Текст книги "100 великих рекордов авиации и космонавтики"

Еще одно применение гибридов самолета и вертолета – доставка грузов в таежную глушь Сибири, в джунгли Бразилии или ледяные пустыни Антарктиды. Именно там, в самых потаенных уголках Земли, скрываются в недрах залежи редких металлов, месторождения нефти и природного газа. До сих пор эти богатства остаются нетронутыми только потому, что слишком дорого оказывается доставить к месту разработки оборудование и рабочую силу.

Однако уже в ближайшие десятилетия ситуация может радикально измениться, если в небо поднимутся флотилии летательных аппаратов нового типа – могучих, маневренных и стремительных. Причем для взлета и посадки им будут уже не нужны бетонные полосы аэродромов.

Основатель авиакомпании GBA Дэвид Гроен рассказал, что еще лет сорок назад британская компания FAIREY AVIATION разработала принципиально новый тип летательного аппарата и дала ему имя «ротодайн».

Он представлял собой автожир, у которого на кончиках лопастей крепились небольшие реактивные двигатели. Они раскручивали винт для вертикального взлета и посадки, а в крейсерском полете выключались, в действие вступал обычный двигатель с традиционным пропеллером, и 44-местный аппарат разгонялся до скорости в 300 км/ч.

Эта конструкция была успешно реализована, показала неплохие результаты на испытаниях. Однако ни военные, ни гражданские потребители не проявили к ней интереса, и про нее в конце концов забыли.

Теперь Гроен предлагает весьма простой путь создания гибридов: он предлагает брать готовые самолеты серийного производства и снабжать винтом вертикального взлета. Среди всего разнообразия самолетов ему уже удалось подобрать полдюжины наиболее подходящих для переделки.

Так, Гроен утверждает, что можно было бы без особых затрат из транспортного самолета «Локхид Мартин С-130» сделать большегрузный «жиролифтер». Установка на нем большого горизонтального пропеллера с реактивными двигателями не сулит каких-либо сложностей в технологическом или конструкторском плане.

Эта идея прошла обкатку на 6-местном самолетике «Сессна Скаймастер» с оригинальным расположением моторов – спереди и сзади. Передний заменили газотурбинным двигателем «Роллс-Ройс», на месте заднего разместили широкий грузовой люк, крылья укоротили, а двухкилевое хвостовое оперение перевернули так, чтобы оно не мешало вращению большого вертолетного ротора. Этот пропеллер с системой подвески был взят с уже выпускаемого автожира «GBA Hawk 4» и закреплен в точках стыковки крыльев с фюзеляжем. Как утверждает Гроен, в полете гибрид вел себя не хуже специально сконструированного жироплана.

Еще один вариант подобного гибрида – «Гелиплан Картер-коптер» – по грузоподъемности и летным характеристикам будет сравним с транспортом «Геркулес C-130J». Во всяком случае, так полагает еще один изобретатель, основатель одноименной компании Джей Картер. А вот взлетать, зависать и садиться он сможет, как настоящий вертолет. При горизонтальном полете вращение ротора замедлится, а подъемную силу будут обеспечивать узкие длинные крылья.

Причем если Гроен для вертикального взлета использует энергию реактивных двигателей на кончиках лопастей, то Картер просто подвесил на конец каждой лопасти по стокилограммовому грузу. Перед взлетом горизонтальный пропеллер раскручивается до скорости 128 оборотов в минуту от постороннего мотора. По мнению Картера, грузы на концах лопастей при этом будут аккумулировать кинетическую энергию подобно тяжелому маховику. И запасенной энергии вполне хватит для вертикального взлета. А к тому времени вращение подъемного винта замедлится, и гелиплан перейдет в крейсерский режим горизонтального полета. На скорости 650 км/ч винт будет делать всего 25 оборотов в минуту и добавлять 20 процентов к подъемной силе крыльев. А при большей скорости винт можно и вообще остановить…

…Первое, что бросается в глаза, когда смотришь на модель этого удивительного летательного аппарата, – дискообразное крыло-ротор, возвышающееся над фюзеляжем. Оно-то и определило название новой машины – турбодисколет.

