Текст книги "100 великих рекордов авиации и космонавтики"

В начале тех же 50-х годов прошлого века некоторые конструкторы, стараясь найти оптимальную компоновку для легких вертолетов, стали помещать несущий винт в нижней части машины. Так появились странные летательные аппараты, прозванные авиаторами «летающими платформами». А некоторые пилоты, особо едкие на язык, окрестили эти технические диковинки «воздушными сковородками»…

Первую из них построили инженеры американской фирмы «Хиллер». Их аппарат имел два соосных винта, заключенных в дюралюминиевое кольцо-кожух, которые приводились во вращение двумя двигателями воздушного охлаждения. В центре платформы находилась площадка для пилота, пульт управления и несколько приборов.

Первые полеты на «сковородке» скорее походили на воздушный аттракцион. Если для вертикального взлета достаточно было увеличить обороты винтов, то для того, чтобы изменить направление полета, пилоту приходилось крайне осторожно смещаться по платформе в ту или иную сторону, рискуя тут же опрокинуться.

Тем не менее «воздушным цирком» тут же заинтересовались вездесущие представители армии и флота. Их привлекло то, что бескрылые летательные аппараты способны летать между домами по узким улицам и переулками, маневрировать между деревьями и столбами. Словом, выполнять такие маневры, которые не под силу даже мини-вертолетам.

В 1955 году воздушные винты задумал «оседлать» и американский инженер Дональд Локнер. Он сконструировал аппарат «Геликовектор». Двухтактный двигатель мощностью в 32 л.с. приводил во вращение два соосных винта диаметром 4,5 м.

В отличие от предшественников Локнер заменил классическое шасси поплавками, что позволяло его аппарату садиться не только на сушу, но и на воду. Перед стартом пилот пристегивался широким ремнем к рулевой колонке и только после этого запускал двигатель. Набрав высоту, он направлял «Геликовектор» по курсу, а когда надо было изменить направление полета, наклонялся вбок от рулевой колонки, смещая центр тяжести системы подобно тому, как поступали испытатели «Хиллера».

В нашей стране подобную конструкцию создали студенты МАИ под руководством инженера Всеволода Пятова. Созданный ими аппарата МАИ Х-3 в 1972 году был продемонстрирован на Центральной выставке научно-технического творчества молодежи, проходившей в Москве. Несколько позже МАИ Х-3 с успехом был продемонстрирован и на Международной выставке в Братиславе.

Московские студенты решили проблему управления аппаратом по-своему. Отклоняя ручку управления, пилот приоткрывал жалюзи укрепленные ниже несущих винтов на кожухах, и поток воздуха, отбрасываемый ими, менял направление. Словом, на МАИ Х-3 пропеллеры выполняли и роль аэродинамических рулей.

Новый этап в истории экспериментов по созданию сверхмалых летательных аппаратов начался после появления малогабаритных турбореактивных двигателей со статической тягой в 260 кг. В частности, специалисты американской фирмы «Уильям Рисерч корпорейшн» создали одноместную (позже переоборудованную в двухместную) платформу «Уосп-2», которая в лучших полетах, длившихся по 20–25 минут, развивала скорость до 75 км/ч.

У нас подобную же «платформу» сделали и показали в 1957 году тысячам зрителей, собравшимся в Тушино на парад, посвященный Дню Воздушного флота СССР. На зеленом поле Тушинского аэродрома выделывала невероятные па «бочка»-турболет, под управлением летчика-испытателя Юрия Гарнаева. А создали этот аппарат, прозванный в обиходе «ступолетом», группа специалистов в составе А. Рафаэлянца, В. Матвеева, А. Квашинина и Г. Лапшина.

«Возможно, кое-кому его полеты на турболете представлялись очередным “воздушным цирком” на диковинном аппарате, созданном специально для праздника, – подвел итог тому полету давний друг и соратник Гарнаева, заслуженный летчик-испытатель Аркадий Богородский. – На самом же деле это выступление в Тушине было частью летных испытаний машины, умевшей держаться в воздухе на реактивной струе»…

А через несколько лет успешное «оседлание двигателя» позволило советским конструкторам и летчикам разработать, построить и опробовать самолеты вертикального взлета и посадки. Минуло еще несколько лет, и на Луне мягко, «по-гарнаевски», совершили посадку советские автоматические станции. И через некоторое время, стартовав с Селены так, как это делал знаменитый летчик-испытатель, одна из них доставила на Землю «лунные камни»…

