13 septembre 1931, Kalshot Sleeps, Royaume-Uni. Le soleil est dans l'eau froide, les fontaines d'éclaboussures et le rugissement des moteurs d'avions ! Les regards de milliers de spectateurs sont fixés sur de minuscules points se précipitant à une vitesse terrifiante sur la surface semblable à un miroir de la baie. Devant les favoris de la course aérienne - le modèle "Supermarines" S.6B. Bleu et argent. Ils sont suivis par l'italien Makki M.67. Qui remportera le prix principal ?
La Coupe Schneider est revenue aux Britanniques. L'hydravion Supermarine S.6B a parcouru la route à une vitesse de 547 km/h. Après 17 jours, l'hydravion a établi un record du monde absolu, accélérant à 655 km/h ! Pour cette réalisation, le concepteur d'avions Reginald Mitchell (le futur créateur de "Spitfire") a reçu l'Ordre de l'Empire britannique.
Le record n'a pas duré longtemps: piqués par la défaite, les Italiens ont finalisé à la hâte leur Macchi. Le 23 octobre 1934, le pilote Ajello franchit la barre des 700 km/h. Son record (709, 2 km/h) dura jusqu'en 1939.
Aujourd'hui, après 80 ans, il semble incroyable de voir comment ces monoplans à attelle avec moteurs à pistons ont développé des vitesses aussi énormes. Mais encore plus surprenant est le fait que tous les records de vitesse de ces années appartenaient à des hydravions avec de ridicules gros flotteurs volant au niveau de la mer. Alors que les meilleurs chasseurs "terrestres", volant dans de fines couches de l'atmosphère, n'ont pu franchir la barre des 500 km/h.
Macchi M.67
Les secrets du succès des hydravions étaient: a) une charge alaire spécifique élevée; b) puissance moteur élevée. Si tout est clair avec les moteurs, alors le premier point nécessite des explications supplémentaires.
Ce n'est un secret pour personne que l'avion vole avec ses ailes en l'air. Une condition nécessaire pour créer une portance de l'aile est la différence entre la direction du flux d'air incident et la corde de l'aile. Cette différence est l'angle d'attaque: l'angle entre la corde de l'aile et la projection de la vitesse de l'avion dans le repère associé. En vol horizontal, l'avion « pousse » littéralement l'aile dans les airs, grâce à quoi une zone de pression accrue, un « coussin d'air », se forme sur la surface inférieure de l'aile, ce qui permet à l'avion de rester dans l'air.
La valeur de la portance dépend de la surface de l'aile, de son profil, de l'angle d'implantation par rapport au flux d'air, ainsi que de la densité du milieu aérien et de la vitesse de l'avion. A grande vitesse, l'avion n'a plus besoin d'une grande surface d'aile. Au contraire, cela crée une traînée inutile, gênant le vol à grande vitesse. Jetez un œil aux petites ailes des missiles de croisière pour voir à quel point c'est grave. Hélas, contrairement au CD, l'avion doit pouvoir effectuer un atterrissage en douceur. Et c'est là que les problèmes commencent.
Plus l'aile est petite, plus de kilogrammes de masse d'avion tombent sur chaque mètre carré de sa surface. Avec une diminution de la vitesse, à un moment donné, la valeur de la portance devient inférieure à la charge sur l'aile. Perte de stabilité, décrochage, catastrophe. Dans des conditions normales, l'avion devrait descendre en douceur, en maintenant une portance suffisante jusqu'au toucher des roues. Plus l'aile est grande, plus l'atterrissage est doux et sûr. La vitesse d'atterrissage ne peut pas être trop élevée - sinon le train d'atterrissage se brisera à cause de l'impact au contact.
Les concepteurs d'avions des années 1930 se sont rapidement rendu compte que la plus petite surface d'aile (et, par conséquent, des vitesses maximales et d'atterrissage élevées) était la mieux mise en œuvre dans la conception d'un hydravion. En fait, l'hydravion a une piste d'une longueur illimitée, et le processus d'atterrissage lui-même peut être effectué à une vitesse inacceptable.
En conséquence, Supermarine S.6B et McKee M.67 avaient une très petite aile (13,3 - 13,4 m²). Avec une masse au décollage de plus de deux tonnes ! Et même d'énormes flotteurs laids ne pourraient pas niveler les qualités à grande vitesse des hydravions, obtenues grâce à l'aile d'une petite zone …
Un merveilleux exemple montrant à quel point les apparences peuvent être trompeuses et quelles possibilités peuvent être obtenues grâce à la connaissance de l'aérodynamique.
Le front de mer jubilatoire de Portsmouth est caché dans le brouillard du temps, et nous sommes transportés 80 ans plus tôt, dans le hangar de la base aérienne d'Eglin. Où, dans la pénombre des lampes, une ombre grise déployait ses ailes - le chasseur-bombardier F-35 Lightning II discret. Le type d'avion de combat le plus discuté aujourd'hui, avec son histoire scandaleuse et une énorme quantité de matériel qui lui est dédié. À la fois enthousiaste et franchement peu flatteur.