Вообще-то идея эта не новая. Первые аэропланы с дискообразным крылом наши соотечественники начали создавать еще в начале прошлого века. Так, самый-самый первый «сфероплан» русский изобретатель А. Г. Уфимцев предложил еще в 1909 году. Пик «моды» на аппараты такого рода пришелся у нас на 1930-е годы, а потом постепенно сошел на нет – аппараты оказались весьма неустойчивы в полете, особенно на взлете и посадке.

Вторая волна интереса к дисколетам наблюдалась в Германии времен Третьего рейха. Немецкие изобретатели подошли к проблеме с другой стороны и стали создавать своего рода «летающие тарелки», которые по своей конструкции были, пожалуй, ближе к вертолетам, нежели к самолетам. Например, экспериментальный аппарат Фокке-Вульф-500 «Шаровая молния» Курта Танка представлял собой дискообразный корпус типа «летающее крыло», над бронированной кабиной которого размещались лопасти большого диаметра, вращаемые турбореактивным двигателем.

По идее дисколет мог взлетать, подобно вертолету, а потом лопасти останавливались, и аппарат продолжал полет как самолет. Дисколет задумывался как многоцелевой летательный аппарат, который мог служить перехватчиком, разведчиком и штурмовиком для уничтожения танков и прочих бронированных целей.

По планам серийное производство «Шаровой молнии» должно было начаться в 1946 году. Однако май 1945 года перечеркнул все планы нацистов, и идея канула в Лету.

Однако не была забыта окончательно. То здесь, то там конструкторы возвращаются к ней вновь и вновь, создавая проекты разного рода дисколетов и даже «инолетов». Причем с учетом того, что наука и техника не стоят на месте, проекты эти с каждым разом становятся все совершеннее…

Тем не менее специалисты из Татарстана даже в этом ряду стоят особняком. В Казанском авиационном институте (КАИ), ныне Казанский государственный технический университет им. А. Н. Туполева (КГТУКАИ), еще до Великой Отечественной войны строились самолеты, успешно конкурировавшие с изделиями государственных конструкторских бюро Туполева, Ильюшина и других. Будущие авиационные инженеры из Казани не раз побеждали на своих аппаратах во всесоюзных соревнованиях. Их идеи воплощались в готовые изделия, каждый студент находил в этом процессе свой интерес. Развивались и наука, и производство.

Эти славные традиции не забыты и по сей день. На кафедре КГТУ-КАИ, выпускающей инженеров по вертолетостроению и эксплуатации, на основе запатентованных изобретений выпускника стипендиата Президента РФ Виталия Павлова и его отца – профессора, заслуженного деятеля науки РФ и Республики Татарстан Владимира Павлова, создан летательный аппарат нового типа – турбодисколет.

Аппарат имеет вращающееся дисковое крыло, из которого на взлете и посадке, а также при аварийном отказе двигателя выдвигаются лопасти вертолетного типа, превращая диск-крыло в несущий винт. Когда же аппарат набрал высоту, лопасти убираются, диск перестает вращаться и аппарат становится самолетом, который при соответствующем исполнении может быть даже сверхзвуковым.

Интересная деталь: предложенное дисковое крыло может быть также использовано для малых дистанционно пилотируемых летательных аппаратов и для посадки ступеней ракет, космических экипажей, в том числе и при аварийных ситуациях.

Профессор Павлов полагает, что подобные аппараты также весьма пригодились бы в ходе спасательных операций, когда, например, на Дальнем Востоке затонул батискаф. «Нашим аппаратом его можно было бы легко вытащить и доставить на сушу», – подчеркнул изобретатель.

Авторы также полагают, что турбодисколет позволит, наконец, сделать авиацию безаэродромной; ей окажутся попросту не нужны дорогостоящие взлетно-посадочные полосы, станет доступным любой «медвежий угол» Сибири и Дальнего Востока.

