan peralatan tambahan. juga merupakan kerugian yang serius.
Anehnya, Vogt bukan satu-satunya desainer Jerman yang mempertimbangkan sayap ayun. Proyek serupa disiapkan oleh para insinyur di Messerschmitt. Proyek Me P.1109 yang dihadirkan oleh mereka bahkan mendapat julukan "sayap gunting". Proyek yang mereka buat memiliki dua sayap sekaligus. Selain itu, mereka independen satu sama lain. Satu sayap terletak di atas badan pesawat, yang lain - di bawahnya. Saat memutar sayap atas searah jarum jam, sayap bawah berputar dengan cara yang sama, tetapi berlawanan arah jarum jam. Desain ini memungkinkan untuk secara kualitatif mengkompensasi kemiringan pesawat dengan perubahan sapuan asimetris. Pada saat yang sama, sayap dapat berputar dengan sudut hingga 60 derajat, sedangkan ketika ditempatkan tegak lurus dengan badan pesawat, tidak berbeda dengan biplan klasik. Dalam melakukannya, Messerschmitt menghadapi masalah yang sama seperti Blohm & Voss: mekanisme belok yang sangat kompleks. Terlepas dari kenyataan bahwa tidak ada pesawat asimetris Jerman yang tidak melampaui proyek kertas, harus diakui bahwa Jerman sangat maju dalam pengembangan mereka. Amerika mampu mewujudkan rencana mereka hanya pada akhir 1970-an.
NASA AD-1 - asimetri terbang
Ide-ide para desainer Jerman diimplementasikan dalam logam oleh rekan-rekan Amerika mereka. Mereka mendekati masalah ini selengkap mungkin. Terpisah dari Jerman pada tahun 1945, insinyur Amerika Robert Thomas Johnson mengajukan idenya tentang semacam "sayap gunting", menurut idenya, sayap seperti itu harus diputar pada engsel khusus. Namun, pada tahun-tahun itu, dia tidak dapat mewujudkan idenya, kemampuan teknisnya tidak memungkinkan. Ini berubah pada 1970-an ketika teknologi memungkinkan penciptaan pesawat asimetris. Pada saat yang sama, Richard Vogt yang sama, yang beremigrasi ke Amerika Serikat setelah berakhirnya Perang Dunia II, diundang sebagai konsultan proyek.
Pada saat itu, para perancang sudah tahu bahwa pesawat dengan sayap sapuan variabel memiliki sejumlah kelemahan. Kerugian utama dari desain ini termasuk: pergeseran fokus aerodinamis saat mengubah sapuan, yang menyebabkan peningkatan resistensi keseimbangan; peningkatan massa struktur karena adanya balok daya dan engsel poros konsol yang terpasang padanya, serta segel posisi sayap pesawat yang ditarik. Kedua kekurangan ini pada akhirnya menjadi penyebab penurunan jarak terbang atau penurunan massa muatan.
Pada saat yang sama, karyawan NASA yakin bahwa pesawat dengan sayap sapuan variabel asimetris (KAIS) akan kehilangan kerugian yang tercantum. Dengan skema seperti itu, sayap akan menempel pada badan pesawat menggunakan satu poros engsel, dan perubahan sapuan konsol saat sayap diputar akan dilakukan secara bersamaan, tetapi memiliki karakter sebaliknya. Analisis komparatif pesawat dengan sayap sapuan variabel skema standar dan KAIS yang dilakukan oleh spesialis NASA menunjukkan bahwa skema kedua menunjukkan penurunan hambatan sebesar 11-20 persen, massa struktur berkurang sebesar 14 persen, dan hambatan gelombang ketika terbang dengan kecepatan supersonik harus berkurang 26 persen. …
Pada saat yang sama, pesawat dengan sayap asimetris memiliki kekurangan. Pertama-tama, dengan sudut sapuan yang besar, kantilever sapuan lurus memiliki sudut serang efektif yang lebih besar daripada kantilever sapuan terbalik, yang mengarah ke asimetri hambatan dan, sebagai akibatnya, munculnya momen belok parasit di pitch, berguling dan menguap. Masalah kedua adalah bahwa KAIS dicirikan oleh peningkatan dua kali lebih besar dalam ketebalan lapisan batas di sepanjang rentang sayap, dan setiap aliran asimetris memicu gangguan yang intens. Namun, meskipun demikian, diyakini bahwa efek negatif dapat dihilangkan dengan memperkenalkan sistem kontrol fly-by-wire, yang secara otomatis akan mempengaruhi kontrol aerodinamis pesawat, tergantung pada berbagai parameter: sudut serang, kecepatan terbang, sapuan sayap. sudut. Bagaimanapun, untuk memeriksa semua perhitungan, perlu untuk membangun model terbang.
