В то время как обычные самолеты полагаются на выступающие ребра для обеспечения рулевого управления, бесхвостая конструкция управляется активным воздушным потоком, при котором струи воздуха обдувают различные поверхности корпуса самолета, соответствующие направлению движения самолета. Эта технология может быть использована для повышения топливной экономичности коммерческих самолетов за счет удаления существующих деталей рулевого управления, которые создают сильное лобовое сопротивление.

Уильямс, профессор механики и аэрокосмической инженерии, возглавлял команду студентов Иллинойсского технического университета и сотрудников по созданию реактивного самолета, в котором используются как обычные элементы рулевого управления, так и новая реализация активного управления потоком.

В октябре 2022 года группа запустила реактивный самолет с полигона системы беспилотных летательных аппаратов Pendleton (UAS) в штате Орегон для двух девятиминутных полетов, которые продемонстрировали успех системы.

Для каждого полета один пилот запускал реактивный самолет, используя обычные средства управления полетом. Затем, в середине полета, они передали управление второму пилоту, который управлял активной системой управления потоком.

В ходе первого теста команда обнаружила, что активная система управления потоком на самом деле обеспечивает большую мощность, чем было предсказано по результатам испытаний в аэродинамической трубе.

"В инженерном деле так не бывает, вы почти всегда получаете меньше, чем надеялись, но в данном случае мы получили больше", - говорит Уильямс. "Первый день был очень драматичным. Это было очень сильно и очень страшно. Если самолет слишком сильно завалится набок, он может выйти из-под контроля. На самом деле, он действительно перевернулся на 90 градусов, но восстановился".

Как только пилот обрел уверенность в своей способности управлять самолетом, они выполнили маневры по крену и тангажу, чтобы проверить способность active flow control направлять самолет под крутыми углами.

Преимущество активного управления потоком заключается в том, что оно потенциально позволяет выполнять маневры, невозможные при обычном управлении, включая очень быстрые повороты и возможность полета под углами, которые привели бы к неэффективности обычного управления.

Уильямс говорит, что неожиданная мощь их системы повысила его уверенность в том, что они смогут выполнять эти более совершенные маневры с помощью этого реактивного самолета.

Для их второго полета Williams уменьшила мощность системы активного управления потоком для более безопасного и стабильного полета, что позволило им собрать больше данных о том, как работает система активного управления потоком.

Активное регулирование расхода осуществляется с помощью запатентованного клапана Coanda, разработанного Уильямсом и его учениками, и это был их первый шанс продемонстрировать успех конструкции на самолете.

Уильямс говорит, что команда проведет больше летных испытаний, постепенно переходя к использованию активного управления потоком во время взлета и проведению более экстремальных маневров управления. Их исследование будет представлено на авиационной конференции AIAA в 2023 году в Сан-Диего.

"Мы совершили прорыв, которого я искал", - говорит Уильямс. "Теперь будущие испытания начнут добавлять достижений и уверенности в конструкции самолета".

Уильямс является членом рабочей группы НАТО, которая получила награду организации за выдающиеся достижения в 2021 году за свои усилия в этой области.