Статья посвящена классификации летальных аппаратов, имеющих дискообразную форму, так называемых летающими тарелками в зависимости от их конструктивных признаков. Автор по ходу статьи привел различные патентованные и экспериментальные схемы летающих тарелок, раскрывая их характеристики, при этом особое внимание он обращает на проведении кратких объяснений основных способов управления, конструктивности силовых установок и систем механизации. Статья представляет собой научный источник для дальнейших работ по её области техники.
Ключевые слова: дискообразные летательные аппараты, летающие диски, летающие тарелки.
Летающая тарелка (также называется летающим диском) (ЛТ) является одним из видов летательных аппаратов (ЛА), имеющих особую дискообразную форму планера. ЛТ датируются впервые рукописью иллюстрации японского романа десятого века «Сказка о Бамбуковом резце», в которой был изображен блюдцеобразной летательный аппарат (ЛА) [1]. История научной фантастики сохранила много подобных рукописей, в которых тем или иным способом были изображены блюдцеобразные тарелки, что показывает существование таких воображений в древнем человеческом уме. В современное время, ЛТ или диски появлялись в качестве рабочих технических конструкций и моделей в 30х и 40х годах двадцатого века, когда нацистская Германия проводила интенсивные работы по созданию дискообразных летательных аппаратов, использующих нетрадиционные способы создания подъемной силы [2]. После второй мировой войны, много конструктивных схем немецких конструкторов тщательно изучали и далее были разработаны новые модели, которые сталкивались с техническими и аэродинамическими проблемами, такие как неустойчивостью, ограниченностью способностей, которые вызвали закрыть проекты по разработки передовых ЛТ. Технология построения дискообразных летательных аппаратов, имеющих удивительные летные характеристики уже можно получить частично в американском бюро, которое опубликовало в открытом доступе более ста патентов, предлагающих различные схем ЛТ, регистрированных до 2001 [4]. В данной статье мы только классифицируем разнообразные схемы летающих тарелок с учетом типа силовой установки, её количества и расположения на планере ЛТ.
Рис. 1 Летающая тарелка, предложенная компанией Avro Aircraft Limited.
Выбор типа силовой установки, их количества и расположения определяется в значительной степени назначением ЛТ и оказывает существенное влияние на его характеристики и схему. По типу силовой установки и принципу создания подъемной силы, ЛТ делятся на турбореактивные двигатели (ТРД), турбороторные реактивные двигатели (ТРРД), магнитогидродинамические двигатели (МГДД), принцип работы которых зависит от электромагнитного или гидродинамического эффекта для создания тяги.
Силовая установка ТРД
Основные схемы ТРД, установленных на ЛТ, могут быть найдены впервые в документах ВВС США, которые были рассекречены в 2008 после 64 лет от начала так называемого проекта 1794. Экспериментальная модель ЛТ была способна влетать и приземляться вертикально с помощью направленной струи выходного горючего газа соплом вертикально вниз, что создает необходимую подъемную силу для взлета или управления вертикальной устойчивости [3].
Рис. 2 установка ТРД
Рис. 3 Вид планера и разрез, показывающий силовую компоновку; где, 1. Верхнее лопастное колесо и турбина. 2. Купол летчика. 3. Встроенный бак топлива. 4. Вход ТРД. 5. Затворы управления струями. 6. ASM-VIPER8 двигатели. 7. Центральная вращающая турбина. 8. Нижнее лопастное колесо и турбина. 9. Внутренний диффузор крыла. 10. Внешнее крыло. 11. Стабилизатор пламени. 12. Верхний и нижний воздухозаборники.
Рис. 4. Затворы управления струями выходного газа; где, 1. Стабилизатор пламени. 2. АС структура. 3. Клапан затвора управления. 4. Силовой привод деферента контроля. 5. Сборка затвора. 6. Трубы подачи управляющим затворам. 7. Дозирующий клапан угла атаки и тяги.
Рис. 5. Взлет ЛТ с помощью эффекта земной подушки
Рис. 6.
