Дальнейшая эволюция "Герани" и ей подобных
Про барражирующие боеприпасы "Герань-2" публика уже наслышана в связи с событиями на Украине. Известно также, что машины эти шумные и довольно хорошо видимые, что позволяет в перспективе использовать эти их особенности для борьбы с ними. В связи с этим вспоминаются опыты межвоенного периода ХХ века по снижению акустической и оптической заметности самолётов.
Американский биплан "Airspeed 2000" братьев Бесслеров считается единственным в мире летавшим самолётом с паровым двигателем. Одной из его особенностей, поразивших публику, был очень тихий полёт - настолько тихий, что можно было с земли расслышать слова лётчика из кабины. Вызвано это было как раз применением парового двигателя вместо ДВС. Также, паровой двигатель гораздо проще, меньше и легче ДВС, он нетребователен к качеству топлива и смазочных веществ. Хотя это компенсируется тяжёлым, сложным и дорогим котлом. Однако в случае одноразового дрона-камикадзе требования к ресурсу котла и двигателя ничтожны, что, несомненно, позволит упростить и облегчить их конструкцию. Ещё один способ улучшить характеристики парового двигателя - применение в качестве рабочего тела аммиака или его смеси с водой. В обычных паровых двигателях такое решение не прижилось из-за того, что аммиак вызывает коррозию металлических деталей, вонюч и ядовит. Но в случае с одноразовым военным беспилотником эти недостатки отпадают. Также, паровые двигатели малочувствительны к высоте полёта, в отличие от ДВС, которые с увеличением высоты теряют мощность из-за нехватки кислорода в разреженном воздухе, и для компенсации этого требуют нагнетателей. На малых высотах авиационные паровые двигатели несколько уступают ДВС, но на высоте более 2000 метров превосходят, за счёт сохранения мощности.
Ещё одна возможность снизить шум, а заодно снизить заметность в радиолокационном и инфракрасном диапазонах и улучшить лётные характеристики - применить конструкцию "винт в кольце", подобно тому как это было реализовано на самолёте Stipa-Caproni. Этот итальянский самолёт отличался хорошей устойчивостью и управляемостью, выдавал более высокие лётные характеристики чем обычные самолёты с двигателем той же мощности и при этом был очень тихим, так как винт и мотор располагались внутри фюзеляжа-трубы. Также, расположение винта и выхлопных патрубков внутри фюзеляжа-трубы снижает заметность в радио и инфракрасном диапазонах. Более того, если разместить внутри такой трубы выхлоп от котла парового двигателя и радиаторы его конденсатора, эффективность конденсатора возрастёт из-за обдува струёй винта, а тяга вырастет, так как эта самая струя будет получать тепло от радиатора - эта идея лежит в основе радиаторов, создающих тягу, разработаных для истребителей Второй Мировой. Недостатком Stipa-Caproni была низкая скорость, вызванная увеличением сопротивления, однако для медленного беспилотника это не проблема. Сам Луиджи Стипа планировал применять такие винты-в-трубе на больших самолётах по схеме "летающее крыло", в толще крыла-фюзеляжа которых по его задумке делалось несколько сквозных тоннелей с винтами и моторами внутри. Ну а дрон-камикадзе с треугольным крылом по схеме "бесхвостка" был бы похож на американский беспилотник Lockheed D-21, только толще.
Для ещё большего увеличения эффективности паровой силовой установки можно было бы применить охлаждение рабочего тела, прошедшего паровой двигатель, жидким азотом или иным сжиженным газом с низкой температурой, с выбросом этого охладителя через реактивные патрубки внутрь фюзеляжа-трубы. Использование такого источника холода позволило бы обходиться без массивных радиаторов и одновременно добиться значительного уменьшения температуры рабочего тела при охлаждении, особенно при использовании аммиака или других низкокипящих жидкостей. А это увеличивает термодинамическую эффективность и уменьшает затраты топлива. Также жидким азотом можно было бы охлаждать и выхлоп из топки, снижая заметность аппарата в инфракрасном диапазоне. Правда, это требует наличие криогенного расходника и системы его хранения на борту. Тут уже требуется проведение расчётов - стоит ли овчинка выделки, перекрывают ли выгоды от такого решения его недостатки. Тут, однако, надо заметить, что уже существуют и применяются криогенные акваланги, в которых дыхательная смесь хранится не в сжатом виде в баллоне, а в виде жидкости в термосе, что сильно уменьшает размеры и вес системы, так как плотность жидкости гораздо больше, чем у сжатого газа, и термосу не надо выдерживать высокое давление внутри.
Для снижения оптической заметности самолётов и кораблей в период между двумя мировыми войнами проводились эксперименты со светящейся обшивкой. Вкратце суть такова. Обшивка самолёта делалась прозрачной, из оргстекла, а изнутри покрывалась зеркальным слоем. В обшивку встраивались лампы, которые подсвечивали зеркальные поверхности так, чтобы вся она светилась отражённым светом. Причём яркость света подбиралась таким образом, чтобы она соответствовала яркости свечения самого неба - ни ярче, ни темнее. И тогда самолёт на достаточно большой высоте как бы сливался с фоном неба, и становился невидим. Известно, что как минимум два самолёта с такой маскировкой были построены, летали и успешно демонстрировали оптическую маскировку на фоне неба, причём один из них в СССР. Во времена разработки знаменитого американского "стелса" F-117 для него также планировалась подобная система оптической невидимости в дополнение к радиолокационной, однако от неё из соображений стоимости отказались, предпочтя запускать чёрные самолёты ночью. Кстати, это тоже может быть решением для дронов.
