Думаю, что надо говорить о реальных проектах, а не о картинках. На данный момент нет серийных машин без ВО, которые летают на скоростях выше 2M.

как компенсировать отсутствие килей на сверхзвуковом самолете?


нейросеть Grok

Американцы лет тридцать рисовали картинки сверхзвуковых боевых самолётов без хвостового оперения после завершения экспериментальной американо-немецкой программы X-31, в рамках которой выполнялись полёты как с ВО нормальной и уменьшенной площади, так и совсем без ВО (Eventually, simulations and flight tests on one of the X-31s showed that flight would be stable without the vertical fin, because the thrust-vectoring nozzle provided sufficient yaw and pitch control.):



Тем кто в США три десятилетия рисовал картинки сверхзвуковых боевых самолётов без ВО полагаю сегодня обидно что в конце 2024 года первые летные экземпляры самолётов под условными обозначениями J-36 и J-50 (歼-36 и 歼-50, 歼 - истребитель) подняли в воздух китайцы.

Если Вы не старый человек, то у Вас есть все шансы дожить до серийных сверхзвуковых боевых самолётов без ВО. Законам аэродинамики такие самолёты не противоречат.

https://www.nytimes.com/1994/04/24/us/s ... -tail.html

"Supersonic Speed for Fighter Without a Tail" The New York Times, April 24, 1994

"По словам официальных лиц, 17 марта на высоте 38 000 футов над авиабазой Эдвардс самолёт X-31 совершил сверхзвуковой полёт без хвостового оперения. Главный лётчик-испытатель НАСА Роджерс Смит разогнал самолёт до скорости 1,2 Маха, или в 1,2 раза превышающей скорость звука, используя специальное оборудование, которое нейтрализовало стабилизирующее воздействие хвостового оперения. Затем стабилизирующие функции хвостового оперения взяли на себя лопасти, направляя выхлопные газы двигателя для поддержания устойчивости самолёта."

АлександрА
Фоточка Х-31 - это монтаж. На нём действительно симулировалось отсутствие ВО, но лишь программно. И есть у меня подозрение, что не всё так просто на сверхзвуке с отсутствием ВО.

так с этим и на дозвуке непросто. и тем не менее вполне себе летают.

Это как гироскутер или моноколесо. Ездить не должен, но за счёт умной электроники ездит. Без стабилизации, в случае чего, конечно, так вертанет, что можно и в воздухе резко разобраться.

Well
Возмущения в канале курса можно разделить на "низкочастотные" и "высокочастотные". Сделаю ремарку, что в контексте шумового сигнала (которым является осциллограмма возмущений), частота — это область на спектре, а не конкретные гармоники. На низких и средних скоростях высокочастотная составляющая гасится инерцией ЛА, поэтому системе управления остаётся отрабатывать только более амплитудные, но "редкие" возмущения. С ростом скорости амплитуда всех возмущений будет расти, и есть у меня ощущение, что на сверхзвуке мелкая тряска в канале курса станет для живого человечка невыносимой, а органам управления не хватит отзывчивости её парировать.

Хотя, в принципе, это инженерная задачка, т.е. решения можно придумать.

В авиации всё непросто.

Насколько я понял в рамках программы испытаний планировалось не только программно эмулировать сокращение площади киля чуть ли не до его отсутствия, но в конце концов реально снять киль (хорошее шоу же).

Увы, 19 января 1995 года X-31 был потерян из за обледенения в полёте испытывавшейся новой трубки Пито не имевшей обогрева и ошибочных данных о воздушной скорости поступавших в систему управления самолёта от обледеневших датчиков трубки. В результате, не смотря на наличие второго лётного экземпляра X-31 программа испытаний была прекращена в том же 1995 году.

Позднее второй X-31 в 2000-2003 гг. выполнил ряд полётов в рамках программы VECTOR по отработке сверхкороткого взлёта и посадки с большими углами атаки.

https://ntrs.nasa.gov/api/citations/201 ... 002288.pdf

Joyce, Douglas A. Flying beyond the stall : the X-31 and the advent of supermaneuverability

Пилот-испытатель 19 января 1995 года мог бы спасти первый X-31 отключив компьютерное управление, но... о такой возможности он не знал, как и наземный персонал. Это так сказать для иллюстрации того что в авиации всё не просто.