Кроме того, благодаря «ступе», ученые и конструкторы получили необходимый материал для разработки самолетов вертикального взлета. И в 1967 году на очередном воздушном параде, уже в Домодедове, был продемонстрирован необычный самолет. Он подошел к аэродрому на небольшой высоте, затем завис, как вертолет, и начал медленно снижаться. Диктор Левитан объявил на всю страну и ее окрестности: «Это новый самолет вертикального взлета и посадки, который пилотирует Герой Советского Союза заслуженный летчик-испытатель Валентин Мухин»…

Самолет приземлился, развернулся, снова взревели двигатели, и он вертикально пошел вверх. Застыв на месте на высоте около 20 метров, он затем медленно, как бы нехотя, стал увеличивать скорость и ушел за горизонт под аплодисменты удивленной публики.

Так впервые был продемонстрирован прототип истребителя-штурмовика с вертикальным взлетом и посадкой Як-38. Он предназначался для базирования на авианесущем корабле «Киев». Ныне на смену этому самолету подготовлен новый, более совершенный летательный аппарат того же класса – Як-138.

Устойчивость самолетов такого класса во время «висения» как раз и обеспечивается газовыми рулями, отработка которых проводилась когда-то на «ступе». Они стоят непосредственно в газовой струе и позволяют отклонять ее на несколько градусов в стороны, давая возможность производить точные маневры.

Более того, ныне специалисты поговаривают о том, что «хватит летать на тряпках», имея в виду, что в посадочных системах спускаемых аппаратов типа «Союз» вот уже много лет используются парашюты. Многоразовые космические аппараты нового поколения, возможно, уже не потребуют для своей посадки и многокилометровых посадочных полос. Они будут садиться, как это давно описано в фантастических романах, на «хвост», плавно опускаясь на газовой струе…

В январе 2002 года американская компания «Миллениум джет» провела в Калифорнии первые испытания принципиально нового индивидуального летательного аппарата SoloTrek («Соло-трек»), напоминающего по виду миниатюрный открытый вертолет.

Одноместная машина, полет на которой сделал бы честь и самому «агенту 007» Джеймсу Бонду, оторвалась от земли и продержалась в воздухе 19 секунд. Управлял уникальным аппаратом его создатель – глава компании Майкл Мошир, увлекшийся конструированием после окончания службы в ВВС США.

Журналистов на просмотр и «разбор» полета не пригласили, а лишь показали им видеозапись необычного испытания. «Соло-трек» висел над землей на высоте около метра и фиксировался тремя тросами – двумя снизу, закрепленными на поверхности земли, и еще одним сверху, отходящим от стрелы подъемного крана.

Сделано это было с целью обезопасить самого Мошера и единственный экземпляр машины от всякого рода неожиданностей, которые, судя по крайне недолгому пребыванию в воздухе, были бы неизбежны в свободном полете.

Далее на пресс-конференции было сказано, что Мошир и его команда из 10 человек работают над этим проектом 6 лет и потратили на его осуществление уже несколько миллионов долларов, пока не создали нынешнюю модификацию машины, где пилот пристегнут к летательному аппарату и образует с ним в буквальном смысле единое целое.

Масса «Соло-трека» 150 кг, а его высота – 2,5 м. Бензиновый двигатель вращает два пропеллера над головой пилота, который находится в вертикальном положении и маневрирует в воздухе с помощью двух ручек управления. По замыслам конструкторов, аппарат будет развивать скорость до 130 км/ч, а запаса топлива в его баке должно хватать на 240 км полета.

В перспективе Мошир собирается оснастить «Соло-трек» навигационным оборудованием и креслом-катапультой с парашютом. Он полагает, что основное применение его детище найдет в вооруженных силах, в частности, в войсках спецназа, которые смогут с его помощью преодолевать минные поля и другие препятствия. Не случайно министерство обороны США стало одним из заказчиков компании «Миллениум джет», выделив ей 5 млн долларов. НАСА также поддерживает этот проект, и разрешила Моширу проводить испытания в аэродинамической трубе своего испытательного центра.

Конструктор сознает, что пока им сделаны лишь первые шаги и 19 секунд полета – еще не гарантия окончательного успеха. «Прежде чем научиться бегать, надо научиться ходить», – философски размышляет Мошир, добавляя, что программа испытаний будет продолжена. Он уверен, что в соответствии с контрактом сможет представить Пентагону готовый к полетам «Соло-трек» к концу 2003 года.

Инженер надеется, что аппарат найдет достойное применение и в гражданской жизни, например, среди туристов. Однако эксперты высказывают по этому поводу серьезные сомнения, отмечая, что его использование связано с весьма высоким риском.

