dxdt.blog: занимательный интернет-журнал

Летательные аппараты (ЛА) будущего, в том числе военные беспилотники, будут адаптивными. Не только в смысле алгоритмической начинки. Адаптивными будут аэродинамические элементы. Точнее, весь аппарат будет менять форму, в зависимости от режима полёта. И речь тут вовсе не о простом “механическом” изменении угла стреловидности крыла или о выпуске каких-нибудь щитков (как в существующих сейчас схемах). Нет.

В перспективных системах будет плавно, в разных масштабах, меняться множество составляющих формы ЛА, от профиля крыла до длины аппарата. Работы в этом направлении ведутся уже давно. Началось всё с разработки крыльев с адаптивным профилем. Например, NASA облетало экспериментальный F-111 с таким крылом ещё в начале 80-х годов прошлого века:

(Фото: NASA)

Эффективный полёт в атмосфере требует разной аэродинамики от аппарата в зависимости от скорости полёта, в зависимости от режима полёта. При относительно нешироком диапазоне скоростей полёта можно отыскать какую-то одну форму, которая будет приемлемой “в среднем” на нужных режимах полёта. Да и то уже при пересечении границы скорости звука потребовались весьма серьёзные научно-технические ухищрения, чтобы найти подходящую “статическую” схему, пригодную для хорошего дозвукового полёта и для удовлетворительного сверхзвукового. Хороший пример: современные сверхзвуковые истребители. Показательно, что в случае с этими истребителями определяющую роль в расширении допустимых “режимов эксплуатации” всё равно играет механизация крыла и прочие, – по сути, “адаптивные” – механизмы, изменяющие аэродинамические характеристики в процессе полёта:

(F/A-18 Super Hornet; Фото: US Navy Photo)

Если же требуется расширить диапазон скоростей до гиперзвуковых, то ограничиться “статичной формой” с механизацией не получится. Да и на рядовых скоростях действительно адаптивные системы окажутся лучше.

Одна из хитростей тут в том, что, например, гиперзвуковой аппарат с воздушно-реактивным двигателем должен иметь аэродинамическую схему, где все элементы плотно интегрированы с двигателем (тому есть множество причин). С другой стороны, гиперзвуковой воздушно-реактивный двигатель не сможет работать при небольших скоростях полёта. Если, конечно, воздухозаборник этого двигателя не подвергнется “трансформации”, а сам двигатель одновременно не получит работающий компрессор.

Понятно, что плотно интегрированный с таким двигателем планер должен будет и сам существенно измениться – адаптироваться к новому режиму полёта. Никаким примитивным “выпуском закрылков” и перемещением консолей крыла необходимой адаптации не добиться.

Поэтому перспективные аппараты будут использовать эластичную внешнюю обшивку, а “силовые каркасы” внутри этой обшивки будут приспособлены для плавного изменения собственной геометрии (изменения будут сложными и в широком диапазоне, но развитие компьютерной техники и математики позволяет конструкцию посчитать уже сейчас).

Первые шаги (минимальные, но зато – практические) в этом направлении уже сделаны. Например, сейчас предлагают адаптивные профили для крыльев. На видео (ссылка под картинкой ниже) можно наблюдать работу такого крыла. Это 2003-й год, вполне реальная разработка FlexSys Inc (развитие её, вроде бы, планируют использовать на истребителях; возможно на F-16).

(FlexSys Inc)

Итак, перспективный аппарат сможет не просто “сложить крыло”, переломив консоли по разрезам в двух местах. Напротив, в рамках плавного и гладкого (можно так сказать?) изменения собственной формы, летательный аппарат сможет перепрофилировать воздухозаборники, “вытянуть” сопло двигателя, выставить в набегающий поток турбину компрессора и продолжить полёт уже на дозвуковой скорости, “сбросив 6-7 Махов”. Правда, придётся подождать лет тридцать.

Известно, что вертолёты характеризуются (помимо прочего) используемой системой “стабилизации вращения” [или, если говорить более формально, системы компенсации реактивного (вращающего) момента от несущего винта]. Физические “законы сохранения” гарантируют, что если реактивный момент несущего винта никак не компенсировать, то корпус вертолёта во время полёта будет вращаться в направлении, обратном направлению вращения несущего винта.

