Gedurende vele decennia zijn er regelmatig verschillende projecten en concepten van onderwatervliegtuigen verschenen - apparaten die afwisselend aerodynamische vluchten en duiken kunnen uitvoeren. Vanwege objectieve beperkingen en moeilijkheden heeft geen enkel project van dit type praktische toepassing bereikt. Het onderzoek op dit gebied gaat echter door en de leidende rol daarin blijft bij de Verenigde Staten. Hun zeestrijdkrachten tonen een grote interesse in uitrusting van een ongewone klasse.
Objectieve moeilijkheden
Elk project met een onderwatervliegtuig wordt geconfronteerd met een aantal objectieve moeilijkheden. De combinatie van twee fundamenteel verschillende functies bemoeilijkt altijd het ontwerp, tot het verlies van de mogelijkheid voor een van hen. Soortgelijke complicaties worden gezien in de context van een zweefvliegtuig, voortstuwingssysteem, laadruim, enz.
Aan het einde van de jaren 2000 voerde de Carderock Division van het Naval Surface Warfare Center van de Amerikaanse marine nog een onderzoek uit naar onderzeeërvliegtuigen. Het vormde het exacte scala aan taken en problemen die typisch zijn voor dergelijke projecten, en stelde ook opties voor hun oplossing voor op basis van de huidige technologieën. Het is belangrijk dat dergelijke voorstellen in de laatste fase van dit onderzoek en ontwikkeling werden bevestigd door testen van schaalmodellen.
Een onderwatervliegtuig heeft een lichtgewicht en duurzaam zweefvliegtuig nodig dat in de lucht kan vliegen en bestand is tegen waterdruk op werkdiepten. Bovendien moet het alle benodigde apparaten en compartimenten bieden. Een vliegtuig heeft dus volumineuze brandstoftanks nodig en een onderzeeër heeft ballasttanks nodig.
Het ontwerpen van een krachtcentrale is een grote uitdaging. Verborgen duiken en vliegen in de lucht zijn fundamenteel verschillende processen voor verschillende voortstuwingssystemen. Als gevolg hiervan moet het apparaat twee afzonderlijke motoren hebben of een soort gecombineerd systeem.
Bekende moeilijkheden zijn te verwachten bij de vorming van een complex van uitrusting aan boord. Een onderzeeër heeft speciale navigatie- en communicatiemiddelen nodig, die afwisselend in verschillende omstandigheden kunnen werken. Met deze factor moet ook rekening worden gehouden bij het vormen van een complex van wapens, vrachtcompartimenten, enz.
draagvleugelboot
Het meest interessante en best ontwikkelde onder de moderne projecten is het concept, in 2010 gevormd door het Amerikaanse centrum NSWC in het kader van de genoemde R&D. Het doel van dit werk was om de mogelijkheid te bepalen om een onderwatervliegtuig te maken dat in staat is om op te stijgen vanaf een offshore-platform, 400 mijl door de lucht te vliegen en 12 zeemijl onder water te passeren, en vervolgens gevechtszwemmers van boord te laten gaan. Daarna was het nodig om de weg terug naar het platform te maken. De duur van het verblijf onder water werd gesteld op 3 dagen.
De "vliegende vleugel" lay-out met een grote uitstekende romp, geveegde voorrand en motoren aan de boven- en onderkant werd als optimaal beschouwd. De vleugel werd gegeven voor tanks en stortbakken voor verschillende doeleinden. Het voortstuwingssysteem omvatte een paar turbofanmotoren voor de vlucht en een roer met een elektromotor om te zeilen. Binnenin de romp en vleugel was het mogelijk om een cockpit te plaatsen voor twee bemanningsleden en een apart compartiment voor zes parachutisten. Voor het opstijgen en landen werd een speciaal ski-chassis aangeboden.
NSWC Carderock heeft aan twee varianten van het onderzeeërvliegtuig gewerkt. De grotere had een spanwijdte van ca.33 m met een lengte van ca. 10 m. Zijn berekende massa bereikte 17,7 ton De kruissnelheid werd bepaald op 200 mijl per uur in de lucht en 6 knopen onder water; andere parameters hadden consistent moeten zijn met de oorspronkelijke toewijzing.
In overeenstemming met deze ideeën werden verschillende prototypes gebouwd. Met hun hulp hebben ze de vlucht in de lucht en de start- en landingsmodi uitgewerkt. De bijzonderheden van duiken en werken op ondiepe diepten werden ook onderzocht. De grootste moeilijkheden werden, om voor de hand liggende redenen, veroorzaakt door de overgang van de ene omgeving naar de andere. Desalniettemin was het mogelijk om de beste opties voor componenten en samenstellingen te vinden, evenals om de meest geschikte methoden te vormen voor het uitvoeren van verschillende processen.
Op basis van de resultaten van dit onderzoekswerk stelde NSWC Carderock de fundamentele mogelijkheid vast om een onderwatervliegtuig voor vrachtpassagiers te creëren op basis van beschikbare technologieën. Voor zover bekend is dit onderzoekswerk echter niet ontwikkeld en is de voorgestelde look niet in echte projecten gebruikt. In het buitenland circuleren echter geruchten over de mogelijke lancering van experimenteel ontwerpwerk, dat tot nu toe geheim blijft.