Что же на счёт "исторического" полёта состоявшегося 17 марта 1994 года, то в ходе него была не только превышена скорость звука, но и выполнялось сверхзвуковое маневрирование с перегрузкой до 2 единиц:

Historic flight. On March 17, 1994, the X-31 climbed to 37,000 feet above the desert floor of Edwards Air Force Base, accelerated to Mach 1.2, and engaged the quasi-tailless mode-a significant first in aviation history. The degree of tail removal was increased incrementally up to full tail off. Performing maneuvers, including 2g turns, the aircraft responded well.

J-50

да, называются короткопериодические и длиннопериодические. И надо никогда не забывать, что уже лет как сорок мы речи ведем про неустойчивые самолеты. Вклад аэродинамики тут вообще негативный. Все что мы видим прямолетящее это мы видим работу электроники. Для сверхзвука есть определенные отличия, но они не носят прямо такой уж кардинальной невозможности.

Well
Ок, я зря волновался


Думаешь, он пилотируемый?

46 тонн... вряд ли это дрон
не удивлюсь если он двухместный

Характеристики J-50

Длина 22 м
Размах крыла 22 м
Высота 3,7 м
Площадь крыла 159 м2
Объем 92 м3
Объем отсеков вооружения 11,3 м3 / 12,3%

Масса:
Максимальная 46 000 кг
Нормальная масса 34 000 кг
Топливо 12 000 кг / дополнительный бак 4000 кг
Нагрузка 12 000 кг
Пустой 21 650 кг

Двигатели:
Тяга 2 x 15 400 кгс / 9 500 кгс
Расход топлива 0,67 кг/кгс*ч

Максимальная скорость 1600 км/ч, М=1,5
Крейсерская скорость 1300 км/ч, М=1,2

Дальность полета:
Дозвуковая 2800 км
Сверхзвуковая 1300 км
Дозвуковая с одним баком в отсеке вооружения 3650 км

Эксплуатационная перегрузка 7.5g
ЭПР не менее 0,24 м2
ЭПР макс 4,24 м2

2 ПЛ-17 + 4 ПЛ-15 = 2 * 400 кг + 4 * 225 кг = 1715 кг
4 ФАБ-500 + 4 ПЛ-15 = 2900 кг
1 ПТБ-4000 + 4 ПЛ-15 = 1 * 4300 кг + 4 * 225 кг = 5200 кг

Суммарная боевая эффективность 3,46
J-20 – 1,9, F-22 – 2,14, NGAD – 3,74, Су-57 – 3,24


С двигателями тягой 23100 кгс / 14250 кгс J-50 развивает максимальную скорость 1900 км/ч, крейсерскую скорость 1500 км/ч, дальность полета без дополнительного бака 3000 км, с дополнительным баком 4000 км, сверхзвуковую дальность полета 1600 км.

Не могу понять, почему при таких размерах не сделать отсеки глубже для размещения PL-15 в 2 ряда. Барабан может и не влезет. Но в 2 ряда ракеты точно должны влезать.

Красивый аппарат:







https://www.youtube.com/watch?v=55ru834GRm0

Об отсеках мы можем только гадать, поэтому используем статистику. Самые большие отсеки из истребителей у F-35 - 13.5% от общего объёма. У J-36 - 21.7%, так что вполне могут оказаться меньше. У J-50 - 12%, есть куда расти.

Ключевые технологии для совместного проектирования высокопроизводительных истребителей и двигателей
2024-05-13Ван Хайфэн

https://m.fx361.cc/news/2024/0513/23878838.html

Всё это исключительно ради отказа от ВО?Неужели настолько велик профит?

Не уверен, что на J-50 имеет место быть отказ от ВО/трансформируемое хвостовое оперение, это чисто спекуляции из китайских интернетов, как я понял

Думаю, что там ВО нет. Трансформация, это фантазии. Главный вопрос, это зачем отказываться полностью от ВО. Неужели оно вносит такой сильный вклад в ЭПР. Тогда зачем на F-22 и YF-23 было делать такие огромные лопухи вообще не ясно. Китайцам можно было оставить маленькие кили. Сделать их еще меньше по площади, чем у Су-57.