Для компенсации “вредного момента” используют разные методы, определяющие схему вертолёта. Например, оснащают вертолёт дополнительным хвостовым (рулевым) винтом, – такая схема применяется на подавляющем большинстве современных вертолётов. Другой вариант: использование нескольких несущих винтов (традиционно используют два), компенсирующих вращающие моменты друг друга. Скажем, “изюминка” российских вертолётов Ка – два несущих винта, расположенных по соосной схеме.

Есть и относительно новая схема стабилизации вращения – NOTAR (от англ. No Tail Rotor), которая, несмотря на то что увековечена в фильмах о Джеймсе Бонде, в широких кругах известна мало.

Между тем, принцип действия NOTAR не сложен: часть потока воздуха от несущего винта через специальные воздухозаборники поступает в компрессор, расположенный ниже винта. Этот компрессор приводится в движение “основным двигателем” вертолёта и гонит поток воздуха через хвостовую балку к стабилизаторам и килям (см. иллюстрацию). В конце хвостовой балки находится специальная боковая щель и сопло. Вырывающийся через щель воздух создаёт реактивную тягу, компенсирующую вращающий момент. Сопло используется для управления “реактивным потоком”, что обеспечивает “руление” вертолётом.

Считается, что NOTAR надёжнее, безопаснее и тише. NOTAR применяется сейчас серийно только на вертолётах компании MD Helicopters.

Известно, что есть такая супер-пупер электронная техника для воспроизведения звука – high end audio. Служит такая техника для прослушивания музыки с очень-очень высоким качеством. Особенно продвинутых любителей этой техники даже называют “аудиофилами”.

Дискуссии со “спецами” по звуку на тему “high end” возникают довольно часто, в самых неожиданных местах. Даже в ЕЖЕ-листе (на который я, кстати, уже не подписан), как-то состоялась бурная дискуссия по теме “волшебного звука”.

Обычно “спецы” с серьёзным видом рассказывают, что, мол, для “настоящего звука” нужна не только специальная комната, не только куча баснословно дорогих динамиков и обязательно аналоговый (!) сигнал, но и особенные кабели из “серебрянного волокна” (или там чего-то подобного, волшебного), соединяющие усилитель и динамики. Мол, “без этих кабелей прочувствовать настоящий звук невозможно”. Опустим свойственные “спецам” рассуждения о необходимости аналоговых сигналов, звучащие на фоне того, что в качестве источника звукозаписи они всё равно используют CD, – сейчас речь о волшебных кабелях.

Эти кабели могут легко стоить тысячи долларов (!) за несколько метров длины. При этом, вообще говоря, человеку, немного представляющему “физику процесса”, понятно, что при воспроизведении слышимого звука, на тех частотах, на которых работает аудиоаппаратура, никакой заметной для уха разницы между супердорогим кабелем и обычным хорошим кабелем (скажем, хорошим кабелем типа “витая пара” по цене “три рубля метр”) в передаче сигнала нет и быть не может. (Собственно, по моему опыту, этот момент и составляет основную часть аудиокабельных дискуссий со “спецами”.) То есть, конечно, никто не запрещает платить в тысячу раз больше за тот же самый эффект; и нет ну никаких возражений: в “общем сигнальном смысле” серебрянный суперкабель, конечно, лучше – но “волшебства” это не привносит и вопрос сводится к тому, сможет ли ухо ощутить разницу.

Так вот, оказывается, известный борьбой с разного рода “антинаучными фокусами” James Randi, предлагал крупному аудиофилу, обозревателю профильного печатного издания, пари (а точнее – challenge). От аудиофила – очевидно, высказывавшегося в том смысле, что есть существенная, заметная уху, разница в том, “волшебный кабель” используется или обычный, – требовалось в строгом тесте суметь на практике отличить “звуки”, пропущенные через эти самые кабели. Приз – миллион долларов. Прослушал музыкальную композицию, верно назвал использованный кабель – получи миллион. Простой тест. Выгодно. Удобно. Нужно соглашаться.

И что вышло?

Вот что. Сперва сама фирма-производитель “волшебных” кабелей, намеченных к тестированию, “отозвала” свои кабели из теста. Представитель фирмы прислал письмо о том, что кабели на тестирование они предоставлять отказываются. А в итоге и само тестирование как-то заглохло, по вине “аудиофильской стороны” – приобретать кабели для теста эта сторона пока не собирается, ну и там скандал какой-то вышел. В общем, думаю, причины понятны – в строгом тесте никакой аудиофил суперкабели от кабелей по “три рубля” отличить, конечно, не сможет. Иначе за миллион-то нужно было попробовать.

