Я познаю мир. Авиация и воздухоплавание - Станислав Зигуненко

Следующая модель — «Мерлин-300» — уже ближе к «воздушному автомобилю». По внешнему виду летательный аппарат напоминает нечто среднее между автомобилем и самолетом. Шесть двигателей двухместной машины обеспечивают исключительную надежность полета, поскольку отказ даже трех моторов сразу позволяет все-таки совершить благополучную посадку.

Несмотря на необычность своих форм, «М-300» имеет вполне приличные летные характеристики. Он может пролететь с одной заправки около 1500 км со средней скоростью 250 км/ч на высоте до 9 км. В немалой степени тому способствуют экономичные двигатели, потребляющие всего литр дизельного топлива на 7 км пути.

Однако наилучшим из своих творений профессор считает «Волонтер-М400». Он представляет собой гибрид вертолета, самолета, автомобиля и существует пока что в виде чертежей и моделей. До скорости 400 км/ч крыло-ротор этого летающего гибрида будет вращаться по-вертолетному, обеспечивая вертикальный взлет и посадку. При наборе достаточной высоты и превышении стартовой скорости ротор стопорится, и лопасти превращаются в неподвижные аэродинамические поверхности, подобные крыльям. Полет продолжается за счет тяги пропеллеров, установленных на концах ротора и заключенных в кольцевые кожухи.

«Двадцать лет жизни я отдал этим моделям, их расчету и испытаниям в аэродинамической трубе, — говорит профессор. — Я полагаю, что время не потрачено даром. К 2010 году подобные гибриды станут рядовым средством городского транспорта...»

Оптимизм профессора разделяет и еще один изобретатель «летающих автомобилей». Подобно Моллеру, Фред Баркер является президентом собственной компании «Флайт инновешн», расположенной в городке Арлингтон, штат Вашингтон. Этой фирмой разработан и построен двухместный гибрид аппарата с вертикальным взлетом и посадкой. По расчетам изобретателя, три турбовентиляторных двигателя смогут нести полезную нагрузку до 270 кг на дальность 400 км со скоростью 136 км/ч. Сам аппарат без двигателей благодаря использованию композитных материалов весит всего 90 кг.

Кроме того, «Скай коммютер» — так назвал изобретатель свой аппарат — является вместилищем разного рода новшеств. Так, для одной из модификаций этого аппарата изобретатель использовал вместо реактивных турбин электродвигатели. Энергия для них вырабатывалась двумя генераторами, приводившимися в действие турбиной фирмы «Тесслер». Эта турбина эффективнее обычной авиационной благодаря плоским лопаткам, применяемым вместо стандартных, изогнутых. Такие лопатки не только дешевле в изготовлении, но и могут быть сделаны из более жаропрочных сплавов. Поэтому рабочая температура в турбине приближается к 2 тыс. градусов, что дает возможность достичь суммарного КПД силовой установки около 85 %!

Автоматизированная система управления преобразует эволюции штурвала и педалей, производимые пилотом, в серию электрических сигналов. Эти сигналы контролируются компьютером, который не допускает сваливания машины в штопор и другие критические ситуации. Одновременно ЭВМ контролирует скорость вращения ротора, выходную мощность турбин и т. д. Если все же в полете возникают неразрешимые с точки зрения компьютера проблемы, он вводит в действие парашютные спасательные системы.

Баркер надеется, что в скором будущем ему удастся наладить серийное производство своего летательного аппарата и получить разрешение на продажу его в виде конструкторского набора для самостоятельной сборки. Стоимость такого набора составит около 50 тыс. долларов.

Ну а что же наши конструкторы? Неужто довольствуются лишь оформлением патентов на свои проекты?.. Нет, оказывается, и у нас есть изобретатели, продвинувшиеся несколько дальше оформления приоритетных заявок.

Один из них — генеральный директор фирмы «Взлет» кандидат технических наук И.Н. Колпакчиев.

«Вам не кажется, что пилот в кабине летательного аппарата порою бывает лишним? — рассуждает он. И поясняет свою мысль так: — Обратите как-нибудь внимание, скажем, на работу пилота сельскохозяйственной авиации. То взлет, то посадка... Пыль, жара, в кабине такое амбре от ядохимикатов, что впору в противогазе работать. Летчик быстро утомляется, а это может привести к аварии...»

