Selv de mest usædvanlige fly blev bygget efter symmetriens principper ved begyndelsen af flyindustrien. Ethvert fly havde en konventionel skrog, hvortil konventionelle vinger var fastgjort vinkelret. Men gradvist, med udviklingen af aerodynamik, begyndte designere at reflektere over oprettelsen af et fly med en asymmetrisk vinge. Repræsentanter for det dystre tyske geni var de første til at nå dette: i 1944 blev et lignende projekt foreslået af Richard Vogt, chefdesigner for Blohm & Voss. Imidlertid var hans projekt ikke legemliggjort i metal; den amerikanske NASA AD-1 var virkelig det første fly med en roterende vinge.
NASA AD-1 (Ames Dryden-1) er et eksperimentelt fly designet til at studere konceptet med en asymmetrisk variabel fejende roterende vinge. Blev verdens første skrå vingefly. Det usædvanlige fly blev bygget i USA i 1979 og foretog sin første flyvning den 21. december samme år. Test af flyet med en roterende vinge fortsatte indtil august 1982, i løbet af hvilken tid det lykkedes 17 piloter at mestre AD-1. Efter lukningen af programmet blev flyet sendt til Museum of the City of San Carlos, hvor det stadig er tilgængeligt for alle besøgende og er et af de vigtigste udstillinger, der vises.
Tyske forsøg
I Tyskland, under Anden Verdenskrig, arbejdede de ganske seriøst med oprettelsen af fly med en asymmetrisk vinge. Designer Richard Vogt var berømt for sin atypiske tilgang til skabelsen af luftfartsteknologi, han forstod, at den nye ordning ikke ville forhindre flyet i at være stabilt i luften. I 1944 skabte han Blohm & Voss og P.202 flyprojekt. Hovedideen for den tyske designer var muligheden for en betydelig reduktion i træk, når man flyver med høj hastighed. Flyet startede med en konventionel symmetrisk vinge, da en lille fejet vinge havde en høj løftekoefficient, men allerede under flyvning vendte vingen i et plan parallelt med skrogaksen, hvilket reducerede modstandsniveauet. Samtidig blev der udført arbejde i Tyskland med den klassiske symmetriske svejning af vingen på Messerschmitt P.1101 jagerfly.
Blohm & Voss og s.202
Men selv i Tyskland i de sidste krigsår virkede Blohm & Voss og P.202 -flyprojektet sindssygt, det blev aldrig legemliggjort i metal, for evigt kun at forblive i form af tegninger. Flyet designet af Vogt skulle have et vingespænd på 11,98 meter, som roterede på det centrale hængsel i en vinkel på op til 35 grader - med en maksimal afvigelse ændrede vingespændet sig til 10,06 meter. Den største ulempe ved projektet blev anset for at være en tung og besværlig (ifølge beregninger) mekanisme til drejning af vingen, som tog meget plads inde i flyets flyskrog, og manglende evne til at bruge vingen til at hænge yderligere våben og udstyr var også en alvorlig ulempe.
Overraskende nok var Vogt ikke den eneste tyske designer, der overvejede en svingvinge. Et lignende projekt blev udarbejdet af ingeniører på Messerschmitt. Me P.1109 -projektet, der blev præsenteret af dem, modtog endda øgenavnet "saksevinge". Projektet, de skabte, havde to vinger på én gang. Desuden var de uafhængige af hinanden. Den ene fløj var placeret over flyets skrog, den anden - under den. Når den øvre vinge drejes med uret, drejede den nederste vinge på samme måde, men mod uret. Dette design gjorde det muligt kvalitativt at kompensere for flyets skævhed med en asymmetrisk ændring i fejning. Samtidig kunne vingerne dreje i en vinkel på op til 60 grader, mens når de var placeret vinkelret på flykroppen, var den ikke anderledes end den klassiske biplan. Derved stod Messerschmitt over for de samme problemer som Blohm & Voss: en meget kompleks drejemekanisme. På trods af at ingen af de tyske asymmetriske fly ikke gik ud over papirprojekter, skal det indrømmes, at tyskerne var seriøst forud for deres tid i deres udvikling. Amerikanerne kunne først realisere deres plan i slutningen af 1970'erne.
NASA AD -1 - flyvende asymmetri
De tyske designeres ideer blev implementeret i metal af deres amerikanske kolleger. De behandlede spørgsmålet så grundigt som muligt. Uafhængigt af tyskerne i 1945 fremlagde den amerikanske ingeniør Robert Thomas Johnson sin idé om en slags "saksevinge", ifølge hans idé skulle en sådan vinge tænde et særligt hængsel. Men i disse år kunne han ikke realisere sin idé, de tekniske evner tillod det ikke. Dette ændrede sig i 1970'erne, da teknologi gjorde det muligt at oprette asymmetriske fly. Samtidig blev den samme Richard Vogt, der emigrerede til USA efter afslutningen af Anden Verdenskrig, inviteret som projektkonsulent.
På det tidspunkt vidste designerne allerede, at fly med variable fejevinger havde en række ulemper. De største ulemper ved dette design omfattede: skift af det aerodynamiske fokus ved ændring af feje, hvilket førte til en stigning i balanceringsmodstand; en stigning i konstruktionens masse på grund af tilstedeværelsen af en strømbjælke og drejelige hængsler på de konsoller, der er knyttet til den, samt tætninger på flyets vinges tilbagetrukne position. Begge disse mangler var i sidste ende årsagen til et fald i flyveområdet eller et fald i nyttelastens masse.
