Könnte ein Flugzeug in der Luft mit einer Reihe von Flügelverlängerungen andocken?

Tatsächlich wurde ein ähnliches Konzept in den 50er Jahren von der USAF getestet (wie die meisten Dinge in der Luftfahrt, so scheint es). Unter dem Namen Projekt Tom Tom untersuchte das Militär die Möglichkeit, einen Parasitenjäger (in diesem Fall eine F-84) als Langstreckeneskorte an eine B-36 zu koppeln, wenn sie in die Sowjetunion flog, indem sie sich dem anschloss zwei Flugzeuge zusammen an den Flügelspitzen. Als solche fliegend, würde die F-84 ihre Triebwerke während des gekoppelten Fluges tatsächlich abschalten und könnte Treibstoff von der B-36 erhalten. Der für die Frage relevantere Aspekt ist jedoch, dass die B-36 tatsächlich auch einen aerodynamischen Vorteil aus dieser Anordnung ziehen würde. Theoretisch würde das kombinierte Flugzeug auch von einem künstlich verlängerten Flügel profitieren, und, Während ich mich erinnere, letztes Jahr gelesen zu haben, dass dies tatsächlich zu einer überlegenen Treibstoffeffizienz für das kombinierte Flugzeug während des Reiseflugs führte, bin ich im Moment ratlos, diese Quelle zu finden. Auf jeden Fall hat die B-36 in Bezug auf diese Frage während des Fluges effektiv an ein Paar "Flügelverlängerungen" (in diesem Fall ein Paar F-84) angedockt und einen Vorteil im Reiseflug erzielt. Ein Video zum Konzept finden Sie hier:

Natürlich hatte diese Idee erhebliche Nachteile. Während es der F-84 tatsächlich gelang, den Kupplungsmechanismus der B-36 auf Testflügen zu aktivieren und mindestens ein paar Stunden ununterbrochenen, gekoppelten Flugs zu protokollieren, wurden während der Tests erhebliche Stabilitäts- und Sicherheitsprobleme aufgedeckt, die zur Verschrottung der B-36 führten Projekt. Wie in einem Zitat aus dem zusammenfassenden Projektbericht erwähnt :

Der im Tom-Tom-Programm entwickelte und flugerprobte Flügelspitzen-Kopplungsmechanismus wird für den taktischen Einsatz als nicht zufriedenstellend angesehen und war für den Testflug kaum akzeptabel. Es stellte sich heraus, dass praktisch bei jedem Testflug eine neue Schwierigkeit und ein neuer Mangel aufgedeckt wurden. Der Umfang der erforderlichen Nacharbeiten, bevor die Kupplungsmechanismen wie entworfen als Flugtestartikel akzeptabel waren, wird im Abschnitt ENTWURF dieses Berichts behandelt.

In ähnlicher Weise stellten sich Probleme mit der Aeroelastizität als viel größeres Problem heraus als ursprünglich erwartet (teilweise aufgrund der Änderung der Nick-/Hebekräfte sowie der Flügelmassenverteilung und -steifheit am Gelenk). Ich denke, dass Aurora Flight Sciences auf ähnliche Probleme gestoßen ist, als sie einen Eintrag für das Vulture-Projekt von DARPA entworfen haben ... die Idee war, mehrere Fahrzeuge (die im Wesentlichen fliegende Flügel waren) zu verbinden, um ein supereffizientes, hochgelegenes Solar- angetriebenes Überwachungsflugzeug. Aufgrund widersprüchlicher Anforderungen an die Flügelstruktur und das Flugzeuggewicht denke ich, dass das letztendlich nicht geflogen ist ... aber ich habe keine Details dafür. Genau das, woran ich mich von einer Präsentation erinnere, die ich vor vielen Jahren gesehen habe.

Jedenfalls denke ich, dass meine Antwort lautet: Ja, es könnte. Aber es ist SEHR schwierig und gefährlich (gegenwärtig).

Warum im Flug andocken? Es wäre einfacher, Teleskopflügel zu verwenden, wie es beim fs-29 der Fall war. Es hatte einen festen Mittelflügel und bewegliche Außenflügelhandschuhe, die hinein- und herausgleiten konnten. Die Spannweite konnte so zwischen 13,3 und 19 m variiert werden. Die Idee war, die Flügelfläche und den Widerstand für einen schnellen Flug zwischen den Thermiken zu reduzieren und den Flügel für einen langsamen Flug zu verlängern, wenn man in der Thermik an Höhe gewinnt.

Dreiseitenansicht der fs-29 ( Bildquelle )

fs-29 im Flug mit ausgefahrenen Flügeln ( Bildquelle ). Beachten Sie die etwas längere Sehne der äußeren Flügelteile.

Der Pilot musste einen Hebel im Cockpit immer wieder hin und her bewegen, um den Flügel zu bewegen. Das Konzept funktionierte theoretisch gut, stieß aber in der Praxis auf einen Haken: Beim Einfahren musste Luft aus dem Außenflügel gepresst werden, was eine schnelle Fortbewegung erschwerte. Viel schlimmer war jedoch, dass der Flügel auf dem Weg nach außen mit Luft gefüllt werden musste und sich am Innenflügel festsaugte. Die daraus resultierende erhöhte Reibung veranlasste die Piloten, den Flügel für den Rest des Fluges bei 17 m Spannweite zu belassen, nachdem sie ihn zwei- oder dreimal "ein- und ausgepumpt" hatten.

Diese Erfahrung veranlasste Schempp-Hirth , ihren halbfertigen Prototyp eines Segelflugzeugs mit Teleskopflügel aufzugeben. Irgendwie dachte niemand daran, Winglets mit Seitenrudern hinzuzufügen, was es trivial gemacht hätte, die Seitenkraft zu erzeugen, die zum Bewegen der Flügelhandschuhe erforderlich ist.

Ich nehme an, Sie könnten versuchen, ein System zu entwerfen, das von einem anderen Flugzeug in die Höhe geschleppt werden kann, und dann könnte das Spezialflugzeug mit ähnlichen Verfahren wie beim Betanken während des Fluges daran andocken.

Nun ist die Frage, die Sie meiner Meinung nach nicht gestellt haben, die aber angesprochen werden sollte, ob dies machbar wäre. Ich würde erwarten, dass dies aus mehreren Gründen nicht der Fall ist:

• Das Anbringen an einem sich bewegenden Objekt während des Fluges ist keine leichte Aufgabe. Es würde eine spezielle Schulung sowohl des Piloten des Basisflugzeugs als auch des Bedieners des Schleppmechanismus erfordern.
• Das Hinzufügen eines komplexen Systems zum Anbringen der Flügelverlängerungen würde das Gewicht und die Kosten des speziell konstruierten Flugzeugs erhöhen
• Das Anbringen von Flügelverlängerungen am Basisflugzeug würde die Flugeigenschaften des Flugzeugs während des Flugs verändern, was sich als kostspielig und schwierig/unmöglich für die Sicherheitszertifizierung erweisen könnte
• Das Hinzufügen von Flügelverlängerungen würde die Flugobergrenze / Reichweite / Effizienz nicht unbedingt erhöhen. Sie müssten die notwendige Analyse durchführen, um zu zeigen, dass die Verbesserung der Flugfähigkeiten größer ist als das zusätzliche Gewicht und die zusätzlichen Kosten.