В будущем на основе данной концепции могут быть созданы сверхзвуковые самолеты-спасатели со взлетным весом до 400–500 тонн, способные оказать помощь экипажам терпящих бедствие надводных и подводных кораблей при любой погоде; пассажирские авиалайнеры, имеющие средства спасения всего аппарата в целом; супертяжелые вертолеты, грузоподъемностью до 1000 тонн и т. д.

Идею поддержал генеральный конструктор Конструкторского бюро им. Н. И. Камова Сергей Михеев. Патенты Павловых также не раз завоевывали золотые и серебряные медали на международных и российских конкурсах.

Построены уже макеты и летающие модели. Нужно лишь командное решение о развертывании работ по полной программе. Однако пока первые лица нашего государства раздумывают, вовсю разворачиваются аналогичные разработки за рубежом.

Американцы уже опередили нас, запустив в серию аппарат вертикального взлета и посадки «Оспрей». И кто знает, не увидим ли мы в небе вскоре и дисколет зарубежного производства. Ведь наш, повторим, пока существует лишь в виде модели…

В недрах авиапромышленности многих стран ныне вызревают проекты аппаратов с фантастическими свойствами. Сверхлегкие и высокопрочные композитные материалы позволяют создать многовинтовые машины, способные поднять в воздух многие сотни тонн груза.

До недавнего времени считалось, что скорость винтокрылого аппарата ограничивается так называемым барьером «мю». Параметр «мю» – это соотношение поступательной скорости аппарата и скорости кончиков несущего винта. При скоростях, когда «мю» достигает единицы, полет становится крайне нестабильным. Однако современные конструкторы нашли способ решить эту проблему за счет систем автоматического управления. Прорыв сквозь барьер «мю» откроет дорогу к созданию тяжелогрузных гибридов, способных летать даже на рекордных, сверхзвуковых скоростях.

Крылья над водой

В 2003 году авиаторы нашей страны отметили 100-летний юбилей замечательного авиаконструктора Г. М. Бериева – одного из немногих специалистов в мире, который всю свою жизнь посвятил созданию «летающих лодок». Именно во многом благодаря ему, его последователям и ученикам наша страна и по сей день занимает ведущее место в мире по гидросамолетам.

Но что это за машины такие, которым в одинаковой степени подвластны и воздух, и вода?

«Авиация зародилась на стыке суши и моря, – заметил как-то один из учеников Бериева, генеральный конструктор Таганрогского авиационного научно-конструкторского предприятия Г. С. Панатов. – Вспомните хотя бы, что свой первый полет самолет братьев Райт совершил на побережье, в местечке Китти-Хок»…

В дальнейшем гидроавиация стала отдельным направлением, временами весьма сильно конкурировавшим с авиацией сухопутной. Это и понятно: две трети поверхности нашей планеты занимает вода – идеальный аэродром для гидросамолетов. Ну как им не воспользоваться?!

Наверное, поэтому многие пионеры авиации – Фабр, Дорнье, Гакель, Кертисс, Сикорский, Григорович и другие – в определенные периоды своей конструкторской деятельности отдавали предпочтение именно «летающим лодкам».

Была в них и острая практическая нужда. Флотоводцы того времени при отсутствии радаров только с «летающих лодок» могли получить информацию о противнике, скрывающемся за горизонтом. И во многих странах мира в начале XX века начинают строить патрульные и разведывательные гидросамолеты, в том числе и такие, которые могли базироваться на палубе надводных кораблей и даже подлодок.

Начав с маленьких, иногда даже складных самолетов, гидроавиаторы очень скоро поняли преимущества морской авиации перед сухопутной. Отсутствие шасси, достаточные просторы акваторий позволили конструкторам создавать самолеты с большой взлетной массой. В 30-40-е годы XX века гидросамолеты фирм Мартин («Марс»), Дорнье («До-Х»), Сандерс-Ро («Принцесса») имели приличный даже для наших дней взлетный вес – от 50 до 150 т. Их салоны были настолько просторны, что иногда пассажиры размещались даже в отдельных каютах, словно на морских лайнерах.