На Рис.1 показана компоновка, разработана компанией Avro Aircraft limited, в которой были установлены шесть ТРД ASM-VIPER8, причем купол пилота находился в центре конструкции. Размеры симметрической модельной конструкции распределись по 35,3 футов диаметру с высотой 7,7 футов и максимальным весом 27000 фунтов. Как видно на Рис. 5, воздухозаборники были оснащены каналами воздушного потока (см. Рис. 3 и 5), которые имели входные люки сверху и снизу внешней поверхности ЛТ, соединенные к входу ТРД. При диффузии горючего газа при его прохождении через диффузионные каналы, находящиеся внутри крыла, он в адиабатном расширении направляется к затворам управления струями для выпуска в окружающую среду (см. Рис.4).
При таком процессе, затворы служили для обеспечения продольного и поперечного управления ЛТ путем регулировки количества и направления выходящего газа, проходящего через затворы на какой-либо определенной стороне, что приводит к уменьшению или увеличению подъемной силы, конкретно, в той или иной стороне за счет другой. Во время взлета, ТРД с помощью люков вертикального набора высоты и боковых воздухозаборников всасывается воздух центральной турбинной, которая вращается, сжимая при этом частично входящий газ к ТРД.
После сгорания смесей топлива и воздуха, пилот ручкой управления направляет струю результирующего газа вертикально вниз, где при этом процессе верхние затворы закрываются. Такой процесс создает требуемую подъемную силу под эффектом земной подушки, согласно которому образуются обратные струи над поверхностью земли, поднимающие в первые секунды ЛТ (см. Рис. 5).
С целью дальнейшего управления также применяются те же затворы, где ими выпускается горючий газ с наклонным углом назад, в том случае, когда пилот направляет ручку управления ЛТ вперед.
На рис. 6 изображены разнообразные патентованные схемы ЛТ, работающие с помощью ТРД без центрального ротора.
Силовая установка ТРРД
VZ-9-AV Avrocar является дискообразным ЛА, способный вертикально взлетать, разработанным в рамках секретного проекта Канадской компании Avro Aircraft Ltd, которая разрабатывала еще другую вышеупомянутою модель ЛТ [5]. Верхняя поверхность ЛТ была изогнутой больше нижней, что обеспечила довольно достаточную аэродинамическую обтекаемость ЛА.
Рис.7. Схематичное изображение VZ-9-AV Avrocar. 1. Кабина наблюдателя. 2. Воздухозаборник 3. Сборка турборотора. 4. Задний грузовой багажник. 5. Вход двигателя. 6. Кабина оператора. 7. Бак топлива. 8. J69-T-9 реактивный двигатель.
Данная модель получила размер диаметра по 18 футов и 3,5 футов толщиной с двумя пилотам и максимальным весом 2522 кг [6]. Основная структура конструкции была сделана в виде одностороннего треугольника вокруг центра, содержавшего силовой установки в качестве трех реактивных двигателей, расположенных каждый по одной стороне треугольника. Несущая поверхность в данной модели стала винтами, подкрепленными к так называемому турборотору, который был установлен в соответствующем отверстии в центре (см. Рис. 7). Необходимую тягу получает ЛТ как только обороты трех реактивных двигателей Continental J69-T-9 достигают достаточного значения, под влиянием воздействия которого колес турбротора, имеющему маленькие лопатки в порядке 124 на его раме, вращается вследствие его кручения горючим газом, создавая при этом подъемную силу, направленную прямо вниз. Разработка первой модели характеризовалась разделением систем питания топливом, где баки топлива и маслосистемы были встроены каждому двигателю в отдельности от другого, хотя в дальнейших моделях этого проектировщики планировали избежать. Каждый двигатель имел люк на верхней поверхности, которым обеспечивался вход воздуха, а с дрогой стороны, выходом горючего газа управляли кольцевыми соплами, распределенными по периферии аппарата.
Управление летными движениями осуществлялось с помощью единственной ручки в кабине пилота. Для направления ЛТ вперед и назад нужно лишь направлять ручку в соответствующую сторону, для поворачивания горизонтально требуется всего лишь крутить ручку направо или налево. Для уменьшения физической нагрузки пилота при управлении была использована гидравлическая система с трубами, соединяющими всех силовых проводов управления ротором.