Оказывается, NASA несколько лет собирало информацию о безопасности гражданской авиации в США. Собирали информацию путём тщательного опроса пилотов (интервью длились около 30-ти минут) и опросили много тысяч пилотов. Хотели ещё опрашивать бортпроводников и авиадиспетчеров – но не успели, программу прикрыли.

Так вот, данные по авиационной безопасности, полученные NASA в ходе исследования, как пишет CNN, сильно отличались от имеющихся у правительственных структур США представлений об этой безопасности. Коротко говоря, у NASA вышло, что авиационных происшествий и опасных ситуаций случается гораздо больше, чем принято считать. Столкновений с птицами, опасных сближений, отказов техники, рискованных инструкций от диспетчеров – всего этого NASA насчитало в разы больше.

Но это полбеды.

Беда в том, что правительство США обязало NASA эти неугодные данные не раскрывать для публичного доступа, мотивируя запрет так: “Раскрытие информации ухудшит отношение населения к пассажирским авиаперевозкам и уменьшит доходы авиакомпаний.” (цитата по CNN). В ходе выполнения указаний NASA даже потребовало от подрядчика, выполнявшего сбор данных, удаления всей информации по исследованию с его, подрядчика, компьютеров. (Правда, как сообщают, позже требование изменили: теперь подрядчик должен сперва данные полностью передать NASA; мол, там уже решат, что с ними делать.)

Для чего нужны коллективные роботы? Например, для того, чтобы следить за подводными лодками. Вот, допустим, сделали небольшого (подводного, опять же) робота, оснащённого сонаром, а точнее – хитрым оборудованием, следящим, в том числе, за окружающим планктоном (всё для обнаружения субмарин). Автономный робот способен всплывать, погружаться и потихоньку плыть в толще воды.

Сам по себе такой робот не очень интересен. Даже если он умеет всплывать в назначенное время и быстро передавать накопленную информацию через спутник. Даже если этого робота можно сбрасывать в воду в заданном районе с самолёта.

А вот если каждый из роботов умеет ещё обмениваться информацией с другими подобными, плавающими на определённом расстоянии, и при этом “члены группы” умеют координировать свои действия по анализу поступающей информации, используя данные, полученные сразу несколькими роботами – то это уже совсем другое дело. Такая “умная сеть” нужна. Особенно, если её можно “расставить”, выбросив сотню элементов с самолёта – роботы сами разойдутся по глубинам и акватории.

Дело в том, что “наблюдательная информация”, собранная с нескольких точек, с разных глубин, и синхронизированная по времени – гораздо полезнее. И уточнять её прямо в реальном времени – много проще.

Говорят, что именно такими системами теперь занимаются в штатовских профильных институтах.

Вообще-то, кощунственная идея о том, чтобы таки изъять с борта истребителя человеческого пилота – старая. Основная проблема с пилотом в том, что он мешает создать действительно маневренный самолёт, ограничивая предельные величины ускорений собственными, непреодолимыми, биологическими особенностями. (Действительно, хоть и встречаются пилоты, сделанные, вероятно, из высокопрочной стали, но выдержать всего лишь 10g сколь-нибудь долго даже им не под силу.)

К счастью, шестое поколение истребителей, видимо, уже будет беспилотным. Собственно, только этот момент и может стать одним из ключевых (если не единственным ключевым) в самом определении шестого поколения. Повторюсь, это известно давно, фактически, с появления истребителей четвёртого поколения.

Но теперь эту идею вовсю озвучивают для прессы генералы ВВС США:

The US Air Force (USAF) is already considering what its next generation of fighter aircraft will look like and one possibility is a new stealthy, unmanned fighter jet, according to USAF Chief of Staff General Michael Moseley.

Вот так.

А ещё истребитель шестого поколения будет весь из себя адаптивный, в аэродинамическом смысле (но об этом в другой раз).

В Калифорнии сделали работающий радиоприёмник, использующий в качестве демодулятора нанотрубку. Нанотрубка, как пишут, успешно извлекает “звуковую информацию” из радиосигнала с амплитудной модуляцией. Судя по тенденции, можно сделать и другие компоненты для устройства всего радиоприёмника в наномасштабе.

