Ett av alternativen för ett ubåtsflygplan från NSWC Carderock
Under många decennier har olika projekt och koncept av nedsänkbara flygplan regelbundet dykt upp - fordon som kan växelvis utföra aerodynamisk flygning och dykning. På grund av objektiva begränsningar och svårigheter har inte ett enda projekt av detta slag nått praktisk tillämpning. Forskningen på detta område fortsätter dock, och den ledande rollen inom dem ligger kvar hos USA. Deras flottor visar stort intresse för fordon av ovanlig klass.
Objektiva svårigheter
Alla nedsänkbara flygplansprojekt står inför ett antal objektiva svårigheter. Kombinationen av två fundamentalt olika funktioner komplicerar alltid designen, upp till förlusten av förmågan till en av dem. Liknande komplexitet observeras i samband med flygplanet, kraftverket, lastutrymmet, etc.
I slutet av XNUMX-talet genomförde organisationen Naval Surface Warfare Center Carderock Division från den amerikanska flottan ytterligare ett forskningsprojekt om ubåtsflygplan. Det utgjorde det exakta utbudet av uppgifter och problem som är typiska för sådana projekt, såväl som föreslagna alternativ för deras lösning baserat på nuvarande teknik. Det är viktigt att sådana förslag i slutskedet av denna FoU bekräftades genom tester av skalamodeller.
Layouten på enheten från NSWC Carderock
Ett nedsänkbart flygplan behöver ett lätt och starkt segelflygplan som kan flyga i luften och stå emot vattentrycket på arbetsdjup. Dessutom måste den tillhandahålla alla nödvändiga enheter och fack. Så, flygplanet behöver stora bränsletankar, och ubåten behöver ballasttankar.
Ett allvarligt problem är utvecklingen av kraftverket. Hemlig dykning och flygning i luften är fundamentalt olika processer för olika framdrivningssystem. Som ett resultat måste apparaten ha två separata motorer eller något slags kombinerat system.
Kända svårigheter bör förväntas vid bildandet av ett komplex av ombordutrustning. Ubåtsflygplan behöver speciella navigerings- och kommunikationsmedel som växelvis kan fungera under olika förhållanden. Denna faktor måste också beaktas när man bildar ett komplex av vapen, lastutrymmen etc.
Bärplansbåt
Det mest intressanta och välutvecklade bland moderna projekt är det koncept som bildades 2010 av amerikanska NSWC inom ramen för nämnda forskning. Syftet med detta arbete var att fastställa möjligheten att skapa ett nedsänkbart flygplan som kan lyfta från en offshore-plattform, flyga 400 miles i luften och gå 12 nautiska mil under vatten, och sedan landa stridssimmare. Sedan krävdes det att ta sig tillbaka till perrongen. Varaktigheten av vistelsen under vatten sattes till nivån 3 dagar.
Den skalenliga modellen lyfter från vattnet. Foto från NSWC Carderock-rapport
Den "flygande vinge"-layouten med en stor volym utskjutande flygkropp, svepande framkant och motorer på de övre och nedre ytorna ansågs vara optimal. Vingen gavs över till stridsvagnar och stridsvagnar för olika ändamål. I kraftverket ingick ett par turbofläktmotorer för flygning och en propellerpelare med en elmotor för simning. Inne i flygkroppen och vingen var det möjligt att placera en hytt för två besättningsmedlemmar och ett separat fack för sex fallskärmsjägare. För start och landning erbjöd de ett speciellt skidchassi.
NSWC Carderock har arbetat på två versioner av ubåtsflygplanet. Den större hade ett vingspann på ca. 33 m med en längd på ca. 10 m. Dess uppskattade massa nådde 17,7 ton. Marschfarten bestämdes till 200 miles per timme i luften och 6 knop under vatten; andra parametrar måste matcha det ursprungliga jobbet.
I enlighet med dessa idéer byggdes flera mock-ups. Med deras hjälp utarbetade de flygning i luften och start- och landningslägen. Det specifika med dykning och arbete på grunda djup studerades också. De största svårigheterna, av uppenbara skäl, orsakade problem med övergången från en miljö till en annan. Ändå var det möjligt att hitta de optimala alternativen för komponenter och sammansättningar, samt att bilda de mest bekväma metoderna för att utföra olika processer.
Flimmer produkt under flygning. Foto NRL
Baserat på resultaten av denna forskning, uttalade NSWC Carderock den grundläggande möjligheten att skapa ett nedsänkbart lastpassagerarflygplan baserat på tillgänglig teknik. Men så vitt känt utvecklades inte denna FoU, och det föreslagna utseendet användes inte i riktiga projekt. Rykten cirkulerar dock utomlands om en eventuell lansering av utvecklingsarbete, som än så länge är hemligt.
