Nors kartais gali pasirodyti, kad visų lėktuvų sparnai yra vienodi, iš tikrųjų egzistuoja labai daug įvairių rūšių sparnų. Kai kurie sparnų profiliai mūsų akims gali pasirodyti keisti, nes tiesiog yra labai reti. Štai Antonov 181 prototipas turi vadinamuosius kanalinius sparnus, kurie, kaip manė jų kūrėjas, turi daug privalumų.
Kanalinio sparno istorija
Iš tikrųjų, tie apverstos arkos formos sparnai nebuvo Antonov inžinierių idėja. Šią koncepciją sukūrė amerikiečių inžinierius Willardas Ray Custeris. Jis 1925 metais pamatė, kaip vėjas nukelia daržinės stogą. Gerai įsižiūrėjęs į šį ūkininkams nemalonų įvykį Custeris suprato, kad stiprus vėjas virš išlenkto stogo sukūrė žemo slėgio sritį, o slėgis daržinėje išliko aukštas, todėl stogas buvo tiesiog nukeltas tiesiai į viršų.
Custeris atliko keletą skaičiavimų ir nusprendė, kad svarbiausias faktorius efektyviam lėktuvui yra oro srauto greitis virš sparno. Tai, žinoma, nėra visiška naujiena. Tačiau įprasti lėktuvai – tiek dabartiniai, tiek Custerio laikų, kyla tik pasiekę pakankamą judėjimo pirmyn greitį. Tai yra, lėktuvo varikliai tik užtikrina orlaivio judėjimą į priekį, kad oro srautai tekėtų apie keliamuosius paviršius (sparnus ir uodegą). Custeris vis galvojo apie tą daržinės stogą – juk daržinei nereikėjo judėti į priekį, kad stogui pakaktų keliamosios jėgos.
Netvarkingai paliktas lėktuvas pučiant stipriam priešpriešiniam vėjui gali pakilti net ir su išjungtais varikliais – apie tai jau esame rašę. Tiesą sakant, kai tik yra galimybė, lėktuvai kyla prieš vėją, nes šis natūralus oro srautas už dyką padeda kurti keliamąją jėgą. Taigi, Custerio idėja buvo tokia – lėktuvo varikliai bus įdarbinti ne tik orlaivio tempimui pirmyn, bet ir oro srautų virš sparnų kūrimui.
Custeris sukūrė kanalinį sparną. Jame lėktuvo propeleris buvo įkurdintas apverstos arkos profilyje. Jis neleido propeleriui siurbti oro iš apačios, todėl oro srautas greitai judėjo kanalu. Kaip stiprus vėjas virš daržinės stogo propelerio siurbiamo oro srautas virš sparno kūrė žemo slėgio sritį, kuri tapo keliamąja jėga. Pirmasis Custerio bandymų lėktuvas CCW-1 pakilo 1942 metais. Konstrukcija vis buvo tobulinama, kol buvo sukurtas CCW-5, pirmam skrydžiui pakilęs 1953-iais. Jis buvo bandomas net porą dešimtmečių, bet rinka juo tiesiog nesusidomėjo
Kanalinių sparnų privalumai
Įprastai sparnai pasikliauja santykiniais oro srautais, gaunamais lėktuvui judant per orą. Tai yra, lėktuvo varikliai tempia orlaivį per orą ir to oro srautai leidžia sparnams kurti keliamąją jėgą. Tuo tarpu Custerio lėktuvas pats savo propeleriais kuria oro srautus, todėl tas judėjimas pirmyn jam nėra toks būtinas. Tai reiškia, kad didelis oro srautas ir, vadinasi, keliamoji jėga yra sukuriami paleidžiant variklį dirbti pilna jėga. Dėl to Custerio lėktuvams nereikėjo ilgo pakilimo tako – CCW-2 galėjo pakilti įsibėgėjęs vos 13-15 metrų
Be to, įprasti lėktuvai negali skristi labai lėtai, nes, vėlgi, kuo greitis mažesnis, tuo silpnesni oro srautai glosto sparnus ir tuo mažesnė keliamoji jėga kuriama. Minimalus lėktuvo greitis ore yra vadinamas smukos greičiu. Biplanai, tokie kaip An-2, pasižymi mažesniu smukos greičiu, todėl gali skristi daug lėčiau, o tai labai praverčia purškiant laukus, vykdant paiešką ar kai kuriuos kitus darbus. Custerio lėktuvai nepasikliovė judėjimu pirmyn, todėl galėjo išsilaikyti ore skrisdami neįtikėtinai lėtai – CCW-5 ore laikėsi ir skrisdamas vos 56 km/val. greičiu.
