Naukowcy z Dryden Research Engineering wykonali loty próbne związane z eksperymentem demonstrującym technologię uwalnianych w powietrzu, nadmuchiwanych skrzydeł. Jak na razie wszelkie testy i próby zakończyły się pomyślnie. Przyszłość tej technologii zapowiada się różowo.

Do testów służył zdalnie sterowany samolot I2000. Zespół (Jeff Bauer, Jim Murray, Joe Pahle, Tony Frackowiak, Bob Allen i John Redmond) starał się odpowiedzieć na podstawowe pytanie: czy samolot będzie latać, gdy zaczną się nadmuchiwać skrzydła? Odbyły się i zakończyły sukcesem trzy próbne loty, podczas których I2000 startował ze zdalnie sterowanego samolotu na wysokości 240 – 300 metrów. Kiedy I2000 oddzielał się od swego transportowca, jego skrzydła “wyskoczyły” i napełniły się azotem. Samolot pozostał stabilny w czasie zmiany loty z bezskrzydłowego na skrzydłowy. Nie zasilany I2000 poszybował w dół i lekko wylądował, będąc cały czas pod pełną kontrolą obsługi.

Dzięki danym zebranym przez zespół można już na przyszłość zweryfikować prawdziwość komputerowych modeli nadmuchiwanych skrzydeł. I2000 był wyposażony w niewielką czarną skrzynkę zaprojektowaną przez Jima Murraya. Dane z tej skrzynki, jak i dane video i fotograficzne zapewniają wartościowe informacje dotyczące dynamiki lotu samolotu.

Jesteśmy zainteresowani zwłaszcza dynamiką modelu podczas gwałtownego uwolnienia skrzydeł – zmianie lotu z bezskrzydłowego na skrzydłowy. Dowiedliśmy, że mamy samolot dobrze latający nawet podczas tej zmiany – powiedział inżynier projektu Joe Pahle.

Testy I2000 były poprzedzone różnymi próbami, w których ryzyko rozbicia było mniejsze – najpierw oblatywano samolot z zainstalowanymi stałymi skrzydłami o takich samych wymiarach jak te nadmuchiwane. Po sukcesie w tych próbach I2000 latał ze swoimi skrzydłami, ale od początku lotu nadmuchanymi. Samolot zbudował i sterował nim Tony Frackowiak z modelowni w Dryden.

Nie było żadnych niespodzianek – byłem dobrze przygotowany na loty z uwalnianiem skrzydeł – powiedział Frackowiak – (…) uwolnienie skrzydeł było tak gładkie, że reszta lotu i lądowanie nie przyniosło niespodziewanych wydarzeń.

Każde nadmuchiwane skrzydło ma 81 cm długości, co daje rozpiętość 160 cm, nie licząc kadłuba. Przed rozłożeniem skrzydła mieszczą się w pojemniku wielkości małej puszki kawy.

Skrzydła uwalniają się w około 0.33 sekundy, prawie szybciej niż jest w stanie zobaczyć ludzkie oko. Specjalnie zaprojektowane skrzydła wykorzystują skompresowany gazowy azot do prawie natychmiastowego nadmuchania. Regulator ciśnienia zamontowany na pojemniku z azotem utrzymuje ciśnienie 17 kilogramów na centymetr kwadratowy w skrzydłach, zmniejszając prawdopodobieństwo opadania skrzydeł spowodowanego niskim ciśnieniem wewnętrznym, czy zbyt dużym ciśnieniem zewnętrznym. W zbiorniku azotu panuje ciśnienie 35 kilogramów na centymetr kwadratowy, dzięki czemu można zapobiec zmniejszeniu ciśnienia w skrzydłach, gdyby gaz zaczął uciekać.

Następnym celem projektu są loty 120-centymetrowego modelu X-24A do końca lata. Naukowcy liczą, że dowiodą użyteczności nadmuchiwanych skrzydeł w samolotach. Pierwsze loty zostaną przeprowadzone również z przymocowanymi stałymi skrzydłami.

X-24A kształtem reprezentuje typowy samolot z wznoszącym ciałem (lifting body) i posiada lotki w górnej części kadłuba. Nadmuchiwane skrzydła nie mają lotek, więc lotki na kadłubie pełnią kluczową rolę w sterowaniu samolotem. Potencjalne zalety stosowania nadmuchiwanych skrzydeł w przyszłych pojazdach budowanych w technologii wznoszącego ciała to m.in. większy zasięg i mniejsze prędkości przy lądowaniu w porównaniu do zupełnie bezskrzydłych maszyn.

W przyszłości nadmuchiwane skrzydła mogą znaleźć zastosowanie w samolotach służących w ziemskich badaniach i badaniach planetarnych. Możliwe byłyby budowy większych platform, z których mogłyby startować samoloty z nadmuchiwanymi skrzydłami w celu badania interesujących obszarów zlokalizowanych przez czujniki platformy.

Nadmuchiwane skrzydła zostały skonstruowane przez firmę Vertigo w związku z kontraktem z marynarką Stanów Zjednoczonych. Miały znaleźć zastosowanie w amunicji wystrzeliwanej z ziemi – miały zwiększyć możliwości jej szybowania.

Samoloty nadmuchiwane nie są nowe. Firma Goodyear (Goodyear Tire Company) zbudowała i oblatała kilka pełnej wielkości, całkowicie nadmuchiwanych samolotów, które wymagały dwuosobowej załogi. Próby te były również związane z wojskowym kontraktem. Nie osiadając na laurach laboratorium Goodyear przetestowało kilka niewielkich nadmuchiwanych modeli samolotów z wznoszącym ciałem. Modele te nadmuchiwały się ze stożkowatych dziobów, które później stawały się nosami samolotów. Testy były przeprowadzane z myślą o lotach kosmicznych.

Samoloty Goodyear wykorzystywały niższe ciśnienie do nadmuchiwania. Skrzydła tych pojazdów nie posiadały wsporników. Skrzydła użyte przez zespół z Dryden są wypełniane wysokim ciśnieniem 17 kilogramów na centymetr kwadratowy. Tworzone są z wysokociśnieniowego materiału Vectran. Posiadają wsporniki i dzięki temu mogą utrzymać i własny ciężar, i ciężar samolotu.

Autor

Andrzej Nowojewski