13 settembre 1931, Kalshot Sleeps, Regno Unito. Il sole è in acqua fredda, fontane di spruzzi e il rombo dei motori degli aerei! Gli sguardi di migliaia di spettatori sono fissi su minuscoli punti che corrono con velocità terrificante sulla superficie speculare della baia. Davanti ci sono i favoriti della corsa aerea: il modello "Supermarines" S.6B. Blu e argento. Seguono l'italiano Makki M.67. Chi riceverà il premio principale?
La Coppa Schneider è andata agli inglesi. L'idrovolante Supermarine S.6B ha percorso il percorso ad una velocità di 547 km/h. Dopo 17 giorni, l'idrovolante ha stabilito un record mondiale assoluto, accelerando a 655 km/h! Per questo risultato, il progettista di aerei Reginald Mitchell (il futuro creatore di "Spitfire") è stato insignito dell'Ordine dell'Impero Britannico.
Il record è durato poco: punti dalla sconfitta, gli italiani hanno finalizzato frettolosamente il loro Macchi. Il 23 ottobre 1934, il pilota Ajello superò l'asticella dei 700 km/h. Il suo record (709, 2 km/h) durò fino al 1939.
Ora, dopo 80 anni, sembra incredibile come questi monoplani rinforzati con motori a pistoni abbiano sviluppato velocità così straordinarie. Ma ancora più sorprendente è il fatto che tutti i record di velocità di quegli anni appartenessero a idrovolanti con ridicoli grossi galleggianti che volavano a livello del mare. Mentre i migliori caccia "terrestri", volando in strati sottili dell'atmosfera, non riuscivano a superare l'asticella dei 500 km/h.
Macchi M.67
I segreti del successo degli idrovolanti erano: a) elevato carico alare specifico; b) elevata potenza del motore. Se tutto è chiaro con i motori, il primo punto richiede ulteriori spiegazioni.
Non è un segreto che l'aereo voli con le ali in aria. Una condizione necessaria per creare portanza alare è la differenza tra la direzione del flusso d'aria incidente e la corda alare. Questa differenza è l'angolo di attacco: l'angolo tra la corda dell'ala e la proiezione della velocità del velivolo nel sistema di coordinate associato. In un volo orizzontale, l'aereo "spinge" letteralmente l'ala in aria, a causa della quale si forma un'area di maggiore pressione, un "cuscino d'aria", sulla superficie inferiore dell'ala, che consente all'aereo di rimanere nell'aria.
Il valore della portanza dipende dall'area dell'ala, dal suo profilo, dall'angolo di installazione rispetto al flusso d'aria, nonché dalla densità del mezzo aereo e dalla velocità dell'aereo. Ad alte velocità, l'aereo non richiede più una grande area alare. Al contrario, crea una resistenza inutile, ostacolando il volo ad alta velocità. Dai un'occhiata alle piccole ali dei missili da crociera per vedere quanto sia serio. Purtroppo, a differenza del CD, l'aereo deve essere in grado di effettuare un atterraggio morbido. Ed è qui che iniziano i problemi.
Più piccola è l'ala, più chilogrammi di massa dell'aereo cadono su ogni metro quadrato della sua superficie. Con una diminuzione della velocità, ad un certo punto, il valore della portanza diventa inferiore al carico sull'anta. Perdita di stabilità, stallo, disastro. In condizioni normali, l'aereo dovrebbe scendere dolcemente, mantenendo una portanza sufficiente per l'atterraggio. Più grande è l'ala, più morbido e sicuro è l'atterraggio. La velocità di atterraggio non può essere troppo alta, altrimenti il carrello di atterraggio si romperà a causa dell'impatto al contatto.
I progettisti di aeromobili degli anni '30 si resero presto conto che l'area alare più piccola (e, di conseguenza, le velocità massime e di atterraggio elevate) era implementata al meglio nella progettazione di un idrovolante. In effetti, l'idrovolante ha una pista di lunghezza illimitata e il processo di atterraggio stesso può essere eseguito a una velocità inaccettabilmente elevata.
Di conseguenza, Supermarine S.6B e McKee M.67 avevano un'ala molto piccola (13,3 - 13,4 mq). Con un peso al decollo di oltre due tonnellate! E anche enormi e brutti galleggianti non potevano livellare le qualità ad alta velocità degli idrovolanti, ottenute grazie all'ala di una piccola area …
Un meraviglioso esempio che mostra come può essere ingannevole l'aspetto e quali possibilità possono essere raggiunte attraverso la conoscenza dell'aerodinamica.
L'esultante lungomare di Portsmouth è nascosto nella nebbia del tempo, e veniamo trasportati 80 anni avanti, nell'hangar della base aerea di Eglin. Dove, alla luce fioca delle lampade, un'ombra grigia spiegava le sue ali: il discreto cacciabombardiere F-35 Lightning II. Il tipo di aereo da combattimento più discusso oggi, con la sua storia scandalosa e un'enorme quantità di materiali ad esso dedicati. Sia entusiasta che francamente poco lusinghiero.