Как мы уже упоминали, в 1869 году отставной поручик российской армии Александр Лодыгин разработал проект «электролета» – летательного аппарата с несущим винтом, приводимым во вращение электродвигателем. Тогда проект не был реализован, ввиду отсутствия средств и «чрезмерной новизны».

И к этой идее удалось вернуться лишь в 30-е годы XX века, когда электрогеликоптерами занялся инженер-электрик, будущий академик Андраник Иосифьян. Ему удалось создать прототип современных вертолетов-роботов, точнее, дистанционно управляемых беспилотных вертолетов. В 1933–1935 годах Иосифьян вместе с инженером Б. Блиновым разработал и построил беспилотный микровертолет весом всего 28 кг. Он был оснащен соосным несущим винтом диаметром 1,8 м, вращавшимся электродвигателем, питание к которому подавалось по кабель-тросу от сети.

В 1941 году Иосифьян оснастил двумя электродвигателями вертолет ЦАРИ 5-ЭА. Длинный бронированный кабель-трос позволил летчику-испытателю В. Карпову не только набирать приличную высоту, но и выполнять полеты по кругу. К сожалению, продолжению столь интересных работ помешала война…

К идее привязного вертолета конструкторы ряда стран вернулись лишь в середине 60-х годов. Например, итальянский инженер К. Марчетти построил привязной геликоптер с соосными несущими винтами, который предназначался для метеонаблюдений и аэрофотосъемки.

Несколько позже подобный аппарат разработали конструкторы западногерманской фирмы «Дорнье». Созданный ими вертолет До-32К «Кибиц» мог поднимать до 85 кг.

Параллельно с привязными вертолетами некоторые зарубежные фирмы занимались и разработкой свободно летающих аппаратов, которые могли бы совершать полеты по запрограммированному маршруту или менять скорость и высоту по командам с земли.

Так в те же 60-е годы американская фирма «Жиродайн» разработала на базе микровертолета «Ротосайкл» винтокрылый робот QH-ЗОД, принятый на вооружение ВМФ США. Этот аппарат оснащался автопилотом, электронной системой управления силовой установкой и двумя акустическими самонаводящимися торпедами Мк-44, предназначенными для борьбы с подводными лодками.

Демонстрационные полеты одной из модификаций робота прошли довольно гладко. Аппарат послушно взлетал с палубы противолодочного корабля, сбрасывал торпеды в заданном районе и возвращался. Пентагон поспешил заказать большую партию роботов, но спешка, как известно, к добру не приводит. Вскоре из 750 аппаратов, принятых флотом, 362 разбились из-за конструктивных дефектов, в частности самопроизвольного отключения аппаратуры управления.

В 70-х годах канадская фирма «Канадир» выпустила дистанционно управляемый аппарат CL-89 и даже поставила несколько экземпляров коллегам по блоку НАТО. Эти 156-килограммовые аппараты запускались с платформы, после набора высоты фотографировали местность (в том числе и ночью, в инфракрасном диапазоне), а затем возвращались и спускались на парашюте в заданной точке. В дальнейшем эта фирма разработала вертолет-робот CL-227, причем одновременно в двух вариантах – с двигателем Ванкеля и турбовинтовой силовой установкой. Масса аппаратов составляла 130 кг, скорость достигала 130 км/ч, а благодаря экономичным двигателям вертолеты обоих вариантов могли держаться в воздухе по 2–3 ч.

Английские инженеры компании «Уэстленд» принялись за разработку вертолетов-роботов в 1968 году. И спустя пять лет фирма продемонстрировала свой вертолет «Уисп» на традиционной международной авиационной выставке в Фарнборо. В одном из полетов он отснял и передал на землю панораму выставки. В 1973 году серийные образцы «Уиспа» поступили на вооружение британской армии.

С той поры во всем мире вертолеты без пилотов все чаще используются на практике. Причем в последнее время конструкторы все чаще стремятся создать вертолеты-невидимки.

Например, созданный в МАИ аппарат с нарочито острыми углами и гранями, выкрашенный в черно-матовый цвет, даже с выключенным двигателем выглядит впечатляюще. Диаметр воздушного винта около двух метров. Примерно столько же от кончика носа до компенсирующего винта на конце хвостовой балки. Приводится аппарат в действие мотором мощностью в 4,5 кВт. Топлива на борту хватает на час полета. За это время вертолет способен улететь за 70 км, имея на борту до 18 кг груза.