Konsep KAIS berhasil diuji pada model tak berawak, setelah itu perlu untuk beralih ke pembuatan pesawat penuh. Proyek percobaan tersebut diberi nama NASA AD-1 atau Ames Dryden-1. Pesawat itu dinamai pusat penelitian yang mengerjakan proyek - NASA Ames dan NASA Dryden. Pada saat yang sama, spesialis Boeing bertanggung jawab atas keseluruhan desain pesawat. Menurut perhitungan para insinyur NASA dan kerangka acuan yang tersedia, perusahaan Amerika Rutan Aircraft Factory merakit pesawat yang dibutuhkan. Pada saat yang sama, salah satu persyaratan proyek adalah untuk menjaga anggaran 250 ribu dolar. Untuk ini, pesawat eksperimental dibuat sesederhana mungkin dari segi teknologi dan murah, mesin yang agak lemah dipasang di pesawat. Pesawat baru siap pada Februari 1979, setelah itu dikirim ke California di lapangan terbang Dryden NASA.
Sayap pesawat eksperimental AD-1 dapat berputar di sepanjang sumbu tengah sebesar 60 derajat, tetapi hanya berlawanan arah jarum jam (solusi ini sangat menyederhanakan desain tanpa kehilangan keunggulannya). Putaran sayap dengan kecepatan 3 derajat per detik disediakan oleh motor listrik kompak, yang dipasang di dalam badan pesawat langsung di depan mesin utama. Sebagai yang terakhir, dua mesin turbojet Microturbo TRS18 klasik buatan Prancis dengan daya dorong masing-masing 100 kgf digunakan. Rentang sayap trapesium ketika diposisikan tegak lurus dengan badan pesawat adalah 9, 85 meter, dan pada putaran maksimum - hanya 4, 93 meter. Pada saat yang sama, kecepatan penerbangan maksimum tidak melebihi 400 km / jam.
Pesawat pertama kali mengudara pada 21 Desember 1979. Pada penerbangan perdananya, ia diterbangkan oleh pilot uji NASA Thomas McMurphy. Lepas landas pesawat dilakukan dengan sayap tetap tegak lurus, sudut rotasi sayap berubah dalam penerbangan setelah mencapai kecepatan dan ketinggian yang diperlukan. Selama 18 bulan berikutnya, dengan setiap penerbangan uji baru, sayap pesawat AD-1 diputar 1 derajat, sambil merekam semua indikator penerbangan. Akibatnya, pada pertengahan 1980, pesawat eksperimental mencapai sudut sayap maksimum 60 derajat. Penerbangan uji berlanjut hingga Agustus 1982, dengan total 79 penerbangan pesawat. Kebetulan pada penerbangan terakhir pada 7 Agustus 1982, pesawat diangkat oleh Thomas McMurphy, sementara 17 pilot berbeda menerbangkannya selama seluruh periode pengujian.
Program pengujian mengasumsikan bahwa hasil yang diperoleh akan membantu menggunakan perubahan asimetris dalam sapuan sayap saat melakukan penerbangan antarbenua yang panjang - kecepatan dan penghematan bahan bakar seharusnya terbayar dengan cara terbaik pada jarak yang sangat jauh. Pesawat eksperimental NASA AD-1 menerima ulasan positif dari pilot dan spesialis, tetapi proyek tersebut tidak menerima pengembangan lebih lanjut. Masalahnya, program tersebut awalnya dipandang sebagai program penelitian. Setelah menerima semua data yang diperlukan, NASA hanya mengirim pesawat unik ke hanggar, dari mana kemudian dipindahkan ke museum penerbangan. NASA selalu menjadi organisasi penelitian yang tidak berurusan dengan konstruksi pesawat terbang, dan tidak ada produsen pesawat terbesar yang tertarik dengan konsep sayap berputar. Secara default, setiap kapal penumpang antarbenua lebih kompleks dan lebih besar daripada pesawat AD-1 "mainan", sehingga perusahaan tidak mengambil risiko. Mereka tidak ingin berinvestasi dalam penelitian dan pengembangan, meskipun desainnya menjanjikan, tetapi tetap mencurigakan. Waktu untuk inovasi di bidang ini, menurut mereka, belum tiba.
Performa penerbangan NASA AD-1:
Dimensi keseluruhan: panjang - 11, 8 m, tinggi - 2, 06 m, lebar sayap - 9, 85 m, luas sayap - 8, 6 m2.
Berat kosong - 658 kg.
Berat lepas landas maksimum - 973 kg.
Pembangkit listrik adalah 2 mesin turbojet Microturbo TRS18-046 dengan daya dorong 2x100 kgf.
Kecepatan jelajah - 274 km / jam.
Kecepatan maksimalnya mencapai 400 km/jam.
Kru - 1 orang.
