На заре авиации, когда максимальная скорость полета и взлетно-посадочная скорость почти не отличались, нужды в крыльях с изменяемой геометрией не было. Но уже в 30-е годы скорости достигли 600—700 км/ч. Резко возросли скорости взлета и посадки, что сделало пилотирование воздушных лайнеров делом сложным. Дело в том, что подъемная сила самолета тем больше, чем больше скорость полета, площадь и изогнутость поверхности крыла. Таким образом, удобнее всего, чтобы при взлете и посадке, когда скорость самолета сравнительно невелика, у него были большие крылья с сильно изогнутым профилем. А при наибольших скоростях такие крылья только создают лишнее сопротивление...
Сегодня мы увидим, как развивалась и развивается конструкторами идея изменяемой геометрии крыла. Рассказ мы проиллюстрируем моделями, для сборки которых вам понадобятся чертежная бумага, липкая прозрачная лента «скотч» и ножницы.
Одной из первых попыток разрешить проблему изменяемой геометрии был самолет, разработанный в 1937 году ленинградским инженером Г. И. Бакшаевым. Самолет получил название РК-1 (ЛИГ-7) — «раздвижное крыло» (Ленинградский институт Гражданского воздушного флота). Крыло у этого самолета действительно телескопически раздвигалось, и летчик при взлете и заходе на посадку мог увеличить его площадь в полтора раза.

На рисунке А изображена модель такого самолета. Крыло у него состоит из трех частей: центральной и двух концевых. Все три части объемные. Концевые части телескопически выдвигаются из центральной.
Сделать такую модель несложно. Вырежьте из бумаги выкройки фюзеляжа 1, хвостового оперения 2, крыльев 3 и их концевых частей 4. (Фюзеляж и хвостовое оперение останутся неизменными для всех моделей.) Сложите концевые части по линиям сгиба, задние кромки заклейте скотчем. (Скотч во многих отношениях лучше клея: от него не коробится бумага, модели можно легко разбирать, соединение получается аккуратным.) Теперь вложите концевые части крыльев в центральную часть и точно так же заклейте и их задние кромки. Крыло и оперение наклеиваются на фюзеляж также скотчем. Чтобы увеличить площадь крыла, нужно попросту вытряхнуть концевые части из центральной. Концевые части при этом надежно заклинятся в центральной.
Следующий способ изменения геометрии крыла — применение закрылков — получил наибольшее распространение. Закрылки — это небольшие дополнительные крылышки, которые на взлете и посадке выдвигаются за заднюю кромку крыла. Тем самым увеличиваются и площадь, и кривизна крыла. Закрылками сейчас снабжены все самолеты.
Смоделировать закрылки можно на только что изготовленной вами модели (рис. Б). Вырежьте закрылки по выкройке 5. На концы центральной части крыла натяните тонкие резиновые кольца. Снимите крыло и под его нижней поверхностью укрепите закрылки так, чтобы зубцы на концах прижимались резинками. Установите крыло на прежнее место. Теперь вы можете перед запуском модели выдвинуть закрылки за заднюю кромку крыла, увеличивая его площадь и изогнутость.
Существуют самолеты, у которых крыло не только увеличивается в размерах, но и поворачивается относительно фюзеляжа в горизонтальной плоскости. Это самолеты с крылом изменяемой стреловидности. Такая конструкция крыльев применяется в сверхзвуковых самолетах. Первые сверхзвуковые самолеты имели сильно отогнутые назад стреловидные крылья. На сверхзвуковых скоростях у них было небольшое сопротивление, но на малых скоростях их подъемная сила была небольшой, а поэтому велики скорости взлета и посадки. Пилотирование требовало от летчиков большого напряжения.
Крыло изменяемой стреловидности позволяет решить эту проблему. На взлете и посадке оно прямое и создает большую подъемную силу, следовательно, самолет может обойтись меньшей скоростью. А по мере увеличений скорости полета летчик постепенно увеличивает стреловидность крыла.
Крыло модели такого самолета (рис. В) изготавливается из двух частей — неподвижной 6 и поворотной 7, После того как вы изготовите поворотную часть крыла, склейте ее половинки скотчем, как показано на рисунке. В результате образуется перемычка, которая не позволит крылу разорваться на две части. Поворотную часть крыла вложите в неподвижную центральную часть и заклейте ее заднюю кромку. Модель необходимо сбалансировать. Когда стреловидность крыла увеличивается, точки приложения подъемной силы на левой и правой частях крыла смещаются назад, и центровка модели нарушается — она пикирует. Чтобы этого не происходило, отцентруйте модель при прямом крыле с некоторым запасом, укрепив в носовой части кусочек пластилина. Тогда при увеличении стреловидности достаточно будет удалить пластилин, чтобы центровка вновь стала нормальной.
Еще один способ изменения геометрии крыла применялся на тяжелых сверхзвуковых бомбардировщиках. Суть его заключалась в том, что на сверхзвуковых скоростях полета у крыла отклонялись вниз концы крыльев. Это одновременно уменьшало площадь крыла и увеличивало устойчивость полета.
Модель с таким крылом имеет схему «утка», то есть горизонтальное оперение у нее находится впереди крыла. Сама модель, выкройки ее крыла 8 и оперения 9 показаны на рисунке Г. В крыле нужно сделать прорези для килей. Линии сгиба отклоняющихся частей следует проводить по нижней поверхности крыла.
В последние годы ведутся исследования по антисимметричному или скользящему крылу. Это крыло — разновидность крыла с изменяемой стреловидностью. Антисимметричное крыло имеет в середине один шарнир, на котором оно и поворачивается, изменяя стреловидность. Сверхзвуковые самолеты с таким крылом будут более экономичными.
Для модели нужно вырезать крыло по выкройке 10, а для закрепления крыла на фюзеляже — накладку 11 (рис. Д). При сборке модели крыло установите на фюзеляже и прижмите сверху накладкой. Накладку приклейте скотчем к фюзеляжу. Остается установить желаемый угол стреловидности — и модель готова к испытанию.
Все модели регулируются передвижением крыла по фюзеляжу. Если ваша модель пикирует, нужно сдвинуть крыло вперед, а если задирает нос — назад.

Автор: В. Губин, инженер
По материалам журнала Юный техник