Рис. 8. Схематичное изображение системы контроля высоких скоростей. 1. Маленькие лопатки управления рысканием. 2. Переходные двери. 3. Электрический домкрат лопатки. 4. Подвес. 5. Муфта управления. 6. Управление для режима висения ЛТ. 7. Каскады.
Поперечное управление было реализовано путем регулировки направления и количества струи входящего горючего газа, где в случае необходимости крена ЛТ в правую сторону, пилот крутит ручку управления в соответствующую сторону, приводя к уменьшению подъемной силы на правой стороне, и соответственно, увеличению подъемной силы на левой стороне аппарата. К тому же, высокочастотное вращение ротора использовалось в качестве гироскопа для ориентации и сохранения направления полета. Новые лопатки были разработаны для улучшения степени управляемости модели на высоких скоростях, где лопатки размещали в заднюю часть тарелки к концевым соплам, наряду с этим были еще внедрены переходные двери для устранения обтекания из нижней части, открытой к соплу. Также дополнительные лопатки были использованы на выходе сопла для отклонения тяги, способствуя продольно-поперечное управление (см. Рис. 8).
Испытания, проведены на модели VZ-9-AV Avrocar, показали критические недостатки, связанные с недопустимой неустойчивостью рассматриваемой ЛТ при полете, особенно вперед, так как центр масс ЛА аппарата находился достаточно далеко назад от центра давления. Следовательно, был встроен дополнительный механизм для поддержания устойчивости, которая в свою очередь эффективно не улучшилась. Более того, конструкция не успела подняться выше пяти футов во время экспериментальных полетов из-за неравномерности распределения так называемой воздушной подушки под нижней поверхностью ЛТ после превышения двух футов. Впоследствии проект был окончательно закрыт, как было объявлено, в сентябре 1961 году.
Кроме приведенной схемы, существуют разнообразные схемы ЛТ, которые также используют винты, которые устанавливаются либо в центре или по сторонам дискообразного ЛА. В качестве примера, можно привести следующие схемы на рис. 9.
Рис. 9.
Силовая установка МГДД
Последние достижения в областях материаловедения, плазменных зарядных устройств и электрогенераторах позволили ученным и инженерам сделать революционный скачок в улучшении средств и технологий построения и произведения беспилотных летательных аппаратов (БПЛА). Уже теперь стало возможно говорить о бескрылых БПЛА, обладающих уникальными способами полета и маневренности используя электромагнитное взаимодействие с окружающей средой. Такой принцип реализуется путем ионизации воздушной периферии электродами вокруг так называемого бескрылого электромагнитного летательного аппарата (БКЭМЛА) формулируя плазменную смесь воздуха. Поскольку плазма содержит зарядные ионы, которые возможно ускорять магнитудами для создания требуемой подъемной силы. Подобные аппараты существенно могут обладать особыми характеристиками, связанными с простотой силовой установкой, поскольку она в принципе не содержит никаких вращающих элементов или агрегатов. Отсюда также понимает дополнительное достоинство, касающееся надежности конструкции [7].
В настоящее время предлагается применение плазменных силовых установок в микро ЛА, так и на крупных. Известные схемы по данной области техники уже получили патенты и уже поддерживаются финансовой поддержкой с целью реализации в ближайшее время.
Рис. 10. схематичное изображение БКЭМЛА; где, 1. Электрод. 2. Изолятор. 3. Полость размещения полезной грузки (электроники, батарейки и т.д.)
На рис. 10 представляется схематичное изображение американской модели микро БКЭМЛА. Она имеет распространенные электроды, которые изолируются друг от друга специальным материалом, пульсирующие моментально окружающий воздух. Особая геометрия этого аппарата дает возможность ускорять вверх или вниз плазму (ионизированные частицы воздуха) под воздействием электрического удара от электродов путем использования магнитуд, создающих магнитное поле. Управлением этого магнитного поля по направлению и интенсивности в определенной точке аппарата обеспечиваются основные летные движения. Это объясняется таким образом: во время взлета круговые электроды в центральном коническом отверстии наряду с установленными по нижней поверхности мгновенно ионизируют частицы воздуха, формируя впоследствии плазменную оболочку, которую параллельно и ускоренно направляют магнитуды сверху вниз, создавая при этом разность скоростей между полученной плазмой и окружающей средой. Быстрое отталкивание плазмы выдавливает вверх аппарат, где далее этот процесс продолжается в пульсирующем виде. Активизация определенных электродов на какой-либо стороне за счет противоположности приводит к увеличению подъемной силы на этой стороне и кручению по соответствующему направлению. Таким образом, осуществлялся маневренность и управление устойчивости БКЭМЛА.
