Текст книги "100 великих рекордов авиации и космонавтики"

Впрочем, по всей вероятности, «Геофизика» и «Белый рыцарь» – «последние из могикан» в своем роде. По мнению многих специалистов, в дальнейшем высотные полеты будут совершаться большей частью беспилотными летательными аппаратами.

Один из них – самолет «Кондор», разработанный еще в 80-х годах прошлого века, – был построен для Пентагона корпорацией Boeing как прототип шпионского воздушного корабля с размахом крыла больше, чем у «Боинга-747». Подсчитано, что его разработка обошлась в 300 с лишним миллионов долларов.

Во время одного из восьми испытательных полетов он поставил рекорд высоты, и представители Пентагона были весьма довольны этой машиной. Но затем времена изменились. И ныне вложившие деньги в его разработку агентства, связанные с Министерством обороны, утверждают, что «Кондор» им больше не нужен, что они не могут себе позволить тратить ежегодно 1,8 млн долларов на его содержание.

В защиту бывшего шпиона, как ни странно, выступили ученые-метеорологи. Они считают, что уничтожение такого самолета было бы непростительной тратой сил и средств. Ведь «Кондор» способен летать выше, чем обычные самолеты, однако значительно ниже спутниковых орбит. А это позволило бы изучить те атмосферные слои, в которых происходят важнейшие процессы, влияющие на состояние озонового слоя земли и глобальное потепление.

К тому же, по мнению ученых, этот самолет мог бы находиться в течение нескольких дней в воздушном пространстве и изучать те отдаленные зоны земной атмосферы, куда опасно посылать самолеты с пилотами – например, в те зоны, где бушуют грозы и образуются торнадо.

На нем можно было бы также проводить испытания приборов, предназначенных для спутников. “Кондор” представляет уникальную возможность для научных исследований и я, как ученый, всячески поддерживаю идею сохранить его», – полагает доктор Уильям Смит, профессор метеорологии Висконсинского университета в Мадисоне.

Ученые уже начали работу по использованию беспилотных самолетов для исследования атмосферы. НАСА сделало заказ на создание двух беспилотных машин меньшего размера и менее дорогих, чем «Кондор».

Одним из таких самолетов является «Персей», способный подниматься на высоту порядка 25 км, где над землей пролегает зона, которая весьма интересует ученых. Именно здесь спрятаны химические ключи к проблеме истощения озонового слоя над нашей планетой, глобального потепления и зарождения ураганов.

Внешне летательный аппарат для исследования верхних слоев атмосферы похож больше на планер, хотя имеет и двигатель. Пилотское место занимает приборный комплекс.

Прототип этого летательного аппарата под названием «Персей А» прошел летные испытания еще в начале 90-х годов XX века. С 1993 года ведется осуществление программы по сбору данных о верхних слоях атмосферы для американского космического ведомства НАСА.

Джон Лейфарт, президент фирмы «Орора», проектировавшей «Персей», говорит, что открытие дыры в озоновом слое над Антарктикой убедило ученых в необходимости обзавестись надежным летательным аппаратом для проведения химических исследований на высоте 25–30 км.

«Антарктическая дыра явилась полной неожиданностью для ученых, – сказал он. – Ее не предсказала ни одна из существовавших в то время моделей, не заметил ни один из спутников. Метеозонды, конечно, приносят известную пользу, однако многие измерения проходят при сильном ветре либо у поверхности Земли, либо в верхних слоях атмосферы. Представьте себе, каково находиться в лодке без весел…»

Благодаря «Персею» у этой «лодки» появится мотор, с помощью которого можно двигаться в любом направлении. Размах крыльев около 18 м, стартовый вес – 800 кг. В хвосте аппарата установлен пропеллер диаметром 4,5 м. Для разработки конструкции широко применялись методы автоматизированного проектирования, позволявшие моделировать заранее возможные условия полета.