Samtidig var NASA -medarbejdere overbeviste om, at et fly med en asymmetrisk variabel fejevinge (KAIS) ville blive frataget de nævnte ulemper. Med en sådan ordning ville vingen blive fastgjort til flyskroget ved hjælp af et svinghængsel, og ændringen i konsollernes feje, når vingen blev drejet, ville blive udført samtidigt, men havde den modsatte karakter. En komparativ analyse af fly med variable sweepvinger i standardordningen og KAIS udført af NASA-specialister viste, at den anden ordning viser et fald i træk med 11-20 procent, strukturens masse falder med 14 procent, og bølgetræk når man flyver med supersonisk hastighed, skal den falde med 26 procent ….
På samme tid havde flyet med en asymmetrisk vinge sine ulemper. Først og fremmest med en stor fejevinkel har en lige fejet cantilever en større effektiv angrebsvinkel end en omvendt fejet cantilever, hvilket fører til en asymmetri af træk og som følge heraf forekomsten af parasitære drejningsmomenter i pitch, rul og gab. Det andet problem var, at KAIS er kendetegnet ved en dobbelt så stor stigning i tykkelsen af grænselaget langs vingespændet, og enhver asymmetrisk stilstand i strømningen fremkalder intense forstyrrelser. Men på trods af dette troede man, at negative virkninger kunne elimineres ved at indføre et fly-by-wire-kontrolsystem, som automatisk ville påvirke flyets aerodynamiske kontroller, afhængigt af forskellige parametre: angrebsvinkel, flyvehastighed, vingefejring vinkel. Under alle omstændigheder var det nødvendigt at bygge en flyvende model for at kontrollere alle beregninger.
KAIS-konceptet blev testet med succes på en ubemandet model, hvorefter det var nødvendigt at gå videre til at skabe et fuldgyldigt fly. Det eksperimentelle projekt blev betegnet NASA AD-1 eller Ames Dryden-1. Flyet blev opkaldt efter de forskningscentre, der arbejdede på projektet - NASA Ames og NASA Dryden. Samtidig var Boeing -specialister ansvarlige for flyets overordnede design. Ifølge beregningerne fra NASA -ingeniører og de tilgængelige kommissorier samlede det amerikanske selskab Rutan Aircraft Factory det nødvendige fly. Samtidig var et af projektets krav at holde sig inden for budgettet på 250 tusind dollars. Til dette blev forsøgsflyet gjort så enkelt som muligt med hensyn til teknologi og billigt; temmelig svage motorer blev installeret på flyet. Det nye fly stod klar i februar 1979, hvorefter det blev leveret til Californien på NASAs Dryden flyveplads.
AD-1 forsøgsflyets vinge kunne rotere langs midteraksen med 60 grader, men kun mod uret (denne løsning forenklede designet i høj grad uden at miste dens fordele). Vingens drejning med en hastighed på 3 grader i sekundet blev leveret af en kompakt elektrisk motor, som blev installeret inde i flykroppen direkte foran hovedmotorerne. Som sidstnævnte blev der brugt to klassiske franskfremstillede Microturbo TRS18-turbojetmotorer med en kraft på 100 kgf hver. Den trapezformede vings spændvidde, når den var placeret vinkelret på flykroppen, var 9, 85 meter og ved maksimal sving - kun 4, 93 meter. Samtidig oversteg den maksimale flyvehastighed ikke 400 km / t.
Flyet tog først til himlen den 21. december 1979. På sin jomfruflyvning blev den fløjet af NASA -testpilot Thomas McMurphy. Starten af flyet blev udført med en vinkelret fast vinge, vingens rotationsvinkel ændrede sig allerede under flyvning efter at have nået den krævede hastighed og højde. I løbet af de næste 18 måneder, med hver ny testflyvning, blev AD-1-flyets vinge drejet 1 grad, mens alle flyindikatorer blev registreret. Som et resultat nåede forsøgsflyet i midten af 1980 sin maksimale vingevinkel på 60 grader. Testflyvninger fortsatte indtil august 1982, med i alt 79 flyvninger med flyet. Det skete sådan, at på den sidste flyvning den 7. august 1982 blev flyet løftet af Thomas McMurphy, mens 17 forskellige piloter fløj på det i hele testperioden.
Testprogrammet antog, at de opnåede resultater ville hjælpe med at bruge den asymmetriske ændring i vingen af vingen ved lange interkontinentale flyvninger - hastigheden og brændstoføkonomien burde have betalt sig på den bedste måde på meget lange afstande. Det eksperimentelle NASA AD-1-fly modtog positive anmeldelser fra piloter og specialister, men projektet modtog ikke yderligere udvikling. Problemet var, at programmet oprindeligt blev betragtet som et forskningsprogram. Efter at have modtaget alle de nødvendige data sendte NASA ganske enkelt et unikt fly til hangaren, hvorfra det senere blev overført til luftfartsmuseet. NASA har altid været en forskningsorganisation, der ikke har beskæftiget sig med flykonstruktion, og ingen af de største flyproducenter var interesseret i konceptet med en roterende vinge. Som standard var enhver interkontinentale passagerskib mere komplekse og større end "legetøj" AD-1 flyet, så selskaberne ikke risikerede det. De ønskede ikke at investere i forskning og udvikling, omend et lovende, men stadig mistænkeligt design. Efter deres mening er tiden til innovation på dette område endnu ikke kommet.
Flypræstation af NASA AD-1:
Overordnede dimensioner: længde - 11, 8 m, højde - 2, 06 m, vingefang - 9, 85 m, vingeareal - 8, 6 m2.
Tom vægt - 658 kg.
Maksimal startvægt - 973 kg.
Kraftværket er 2 turbojetmotorer Microturbo TRS18-046 med en kraft på 2x100 kgf.
Sejlhastighed - 274 km / t.
Den maksimale hastighed er op til 400 km / t.
Besætning - 1 person.