(Нанотрубки. Иллюстрация: MRI)

Чем это грозит? Это грозит тем, что подобный наноприёмник можно установить в нанобота. Как известно, одна из больших проблем в управлении большим количеством перспективных нанороботов – это организация передачи управляющих сигналов этим роботам, имеющим размеры, сравнимые с вирусами. Стоит ли говорить, что даже если нанопередатчик сделать сразу не получится, то уже и наноприёмник решает проблему? Решает так, что сотни миллионов наноботов, принимая сигналы из единого центра (который может быть и не “нано-“, и вообще – за тысячу километров), смогут сделать много полезного. Например, заранее проникнув в нужную точку пространства, по сигналу радиостанции что-нибудь там разобрать. Или собрать.

(На этот новый нанорезультат навёл Игорь Иванов.)

Вообще это мнение уже звучало, но как-то не слишком внятно. Почему принимают, покупают и продвигают “Суперджет” от “Сухих”, а не, например, Ту-334, который как бы уже летает, в отличие от?

По-моему, дело вот в чём. И КБ Сухого, и теперь прочно связанное с ним КНААПО (это авиапредприятие в Комсомольске-на-Амуре, выпускающее, в том числе, истребители, и входящее в холдинг “Сухой”) в самое тяжёлое для отрасли время оставались на плаву. Худо-бедно, но они как-то платили зарплаты и поэтому сохранили кадры, в то время как другие авиапредприятия (и подавляющее большинство НИИ, КБ) просто останавливались, сворачивали деятельность и, фактически, “самораспускались”. А КНААПО, в результате, успешно сохранило возможности по серийному производству самолётов, реальные возможности, а не нарисованные на бумаге. Понятно, что в раскручивании такой отрасли, как гражданское авиастроение, заново – ключевую роль играют именно возможности по серийному производству: конструкторские решения, технологии, в конце концов, можно купить.

Серийное гражданское авиастроение же в России десять лет вообще не существовало. Ту-334, может, отличный отечественный самолёт, но из-за того, что соответствующие предприятия в своё время фактически перестали существовать, серийно выпускать эти самолёты теперь негде и некому. А КНААПО нужно просто освоить новый тип самолёта, на базе существующего производства. И вероятность того, что первый реальный самолёт успешно запустят в серию именно здесь – гораздо выше; да и стоить затея будет дешевле.

Как сообщают СМИ Иран продемонстрировал очередной реактивный истребитель, собственного изготовления и разработки. При этом, например, REGNUM цитирует:

Главнокомандующий иранской армией заявил, что эти самолеты представляют аналог американского истребителя “F-18” и даже превосходят его по некоторым параметрам.

Что это такой за истребитель Saegheh (так он называется), якобы соответствующий F/A-18 (и даже превосходящий его)? Да вот:

Оказывается, он очень и очень напоминает старинный Northrop F-5:

(US Air Force Photo)

Правда, у иранского самолёта два киля. Удивительно. И, если верить фото, несколько иные воздухозаборники. В остальном же самолёты, насколько можно судить по фото, внешне не просто похожи, а идентичны. То есть, новинка, по крайней мере, существенным образом базируется на решениях F-5. Понятно, что изменения воздухозаборников могут свидетельствовать о том, что там другие двигатели (впрочем, откуда бы?) и по внешнему виду нельзя судить об электронной начинке (впрочем, откуда бы там что-то новое?)

Если же вернуться к реальности, то Northrop F-5 – это самолёт из 60-х годов прошлого века. Сейчас широко используется аналог F-5 – T-38 Talon. Используется он в качестве учебно-тренировочного сверхзвукового самолёта, в том числе и в ВВС США. А ещё на T-38 летают пилотажные группы:

(US Air Force Photo)

Интересно, что представленный иранский истребитель зачем-то тщательно окрашен по цветовой схеме (!) пилотажной группы ВМС США Blue Angels – эти самые “Ангелы” как раз летают на F/A-18:

(US Navy Photo)

Динозавры F-5, явно послужившие предметом копирования, поставлялись Ирану ранее, а сейчас состоят на вооружении иранских ВВС в количестве нескольких десятков штук. И что же это за конкуренцию в воздухе составят технологии начала 60-х годов современным технологиям?

