Por muitas décadas, vários projetos e conceitos de aeronaves submersíveis têm aparecido regularmente - dispositivos capazes de realizar alternadamente o vôo aerodinâmico e o mergulho autônomo. Devido às limitações e dificuldades objetivas, nenhum projeto deste tipo alcançou aplicação prática. No entanto, as pesquisas nessa área continuam, e o papel principal delas permanece com os Estados Unidos. Suas forças navais mostram grande interesse em equipamentos de classe incomum.
Dificuldades objetivas
Qualquer projeto de aeronave submersa enfrenta uma série de dificuldades objetivas. A combinação de duas funções fundamentalmente diferentes sempre complica o design, até a perda da capacidade de uma delas. Complicações semelhantes são vistas no contexto de um planador, sistema de propulsão, porão de carga, etc.
No final da década de 2000, a Divisão Carderock do Naval Surface Warfare Center da Marinha dos Estados Unidos conduziu outro trabalho de pesquisa no tópico de aeronaves submarinas. Ele formou a gama exata de tarefas e problemas típicos de tais projetos, e também propôs opções para sua solução com base nas tecnologias atuais. É importante que na fase final desta pesquisa e desenvolvimento, tais propostas tenham sido confirmadas por testes de modelos em escala.
Uma aeronave submersível precisa de um planador leve e durável que possa voar no ar e suportar a pressão da água em profundidades operacionais. Além disso, deve fornecer todos os dispositivos e compartimentos necessários. Portanto, uma aeronave precisa de tanques de combustível volumosos e um submarino precisa de tanques de lastro.
O projeto do motor é um grande desafio. O mergulho secreto e o vôo no ar são processos fundamentalmente diferentes para diferentes sistemas de propulsão. Como consequência, o dispositivo deve ter dois motores separados ou algum tipo de sistema combinado.
Dificuldades conhecidas são esperadas na formação de um complexo de equipamentos de bordo. Um avião submarino precisa de meios especiais de navegação e comunicação, capazes de operar alternadamente em diferentes condições. Este fator também deve ser levado em consideração na formação de um complexo de armas, compartimentos de carga, etc.
Hydrofoil
O mais interessante e bem desenvolvido entre os projetos modernos é o conceito, formado em 2010 pelo centro americano NSWC no âmbito do referido I&D. O objetivo deste trabalho foi determinar a possibilidade de criar uma aeronave submersível capaz de decolar de uma plataforma offshore, voar 400 milhas pelo ar e passar 12 milhas náuticas sob a água, e depois desembarcar nadadores de combate. Em seguida, foi necessário fazer o caminho de volta para a plataforma. A duração da permanência subaquática foi fixada em 3 dias.
O layout de "asa voadora" com uma grande fuselagem protuberante, borda de ataque e motores nas superfícies superior e inferior foi considerado ótimo. A asa foi dada para tanques e cisternas para diversos fins. O sistema de propulsão incluía um par de motores turbofan para vôo e um leme com motor elétrico para navegar. Dentro da fuselagem e asa, foi possível colocar uma cabine para dois tripulantes e um compartimento separado para seis paraquedistas. Um chassi de esqui especial foi oferecido para decolagem e pouso.
NSWC Carderock trabalhou em duas variantes da aeronave submarina. O maior tinha uma envergadura de aprox.33 m com um comprimento de aprox. 10 m. Sua massa calculada atingiu 17,7 toneladas. A velocidade de cruzeiro foi determinada em 200 milhas por hora no ar e 6 nós sob a água; outros parâmetros deveriam ser consistentes com a atribuição original.
Vários protótipos foram construídos de acordo com essas idéias. Com a ajuda deles, elaboraram o vôo no ar e os modos de decolagem e pouso. As especificidades do mergulho e do trabalho em profundidades rasas também foram investigadas. As maiores dificuldades, por razões óbvias, foram causadas pelas questões de transição de um ambiente para outro. No entanto, foi possível encontrar as melhores opções de componentes e montagens, bem como formar os métodos mais convenientes para a execução de diversos processos.
Com base nos resultados deste trabalho de pesquisa, NSWC Carderock afirmou a possibilidade fundamental de criar uma aeronave submersível carga-passageiro com base nas tecnologias disponíveis. No entanto, até onde se sabe, este trabalho de pesquisa não recebeu desenvolvimento, e o olhar proposto não foi utilizado em projetos reais. No entanto, rumores estão circulando no exterior sobre o possível lançamento de um trabalho de design experimental, que até agora permanece em segredo.
