Агентство перспективных оборонных исследовательских проектов (DARPA) сделало большой шаг вперед к созданию экспериментального самолета, который может маневрировать без традиционных элеронов или других механических устройств, вместо этого используя короткие струи воздуха.
DARPA объявило, что оно проектированием нового самолёта будет бюро Aurora Flight Sciences. Особенность перспективной машины в том, что она для маневрирования использует технологию, называемую активным управлением потоком. Такая технология получила название: Control of Revolutionary Aircraft with Novel Effectors (Управление революционным самолетом с помощью новых эффекторов) или CRANE. Aurora специализируется на разработке передовых инновационных конструкций самолетов и беспилотных систем, является дочерней компанией Boeing и базируется в Манассасе, штат Вирджиния, которая.
Руководитель программы CRANE Ричард Влезьен заявил, указывая на успех работы подчинённого ему коллектива: «За последние несколько десятилетий сообщество активного управления потоком добилось значительных успехов, которые позволяют интегрировать технологии активного управления потоком в современные самолеты, мы уверены, что завершим проектирование и летные испытания демонстрационного самолета с AFC в качестве основного фактора проектирования.
Благодаря модульной секции крыла и модульным эффекторам AFC самолет CRANE X-plane имеет потенциал для использования в качестве национального испытательного актива еще долго после завершения программы CRANE».
Типичный самолет имеет механические компоненты, такие как элероны на крыльях и руль направления и рули высоты на хвосте, которые пилот использует для управления креном, тангажем и рысканием самолета. Этот общий принцип оставался в основном неизменным. На его основе велось проектирование самолетов с момента их изобретения.
Но DARPA надеется, что концепция активного управления потоком в случае успеха может привести к серьезному переосмыслению того, что будет заложено в основу конструкции новых самолётов и станет механикой для их маневрирования. Технология активного управления потоком будет использовать небольшие выбросы воздуха от крыла или другой поверхности аэродинамического профиля для изменения положения или направления самолета. Сам впрыск воздуха не толкает крылья в соответствии с этой концепцией, как это происходит при маневрировании космического корабля.
Вместо этого активное управление потоком создает что-то вроде лежачего полицейского, который изменяет способ обтекания крыльев воздухом, что затем заставляет самолет смещаться. На это будет расходоваться совсем немного энергии.
Аэрокосмическое сообщество рассматривало эту концепцию управления самолётом в течение, как минимум трех десятилетий, проводя лабораторные эксперименты и демонстрации непродолжительных полетов. В 2015 году NASA и Boeing объединились для успешного запуска самолета 757, оснащённого вертикальным хвостовым оперением, в котором использовалась технология активного управления потоком для повышения аэродинамической эффективности конструкции.
В последние годы DARPA почувствовало, что технологии, включая суперкомпьютеры и передовые инструменты гидродинамики, а также беспилотные летательные аппараты, которые могут сделать демонстрацию активного управления потоком намного дешевле и безопаснее, чем тестирование его на пилотируемых самолетах, развились в значительной степени. Новая технология даёт новые возможности для самолёта. Она может улучшить показатели полета несколькими способами, в том числе за счет устранения движущихся поверхностей для управления самолетом, уменьшения лобового сопротивления, более толстых крыльев для эффективности конструкции и увеличения запаса топлива, а также упрощенных систем для улучшения подъемной силы самолета. А главное это позволяет улучшить маневренность самолетов.
DARPA запустило программу CRANE в 2019 году, и на ее более ранних этапах принимали участие такие организации, как Aurora, Lockheed Martin и Технологическая исследовательская корпорация Джорджии. В настоящее время Aurora завершила 1-й этап предварительного проектирования, в результате которого было создано то, что DARPA назвало «инновационным испытательным самолетом», в котором успешно использовалось активное управление потоком. Его испытания проводятся в аэродинамической трубе.
Теперь Aurora перейдет к этапу 2-му, где она создаст подробный инженерный проект своего самолета и разработает программное обеспечение для полета и элементы управления. Это завершится критическим обзором конструкции демонстратора «X-plane», который сможет летать без традиционных движущихся органов управления. На реализацию этой части работы потратят 42 миллиона долларов.
DARPA уже намечает переход в третью фазу реализации общей программы, в ходе которой будет построен беспилотный самолет весом около 3500 кг. Этот испытательный самолет будет иметь модульную конфигурацию крыла, что позволит DARPA или другим организациям легко обмениваться передовыми технологиями в будущем. Перспективный X-самолет с размахом крыльев 10 м будет способен летать со скоростью до 0,7 Маха. Его испытания проведут на полигонах в Вирджинии, Западной Вирджинии и Миссисипи, и они должны начаться в 2025 году.
В дальнейшем на основе вышеизложенной технологии планируется создавать военные самолёты нового типа, возможно их технические данные будут соответствовать тем параметрам, что заложены в машины шестого поколения.