Для таких вот работ Колпакчиев и сконструировал свой ДПЛА — дистанционно-пилотируемый летательный аппарат.

Представьте себе небольшую конструкцию, имеющую форму обтекаемого диска. (Да-да, мы снова возвращаемся к пресловутой «летающей тарелке», но уже в новом качестве. Тем более что «тарелка» эта не круглая, а вытянутая, с прямоугольными сторонами и скругленными углами.)

«Стеклопластиковая оболочка крепится к силовому корпусу, — поясняет изобретатель. — Внутри четыре электровинтовых модуля, которые обеспечивают достаточную подъемную силу...»

Тут надо, наверное, сказать хоть несколько слов о самих электровинтовых модулях. В свое время Колпакчиев обратил внимание на такой физический эффект. Если молекулы воздуха, приобретая определенный заряд, взаимодействуют с аналогично заряженным острием, то по закону Кулона между ними происходит интенсивное отталкивание.

Если такими положительно заряженными остриями, а точнее, кромками будут концы пропеллера, заключенного внутри кольца из положительно же заряженной сетки, то такой многолопастный винт, по идее, должен крутиться. И он действительно крутится — Колпакчиев не раз проверял это на моделях.

Итак, четыре модуля создают подъемную силу, вектором которой управляют с помощью жалюзи. Поворачивая их створки над каждым из четырех каналов, отклоняя потоки воздуха, можно не только менять скорость подъема или горизонтального полета, но и осуществлять маневрирование.

Устойчивость же аппарату обеспечивает, кроме всего прочего, и эффект «летающей платформы». Вспомните, как в цирке жонглеры или клоуны бросают друг другу тарелки и шляпы. При броске достаточно подкрутить предмет, чтобы он приобрел устойчивость в полете. А если подкрутку осуществлять за счет маховика, вращающегося со скоростью 50 тыс. об/мин, то такой летательный аппарат — Колпакчиев называет его гироглайдером — вряд ли удастся опрокинуть.

Кроме того, маховик частично используется и в качестве рекуператора энергии. Когда платформа идет на снижение, освобождающаяся энергия запасается в гироскопе и затем может быть использована для динамичного подъема. На земле же, для облегчения взлета, маховик можно раскрутить от стационарного двигателя.

Подобные ДПЛА Колпакчиев предлагает использовать не только для сельхозработ, но и для патрулирования автотрасс, нефте- и газопроводов, для слежения за миграцией рыбы, предупреждения о пожарах, аэрофотосъемки, экологического контроля...

Человеческий фактор

Как вы думаете, какая система в самолете наименее надежна? Экипаж... К такому выводу пришли эксперты на основании анализа причин многочисленных аварий и катастроф: подавляющее большинство их произошло только потому, что летчики ошиблись в выполнении тех или иных действий.

В то же время автоматика исправно работает только в случаях, предусмотренных программой. Чуть что не так — и вся надежда только на пилота. Лишь человек, используя свой опыт, способен принять верное решение на основе недостаточной или даже недостоверной информации. А стало быть, экипаж одновременно и повышает надежность всех самолетных систем. Вряд ли кто из пассажиров отважится полететь в самолете, где нет летчика.

Вот он какой противоречивый — человеческий фактор. В чем же он заключается? Что делают конструкторы для того, чтобы человек в небе чувствовал себя как можно более комфортно?.. Как можно спастись, когда летательный аппарат терпит аварию?

Об этом мы и поговорим в данной главе.

Как найти дорогу в небе?

Подними голову, читатель. Видишь?.. Высоко над землей в черном вечернем небе пролетел самолет, мигая разноцветными огнями.

Куда он летит? Над какими лесами, морями, городами и селами лежит его путь? Как не собьются в кромешной тьме с курса его пилоты? Ответить на все эти вопросы способен только штурман самолета.

Интересно, а он откуда все знает? Ведь сверху, да еще ночью, в облаках не так уж много можно увидеть на земле.

Давай-ка попробуем на время стать авиационными штурманами. И тоже попробуем водить самолеты по курсу. Так нам легче будет понять штурманскую работу.

Из Москвы в Тулу

Для начала полетим мы не так уж далеко. Например, из московского аэропорта Домодедово в Тулу. И самолет попросим пока небольшой. Скажем, в самый раз нам «аннушка», Ан-2, подойдет.