Кстати, летающей лодке Дорнье («До-Х») принадлежит и титул самого большого гидросамолета, построенного между двумя мировыми войнами. С полной нагрузкой он имел массу 56 т. Всего было построено три экземпляра «До-Х», имевшие по 12 двигателей каждый. В одном из полетов, совершенном 21 октября 1929 года, экипаж из 10 человек взял на борт сразу 159 пассажиров, причем 9 из них при последующем контроле оказались безбилетниками.

Хорошая обтекаемость поплавков позволяла гидросамолетам даже обгонять сухопутные летательные аппараты с неубирающимися шасси. Не случайно первые рекорды скорости были установлены именно «летающими лодками». Так, скажем, в 1934 году гидросамолет Макки-Костальди «МС-72» развил скорость 709,2 км/ч!

В ответ на достижения зарубежных конструкторов в ОКБ Г. М. Бериева в 1949 году был разработан проект гидросамолета, получившего полуофициальное название «Принцесса».

Летающая лодка с шестью турбовинтовыми двигателями ВК-2 предназначалась для патрульной службы и дальней разведки в открытом океане, противолодочных операций, транспортных и десантных операций, постановки минных заграждений и высотного торпедометания.

Экипаж должен был состоять из 12 человек: двух летчиков, штурмана-бомбардира, двух борттехников, оператора радиолокационной станции, бортрадиста и пяти стрелков. Причем 9 человек – летчики, штурман-бомбардир, борттехники, оператор, бортрадист и двое стрелков – размещались в носовой части лодки, в общей герметичной кабине. Еще трое стрелков – в герметичной кабине, расположенной в хвостовой части лодки. В отсеках лодки мог перевозиться десант в количестве 150 человек с личным оружием, боеприпасами и прочим снаряжением.

Силовая установка включала 6 турбовинтовых двигателей ВК-2 с шестилопастными винтами, мощностью 4200 л. с. каждый. Диаметр каждого винта составлял 4,8 м.

Проект так и не был осуществлен. В мире уже поговаривали о создании реактивных гидросамолетов. Имелись уже чертежи реактивной лодки Р-1, совершившей первый полет в 1952 году, и у нас. И было понятно, что время тихоходных летающих лодок-гигантов прошло и функции океанских патрульных лодок будут выполнять машины с реактивными двигателями.

Опыт, набранный во время первого этапа развития гидроавиации, сослужил ей хорошую службу во время Второй мировой войны. Морская авиация оказалась хорошим средством для обнаружения и уничтожения не только надводных судов, но и подлодок, проводила быструю и эффективную разведку, операции по спасению моряков и летчиков с кораблей и самолетов, подбитых противником… Разрабатывались даже гидросамолеты, предназначенные для высадки десанта с моря на берег.

Период «холодной войны», когда во флотах противоборствующих стран появились атомные субмарины-ракетоносители, еще больше повысил роль гидроавиции на море. Охотники за подводными лодками на базе гидросамолетов могли не только часами «висеть» в воздухе, барражируя над заданным районом, но и попросту приводниться, выключить двигатели и, затаившись, многие часы, а то и сутки прослушивать морские глубины с помощью гидроакустических буев и станций. Классическим примером такого гидросамолета может послужить «Бе-12» разработки Г. М. Бериева, многие десятилетия верой и правдой служивший нашей армии и флоту.

В 50-60-е годы XX века разрабатываются и ударные гидросамолеты. То есть такие, которые бы, обладая большой дальностью полета, достаточной грузоподъемностью, могли доставлять через океан атомные бомбы и ракеты. В качестве примера можно вспомнить хотя бы наш «Бе-10» (взлетная масса 50 т) и американский «Си-Мастер» (88,9 т).

Чтобы не стать легкой добычей средств ПВО противника, ударные самолеты должны были иметь и высокую скорость. Поэтому конструкторы стали думать об оснащении гидросамолетов реактивными двигателями. Но сделать это оказалось куда труднее, чем на суше.

Не будем забывать, что «летающая лодка», стартуя, разгоняется подобно гоночному скутеру. Но где вы видели реактивные катера?.. А все потому, что весьма трудно рассчитать конструкцию легкую, и в то же время настолько прочную, чтобы она могла противостоять ударам волн на большой скорости. А гидросамолет должен ведь не просто разогнаться, но еще и оторваться от водной поверхности, набирать высоту, а в конце полета столь же благополучно приводниться.