«При разработке мы постарались, чтобы аппарат в разобранном состоянии можно было разместить в багажнике легковой машины, – рассказал один из создателей этой машины Александр Владимирович Укладов. – Собирается он одним человеком буквально за несколько минут и тут же может быть отправлен в полет. Малый шум двигателя, черный цвет, небольшие размеры и незаметность в лучах радара делают эту машину практически невидимой в ночной тьме. Сама же она видит все прекрасно благодаря размещенной на борту инфракрасной телекамере ночного видения. Кроме того, по желанию заказчика, вертолет может быть оснащен и другой спецтехникой для проведения разведки, доставки небольших грузов и выполнения других заданий»…

Вообще же о том, что вертолеты без пилотов в наши дни могут во многих случаях оказаться даже предпочтительнее обычных боевых машин, одним из первых в нашей стране заговорил член-корреспондент РАН, Генеральный конструктор ОАО «Камов», Герой России С. В. Михеев. Создатель «Черной акулы», «Аллигатора», «Касатки» и других боевых вертолетов, известных во всем мире, тем не менее полагает, что есть класс задач, с которыми беспилотные летательные аппараты справятся лучше пилотируемых. И или, по крайней мере, их применение обойдется намного дешевле как с финансовой, так и с человеческой точки зрения.

«Такой вертолет не жалко послать и туда, откуда нет возврата», – сказал он на пресс-конференции, проведенной фирмой «Камов» во время работы последнего международного авиасалона в Жуковском.

И свои слова камовцы подтвердили делом. Еще в 1994 году в ОКБ «Камов» было начато проектирование беспилотного вертолета Ка-137. Ныне он входит в состав многоцелевого беспилотного вертолетного комплекса МБВК-137, который может быть исполнен в одном из трех вариантов: грунтово-мобильном, корабельном и аэромобильном.

Проще всего представить работу такого комплекса в аэромобильном варианте. Ка-137 цепляют на тросе к вертолету Ка-32 и доставляют на внешней подвеске непосредственно к месту действия. Здесь трос отцепляют, и Ка-137, управляемый по радио с борта вертолета-матки, отправляется на выполнение боевого задания.

Аналогично Ка-137 можно базировать на палубе боевого корабля или даже в кузове «КамАЗа». Управление в таком случае осуществляется из корабельной рубки или из кабины автомобиля.

По внешнему виду этот вертолет представляет собой шар с двумя соосными винтами наверху и четырьмя стойками шасси снизу. В оболочке шара есть большое окно для телекамер, фотоаппаратов радаров и прочей техники наблюдения.

Шаровая форма позволяет вертолету лететь в любую сторону без разворота и до минимума снизить моменты инерции и воздушного сопротивления. А бортовая система автоматического управления с элементами искусственного интеллекта позволяет в случае необходимости вести полет, копируя рельеф местности.

Ныне Ка-137 выпускается малыми партиями и используется для пожарного патрулирования лесных массивов и торфяников, обследования нефтегазопроводов, проведения инженерной, радиационной, биологической и химической разведки, а также для оперативной доставки экстренных грузов специального назначения.

Существует еще немало моделей и аппаратов совсем небольших размеров. Их особенно уважают коллеги знаменитого агента 007. Ведь такой аппарат, оснащенный телекамерой и чувствительным микрофоном, может незаметно проникнуть за самый высокий забор и поведать немало интересного.

Причем современным Джеймсам Бондам даже вовсе не обязательно заказывать подобную технику в спецмастерских. Сегодня даже в магазине игрушек можно купить радиоуправляемый вертолет, который в умелых руках способен на многое. Например, на спор асы-операторы выполняют такой трюк. Цепляют к вертолету пакетик чая на длинной нитке. Аппарат взмывает в воздух, подлетает к столу и аккуратно опускает пакетик в стакан с кипятком. Ждет пару минут, пока чай заварится и столь же аккуратно извлекает пакетик.

А уж залететь в открытое окно и сфотографировать все, что есть в доме или на письменном столе, опустить в дымоход камина чувствительный радиомикрофон, для такого вертолета и его оператора – сущие пустяки.

Стоит такой вертолетик с диаметром ротора около 50 см до 20 тысяч рублей. Для обычной игрушки, согласитесь, дороговато. Поэтому и используют подобные модели чаще всего на соревнованиях да на спецзаданиях.