Planador do mar
Em meados da década de 10, o Office of Naval Research (ONR) e o Naval Research Laboratory (NRL) estavam demonstrando novas versões de aeronaves submarinas adaptadas para tarefas específicas. Foi proposto o uso de tais produtos para fortalecer a defesa anti-submarina.
Primeiro veio o Flimmer (formado pela Flyer e pelo Swimmer) da NLR. Era um aparelho sem cauda com fuselagem fuselagem desenvolvida e uma asa forte e curvada com quilhas nas pontas. Na cauda havia uma hélice empurradora. Mais tarde, o Flying Sea Glider apareceu com um design aerodinâmico normal com uma asa reta e uma cauda completa. Este dispositivo foi projetado para vôo planado e não tinha motor.
O conceito Flimmer / Flying Sea Glider envolvia o uso de um drone submarino como arma anti-submarina. Esse produto deve ser largado pelo transportador e sobrevoar o mar, em busca de um alvo subaquático. Depois de encontrá-lo, o UAV deve espirrar e entrar na água. Em seguida, ele mira no submarino inimigo e o acerta com sua ogiva. O Flimmer da primeira versão era capaz de voar e navegar sozinho. O Flying Sea Glider deveria funcionar segundo o princípio de um planador subaquático e se mover sob a água apenas devido à energia acumulada.
Em 2015-18. duas variantes de drones submarinos foram testadas e confirmaram sua capacidade de resolver as tarefas atribuídas. Deve-se notar que o conceito proposto de UAV anti-submarino simplificou muito o desenvolvimento do projeto. Dois produtos da ONR e NRL são obrigados a voar "unidirecional". Sair da água e decolar não são fornecidos.
Curso de simplificação
Em 2018, especialistas da Universidade da Carolina do Norte publicaram informações sobre seu trabalho de pesquisa e desenvolvimento no tema do submarino não tripulado, encomendado pela DARPA. O aparato de projeto da aeronave, "inspirado em aves marinhas", passou nos testes necessários e demonstrou com sucesso a capacidade de trabalhar em dois ambientes e a transição entre eles.
Este dispositivo foi construído de acordo com uma configuração aerodinâmica normal com envergadura reta de 1,42 m. O comprimento do produto é de 1,32 m. Um motor elétrico com hélice foi colocado no nariz da fuselagem em forma de fuso para o vôo. O volume central foi dado para baterias e controles. Na cauda da fuselagem, em frente à viga tubular, havia um motor para movimentação sob a água. Usando um eixo longo, ele girou a hélice montada dentro da unidade de cauda.
O pouso na água foi realizado com um alto ângulo de ataque para reduzir a força do impacto. Depois disso, usando as superfícies de direção padrão, o UAV poderia submergir. O procedimento de decolagem começou a uma certa profundidade. O dispositivo assumiu uma posição vertical e começou a subir devido ao motor da hélice. Erguendo o nariz acima da superfície, o drone ligou o motor de vôo.
No projeto da Universidade da Carolina do Norte e DARPA, um esquema bastante simples de uma aeronave submarina foi implementado, mostrando as capacidades necessárias. No entanto, nada se sabe sobre o desenvolvimento dessas idéias. Provavelmente, tal arquitetura só pode mostrar alto desempenho em pequena escala. A criação de uma aeronave de tamanho real deste tipo será extremamente difícil e improvável que forneça todas as capacidades desejadas.
Futuro incerto
Dessa forma, o Pentágono e suas diversas estruturas não perdem o interesse por aeronaves submersíveis e, de tempos em tempos, lançam o desenvolvimento de novos exemplares desse tipo. No entanto, os resultados desses programas ainda são bastante modestos. Vários conceitos de tal aeronave com certas características e vantagens foram desenvolvidos e testados na prática, mas as coisas não vão além. Nenhum dos projetos de pesquisa evoluiu para um projeto completo com uma reserva para futura aplicação prática.
A principal razão para isso pode ser considerada uma relação específica de custos e benefícios potenciais. O desenvolvimento em grande escala de aeronaves submarinas, apesar da possibilidade fundamental, ainda é considerado inadequado. Ao mesmo tempo, dedicam bastante atenção às pesquisas nesta área e à busca de soluções promissoras. Além disso, o possível lugar de projetos incomuns na Força Aérea ou na Marinha permanece incerto. Suas vantagens sobre outros meios e sistemas de visual tradicional também são questionáveis.
Assim, tanto no passado como agora, o principal resultado de todos os novos projetos na área de aeronaves submersíveis é a experiência científica, de design e prática. Se será usado em projetos reais depende do cliente potencial. Até agora, com todo o interesse em tecnologias promissoras, a Marinha e a Força Aérea dos Estados Unidos preferem fazer com as soluções tradicionais.
