Исследование: должны ли самолеты выглядеть как птицы?

Если оглянуться на историю развития авиации, после чего посмотреть на современные воздушные машины, то напрашивается отрицательный ответ на вопрос, заданный в заголовке. Однако исследователи Джеффри Спеддинг (Geoffrey Spedding) и Хоаким Хайссен (Hoakim Huyssen) утверждают, что «птичья» форма корпуса летательного аппарата может серьезно снизить аэродинамическое сопротивление, в результате чего расход топлива заметно снизится. До недавнего времени ученым не хватало экспериментальных данных, однако проведенные симуляции восполнили этот пробел.

Спеддинг и Хайссен создали модульный самолет в трех версиях: летающее крыло, крылья плюс тело и крылья, тело и хвост. Уже в процессе выяснилось, что ученые воссоздали общую «птичью» форму, однако без каких-либо конкретных отсылок к «конструкции» пернатых. Исследователи начали с модели, представляющей собой одно большое крыло, к которому впоследствии добавили «тело». Однако главным звеном в этой симуляции оказался компактный хвост, компенсирующий аэродинамические проблемы, возникающие в результате использования «тела».

В процессе исследований ученые изучали воздушные потоки и изменяли относительные углы для хвоста, крыльев и корпуса, принимая за максимально эффективный дизайн тот, который обладает наименьшим сопротивлением воздуху. Идеальной конструкцией оказалось крыло, однако оно непрактично для перевозки пассажиров и грузов. Добавление «тела» серьезно снижает подъемную силу и увеличивает сопротивление воздуха. Однако использование крайне небольшого, но тщательно просчитанного хвоста возвращает вышеупомянутые характеристики практически на уровень летающего крыла!

«Нам кажется, что расхода огромного количества ископаемого топлива можно избежать, если использовать более совершенные конструкции самолетов – мы показали, что существует альтернатива традиционным вариантам исполнения летающих машин». Ученые понимают, что текущая школа авиастроения возникла не просто так, а конструктив современных самолетов являет собой компромисс многих экономических, инженерных и психологических факторов и ограничений. Но Спеддинг уверен, что можно многое сделать для того, чтобы самолеты будущего стали более экономичными и эффективными.