А.В. Володько, С.М. Фёдоров, Е.А. Ищенко, М.А. Сиваш "Исследование влияния угла наклона вертикальных стабилизаторов самолета на эффективную поверхность рассеяния":

https://cyberleninka.ru/article/n/issle ... asseyaniya

"...Грамотная оптимизация угла наклона вертикальных стабилизаторов самолета позволяет добиться значительного снижения уровня ЭПР при сохранении аэродинамических характеристик самолета, а внедрение специальных композитных стелс материалов позволяет еще сильнее понизить уровень ЭПР."

Я простую мысль озвучу: если вертикальных стабилизаторов нет совсем, то их влияние на ЭПР самолёта сходит на нет.

Вопрос к вкладу этого "Нет" в ЭПР всего планера. Если это 10% от общего значения, то это того не стоит. Особенно с учетом роста размеров ЛА.

Для исследуемого стабилизатора (его параметры в статье приведены) авторы насчитали (видимо максимальную) ЭПР при наклоне 0 градусов 1440 кв. м, при наклоне 10 градусов, уже только 76,7 кв. м. В любом случае, без учёта радиопоглощающих материалов и покрытий, ЭПР вертикального стабилизатора впечатляет.

Если же в более общем плане говорить об аэродинамических преимуществах схемы "летающее крыло" (в идеальном случае), над нормальной аэродинамической схемой, то:

Конюхов И.К. "Анализ применения аэродинамической схемы "летающее крыло" на беспилотных летательных аппаратах класса "воздух-поверхность"

https://trudymai.ru/upload/iblock/474/Konyukhov_rus.pdf

"Летающее крыло" характеризуется следующим набором преимуществ перед другими аэродинамическими схемами:

1. Высокое аэродинамическое совершенство, характеризуемое малой величиной безындуктивного сопротивления и, отсюда, повышенным аэродинамическим качеством. Его обеспечивает, прежде всего, малая омываемая площадь ЛА и отсутствие вредной интерференции. По данным Дж. Нортропа [5], приведённым для самолёта класса «дальний бомбардировщик» с крейсерской скоростью полёта до 800 км/ч ("чистый" дозвуковой режим): коэффициент минимального аэродинамического сопротивления ЛА типа ЛК вдвое меньше, чем у самолёта нормальной схемы; для поддержания одинаковой крейсерской скорости "летающему крылу" требуется на 11…33% меньшая мощность двигателя, а дальность при этом будет на 13…25% больше. При этом, наивыгоднейшая скорость у ЛК на 7…19% больше, а выигрыш в дальности в таком случае составит 14…41% при том же запасе топлива. Необходимо отметить, что оценки Нортропа выполнены для аппаратов близких к "чистому" ЛК, практически без выступающих элементов. Требования внутренней и внешней компоновки, предъявляемые к рассматриваемому в данной работе классу ЛА, делают соответствие такой конфигурации трудноосуществимым, посему данные оценки стоит рассматривать, как верхний предел.

[...]

3. Пониженная заметность средствами радиолокации, вследствие существенно меньшего количества «блестящих точек» и лучших возможностей их экранирования от средств обнаружения противника. Косвенно "летающее крыло" создаёт лучшие условия для снижения заметности и в других диапазонах излучения: инфракрасном и особенно акустическом. Дело в том, что одним из наиболее действенных путей снижения данных демаскирующих факторов является экранирование двигателей (компрессора низкого давления и сопла) от наземного наблюдателя элементами конструкции ЛА, для чего их размещают над крылом. Так можно сделать на аппаратах почти любой схемы, но «летающее крыло» с присущей ему широкой хордой обеспечивает для этого наилучшие условия."

Не удивительно что эта схема в конце концов заинтересовала не только разработчиков современных дальних ударных самолётов (бомбардировщиков) и реактивных ударных БЛА, но и разработчиков так называемых "истребителей 6-го поколения". Благо практика воздушных боёв истребителей за последние без малого 34 года показала что основное средство поражения истребителем самолётов противника в воздухе - ракеты "воздух-воздух" средней, а в последнее время ракеты "воздух-воздух" большой дальности.

Пара картинок с китайского форума, появились кажется в ноябре, пропорции от реального отличаются, да и сам аппарат как-будто меньше

https://www.sinodefenceforum.com/