理论、实践和观点。 美国潜水器项目
几十年来,潜水飞机的各种项目和概念经常出现——能够交替执行空气动力飞行和水肺潜水的设备。 由于客观上的限制和困难,此类项目没有一个得到实际应用。 然而,这方面的研究仍在继续,其中的主导作用仍然在美国。 他们的海军部队对不同寻常的装备表现出极大的兴趣。
客观困难
任何潜水飞机项目都面临许多客观困难。 两个根本不同的功能的组合总是使设计复杂化,甚至丧失其中之一的能力。 在滑翔机、推进系统、货舱等方面也可以看到类似的复杂情况。
XNUMX 年代末,美国海军的海军水面作战中心卡德罗克分部进行了另一项关于潜艇飞机的研究工作。 它形成了此类项目典型的任务和问题的确切范围,并且还提出了基于当前技术的解决方案选项。 重要的是,在本研究和开发的最后阶段,这些建议已通过比例模型的测试得到证实。
潜水飞机需要轻便耐用的滑翔机,它可以在空中飞行并在操作深度承受水压。 此外,它必须提供所有必要的设备和隔间。 因此,飞机需要大容量的油箱,而潜艇需要压载水箱。
动力装置设计是一项重大挑战。 对于不同的推进系统,隐蔽潜水和空中飞行是根本不同的过程。 因此,该设备必须有两个独立的电机或某种组合系统。
在形成机载设备综合体时应该会遇到已知的困难。 潜艇需要特殊的导航和通信手段,可以在不同条件下交替运行。 在形成武器、货舱等的综合体时,也必须考虑这个因素。
水翼艇
现代项目中最有趣和最发达的是美国中心 NSWC 在上述研究框架内于 2010 年形成的概念。 这项工作的目的是确定制造一种潜水飞机的可能性,该飞机能够从海上平台起飞,在空中飞行 400 英里,在水下飞行 12 海里,然后让战斗游泳者降落。 然后需要返回平台。 水下停留时间定为3天。
具有大型突出机身、后掠前缘和上下表面发动机的“飞翼”布局被认为是最佳的。 机翼用于各种用途的坦克和蓄水池。 动力装置包括一对用于飞行的涡轮风扇发动机和一个带有用于航行的电动机的方向舵。 在机身和机翼内部,可以放置一个供两名机组人员使用的驾驶舱和一个供六名伞兵使用的单独隔间。 提供了一个特殊的滑雪底盘用于起飞和降落。
NSWC Carderock 研究了两种版本的潜艇飞机。 较大的一个翼展约。 约 33 m 长10 m,计算质量达到17,7吨,巡航速度确定为空中每小时200英里,水下6节; 其他参数应该与原始分配一致。
根据这些想法建造了几个原型。 在他们的帮助下,他们制定了空中飞行和起降模式。 还研究了潜水和浅水作业的细节。 出于显而易见的原因,最大的困难是由从一种环境过渡到另一种环境的问题引起的。 尽管如此,还是有可能找到组件和组件的最佳选择,并形成最方便的方法来执行各种过程。
根据这项研究工作的结果,NSWC Carderock 提出了基于现有技术制造载客潜水器的基本可能性。 但是,据了解,这项研究工作还没有得到发展,所提出的外观也没有在实际项目中使用。 然而,关于可能启动实验设计工作的谣言在国外流传,到目前为止这仍然是秘密。
海滑翔机
在 XNUMX 年代中期,海军研究办公室 (ONR) 和海军研究实验室 (NRL) 展示了适用于特定任务的新型潜艇飞机。 建议使用此类产品加强反潜防御。
首先是来自 NLR 的 Flimmer(由 Flyer 和 Swimmer 组成)。 它是一种无尾装置,具有发达的纺锤形机身和强大的后掠翼,翼尖有龙骨。 尾部有一个推进式螺旋桨。 后来,飞海滑翔机出现了,采用了普通的空气动力学设计,机翼笔直,尾翼饱满。 该设备用于滑翔飞行,没有发动机。
Flimmer / Flying Sea Glider 概念涉及使用 无人机- 潜艇作为反潜武器。 这样的产品应该由航母投放并飞越海面,寻找水下目标。 找到它后,无人机应该会溅落并潜入水下。 然后他瞄准敌方潜艇并用弹头击中它。 Flimmer 的第一个版本能够独立飞行和游泳。 Flying Sea Glider 应该根据水下滑翔机的原理工作,并且仅由于积累的能量而在水下移动。
在 2015-18 年。 已经测试了两种潜艇无人机变体,并确认了它们解决指定任务的能力。 需要指出的是,反潜无人机的提出概念大大简化了项目的开发。 ONR 和 NRL 的两种产品需要“单向飞行”。 不提供下水和起飞。
简化课程
2018 年,北卡罗来纳大学的专家在 DARPA 的委托下发布了有关无人潜艇主题的研究和开发信息。 “受海鸟启发”的飞机设计装置通过了必要的测试,并成功展示了在两种环境中工作的能力以及它们之间的过渡。
该装置按常规空气动力学设计建造,直翼展1,42 m,产品长度1,32 m,在纺锤形机身的机头放置一台带螺旋桨的电动机进行飞行。 中央音量用于电池和控件。 在机身尾部,在管状梁的前面,有一个用于水下运动的发动机。 他使用长轴旋转安装在尾部单元内的螺旋桨。
以大迎角着陆在水面上以减少冲击力。 之后,使用标准的转向面,无人机可以潜入水中。 起飞程序在一定深度开始。 由于螺旋桨马达,该装置占据垂直位置并开始上升。 将机头抬到水面上方,无人机打开了飞行引擎。
受海鸟启发的无人机从水中起飞。 北卡罗来纳大学照片
在北卡罗来纳大学和 DARPA 的项目中,实施了一个相当简单的潜艇飞机方案,显示了必要的能力。 然而,人们对这些想法的发展一无所知。 大概,这样的架构只能在小范围内表现出高性能。 制造这种全尺寸飞机将极其困难,而且不太可能提供所有所需的能力。
未来不明朗
因此,五角大楼及其各种结构不会对潜水飞机失去兴趣,并会不时启动此类新样本的开发。 然而,这些计划的结果仍然相当有限。 已经开发并在实践中测试了这种具有各种特征和优势的飞机的几个概念,但事情并没有进一步发展。 没有一个研究项目发展成为一个成熟的项目,为未来的实际应用预留了空间。
其主要原因可以被认为是成本和潜在收益的特定比率。 尽管有基本的可能性,潜艇飞机的全面发展仍然被认为是不合适的。 同时,他们对这方面的研究和寻找有前景的解决方案给予了足够的重视。 此外,不寻常的设计在空军或海军中的可能位置仍然不确定。 它们相对于传统外观的其他手段和系统的优势也值得怀疑。
因此,无论是过去还是现在,潜水飞机领域所有新项目的主要成果都是科学、设计和实践经验。 它是否会用于实际项目取决于潜在客户。 到目前为止,由于对有前途的技术非常感兴趣,美国海军和空军更喜欢使用传统解决方案。
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