Аэродинамические характеристики рассматриваемого аппарата отличаются от типичных схем ЛА, так как обтекания набегающего потока вокруг несущих поверхностей почти не используется для создания подъемной силы, способствуя минимизировать вредное влияние коэффициента сопротивления. С другой стороны, коэффициент подъемной силы достигает его максимальных значений в результате иного способа создания требуемой подъемной силы от всей нижней и наклонной поверхности, оснащенной электродами и магнитудами. Электропитание электроники и электродов может быть реализовано батарейками в случае микро БКЭМЛА или электрогенераторами, установленных на борту крупного ЛА [8].
Заключение
В данной статье была приведена классификация летательных аппаратов (ЛА) дискообразной формы, называемых летающими тарелками (ЛТ) в зависимости от конструктивных признаков. ЛТ, использующие роторы, к которым присоединены винты в качестве несущих поверхностей, нашли широкие применения на ранних моделях. Однако в настоящее время предлагается построить ЛТ с плазменными силовыми установками, благодаря их многочисленным достоинствам. Как выяснилось, технология построения ЛТ усовершенствовалась на протяжении предыдущих годов по точности изготовления и надежности изделия в той степени, что ВСС США планирует использовать их до 2030 года. Статья только показала одну сторону этой обширной технической науки, которую раскрыли недавно, поэтому еще рекомендуется проводить дополнительные исследования для её предоставления всем специалистам и общественности.
Литература:
1. Richardson Matthew // The Halstead Treasury of Ancient Science Fiction / Rushcutters Bay, New South Wales: Halstead Press. ISBN 1–875684–64–6. 2001.
2. Летающие тарелки нацистов // ЭНЦИКЛОПЕДИЯ: Загадки и тайны ХХ века/ Электрон. текстовые дан. — Киев, 2014. http://macbion.narod.ru/nauka/flyufonazi1.htm Свободный. Заг. с экрана (02.04.2014)
3. Project 1794 // Final Development Summery Report 2 April — 30 May 1956 / Avro Aircraft Limited. USAF Contract No. AF33(600)30161. I. D. No. 56-RDZ-19954
4. 100 REAL UFO FLYING SAUCER UNITED STATES PATENTS // FREE ENERGY AND OCCULT TECHNOLOGY. — 2014. http://ageoflucidity.info/free-energy-and-occult-technology/100-real-ufo-flying-saucer-united-states-patents/ Свободный. Заг. с экрана (03.05.2014)
5. Avrocar // Saucer Secrets from the Past / Winnipeg: MidCanada Entertainment. — 2002. http://www.avrocar.com/ Свободный. Заг. с экрана (02.05.2014)
6. THE VZ-9 “AVROCAR / Bernard Lindenbaum and William Blake. Электрон. текстовые дан. www.robertcmason.com/textdocs/avro-car-VZ9.pdf
7. Subrata Roy, David Arnold, Jenshan Lin, Tony Schmidt, Rick Lind and students group // Demonstration of Wingless Electromagnetic Air Vehicles / Final Report. Applied Physics Research Group: University of Florida, Gainesville. http://www.dtic.mil/dtic/tr/fulltext/u2/a564120.pdf
8. Пат. US20100102174 A1 США, МПК H 05 H 1/46, B 64 C 29/00, B 64 C 39/00. Wingless Hovering Of Micro Air Vehicle / Subrata Roy; заявитель и патентообладатель США. Исследовательский фонд университета Флориды — № US 12/342,583; заявл. 31.07.2006; опубл. 23.12.2008. http://www.google.com/patents/US20100102174