Zee zweefvliegtuig
Halverwege de jaren 10 demonstreerden het Office of Naval Research (ONR) en het Naval Research Laboratory (NRL) nieuwe versies van onderzeese vliegtuigen die waren aangepast aan specifieke taken. Er werd voorgesteld om dergelijke producten te gebruiken om de anti-onderzeeërverdediging te versterken.
Eerst kwam de Flimmer (gevormd uit Flyer en Swimmer) van het NLR. Het was een staartloos apparaat met een ontwikkelde spoelvormige romp en een sterk geveegde vleugel met kielen op de uiteinden. In de staart zat een duwpropeller. Later verscheen de Flying Sea Glider met een normaal aerodynamisch ontwerp met een rechte vleugel en een volledige staart. Dit apparaat was bedoeld voor zweefvluchten en had geen motor.
Het Flimmer / Flying Sea Glider-concept omvatte het gebruik van een onderzeeër-drone als een anti-onderzeeër wapen. Zo'n product moet door de drager worden gedropt en over de zee vliegen, op zoek naar een onderwaterdoel. Nadat hij het heeft gevonden, moet de UAV naar beneden spatten en onder water gaan. Dan richt hij op de vijandelijke onderzeeër en raakt deze met zijn kernkop. De Flimmer van de eerste versie kon zelfstandig vliegen en zeilen. De Flying Sea Glider moest werken volgens het principe van een onderwaterzweefvliegtuig en alleen onder water bewegen vanwege de verzamelde energie.
In 2015-18. twee varianten van onderzeese drones zijn getest en bevestigden hun vermogen om de toegewezen taken op te lossen. Opgemerkt moet worden dat het voorgestelde concept van anti-onderzeeër UAV de ontwikkeling van het project aanzienlijk heeft vereenvoudigd. Twee producten van ONR en NRL zijn verplicht om "one way" te vliegen. Uit het water komen en opstijgen is niet voorzien.
Vereenvoudigingscursus
In 2018 publiceerden specialisten van de University of North Carolina in opdracht van DARPA informatie over hun onderzoeks- en ontwikkelingswerk op het gebied van de onbemande onderzeeër. Het apparaat van het vliegtuigontwerp, "geïnspireerd door zeevogels", doorstond de nodige tests en demonstreerde met succes het vermogen om in twee omgevingen te werken en de overgang daartussen.
Dit apparaat is gebouwd volgens een normale aerodynamische configuratie met een rechte vleugelspanwijdte van 1,42 m. De lengte van het product is 1,32 m. Een elektromotor met een propeller werd in de neus van de spindelvormige romp geplaatst voor de vlucht. Het centrale volume werd gegeven voor batterijen en bedieningselementen. In de staart van de romp, voor de buisvormige balk, bevond zich een motor voor beweging onder water. Met behulp van een lange as draaide hij de propeller die in de staarteenheid was gemonteerd.
De landing op het water werd uitgevoerd met een hoge invalshoek om de kracht van de impact te verminderen. Daarna kon de UAV met behulp van de standaard stuurvlakken onder water komen. De startprocedure begon op een bepaalde diepte. Het apparaat nam een verticale positie in en begon te stijgen dankzij de propellermotor. De drone stak zijn neus boven het oppervlak uit en zette de vliegtuigmotor aan.
In het project van de University of North Carolina en DARPA werd een vrij eenvoudig schema van een onderzeeërvliegtuig geïmplementeerd, met de nodige mogelijkheden. Over de ontwikkeling van deze ideeën is echter niets bekend. Waarschijnlijk kan zo'n architectuur alleen op kleine schaal hoge prestaties laten zien. De creatie van een dergelijk vliegtuig op ware grootte zal buitengewoon moeilijk zijn en zal waarschijnlijk niet alle gewenste mogelijkheden bieden.
Onduidelijke toekomst
Het Pentagon en zijn verschillende structuren verliezen dus hun interesse in onderwatervliegtuigen niet en lanceren van tijd tot tijd de ontwikkeling van nieuwe monsters van dit soort. De resultaten van deze programma's zijn echter nog vrij bescheiden. Er zijn meerdere concepten van zo'n vliegtuig met bepaalde eigenschappen en voordelen ontwikkeld en in de praktijk getest, maar verder gaat het niet. Geen van de onderzoeksprojecten is uitgegroeid tot een volwaardig project met een reserve voor toekomstige praktische toepassing.
De belangrijkste reden hiervoor is een specifieke verhouding tussen kosten en potentiële baten. De volledige ontwikkeling van onderzeese vliegtuigen, ondanks de fundamentele mogelijkheid, wordt nog steeds als ondoelmatig beschouwd. Tegelijkertijd besteden ze voldoende aandacht aan onderzoek op dit gebied en het zoeken naar kansrijke oplossingen. Daarnaast blijft de mogelijke plaats van ongebruikelijke ontwerpen bij de luchtmacht of marine onzeker. Hun voordelen ten opzichte van andere middelen en systemen met een traditionele uitstraling zijn ook twijfelachtig.
Dus, zowel in het verleden als nu, is het belangrijkste resultaat van alle nieuwe projecten op het gebied van onderwatervliegtuigen wetenschappelijke, ontwerp- en praktische ervaring. Of het in echte projecten zal worden gebruikt, hangt af van de potentiële klant. Tot nu toe, met alle interesse in veelbelovende technologieën, doen de Amerikaanse marine en luchtmacht het liever met traditionele oplossingen.