Il n'est pas possible de procéder à une évaluation complète des capacités du F-35 dans le cadre de cet article. Notons au passage l'essentiel: pour des raisons objectives, la visibilité du Lightnig devrait être inférieure à celle de n'importe lequel de ses homologues, à l'exception du F-22. Le système d'observation et de navigation embarqué est également hors compétition - que vaut un radar (https://topwar.ru/63227-nobelevskaya-premiya-za-radar-dlya-f-35.html). À l'heure actuelle, la discussion principale est centrée sur les caractéristiques de performance du nouvel avion. Il est clair qu'à une grande distance, "Lightning-2" constitue une menace mortelle pour tout ennemi. Mais quelles sont ses qualités en combat rapproché ? À première vue, rien d'exceptionnel: un, même s'il s'agit d'un moteur à couple très élevé. Charge alaire spécifique élevée (plus de détails ci-dessous). Quelqu'un répète l'inefficacité de la conception aérodynamique du F-35, défigurée par des éléments de technologie furtive. Cependant, contrairement aux chasseurs conventionnels, le F-35 n'a pas besoin de transporter d'armes et de stations de ciblage sur les points d'emport externes - il possède une paire de soutes à bombes internes. Un argument de poids dans le débat sur l'aérodynamisme de la nouvelle voiture.
Le mauvais jugement aérodynamique du F-35 soulève un autre point intéressant. Le nouvel avion américain est totalement inutilisable en raison d'un inconvénient irrémédiable: un milieu du navire très large, créant « une résistance tout simplement insupportable lorsque l'on vole à grande vitesse ».
Cher lecteur, vous avez déjà compris l'analogie entre le Supermarine S.6B et le F-35 moderne. Les lois de l'aérodynamique sont inchangées. Comme il y a 80 ans, la traînée principale d'un avion en vol horizontal n'est pas créée par le fuselage, mais par son aile. Des dizaines de mètres carrés de surface (la surface d'aile des modèles F-35A et 35B est de 42, 7 mètres carrés), en tenant compte du sinus de l'angle d'attaque, "empilent" en permanence l'air!
Par conséquent, toutes les discussions sur "une zone de projection frontale trop grande" dans le F-35 ne sont pas scientifiques. Même en palier, sans faire de manœuvres, c'est l'aile qui est le principal facteur de traînée inductive (frontale). On voit bien comment la résistance augmente en montée, lorsque l'angle d'alignement de l'aile prend une valeur de quelques dizaines de degrés. Ou aux angles d'attaque supercritiques (pour le F-35, cette valeur dépasse 50 degrés).
À ce stade, nous ferons à nouveau une petite remarque sur les principes de base de l'aviation.
L'aile est responsable non seulement de la portance et de la traînée, mais est également le principal élément de contrôle de l'avion. Contrairement à la croyance populaire, un avion ne change pas sa direction de vol en raison du gouvernail vertical sur la quille. Le gouvernail n'est qu'un outil auxiliaire (alors que la quille elle-même assure la stabilisation en vol). Le virage s'effectue par un roulis dans la direction où l'avion doit être dirigé. En conséquence, sur le plan "abaissé" de l'aile, la valeur de la portance diminue, sur le plan supérieur - elle augmente. Le moment d'émergence des forces (et il n'est pas petit !) fait virer l'avion. Par conséquent, le paramètre "charge spécifique sur l'aile" est important: moins de kilogrammes de masse tombent sur chaque carré. l'aile de mètre, plus les manœuvres de l'avion sont actives.
La surface de l'aile des principales modifications du F-35 est de 42,7 mètres carrés. m (dans la version pont - 58, 3 m²), tandis que le max. la masse au décollage peut atteindre 30 tonnes ! Selon des sources officielles, la charge alaire spécifique du F-35A avec une masse au décollage de 24 tonnes est de 569 kg / m². m. À titre de comparaison: normes. la masse au décollage du Su-35 est de 25 tonnes (charge alaire spécifique 410 kg / m²).
De toute évidence, aucun des chiffres donnés n'a beaucoup de sens. La valeur de charge spécifique est entièrement déterminée par la configuration spécifique de l'avion (munitions / capacité de carburant). Ils entrent en combat aérien avec un approvisionnement limité en carburant (moins de 50 % de la capacité totale des chars) en présence de plusieurs missiles air-air relativement légers (le « poids de combat » officiel du F-35 est d'environ 20 tonnes). Dans les missions de choc, les voitures sont remplies jusqu'au cou et sont suspendues avec des bombes. Il est facile d'imaginer quelle sera la charge alaire spécifique dans ce cas. Cependant, la maniabilité dans ce cas n'est plus importante. Il n'est pas pratique pour un bombardier de s'engager dans un combat aérien rapproché.
Il convient de noter que le poids à vide du F-35A est d'environ 13 tonnes. Le "séchage" domestique est beaucoup plus important - 19 tonnes. Combien pèseront les deux machines pour une mission spécifique ? Il y a beaucoup d'options de réponse. Et ils seront tous vrais !
Eh bien, maintenant que tous les points ont été placés sur les "i", il convient de prêter attention à plusieurs schémas intéressants. Comparaison des projections frontales du F-35 avec ses homologues les plus proches - les chasseurs-bombardiers légers.
Le gamin du F-16 est toujours à court de carburant: il doit porter sur son dos une vilaine « bosse » faite de réservoirs de carburant conformes. Cependant, malgré son apparence curieuse, son efficacité au combat ne fait aucun doute.
MiG-29. Avec une énorme crête de racine de l'aile, où se trouvent les "branchies" des prises d'air supplémentaires. Immense « bec » de l'étrave, des nacelles moteur et des armes sur l'élingue externe. Mais les apparences sont trompeuses ! MiG est l'un des leaders de la maniabilité parmi l'aviation de combat à la fin du XXe siècle
Le Lightning est l'un des plus petits chasseurs de notre époque. Son envergure est d'un peu plus de 10 mètres, longueur totale 15,5 m