Крылья, хвостовая балка и другие части аппарата выполнены из композиционных сверхлегких материалов, – графтопласта, кевлара, нонекса и других. Все это позволило создать аппарат, летающий на больших высотах с хорошими летными параметрами.

Поскольку диаметр двигателя больше, чем ноги шасси, то машина запускается как планер с пропеллером, закрепленным в горизонтальном положении. После того как будет набрана некоторая высота, буксировочный трос сбрасывается, включается двигатель и «Персей» уходит ввысь. В полете машина управляется компьютером как по командам с Земли, так и в автоматическом режиме, поскольку бортовой навигационный комплекс способен воспринимать и обрабатывать информацию от глобальной спутниковой системы определения местоположения.

И разведданные ныне поставляют беспилотные самолеты. Скажем, раз в сутки с авиабазы в Албании взлетает и берет курс на Боснию самолет, который похож на летающую модель. Легко прогибается под нагрузкой узкое крыло размахом несколько десятков метров, беззвучно шелестит винт большого диаметра, вращаемый мотором, установленным в теплоэкранированном, хорошо охлажденном отсеке. Так выглядит новый американский самолет-разведчик «Гнэт-750».

Создан он для ЦРУ по проекту «Тир-1» – составной части программы «Гроун Игл», в ходе которой исследовалась возможность замены искусственных спутников-разведчиков на беспилотные летательные аппараты длительного барражирования. Построенный фирмой «Дженерал Атомикс», самолет пока несет только оптико-электронные датчики, систему управления и блок передачи информации на расположенный не далее чем в 900 км пост управления. Но завтра эти показатели, конечно, могут быть значительно улучшены.

Для министерства обороны США уже выполняется программа «Тир-2», предполагающая создание десятка самолетов «Гнэт-750-45» с продолжительностью полета 40 часов на высоте 4600–7600 м при скорости порядка 180 км/ч. Летательные аппараты будут способны в течение 24 часов патрулировать местность на удалении до 929 км от места старта, неся на себе полезную нагрузку массой 230 кг. В качестве нее, кроме прочего, предполагается и РЛС, способная разглядеть с высоты 8 км любой предмет длиной около 30 см. И на подходе машины грузоподъемностью до 7000 кг и высотой полета до 19 км.

А вот сам самолет такой конструкции разглядеть очень не просто. Ведь в его стеклопластиковой конструкции просто нет элементов (кроме антенны), способных отражать радиоволны. В инфракрасном диапазоне наиболее заметны двигатели, но они надежно экранированы и интенсивно охлаждаются. Так что такие самолеты в какой-то мере можно сравнить с «летучими голландцами» пятого океана, с призраками, что способны многие часы неспешно плыть на больших высотах, сразу же передавая добытую информацию.

В такие вот конструкции, похоже, выродились давние мечты о самолете-призраке, которым уж без малого «в обед сто лет»

Еще в начале XX века печать обсуждала полет неслыханной дерзости, предпринятый немецкими летчиками. Под покровом ночи они сумели проскользнуть чуть ли не до пролива Ла-Манш и вернулись обратно, так и не замеченные французскими наблюдателями. «Скрытности полета в немалой степени способствовала обшивка аэроплана, выполненная из материала высокой прозрачности», – отмечали газеты.

Зачем понадобилась прозрачная обшивка, коль полет совершался все равно ночью, теперь остается лишь гадать. Однако так или иначе, к 20-м годам прошлого столетия были впервые сформулированы условия создания идеального аэроплана-разведчика: сам он должен быть невидимым, но замечать все. Как этого добиться?

Окончательного ответа на данный вопрос нет и по сию пору, хотя попыток решения задачи было предпринято немало. Расскажем хотя бы о некоторых из них.

Более четверти века тому назад в журнале «Техника – молодежи» под рубрикой «Антология таинственных случаев» был опубликован рассказ об интересном эпизоде из истории отечественной авиации.

