Станислав Зигуненко - 100 великих рекордов авиации и космонавтики
Возвращение автожира
Только недавно об автожирах снова вспомнили. В определенной степени тому способствовал… Джеймс Бонд. Дело в том, что в одном из фильмов легендарный агент 007 летает над кратером вулкана на компактном аппарате, который очень быстро собрали из деталей и узлов, принесенных в двух чемоданах.
И в самом деле, простая техника пилотирования, малые габариты, легкость сборки-разборки и относительно невысокая стоимость (в 3–4 раза ниже цены вертолета) делают их общедоступными.
В частности, их стали использовать не только в спортивных целях, но и в качестве… пастухов. Оказалось, например, что техасским ковбоям теперь гораздо удобнее пасти табуны мустангов на мотоциклах и… автожирах. Сверху ведь хорошо видно, куда направилась отбившаяся от табуна группа, а по скорости автожир обгонит самого быстрого мустанга. Лошади же боятся непонятного чудища, наседающего на них сверху, так что отбившихся от табуна удается без проблем вернуть назад.
Небольшая фирма GBA, расположенная в г. Солт-Лейк-Сити, США, разработала легкий 4-местный автожир Hawk4T и предложила его к серийному производству.
Летные испытания автожира проходили летом 2000 года и показали, что он может перевозить полезную нагрузку массой 545 кг со скоростью 210–240 км/час на расстояние до 900 км. Конструкторы уверены, что созданный ими автожир будет вдвое дешевле в эксплуатации, чем вертолет.
В нашей стране автожиры теперь можно увидеть практически на любой авиационной выставке, их строят как отдельные энтузиасты, так и специализированные фирмы.
Правда, в мире используются лишь легкие автожиры в основном для спортивных целей. Строительство более тяжелых машин долгое время откладывалось, поскольку аэродинамики не могли избавиться от ахиллесовой пяты этой конструкции: при некоторых режимах полета происходил срыв воздушного потока с несущего винта, и машина проваливалась вниз, что неоднократно приводило к авариям и даже катастрофам.
— Теперь этот недостаток ликвидирован, — заверил меня сотрудник ОКБ «Сухой» Максим Николаевич Егоров. — В мире уже существуют автожиры и довольно тяжелого класса. Одну из таких конструкций, например, разработал недавно бывший наш соотечественник, а теперь американец Игорь Бенцин…
Сам Егоров является конструктором-самодельщиком. Основываясь на зарубежных аналогах, он сконструировал и построил автожир, который сможет перевозить до четырех пассажиров. Машина имеет два толкающих винта, вращаемых от одного мощного мотора, обтекаемую кабину, удобное управление…
— Со временем автожиры найдут свою экологическую нишу, — уверен конструктор. — Ведь их эксплуатация обходится в несколько раз дешевле, чем аналогичных вертолетов. Они потребляют меньше топлива, могут использовать не авиационные, а, скажем, автомобильные двигатели, стоящие значительно дешевле.
В декабре 2000 года Иркутское авиационное производственное объединение (ИАПО) начало выпуск первого российского серийного автожира А-002, рассчитанного на трех человек.
Первый контракт на поставку А-002 ИАПО заключило с Сусуманским ГОКом (Магаданская обл.). Намерения приобрести аппарат высказывают и другие предприятия. Как показывают маркетинговые исследования, потребность в подобной технике в Восточной Сибири, Республике Саха (Якутия), Дальневосточного и Забайкальского пограничных округов составляет 20–25 машин. Постоянным покупателем автожиров являются также ОАО «Электросвязь» (Иркутская область), ОАО «РУСИАПетролеум», Усть-Илимский лесопромышленный комплекс.
Сфера применения современных автожиров — от доставки пострадавших из труднодоступных мест до патрулирования территории (лесоохрана, наблюдение состояния магистральных линий электропередач).
P. S. Кстати о том, что автожир еще вовсе не сказал своего последнего слова в авиации, говорит и такой факт. Английский полковник К. Г. Валлис установил 20 июля 1982 года мировой рекорд высоты полета для автожиров. Взлетев с аэродрома Боскомб Даун (графство Уилтшир) на автожире собственной конструкции Валлис WA-121 /Мс, оснащенном двигателем Валлис-Маккаллох мощностью 100 л. c., он поднялся на высоту 5643,7 м.
