Het luchtvaartgebied heeft in de loop van zijn eeuwenlange geschiedenis een aantal interessante ontwerpen opgeleverd. Dit zijn de zogenaamde Flying Wings, een type vliegtuig met vaste vleugels dat uit één vleugel bestaat.
Hoewel dit concept bijna net zo lang is onderzocht als vliegmachines, is het pas in de afgelopen decennia gerealiseerd dat het ware potentieel ervan is gerealiseerd. En als het gaat om de toekomst van de lucht- en ruimtevaart, is dat een concept dat naar verwachting nog veel meer op het gebied van onderzoek en ontwikkeling zal zien.
Omschrijving:
Per definitie is een vliegende vleugel een vliegtuig dat geen definitieve romp heeft, waarbij het grootste deel van de bemanning, het laadvermogen en de uitrusting zich in de hoofdvleugelstructuur bevinden. Van bovenaf ziet een vliegende vleugel eruit als een chevron, waarbij de vleugels de buitenranden vormen en het voorste midden dient als cockpit of pilotenstoel. Ze zijn er in vele varianten, variërend van straaljager / bommenwerper tot zweefvliegtuigen en zweefvliegtuigen.
Een schone vliegende vleugel is theoretisch de meest aerodynamisch efficiënte (laagste weerstand) ontwerpconfiguratie voor een vliegtuig met vaste vleugel. Het biedt ook een hoog structureel rendement voor een bepaalde vleugeldiepte, wat leidt tot een laag gewicht en een hoog brandstofverbruik.
Geschiedenis van ontwikkeling:
Staartloze vaartuigen bestaan al sinds de tijd van de gebroeders Wright. Maar het was pas na de Eerste Wereldoorlog, dankzij uitgebreide oorlogsontwikkelingen met eendekkers, dat een vaartuig zonder echte romp haalbaar werd. Een vroege liefhebber was Hugo Junkers die in 1910 het idee patenteerde voor een vleugelvervoer door de lucht.
Helaas zorgden beperkingen die door het Verdrag van Versailles voor de Duitse luchtvaart werden opgelegd ervoor dat zijn visie pas in 1931 werd gerealiseerd met de Junker's G38. Dit ontwerp, hoewel revolutionair, vereiste nog steeds een korte romp en een staartgedeelte om aerodynamisch mogelijk te zijn.
In de jaren 30 en 40 werd uitgebreid geëxperimenteerd met ontwerpen van vliegende vleugels, vooral in de VS en Duitsland. In Frankrijk, Groot-Brittannië en de VS werden veel ontwerpen gemaakt, hoewel de meeste zweefvliegtuigen waren. Er waren echter uitzonderingen, zoals de Northrop N1M, een prototype van een vleugelvleugel en de veel indrukwekkendere Horten Ho 229, de eerste door een jet aangedreven vliegende vleugel die in de Tweede Wereldoorlog als jager / bommenwerper diende voor de Duitse luchtmacht.
Dit vliegtuig maakte deel uit van een lange reeks experimentele vliegtuigen geproduceerd door nazi-Duitsland en was ook het eerste vaartuig dat technologie gebruikte die het moeilijker maakte om op radar te detecteren - ook bekend als. Stealth-technologie. Of dit opzettelijk was of een onbedoeld gevolg van het ontwerp, blijft speculatie.
Na de Tweede Wereldoorlog inspireerde dit vliegtuig verschillende generaties experimentele vliegtuigen. De meest opvallende hiervan zijn de YB-49 lange-afstandsbommenwerper, de A-12 Avenger II, de B-2 Stealth-bommenwerper (ook wel bekend als de Spirit) en een groot aantal deltavleugelvliegtuigen, zoals Canada's eigen Avro -105, ook wel bekend als de Avro Arrow.
Recente ontwikkelingen:
Meer recente voorbeelden van vliegtuigen met het ontwerp van de vliegende vleugel zijn de X-47B, een demonstratie van een onbemand gevechtsvliegtuig (UCAV) dat momenteel wordt ontwikkeld door Northrop Grumman. De X-47B is ontworpen voor vliegdekschepen en is het resultaat van een samenwerking tussen het Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) en het Unmanned Combat Air System Demonstration (UCAS-D) -programma van de Amerikaanse marine.
De X-47B vloog voor het eerst in 2011 en vanaf 2015 hebben de twee actieve demonstranten met succes een reeks landingsbanen en vliegdekschepen uitgevoerd. Uiteindelijk hoopt Northrop Grumman het prototype X-47B te ontwikkelen tot een slagveldklaar vliegtuig dat bekend staat als het Unmanned Carrier-Launched Airborne Surveillance and Strike (UCLASS) -systeem, dat naar verwachting in de jaren 2020 in dienst zal treden.
Een andere kijk op het concept komt in de vorm van de bidirectionele vliegende vleugel. Dit type ontwerp bestaat uit een vleugel met lange overspanning en lage snelheid en een vleugel met korte overspanning en hoge snelheid, samengevoegd in één casco in de vorm van een oneffen kruis. Het voorgestelde vaartuig zou opstijgen en landen met de langzame vleugel over de luchtstroom, en vervolgens een kwartslag draaien zodat de hogesnelheidsvleugel naar de luchtstroom gericht is voor supersonische reizen.
Het ontwerp zou een lage golfweerstand, een hoge subsonische efficiëntie en weinig of geen geluidsgiek hebben. De langzame vleugels hebben waarschijnlijk een dikke, afgeronde vleugel die het laadvermogen kan bevatten en een grote overspanning voor een hoge efficiëntie, terwijl de hogesnelheidsvleugel een dunne, scherpgerande vleugel zou hebben en een kortere overspanning voor lage weerstand bij supersonische snelheid .
In 2012 kondigde NASA aan dat het bezig was met de financiering van de ontwikkeling van een dergelijk concept, bekend als de Supersonic Bi-Directional Flying Wing (SBiDir-FW). Dit kwam in de vorm van het Office of the Chief Technologist dat een subsidie van $ 100.000 toekent aan een onderzoeksgroep aan de Universiteit van Miami (geleid door professor Gecheng Zha) die al aan zo'n vliegtuig werkte.
Sinds de gebroeders Wright meer dan een eeuw geleden voor het eerst de lucht in gingen in een vliegtuig van canvas en hout, hebben luchtvaartingenieurs lang nagedacht over hoe we de wetenschap van het vliegen kunnen verbeteren. Af en toe zijn er mensen die zullen proberen het wiel opnieuw uit te vinden, het oude paradigma weg te gooien en iets echt revolutionairs te produceren.
We hebben veel artikelen geschreven over de Flying Wing voor Space Magazine. Hier is een artikel over het testen van het prototype blended wing vliegtuigen, en hier zijn enkele jetfoto's.
Als je meer informatie wilt over de vliegtuigprogramma's van NASA, bekijk dan de Dryden-fotocollectie van NASA en hier is een link naar verschillende NASA-onderzoeksvliegtuigen.
We hebben ook veel gerelateerde afleveringen van Astronomy Cast opgenomen. Luister hier, aflevering 100: raketten.
Bronnen:
- NASA - Flying Wing
- Wikipedia - Flying Wing
- Militaire fabriek - Flying Wing-vliegtuigen van oorsprong tot heden