Судя по воспоминаниям бывшего авиатора А. В. Вагуля, у нас в 30-е годы XX века проводились работы по созданию рекордного самолета-невидимки. Вагулю даже довелось самому присутствовать на его испытаниях. Выглядело это так…

Утром из опытного ангара вывели дунаевский самолет (так его уже окрестили на базе по фамилии изобретателя) и два истребителя И-16. Один из них был двухместный, «спарка». В переднюю кабину «спарки» сел кинооператор с аппаратурой.

По сравнению с истребителями таинственная машина и правда выглядела обычным небесным работягой, вроде какого-нибудь связного, санитарного или для первоначального обучения, – если б не ее ярко блестевшая под солнцем обшивка. Это мог быть отполированный металл, но до войны такую полировку если и применяли, то редко. В остальном же самолет был как самолет, напоминал всем знакомый У-2 (только моноплан). Скоростенка, надо полагать, километров 150–200, не больше. Подкосы, расчалки, две кабины без фонарей, с козырьками…

Летчик, поговорив с механиком, занял свое место. Приехало начальство, военное и гражданское, и с ними Дунаев. Он встал немного впереди, один.

Необычное началось сразу же, как только заработал мотор. Этого ждали: слух, что ждать надо именно запуска мотора, уже прошел по базе, поэтому зрители запомнили все детали. Донеслось, как полагается, ослабленное расстоянием «От винта!» и «Есть от винта!», потом из патрубков по бокам капота вырвались синие струи первых выхлопов, и тут же, одновременно с нарастанием оборотов, самолет начал исчезать из виду. Начал, говорил капитан Вагуль, истаивать, растворяться в воздухе…

Что он разбегается, оторвался, набирает высоту, можно было определить уже только по перемещению звука к лесу и над лесом. Следом немедленно поднялись оба истребителя: один стал догонять «невидимого», а со «спарки» это снимали. Съемка велась и с земли, одновременно с нескольких точек.

Погони не получилось. Истребители потеряли «невидимку». И зрители его потеряли. То есть несколько раз над полем, над городком, в совершенно пустом небе медленно прокатывался близкий звук его мотора, а истребители в это время метались совсем в другой стороне. Может быть, из соображений безопасности… Так продолжалось тридцать минут, и все убедились в бесполезности «погони». Истребители сели и отрулили с полосы. Летчики подошли с докладами к командиру базы.

Как стало известно, и съемка с земли ничего не дала (или, если угодно, дала слишком уж много). Операторы наводили объективы на звук, все небо, говорят, обшарили, но ни в одном кадре потом не обнаружилось ничего, кроме облаков. Даже тени того самолета не оказалось.

Вскоре он тоже сел. Слышно было, как он катился по бетонке, как остановился невдалеке от группы командования и развернулся. За бетонкой полегла трава под воздушной струей от невидимого винта.

Затем обороты упали, мотор стал затихать, и самолет опять «сгустился» на полосе, как джинн из арабской сказки.

Попытки разобраться в этой загадочной истории, в особенности конструкции, разумеется, делались. Прежде всего, об аналогичной конструкции писал известный наш историк авиационной техники В. Б. Шавров в свой «Истории конструкций самолетов в СССР до 1938 года».

Он вспоминал, что работы по созданию визуально «невидимого» самолета велись в Военно-воздушной инженерной академии имени профессора Н. Е. Жуковского до 1935–1936 годов под руководством профессора С. Г. Козлова. На первом самолете, совершившем несколько испытательных полетов, использовался принцип «прозрачности». Для этого полотняная обшивка легкого спортивного самолета АИР-З была заменена на обшивку из прозрачного материала типа целлулоид, а точнее, из оргстекла французского производства – родоида. Стенки силовых балок лонжеронов, поверхности других несущих большую нагрузку металлических элементов конструкции также были оклеены родоидом, покрытым с внутренней стороны зеркальной амальгамой. Капот, кабины, колеса и прочие части машины окрашены белой краской, смешанной с алюминиевым порошком, и отлакированы.