И дело идет к тому, что вскоре охранникам на спецобъектах придется обращать внимание даже на насекомых. Во всяком случае, японскому инженеру Осаме Миядзаве уже удалось создать вертолетик с диаметром ротора 13 см, высотой 7 см и весом всего 9 г. Несмотря на это, аппарат не только прилично летает, но и способен нести на борту миниатюрную телекамеру с радиопередатчиком.

И это еще не предел миниатюризации. Ведь, в отличие от пилотируемых вертолетов, беспилотные можно сделать в принципе сколь угодно маленькими…

В воздухе – винтокрылы

Взлетать по-вертолетному, летать по-самолетному – таково кредо этих летающих гибридов. В разные времена и в разных странах их называли по-разному – то винтокрылами, то конвертопланами, а то и дисколетами. Но начнем мы рассказ о гибридных летательных аппаратах с автожира. Ведь он появился практически одновременно с вертолетом.

Автожир, несомненно, дальний родственник вертолета. Так называют гибридный летательный аппарат, сочетающий в себе черты самолета и вертолета. Название происходит от двух греческих слов (autos – сам и gyros – вращение) и довольно точно обозначает главную особенность машин такого типа. Вместо привычного крыла он имеет вертолетный винт и пропеллер на носу. Причем винт, как правило, вращается не от мотора, а просто под напором ветра, когда машина разбегается по полю, начиная взлет.

Такой способ полета был изобретен испанским конструктором Хуаном де ла Сиервой. Получилось это, как ни странно, согласно известной русской поговорке: «Не было бы счастья, да несчастье помогло».

Свой первый самолет – большой трехмоторный транспортный биплан для испанских ВВС – молодой испанский инженер построил в 1919 году. Нанятый для испытаний пилот – капитан Риос – благополучно поднял его в воздух и совершил несколько полетов.

Сиерва уже потирал руки, предвкушая получение обещанного военным министерством большого денежного приза. Однако в одном из полетов Риос допустил ошибку пилотирования, самолет потерял скорость на малой высоте, сорвался в штопор и разбился вдребезги. Пилот чудом остался жив, однако самому Сиерве вместо награды достались одни долги.

После этого случая конструктор решил больше не строить самолеты и переключил свое внимание на летательные аппараты, способные висеть в воздухе даже при нулевой скорости – геликоптеры.

Изучив все, что было исследовано до него, молодой конструктор начал с экспериментов в аэродинамических трубах, которые подтвердили его догадку, – предварительно раскрученный винт продолжал вращаться и при отключении двигателя, создавая подъемную силу. Так Сиерва открыл авторотацию – эффект самовращения несущего винта.

Продолжая аэродинамические исследования, конструктор пришел к выводу, что авторотирующий винт вполне заменит крыло самолета. В этом и состояла суть идеи Сиервы, которую современники назвали самым значительным изобретением в области авиации за двадцать лет ее практического развития.

Вслед за исследованиями на свет появился и реальный аппарат, получивший название «автожир». Он представлял собой обычный самолетный фюзеляж со свободно вращающимся несущим винтом вместо крыла.

И вот 10 января 1923 года пилот Гомес Спенсер впервые поднял автожир в воздух. Из-за реактивного момента вращающего ротора аппарат после взлета потянуло влево и он упал. Но поскольку высота была небольшая, то все обошлось лишь небольшой поломкой.

После ремонта пилот учел первоначальную ошибку и смог пролететь по прямой на высоте около 2 м дистанцию аж в 183 м.

Таково было начало. В дальнейшем Сиерва научился компенсировать гироскопический эффект и реактивный момент, шарнирно закрепляя лопасти несущего винта на несущей втулке, добавил и еще кое-какие усовершенствования. В итоге через два года после первого полета, 12 декабря 1924 года, пилот Хоакин Лорига поставил первый мировой рекорд для автожиров, совершив перелет с одного аэродрома на другой, преодолев в общей сложности более 10 км. Средняя скорость полета составила 77 км/ч.

Такие данные вызвали искреннюю зависть вертолетчиков, машины которых в основном лишь попрыгивали. Сиерва же не успокоился на достигнутом и вскоре вместе со своим другом Анри Буше, собственноручно пилотируя автожир, стартовал из лондонского аэропорта Кройдон, намереваясь достигнуть Парижа. По пути отважные авиаторы впервые на винтокрылом аппарате пересекли Ла-Манш и, приземляясь несколько раз для дозаправки, к вечеру и в самом деле достигли французской столицы.

Рекордный перелет стал мировой сенсацией. А сам изобретатель основал в Англии фирму по производству автожиров, которая поставляла их во многие страны мира. Строили по лицензии подобные аппараты также во Франции и США.