Non è possibile condurre una valutazione completa delle capacità dell'F-35 nell'ambito di questo articolo. Notiamo per inciso i punti principali: per ragioni oggettive, la visibilità del Lightnig dovrebbe essere inferiore a quella di qualsiasi suo omologo, ad eccezione dell'F-22. Anche il sistema di avvistamento e navigazione di bordo è fuori competizione: quanto vale un radar (https://topwar.ru/63227-nobelevskaya-premiya-za-radar-dlya-f-35.html). Al momento, la discussione principale è incentrata sulle caratteristiche prestazionali del nuovo velivolo. È chiaro che a grande distanza "Lightning-2" rappresenta una minaccia mortale per qualsiasi nemico. Ma quali sono le sue qualità nel combattimento ravvicinato? A prima vista, niente di eccezionale: uno, anche se un motore dalla coppia molto elevata. Elevato carico alare specifico (più su quello sotto). Qualcuno ripete sull'inefficienza del design aerodinamico dell'F-35, sfigurato da elementi di tecnologia stealth. Tuttavia, a differenza dei caccia convenzionali, l'F-35 non deve trasportare armi e stazioni di mira sugli hardpoint esterni: ha un paio di alloggiamenti per bombe interni. Un argomento significativo nel dibattito sull'aerodinamica della nuova vettura.
Lo scarso giudizio aerodinamico dell'F-35 solleva un altro punto interessante. Il nuovo velivolo americano è completamente inutilizzabile a causa di un irrecuperabile inconveniente: un centro nave molto ampio, che crea "resistenza semplicemente insopportabile quando si vola ad alta velocità".
Il caro lettore ha già colto l'analogia tra il Supermarine S.6B e il moderno F-35. Le leggi dell'aerodinamica sono invariate. Come 80 anni fa, la principale resistenza di un aereo in volo orizzontale è creata non dalla fusoliera, ma dalla sua ala. Decine di metri quadrati di superficie (l'area alare dei modelli F-35A e 35B è di 42,7 metri quadrati), tenendo conto del seno dell'angolo di attacco, "si accumulano" continuamente in aria!
Pertanto, tutti i discorsi su "un'area di proiezione frontale troppo ampia" nell'F-35 non sono scientifici. Anche in volo livellato, senza effettuare manovre, è l'ala il principale fattore di resistenza induttiva (frontale). È evidente come la resistenza aumenti durante la salita, quando l'angolo di allineamento dell'ala assume un valore di decine di gradi. O ad angoli di attacco supercritici (per l'F-35, questo valore supera i 50 gradi).
A questo punto, faremo ancora una piccola osservazione sui principi di base dell'aviazione.
L'ala è responsabile non solo del sollevamento e della resistenza, ma è anche l'elemento di controllo principale dell'aeromobile. Contrariamente alla credenza popolare, un aereo non cambia la sua direzione di volo a causa del timone verticale sulla chiglia. Il timone è solo uno strumento ausiliario (mentre la chiglia stessa fornisce la stabilizzazione in volo). La virata viene eseguita da un rullo nella direzione in cui dovrebbe essere diretto l'aereo. Di conseguenza, sul piano "abbassato" dell'ala, il valore dell'ascensore diminuisce, in alto - aumenta. Il momento emergente delle forze (e non è poco!) fa girare l'aereo. Pertanto, il parametro "carico specifico sull'ala" è importante: meno chilogrammi di massa cadono su ogni quadrato. ala metro, più attivamente le manovre dell'aereo.
L'area alare delle principali modifiche dell'F-35 è di 42,7 mq. m (nella versione deck - 58, 3 mq), mentre il max. il peso al decollo può raggiungere le 30 tonnellate! Secondo fonti ufficiali, il carico alare specifico dell'F-35A con un peso al decollo di 24 tonnellate è di 569 kg / mq. m. Per confronto: norme. il peso al decollo del Su-35 è di 25 tonnellate (carico alare specifico 410 kg / mq).
Ovviamente, nessuno dei numeri dati ha molto senso. Il valore di carico specifico è interamente determinato dalla configurazione specifica dell'aeromobile (munizioni/capacità di carburante). Entrano in combattimento aereo con una fornitura limitata di carburante (meno del 50% della piena capacità dei serbatoi) in presenza di diversi missili aria-aria relativamente leggeri (il "peso di combattimento" ufficiale dell'F-35 è di circa 20 tonnellate). Nelle missioni shock, le auto sono piene fino al collo e appese di bombe. È facile immaginare quale sarà il carico alare specifico in questo caso. Tuttavia, la manovrabilità in questo caso non è più importante. È scomodo per un bombardiere impegnarsi in un combattimento aereo ravvicinato.
Vale la pena notare che il peso a vuoto dell'F-35A è di circa 13 tonnellate. L'essiccazione domestica è molto più grande: 19 tonnellate. Quanto peseranno entrambe le macchine per una missione specifica? Ci sono molte opzioni di risposta. E saranno tutti veri!
Bene, ora che tutti i punti sono stati posizionati sulle "i" s, vale la pena prestare attenzione a diversi schemi interessanti. Confronto delle proiezioni frontali dell'F-35 con le sue controparti più vicine: cacciabombardieri leggeri.
Il ragazzo dell'F-16 è sempre a corto di carburante: deve portare sulla schiena una brutta "gobba" fatta di serbatoi conformi. Tuttavia, nonostante il suo aspetto curioso, non ci sono dubbi sulla sua efficacia in combattimento.
MiG-29. Con un'enorme cresta della radice dell'ala, dove si trovano le "branchie" delle prese d'aria aggiuntive. Enorme "becco" di prua, gondole motore e armi sull'imbracatura esterna. Ma le apparenze ingannano! MiG è uno dei leader nella manovrabilità tra l'aviazione da combattimento alla fine del ventesimo secolo
Il Fulmine è uno dei combattenti più piccoli del nostro tempo. La sua apertura alare è di poco più di 10 metri, lunghezza totale 15,5 m