Что и говорить, все это было не зря придумано. Специально обработанные поверхности – прозрачные, зеркальные, белые, отлакированные – должны были породить какие-то оптические погрешности, аберрации, они как-то искажали изображение самолета. Но стать только из-за этого полностью невидимым тело столь сложной формы едва ли могло. Да еще в движении – при разных поворотах, при разном освещении. Почему же тогда работы были прекращены?

В. Шавров пишет: «Результат этих мероприятий был значителен. Самолет в воздухе быстро исчезал с глаз наземных наблюдателей… На кинокадрах не получалось изображение самолета, а на больших расстояниях не видно было даже пятен. Впрочем, родоид довольно скоро потускнел, потрескался, и эффект невидимости снизился».

Что же, выходит, дело лишь в качестве материала? Однако ведь этот первый опыт был проведен еще в 1937–1938 годах; в дальнейшем органическое стекло стало лучше, прозрачнее, прочнее. Нынешний плексиглас не трескается, не тускнеет, иначе его не применяли бы. Почему же не поднялась больше в воздух дунаевская или козловская «невидимка»?

Ответ на такой вопрос вряд ли может быть однозначным. Конечно, дело не в том, что прозрачная обшивка оказалась непрочной, а сам самолет – очень дорогим. Если бы И. В. Сталин дал соответствующие указания, самолет был бы в конце концов доведен, а зарубежный родоид заменен отечественным плексом.

Дело, наверное, все же было в другом. Наблюдатели, как это водится, преувеличили эффект невидимости. Конечно, с земли им многое и не было видно…

Но давайте попробуем прикинуть, насколько реально уменьшится заметность аэроплана для наземного наблюдателя, если сделать обшивку прозрачной? Примерно в 3–4 раза. Но окончательно невидимым самолет так и не станет. Более того, в некоторых случаях его заметность даже возрастет. Вспомните, например, как сверкают в лучах солнца, падающих под определенным углом, прозрачные крышки обыкновенной стрекозы…

Тем не менее идея создать малозаметный летательный аппарат не оставлена и по сию пору.

Прежде всего конструкторы пытаются решить ее, нанося на поверхность самолета специальную окраску. Стало уже хрестоматийным красить нижнюю поверхность военного самолета в голубой цвет безоблачного неба, а верхнюю – расписывать буро-зелеными или серо-белыми разводами в тон подстилающему ландшафту.

Согласно зарубежным источникам, в настоящее время ведутся интенсивные разработки по созданию красок-хамелеонов, которые бы меняли свой цвет в зависимости от окружающего ландшафта. Управлять изменением цвета и его интенсивности можно, например, с помощью наведенного электрического или магнитного поля, а то и просто интенсивностью окружающего освещения, как то происходит во всем известных очках со светофильтрами переменной оптической плотности. Еще одна идея – использовать в основе такой краски те же жидкокристаллические пигменты, что ныне используются в плоских мониторах для портативных дисплеев. Вот только стоить будет такая красочка, ох, недешево!

Впрочем, наши отечественные изобретатели предлагают иной выход из положения. Несколько лет тому назад московские изобретатели И. А. Наумов, В. А. Каплун и В. П. Литвинов запатентовали этакую современную шапку-невидимку. В ее основу положена система световодов с линзами на концах. Предположим, линзы-объективы, расположенные на верхней части самолета воспринимают окружающее небо, облака на нем и т. д. и транслируют его на нижнюю часть летательного аппарата, к линзам-окулярам.

В итоге наземный наблюдатель смотрит, что называется, в упор на объект, а видит вместо него лишь чистое небо с облачками. И напротив, наблюдатель с вышелетящего самолета или с орбиты будет видеть лишь наземный ландшафт, транслируемый как бы сквозь летательный аппарат. Но и здесь практическое применение изобретения упирается в его стоимость и немалую громоздкость оптической системы, создаваемой современными технологическими методами. Остается лишь надеяться, что в будущем технология позволит разрешить сегодняшние затруднения.