Какими должны быть при этом обводы корпуса? Как сделать, чтобы водяные брызги не попадали в воздухозаборники турбореактивных двигателей, нарушая режим их работы? Какие материалы использовать, чтобы они могли успешно противостоять усталостным вибрациям, натиску коррозии в воздухе и на воде?.. На все эти и многие десятки других вопросов должны были ответить специалисты, создавая реактивный гидросамолет.

Комплекс проблем оказался настолько сложен, что создание такой машины как у нас, так и за рубежом затянулось на долгие годы, не раз и не два останавливалось из-за тяжелых аварий.

Но не зря же говорят, что на ошибках можно многому научиться. В ходе исследовательских работ было сделано немало открытий и изобретений. Скажем, фирма Бериева опробует на многоцелевом самолете-амфибии гидрокрылья (что-то вроде подводных крыльев, которые ныне имеют многие скоростные речные и морские суда), фирма Конвер – для аналогичных целей использует гидролыжи…

Чтобы можно было с одинаковым успехом садиться как на воду, так и на сушу, самолеты-амфибии оснащаются все более совершенными системами колесных шасси. А в 1962 году главным конструктором Р. Л. Бартини был предложен вообще оригинальный проект экспериментального самолета-амфибии МВА-62 с вертикальным взлетом. Самолет этот, выполненный по схеме «летающее крыло», должен был взлетать и садиться на два больших надувных поплавка, которые в полете сдувались и убирались в фюзеляж.

Набравшись необходимого опыта, наши конструкторы создали первый в мире серийный реактивный самолет-амфибию А-40 «Альбатрос». Он начал полеты в 1990 году. И уже в ходе летных испытаний установил 126 мировых рекордов, послужил основной для разработки целого ряда модификаций – поисково-спасательной, транспортной и т. д.

Начавшаяся конверсия дала возможность наряду с военным самолетом разработать и его гражданский аналог Бе-200, одинаково пригодный для перевозки как грузов, так и пассажиров. Ныне этим самолетом заинтересовалось МЧС России, предполагается продажа его за рубеж.

Научно-исследовательские и конструкторские работы последних десятилетий привели к созданию на базе амфибий и транспортных аппаратов нового типа – экранопланов или экранолетов.

И здесь наши специалисты оказались на высоте: в короткий срок ими создан целый ряд аппаратов, которым нет аналогов в мире. Особенно удивляют зарубежных инженеров экранопланы «Орленок» (взлетная масса около 120 т), «Лунь» (350 т) и опытный КМ (450 т).

Экранопланом, кто не знает, называется летательный аппарат, весьма напоминающий обычный гидросамолет, но с несколько укороченным крылом. Большое крыло ему не нужно потому, что в своем полете на высоте 3–5 м над водой он опирается на воздушную подушку – область повышенного давления, создаваемого при быстром движении над подстилающей поверхностью – землей или водой.

Полет в таком режиме требует также меньшего расхода топлива, не столь мощных и шумных двигателей и т. д., но вместе с тем обеспечивает движение с достаточно высокой скоростью – 450–650 км/ч. Причем для более легкого взлета некоторые машины этого класса имеют специальные взлетные двигатели, реактивная тяга которых направлена вниз, облегчая отрыв аппарата от воды. Ну а дальнейший крейсерский полет проходит при помощи лишь турбовинтового двигателя.

Впервые идею создания подобных аппаратов предложил авиаконструктор Роберто Орос ди Бартини (или Роберт Людвигович Бартини) – «красный барон», как его называли, который прожил в нашей стране 51 год, создав за это время множество проектов. И хотя реально построенные аппараты можно пересчитать по пальцам, каждый из них – веха в авиации.