Galiausiai, kanaliniai sparnai galėjo būti trumpesni, nes pagrindinis keliamosios jėgos kūrėjas buvo propeleris, kuris niekada nėra labai didelis.
Antonov 181
1975 metais Antonov gamykloje Ukrainoje pradėtas kurti Produktas 181. Jo idėja, žinoma, buvo nusižiūrėta nuo Custerio projektų. Ir tikimasi buvo to paties – lėktuvo, kuris galės kilti nuo labai trumpų takų ir skris labai lėtai nepatirdamas smukos.
Antonov 181 buvo kuriamas bandymams – įsitikinus, kad kanaliniai sparnai veikia, greičiausiai būtų kuriamas didesnis lėktuvas. An 181 sparnų ir fiuzeliažo ilgis buvo po 7,3 metrus. Centre, už dvivietės kabinos buvo 6 cilindrų AP LOM M-337A variklis, išvystantis 103 kW galią. Jis suko du sparnuose sumontuotus dvimenčius propelerius.
Buvo skaičiuojama, kad An 181 galės pakilti vos po 30-40 metrų įsibėgėjimo, nors realistiškai tas skaičius galėjo būti ir 70 m. Be to, inžinieriai tikėjosi, kad lėktuvas ore laikysis ir skrisdamas 30-40 km/val. greičiu. An 181 stabilumu rūpinosi V formos uodega.
An 181 būtų galėjęs įsibėgėti iki 225 km/val. greičio ir pakilti į 4,2 km aukštį. Aišku, greičiausiai jis būtų laikęsis arčiau žemės. Bet šis neįprastai atrodantis lėktuvas taip niekada ir nepakilo.
Šiam projektui nebuvo skirtas aukštas prioritetas, todėl jis po truputį buvo vystomas iki devintojo dešimtmečio pabaigos, kai prasidėjo pirmieji antžeminiai bandymai. O tada finansavimas nutrūko – žlugus Sovietų Sąjungai An 181 taip ir liko pievelės puošmena. Bet turint omenyje Custerio lėktuvų likimą, tikriausiai tai nebuvo didelis praradimas.
Kanalinių sparnų trūkumai
Custeris teigė, kad jo lėktuvai gali pakilti visiškai vertikaliai – kaip sraigtasparniai. Sparno kanale sėdintis variklis gali sukurti tokį oro srautą ir tokią keliamąją jėgą, kad judėjimas pirmyn būtų tapęs nebūtinu. Tačiau čia buvo viena problema – lėktuvo valdymo paviršiai veikia tik tada, kai orlaivis skrenda pirmyn. Todėl visiškai vertikalus pakilimas buvo tiesiog neįmanomas.
Be to, tokiam lėktuvui būtinai reikia dviejų propelerių – po vieno kiekvienam sparnui. Custerio lėktuvai turėjo po du variklius, bet tai irgi kėlė problemą – kas nutiktų, jei vienas iš jų sugestų? Tuomet lėktuvas būtų labai nestabilus, nes vienas sparnas generuotų žymiai daugiau keliamosios jėgos nei kitas.
An 181 turėjo tik vieną variklį ir sėkmingam skrydžio jo būtų pakakę. Bet jei jis būtų sugedęs, avarinis lėktuvo tūpimas būtų buvęs labai sudėtingas, nes kanaliniai sparnai ir juose sumontuoti varikliai kuria didelį oro pasipriešinimą. Kitaip tariant, toks lėktuvas prastai sklendžia. Be to, kanaliniai sparnai yra ir gerokai sunkesni.
Galiausiai, dėl tiesioginio propelerių greičio ir keliamosios jėgos ryšio bei neoptimalaus sparnų standumo skrisdamas didesniu greičiu Custerio lėktuvas patirdavo vibracijas, kurios su laiku būtų galėjusios sukelti ir rimtų problemų. Skrydis lėktuvu su kanaliniais sparnais nebuvo patogus ir dėl to, kad sparno arkoje įkurdinti propeleriai skleidė didžiulį triukšmą.
Vėlesni NASA tyrimai parodė, kad kanalinių sparnų trūkumai visiškai panaikina jų privalumus. Tiesūs sparnai gali kurti pakankamai keliamosios jėgos ir yra lengvesni, standesni, tvirtesni ir aptakesni.
.jpg){kind=link}