Впрочем, так ли уж необходим сегодня такой «прозрачный» самолет? Ведь современные средства ПВО ведут стрельбу по летательным аппаратам, ориентируясь не на визуальные наблюдения, а на засечки радарного экрана. А тут уж требуются иные критерии видимости.

А первые радиолокаторы, да будет вам известно, появились, согласно воспоминаниям П. К. Ощепкова, примерно в то же время, что и прозрачный самолет Дунаева – Козлова. Вот скорее всего почему тогдашние эксперты, руководители оборонной промышленности и высшие военные чины потеряли интерес к прозрачной авиетке. Уже тогда она показалась им вчерашним днем авиации. Перед Второй мировой войной армии требовались уже совсем другие машины – невидимые в лучах радара.

И такие самолеты, как известно, созданы. Вспомним для примера хотя бы широкоизвестные ныне самолеты В-2 и F-117А, изготовленные с применением технологии «стеллс». То есть они имеют покрытие, не отражающее, а поглощающее радиоволны.

Интересна история его разработки. Кое-кто из исследователей склонен полагать и поныне, что в его основу американцами были положены сведения, полученные ими в результате изучения «летающих тарелок», попавших в их руки еще в конце 40-х – начале 50-х годов XX века и поныне хранящихся в сверхсекретном ангаре.

Потом в поле зрения падких на сенсации газетчиков попала другая, более правдоподобная версия. Дескать, в 70-е годы один американский биохимик разработал краску на основе родопсина – вещества, которым покрыто основание сетчатки глаза и молекулы которого изменяют положение всякий раз при соприкосновении с фотоном или квантом радиолокационной волны. Вследствие этого наблюдается частичное исчезновение как видимого отражения, так и радиолокационного эхо-сигнала.

Однако при внимательном рассмотрении работы доктора Роберта Берга со временем выяснилось, что и натуральный родопсин, и его синтетические производные – ротинол и хромофор – не так чудодейственны, как это казалось поначалу. И тогда в ход пошла третья версия.

«Сама идея создания самолета-невидимки F-117А принадлежит русскому, – утверждал Бен Рич, бывший главный конструктор корпорации “Локхид”, создавшей эту машину. – Однажды в мой офис ввалился 36-летний математик и специалист по радарам нашей фирмы Денис Оверхольцер, который и преподнес мне подарок – прорыв в технологии самолета-невидимки. Он открыл этот “самородок” в недрах большой сугубо технической статьи по радарам, опубликованной в Москве несколькими годами раньше. Автором ее был Петр Уфимцев, ведущий сотрудник одного из московских институтов…»

Так что же, выходит, мы могли стать первыми создателями технологии «стеллс», приведшей к появлению первых самолетов-невидимок? Возможно, могли, но не стали.

Наши теоретики оказались на высоте. Еще в 66–69 годах прошлого столетия группе ученых во главе с Н. Кузьминым наряду с Виктором Солнцевым, Виктором Зубаковым, другими талантливыми специалистами (в нее входил и Петр Уфимцев) удалось разработать теоретические основы таких покрытий, которые делали летательный аппарат и ракету практически незасекаемой противовоздушной или противоракетной системами. Сведения об этом, очевидно, проникли за океан и, судя по всему, стали одним из аргументов за подписание между СССР и США Договора об отказе от создания системы ПРО, сделавшего ненужной и ракету-невидимку.

Между тем договора, ограничивающего или запрещающего систему ПВО, не было, поэтому американцы сосредоточились на конструировании самолета-невидимки. Подсказка, найденная в нашей печати, облегчила им дело.

А в СССР к подобному самолету остались равнодушны. Группа Н. Кузьмина была распущена. П. Уфимцев был приглашен читать лекции в США, ему предложили стать профессором одного из университетов в Калифорнии, где он работает и поныне.

