В новата концепция X-Plane на Агенцията за перспективни изследователски проекти на САЩ (DARPA) липсват всички елементи за вертикално и хоризонтално оперение, такива като задкрилки, предкрилки, опашни плоскости. Това се прави, за да се намалят аеродинамичното съпротивление и разходът на гориво.
Проектът противоречи на вековната практика в авиостроенето, като се започне от самолета на братята Райт и се стигне до съвременните изтребители от пето поколение. DARPA твърди, че разполага с реална алтернатива на класическото оперениеа за контрол на летателните апарати във въздуха при високи скорости. Наскоро Aurora Flight Sciences, дъщерна компания на Boeing получи от DARPA договор за проектиране в рамките на програмата Control of Revolutionary Aircraft with Novel Effectors (CRANE), целта на която е създаването на експериментален самолет без подвижни повърхности за управление.
“Aurora Flight Sciences ще разработи пълномащабен X-Plane, летателен апарат, който ще залага изключително на промяна на въздушния поток за маневри по време на полет”, – казват от DARPA. В случай на успех на концепцията, проектът ще се превърне в нов етап в създаването на самолети.
Вертикалното и хоризонталното оперение на самолетите вече повече от век представлява необходимото неудобство – те създават аеродинамично съпротивление, нарастващо на куб спрямо скоростта и увеличават потреблението на гориво. Алтернативи досега не са създавани, затова пилотите на самолети използват за управление задкрилки, предкрилки, вертикален и хоризонтален стабилизатор, които са използвани и усъвършенствани в продължение на десетилетия.
DARPA не е първата, която разглежда възможността за премахване на детайлите, които досега се считаха за необходими по време на полет. През 2018 г екип от Масачузетския технологичен институт (MIT) управлява това, което те нарекоха “първия в света самолет без движещи се части”, но този термин се отнасяше за движението, а не за системата за управление. MIT използваше за движение на експериментален летателен апарат ефект, известен като “йонен вятър”, а не традиционните пропелери или газови турбини.
Някои самолети от миналото действително се избавиха от един или няколко елементи на оперението. За пример ще посочим интеграцията на системите за тангаж и крен в самото крило, както при свръхзвуковия лайнер Concorde. Впрочем, дори и при него кормилото остана. Това е най-яркият пример, иначе летателни апарати с намалено количество плоскости за управление са проектирани и създавани през целия 20 век.
Днес все още има малко информация за технологиите, позволяващи на CRANE да остава станилен в полет, но някои интригуващи детайли са достъпни от презентацията на Александър Валан, ръководител на отдела за тактически технологии на DARPA. Така например, принципът за активното управление на потока от Aurora Flight Sciences използва различни методи – струи въздук и даже електрически разряди, за да формира въздушния поток около самолета. Ще се използват също така модулни конфигурации на крилото, които позволяват в бъдеще да се интегрират най-новите технологии. Ако съдим по достъпните чертежи, X-Plane ще използва тип “копланарно съединено крило”, което включва в себе си две предни крила и две задни вместо традиционното V-образно крило на повечето търговски и военни самолети.
Следващият етап от разработката на CRANE (втора фаза) ще включва проектиране и разработка на средства за управление и програмно осигуряване за полета. Той ще приключи с щателни изпитания на конструкцията на X-Plane.
На третия етап DARPA може да произведе пълномащабно копие на демонстрационен самолет с тегло 3175 кг и технология за активно управление на потока. Приблизителни срокове и финансови подробности за това все още не са обнародвани.