(via)

Архивное фото от NASA, запечатлевшее самолёт U-2 в “поддельной” раскраске, обозначающей принадлежность самолёта к NASA. Как сообщает само агентство, именно этот самолёт был представлен 6-го мая 1960-го года новостной прессе: якобы такие самолёты NASA использует для наблюдения за погодой. На самом же деле никаких U-2 тогда в распоряжении у NASA не имелось, а использовались эти высотные самолёты ЦРУ для разведывательных полётов над территорией СССР.

Дело в том, что в СССР тогда не было в достаточном количестве средств ПВО, способных перехватить самолёт на такой высоте: U-2 летал на высотах около 25 тысяч метров. Впрочем, к первому мая 1960-го средства ПВО нашлись и U-2 Гэри Пауэрса, проводивший “наблюдения за погодой”, был сбит зенитной ракетой в районе Свердловска (пилот Пауэрс, как известно, успешно покинул самолёт и был задержан).

Так вот, после того, как в Штатах стало известно, что U-2 потерян, NASA (видимо, 6-го мая) выпустило пресс-релиз, в котором рассказывалось, что один из исследовательских самолётов U-2, вероятно, сбился с курса, после того, как пилот сообщил о проблемах с кислородным оборудованием. В качестве “материальных доказательств” деятельности NASA по изучению “погоды” прессе продемонстрировали тот самый U-2, только что, в авральном порядке, перекрашенный в цвета NASA.

Впрочем, как только СССР предъявил захваченного Пуэрса, его показания, да ещё и шпионское оборудование, найденное в обломках самолёта, операция прикрытия NASA тут же оказалась проваленой.

NASA же получило пару U-2 в своё распоряжение только в 1971-м году.

(На заднем плане фото – классический автомобиль.)

Что-то опять тема ПРО популярна.

А вот если вы думаете, что сейчас ПРО Штаты строят для прикрытия собственной территории, то перестаньте так думать. Потому что сейчас решается задача создания системы борьбы с противоспутниковым оружием (перспективным).

Дело тут в том, что развернуть функциональную и эффективную ПРО можно только имея надёжный “эшелон оповещения” в околоземном космическом пространстве. Необходимы спутники, плотным строем ведущие с орбиты непрерывное наблюдение за определёнными регионами Земного шара с целью раннего обнаружения пуска ракет и быстрого получения точной и подробной информации о параметрах этого пуска (каждого в отдельности). Почему именно спутники? Потому что другие способы обнаружения пусков не дают нужной точности и/или не могут закрыть нужную территорию. Более того, спутниковая система слежения незаменима для организации эффективной защиты от перспективных гиперзвуковых крылатых ракет (которые, несомненно, будут созданы).

Так вот глобальную спутниковую систему слежения в интересах ПРО строят Northrop Grumman, запуски специализированных спутников уже должны начаться в этом году. Но грош цена этим спутникам, если их группировку не прикрыть от уничтожения противоспутниковым оружием. Понятно, что если ПРО базируется на группировке спутников, как на важнейшем источнике информации, то утрата даже части этих спутников сведёт эффективность ПРО на очень низкий уровень. Беда спутников в том, что их орбиты заранее известны нападающей стороне с высокой степенью точности, а делать группировку из интенсивно маневрирующих спутников – это слишком затратно, скорее нереально на данном этапе.

Прикрыть спутники можно либо массово выводя оружейные системы в космос – что, конечно, будет сделано, но не в ближайшие годы, – либо заранее построив наземные системы перехвата для противоспутникового оружия (благо, основные его типы известны). Из-за хорошей “баллистической предсказуемости” можно заранее закрыть важные области околоземного пространства наземными комплексами. В помощь работает и то, что “выпустить в тропосферу” перехватчики можно оперативно, даже не имея точных данных по траекториям “противоспутниковых снарядов”, а лишь получив информацию о применении противоспутникового оружия. Почему? Опять же потому, что орбиты спутников известны и можно с высокой точностью предсказать, где будут пролегать траектории ракет-носителей, выводящих “противоспутниковые снаряды” в космос. Перехватчик же сориентируется по месту, в точности так, как показывают в соответствующих рекламных мультфильмах.

Так что сейчас речь идёт о создании платформы для “закрытия космоса” милитаристскими США, этим и объясняются все “странности” в развитии их ПРО.