Конечно, можно было пуститься вдогонку и ценой героических усилий догнать, а то и превзойти американцев. Однако стоит ли?

Как выясняется, самолеты-невидимки не так уж и невидимы. Во всяком случае, в московском научно-техническом центре «Резонанс» созданы локаторы, позволяющие распознавать малозаметные объекты, в том числе и самолеты, сделанные по технологии «стеллс». Принцип их действия базируется на следующих эффектах.

Для обнаружения радиолокационных целей обычно используют дециметровые и сантиметровые волны. Это и понятно: чем короче волна, посылаемая радаром, тем с большей точностью она позволяет установить координаты «мишени». Если, конечно, обшивка самолета достаточно хорошо отражает пришедший от радиолокатора сигнал.

Металлический корпус самолета-невидимки обшивается специальным материалом, взаимодействуя с которым электромагнитная волна теряет значительную часть своей энергии. Она «увязает» в обшивке, как пуля в подушке. К тому же и форму самолета подбирают такую, чтобы падающие радиоволны как бы скользили по нему, не отражаясь.

Специалисты «Резонанса» под руководством Э. Шустова попробовали увеличить рабочую длину волны нового локатора. Используя современную вычислительную технику, они подобрали оптимальные режимы облучения и обработки информации, полученной от пришедших радиоволн. Погрешности измерения координат тут практически такие же, как при работе в сантиметровом диапазоне. И отражается сигнал от невидимки с такой же силой, как и от обычного, не покрытого защитной пленкой самолета. Более того, благодаря резонансу он даже усиливается. Чтобы заглушить подобное облучение, надо было сделать покрытие такой толщины, что отяжелевший самолет вряд ли оторвется от земли. Оборудование же у «Резонанса» получилось достаточно легким и компактным. Группа инженеров под руководством А. Каримова из фирмы «Аэробот» предложила установить его на легком беспилотном самолете, который будет барражировать в заданном районе, засекая все пролетающие цели на расстоянии до 500 км.

Сами же мы, оказывается, способны сделать радионевидимым практически любой летательный аппарат благодаря недавно открытой разработке ученых и инженеров Исследовательского центра им. М. В. Келдыша. Вот что рассказал о ней руководитель Центра, академик Анатолий Коротеев:

«Хорошо известная американская технология “стеллс” использует для снижения радиовидимости специальные поглощающие покрытия. У нас же принципиально иная технология, которая для тех же целей использует искусственное плазменное образование, полученное с помощью выброса в атмосферу электронных пучков.

Вблизи самолета создаются плазменные облака, которые активно поглощают электромагнитную волну, радиоволну, благодаря чему видимость самолета на экране радара падает более чем в 100 раз.

Эта технология намного дешевле американской, она не снижает аэродинамики летательного аппарата, не требует особых форм и позволяет сделать невидимым практически любой из ныне существующих или только проектируемых летательных аппаратов. Мы просто экранируем летательный аппарат с помощью пучков электрогмагнитного излучения, генерируемого специальным устройством, которое весит порядка 150 кг. Выбрасываемые генератором в атмосферу электроны разбивают атомы воздуха, и полученный поток ионов прикрывает, словно невидимым покрывалом, весь самолет.

При взаимодействии этого облака с электромагнитным импульсом радара отражаемая волна существенно, на два порядка, снижает свои отражающие способности. Таким образом, на экране радара вместо ясной отметки появляется в лучшем случае лишь бледная тень пролетающего самолета…»

К сказанному академиком А. С. Коротеевым остается добавить, что это лишь одна из многочисленных разработок – та, на которую получено разрешение для публикации. Есть же, наверное, еще и другие.

И когда-нибудь, вероятно, станет возможным и такой полет на очередной международный авиасалон, как тот, что мне описал инженер Сергей Александров.