Marint segelflygplan
I mitten av XNUMX-talet visade Office of Naval Research (ONR) och Naval Research Laboratory (NRL) nya varianter av ubåtsflygplan anpassade för specifika uppgifter. Liknande produkter föreslogs användas för att förbättra försvaret mot ubåtar.
Den första som dök upp var Flimmer (från Flyer and Swimmer - "flyer" och "swimmer") från NLR. Det var ett svanslöst flygplan med en utvecklad spindelformad flygkropp och en kraftigt svept vinge med kölar i spetsarna. I svansen satt en pusherpropeller. Senare dök Flying Sea Glider-produkten upp med en normal aerodynamisk konfiguration med en rak vinge och en fullfjädrad svansenhet. Denna anordning var avsedd för glidflygning och hade ingen motor.
Концепция Flimmer / Flying Sea Glider предусматривала использование Drönare-подлодки в качестве противолодочного средства. Такое изделие должно сбрасываться носителем и совершать полет над морем, выполняя поиск подводной цели. Обнаружив ее, БПЛА должен приводниться и уйти под воду. Затем он наводится на подлодку противника и поражает ее своей боевой частью. Flimmer первой версии был способен к самостоятельному полету и плаванию. Flying Sea Glider должен был работать по принципу подводного планера и двигаться под водой только за счет набранной энергии.
En tidig version av Flying Sea Glider. Foto US Government Executive
Under 2015-18 två versioner av ubåtsdrönare har testats och bekräftat deras förmåga att lösa de tilldelade uppgifterna. Det bör noteras att det föreslagna konceptet med anti-ubåts-UAV avsevärt förenklade utvecklingen av projektet. Två produkter från ONR och NRL måste flyga "one way". Utgång från vattnet och start tillhandahålls inte.
En kurs mot förenkling
Under 2018 publicerade specialister från University of North Carolina information om sitt forskningsarbete i ämnet en obemannad ubåt på uppdrag av DARPA. Den "sjöfågelinspirerade" flygplanskretsapparaten har klarat de nödvändiga testerna och framgångsrikt visat förmågan att arbeta i två miljöer och övergå mellan dem.
Denna enhet byggdes enligt en normal aerodynamisk konfiguration med ett rakt vingspann på 1,42 m. Produktens längd är 1,32 m. En elmotor med en propeller för flygning placerades i den främre delen av den spindelformade flygkroppen. Den centrala volymen gavs över till batterier och kontroller. I svansen av flygkroppen, framför den rörformade balken, fanns en motor för rörelse under vatten. Med hjälp av en lång axel roterade han propellern som var monterad inuti stjärtenheten.
Landning på vatten genomfördes med en stor anfallsvinkel för att minska nedslagskraften. Efter det, med hjälp av standardkontrollytor, kunde UAV:en dyka. Startproceduren började på ett visst djup. Enheten intog ett vertikalt läge och började stiga på grund av propellermotorn. Drönaren höjde nosen över ytan och slog på flygmotorn.
En UAV "inspirerad av sjöfåglar" lyfter från vattnet. Foto från University of North Carolina
I projektet från University of North Carolina och DARPA implementerades ett ganska enkelt schema för ett ubåtsflygplan som visade de nödvändiga kapaciteterna. Ingenting är dock känt om utvecklingen av dessa idéer. Det är troligt att en sådan arkitektur endast kan visa hög prestanda i liten skala. Att skapa ett flygplan i full storlek av detta slag kommer att vara extremt svårt och det är osannolikt att det ger alla önskade möjligheter.
Oklart framtid
Pentagon och dess olika strukturer tappar alltså inte intresset för att sänka flygplan och lanserar då och då utvecklingen av nya modeller av detta slag. Men resultaten av dessa program är fortfarande ganska blygsamma. Flera koncept av ett sådant flygplan med vissa egenskaper och fördelar har utvecklats och testats i praktiken, men det går inte längre. Inget av forskningsprojekten har återföds till ett fullfjädrat projekt med reserv för framtida praktiska tillämpningar.
Den främsta anledningen till detta kan betraktas som ett specifikt förhållande mellan kostnader och möjliga fördelar. Fullskalig utveckling av ubåtsflygplan anses, trots den grundläggande möjligheten, fortfarande vara olämplig. Samtidigt ägnar de tillräcklig uppmärksamhet åt forskning inom detta område och sökandet efter lovande lösningar. Dessutom är den möjliga platsen för ovanliga prover i flygvapnet eller marinen fortfarande osäker. Deras fördelar jämfört med andra medel och system av det traditionella utseendet är också tveksamma.
Således, både tidigare och nu, är huvudresultatet av alla nya projekt inom området för nedsänkbara flygplan vetenskaplig, design och praktisk erfarenhet. Om det kommer att användas i riktiga projekt beror på den potentiella kunden. Än så länge, med allt intresse för lovande teknik, föredrar den amerikanska flottan och flygvapnet att klara sig med traditionella lösningar.