Он и заговорил первым об аппарате, совмещавшем в себе преимущества самолета и корабля. «Самолет хорошо летает, но плохо поднимается и садится, вертолет хорошо поднимается и садится, но медленно летает, – говорил по этому поводу сам Бартини. – Я полагаю, выход в том, что вместо шасси надо использовать аэродинамический экран под корпусом летательного аппарата. Образующаяся при этом воздушная подушка сделает машины будущего – экранолеты – всеаэродромными или, если угодно, безаэродромными: они смогут садиться и взлетать всюду…»

Тогда же Бартини говорил об экранопланах-катамаранах грузоподъемностью в тысячи тонн, которые станут переправлять основную часть трансокеанских грузов заметно быстрее кораблей – с самолетной скоростью.

Выступая в открытой печати, по условиям секретности он не мог тогда сказать прямо, что уже строит уменьшенный прототип 2,5-тысячетонного экраноплана с вертикальным взлетом. Подъем аппарата над водой на 1–2 м позволил бы ему стартовать независимо от морского волнения.

Проектирование началось в районе станции Ухтомская под Москвой, где теперь находится вертолетная фирма имени М. Л. Миля, а в 1963 году документацию передали в Таганрог на фирму Г. П. Бериева, где и приступили к постройке машины, которую назвали вертикально взлетающей амфибией ВВА-14.

Работа над ВВА-14 шла ни шатко, ни валко – для фирмы она считалась не самой главной, здесь строили в основном военные «летающие лодки». Сам Роберт Людвигович по разным причинам тоже бывал в Таганроге лишь наездами… В общем, построили аппарат, да и то не окончательно, лишь в 1974 году.

Внешне амфибия оказалась настолько необычной, что получила прозвище «Змей Горыныч». При длине 26 м имела крыло размахом 30 м. Оно было составным – широкая срединная часть (центроплан) и сужающиеся консоли. Вертикальный взлет Бартини собирался обеспечить за счет обдува крыла – над ним создается разрежение, увлекающее машину вверх. Двигатели для обдува предполагалось установить на пилонах, под крыльями. Рассматривался и другой вариант – постановка в центроплане вертикально расположенных подъемных двигателей.

Так или иначе, но к началу летных испытаний они на фирму еще не поступили. Два маршевых же, турбовентиляторных, тягой по 6,8 т, уже стояли. По расчетам полный взлетный вес «Горыныча» должен был составить 52 т. Под крылом у него, подобно катамарану, располагались два надувных поплавка длиной 14 м, диаметром 2,5 м, на которые он должен был приводняться.

Аппарат неспешно достраивался, однако прибытие подъемных двигателей затягивалось еще больше – двигателисты никак не могли выйти на заданные параметры. Тогда решили начать летные испытания по урезанной программе. Поставили обычное самолетное шасси, «Горыныч» разбежался по полосе и поднялся в небо.

И после нескольких пробных полетов отправился своим ходом из Таганрога на летно-испытательную базу в подмосковный город Жуковский. Когда «Горыныч» приземлился, Бартини расплакался: это была первая его машина, которую он увидел в полете за многие десятилетия.

На испытаниях, все в том же недостроенном виде, она показала крейсерскую скорость 620–640 км/ч, дальность полета – 2450 км, потолок – 8000-10 000 м. Эффект экрана проявлялся уже на 9-метровой высоте (для экранопланов – чем выше, тем лучше). Поплавки раскрывались и складывались в воздухе за 38 с. И хотя при реальном приземлении их не испытали – подъемных двигателей так и не дождались – но в лабораторном стенде они показывали прекрасные амортизирующие свойства.

Бартини умер в декабре 1974 года. «Змей Горыныч» вернули обратно в Таганрог, но доделывать его уже никто не стал. Наоборот, надувные поплавки заменили металлическими лодками, спереди поставили пару двигателей для исследования поддува (нагнетания воздуха под плоскость), и аппарат, названный теперь самолетом 14М-1П, какое-то время «бегал» по воде, разгоняясь до 140 км/ч – так с его помощью изучались наилучшие режимы взлета гидросамолетов.

В конце концов его вновь переправили в Подмосковье, теперь уже в Монинский авиамузей, где он находится и поныне – обшарпанный, с отстыкованным крылом, озадачивая редких посетителей своей экзотичностью.