Самолёты с валообразными крыльями
В середине 20-х годов в моду вошли валообразные несущие плоскости (в то время их чаще называли роторными крыльями). Они получили распространение после того как в 1952 году Антон Флеттнер (Anton Flettners) впервые представил роторные корабли.
В военной технике данное явление из-за своей неустойчивости во время полёта снарядов было очень не желаемо. Это явление, получившее название «эффект Магнуса», так же имеет и положительную сторону и может служить в качестве приводного механизма для кораблей и прочих транспортных средств.
Благодаря нарезам огнестрельного оружия проходящий по каналу ствола снаряд в момент выстрела начинает вращаться вокруг своей оси, вследствие чего он стабилизируется в полёте и предотвращается его кувыркание и не контролируемый с ход с траектории полёта.
В то же время остаётся желать еще лучшего, так как при столь интенсивной закрутке снаряда возникают дополнительные проблемы. Итогом этих проблем является трение поверхности снаряда с соприкасающимся с ним воздухом. Это снижает скорость пограничных слоёв воздуха со стороны снаряда, но увеличивает эту скорость в других слоях. Малая скорость воздуха соответствует высокому давлению. Это значит, что возникает перпендикулярно направленная к траектории полёта снаряда сила, которая прилагается к его другой стороне. Для снаряда имеющего правое направление вращения имеет место отклонение снаряда от теоретически возможной траектории влево. Короче говоря: можно промахнуться мимо цели.
Это явление доставляло много проблем баллистикам и военным. В начале 50-х годов прошлого столетия Королевская Прусская артиллерийская экзаменационная комиссия (Königlich Preußische Artillerie-Prüfungskommission) решила обратиться для решения подобной проблемы к физику профессору Густаву Магнусу (Gustav Magnus). Профессор должен был найти причины, по которым выпущенные из нарезной пушки артиллерийские снаряды отклоняются от своей теоретической траектории. Инспекция надеялась, что удастся найти какие-то контрмеры и избежать столь не желательного явления.
При помощи довольно простых опытов в лаборатории профессор Магнус быстро выяснил причину таких отклонений снарядов. Но он не был в состоянии предложить рецепт устранения этих воздействий. Его эксперименты в этой области повторяли другие учёные. Так на пример французский физик Лафай (Lafay), проводя свои опыты, лишь сумел подтвердить на практике результаты ранее полученные профессором Магнусом. Никто не думал, что данный феномен можно воспринимать не столько как серьёзную проблему, но и использовать с пользой.
В этой ситуации до 1923 года, через 70 лет после первых попыток как то решить эту проблему абсолютно ничего не было изменено! И таким образом должны были совпасть два обстоятельства в результате который тема валообразных крыльев стала актуальной.
Одно время Антон Флеттнер (в авиационной технике благодаря ему появились рули системы Флеттнера) экспериментировал с аналогичными по форме профилей металлическими поверхностями напоминающими паруса. Эти эксперименты вселяли надежду на то, что подобные паруса окажутся более эффективными, чем обычные. Oжидaния исполнились лишь в некоторой мере: старые паруса oказались лучше чем предполагалось. При этом выяснилось, что изготовленные из металла паруса, которые к тому же невозможно было при необходимости зарифить, при тяжелых погодных условиях с сильным порывистым ветром причиняли ряд серьёзнейших проблем. Флеттнер должен был искать другое решение.
В данный период времени Флеттнеру больше помогл ряд случайностей. Профессор Прандтль (Prandtl) из Аэродинамической лаборатории в городе Геттинген (Göttingen) и двое из его сотрудников в это время занимались исследованиями «эффекта Магнуса» и при этом ими были получены совершенно удивительные результаты. В определённых диапазонах скоростей использованные ими роторные крылья при определённых соотношениях к скорости набегающего потока воздуха показали, что эксплуатационные характеристики данных профилей оказались значительно лучше, чем у всех ранее известных.
Результаты, полученные при исследованиях проводимых профессором Прандтлем, были оценены многими учеными с большим скепсисом. Практик Флеттнер сразу же обнаружил, какую большую роль могут сыграть полученные результаты этих исследований и без всякого промедления начал использовать на практике данное открытие.
По его заказу на Germaniawerft AG был построен моторный парусник «Buckau» с роторными парусами. Оборудованное двумя валами судно сразу же начали испытывать, и оно оправдало себя, подтвердив правильность предположений Флеттнера. В прессе появилось большое количество сообщений о столь необычном корабле с его новым приводным механизмом, что создало почву для разного рода размышлений и работ на эту тему прочим специалистам. При этом все эти работы имели, что-либо общее с использованием вращающихся валов вместо традиционных несущих плоскостей.
Первоисточник :