Американский биплан "Airspeed 2000" братьев Бесслеров считается единственным в мире летавшим самолётом с паровым двигателем. Одной из его особенностей, поразивших публику, был очень тихий полёт - настолько тихий, что можно было с земли расслышать слова лётчика из кабины. Вызвано это было как раз применением парового двигателя вместо ДВС. Также, паровой двигатель гораздо проще, меньше и легче ДВС, он нетребователен к качеству топлива и смазочных веществ. Хотя это компенсируется тяжёлым, сложным и дорогим котлом. Однако в случае одноразового дрона-камикадзе требования к ресурсу котла и двигателя ничтожны, что, несомненно, позволит упростить и облегчить их конструкцию. Ещё один способ улучшить характеристики парового двигателя - применение в качестве рабочего тела аммиака или его смеси с водой. В обычных паровых двигателях такое решение не прижилось из-за того, что аммиак вызывает коррозию металлических деталей, вонюч и ядовит. Но в случае с одноразовым военным беспилотником эти недостатки отпадают. Также, паровые двигатели малочувствительны к высоте полёта, в отличие от ДВС, которые с увеличением высоты теряют мощность из-за нехватки кислорода в разреженном воздухе, и для компенсации этого требуют нагнетателей. На малых высотах авиационные паровые двигатели несколько уступают ДВС, но на высоте более 2000 метров превосходят, за счёт сохранения мощности.
Ещё одна возможность снизить шум, а заодно снизить заметность в радиолокационном и инфракрасном диапазонах и улучшить лётные характеристики - применить конструкцию "винт в кольце", подобно тому как это было реализовано на самолёте Stipa-Caproni. Этот итальянский самолёт отличался хорошей устойчивостью и управляемостью, выдавал более высокие лётные характеристики чем обычные самолёты с двигателем той же мощности и при этом был очень тихим, так как винт и мотор располагались внутри фюзеляжа-трубы. Также, расположение винта и выхлопных патрубков внутри фюзеляжа-трубы снижает заметность в радио и инфракрасном диапазонах. Более того, если разместить внутри такой трубы выхлоп от котла парового двигателя и радиаторы его конденсатора, эффективность конденсатора возрастёт из-за обдува струёй винта, а тяга вырастет, так как эта самая струя будет получать тепло от радиатора - эта идея лежит в основе радиаторов, создающих тягу, разработаных для истребителей Второй Мировой. Недостатком Stipa-Caproni была низкая скорость, вызванная увеличением сопротивления, однако для медленного беспилотника это не проблема. Сам Луиджи Стипа планировал применять такие винты-в-трубе на больших самолётах по схеме "летающее крыло", в толще крыла-фюзеляжа которых по его задумке делалось несколько сквозных тоннелей с винтами и моторами внутри. Ну а дрон-камикадзе с треугольным крылом по схеме "бесхвостка" был бы похож на американский беспилотник Lockheed D-21, только толще.
Для ещё большего увеличения эффективности паровой силовой установки можно было бы применить охлаждение рабочего тела, прошедшего паровой двигатель, жидким азотом или иным сжиженным газом с низкой температурой, с выбросом этого охладителя через реактивные патрубки внутрь фюзеляжа-трубы. Использование такого источника холода позволило бы обходиться без массивных радиаторов и одновременно добиться значительного уменьшения температуры рабочего тела при охлаждении, особенно при использовании аммиака или других низкокипящих жидкостей. А это увеличивает термодинамическую эффективность и уменьшает затраты топлива. Также жидким азотом можно было бы охлаждать и выхлоп из топки, снижая заметность аппарата в инфракрасном диапазоне. Правда, это требует наличие криогенного расходника и системы его хранения на борту. Тут уже требуется проведение расчётов - стоит ли овчинка выделки, перекрывают ли выгоды от такого решения его недостатки. Тут, однако, надо заметить, что уже существуют и применяются криогенные акваланги, в которых дыхательная смесь хранится не в сжатом виде в баллоне, а в виде жидкости в термосе, что сильно уменьшает размеры и вес системы, так как плотность жидкости гораздо больше, чем у сжатого газа, и термосу не надо выдерживать высокое давление внутри.
Для снижения оптической заметности самолётов и кораблей в период между двумя мировыми войнами проводились эксперименты со светящейся обшивкой. Вкратце суть такова. Обшивка самолёта делалась прозрачной, из оргстекла, а изнутри покрывалась зеркальным слоем. В обшивку встраивались лампы, которые подсвечивали зеркальные поверхности так, чтобы вся она светилась отражённым светом. Причём яркость света подбиралась таким образом, чтобы она соответствовала яркости свечения самого неба - ни ярче, ни темнее. И тогда самолёт на достаточно большой высоте как бы сливался с фоном неба, и становился невидим. Известно, что как минимум два самолёта с такой маскировкой были построены, летали и успешно демонстрировали оптическую маскировку на фоне неба, причём один из них в СССР. Во времена разработки знаменитого американского "стелса" F-117 для него также планировалась подобная система оптической невидимости в дополнение к радиолокационной, однако от неё из соображений стоимости отказались, предпочтя запускать чёрные самолёты ночью. Кстати, это тоже может быть решением для дронов.