Винтокрылы
Опыт, полученный при проектировании и испытаниях автожиров, показал, что на подобных летательных аппаратах не стоит напрочь отказываться от крыла. Иногда оно может оказаться весьма полезным. Например, при горизонтальных полетах с большими скоростями.
Дело в том, что и автожир, и вертолет страдают одной общей болезнью: при скорости горизонтального полета более 300 км/ч из-за несимметричной обдувки вращающихся лопастей несущего винта, движущихся то по встречному потоку воздуха, то против него, появляется угроза возникновения флаттера. То есть, говоря проще, лопасти могут начать колебаться самопроизвольно, что может привести к их разрушению.
И тогда авиаконструкторам пришла мысль оснастить геликоптеры некоторыми устройствами, заимствованными у стремительных аэропланов. Если оставить у того же автожира крыло, угроза флаттера уменьшалась.
Так появились винтокрылы — аппараты, имевшие и роторный винт, и крыло
.
Область их применения, как это часто бывает, подсказали прежде всего военные действия. В ходе войны в Корее, а потом и во Вьетнаме американские пилоты столкнулись с острой необходимостью вытаскивать с территории противника или из морской пучины своих коллег, самолеты которых были сбиты метким огнем противника.
По их настоянию была организована даже Специальная Воздушная служба, которую правильнее было назвать спасательной. И вот туг выяснилось, что для этой службы нет соответствующей техники.
Даже небольшой легкий самолет требует для посадки хотя бы проселочной дороги или поляны в лесу. А вертолет не способен долететь слишком далеко, да и по скорости он заметно уступает самолету.
Обе войны, впрочем, кончились раньше, чем авиаконструкторы смогли придумать что-либо дельное. Однако надобность в летательном аппарате, который бы соединил в себе достоинства вертолета и самолета, не отпала. Он вполне мог пригодиться для высадки диверсионных, разведывательных и антитеррористических групп, проведения спасательных операций и для многих других целей.
Попытки создать «летающие гибриды» предприняли инженеры США, Англии, Франции, Канады и ряда других стран. В расчете на грядущие прибыли зарубежные фирмы не считались с расходами. В частности, американская авиакомпания «Макдонел» затратила на разработку первого образца более 50 млн долларов и еще 75 млн на его модификацию.
В 1955 году этот летательный аппарат — «Конвертоплан XV–I» поднялся в воздух. Что же он представлял собой? Как любой вертолет, он был оснащен несущим винтом. Кроме того, у него имелись еще самолетные крылья и толкающий пропеллер. Роль шасси выполняли стальные лыжи.
Взлетал «Конвертоплан» по-вертолетному, при этом на несущий винт передавалась вся мощность двигателя «Континенталь», одновременно работавшего и на воздушный компрессор. Последний подавал к концам лопастей сжатый воздух, туда же от коллектора подходило и топливо. Таким образом, раскрутка ротора осуществлялась за счет работы своеобразного реактивного двигателя.
В горизонтальном полете тяга на «Конвертоплане» создавалась наклоном вперед несущего ротора и увеличением тяги толкающего пропеллера.
В конце 50-х годов XX века, использовав опыт, накопленный предшественниками, по заказу Пентагона американская фирма Пясецкого построила пятиместный конвертоплан «Патфайндер». Толкающий винт на нем располагался в хвостовой части, внутри кольцеобразного кожуха, на котором были установлены рули направления самолетного типа.
По требованию военных на следующей модификации фирма попробовала увеличить число посадочных мест и повысить скорость, применив более мощные двигатели. Однако специалисты по аэродинамике теоретически установили, что и у конвертопланов тоже есть предел быстроходности (400–450 км/ч), а потому дальнейшее совершенствование аппаратов комбинированной схемы становится нецелесообразным.
Тем не менее в 1960 году англичане построили конвертоплан-лайнер «Фейри Ротодайн», рассчитанный на перевозку 70 пассажиров на расстояние до 700 км. Впрочем, три десятка машин этого типа недолго проработали на линиях. Слишком уж велик был шум, порождаемый двумя турбовинтовыми двигателями каждого «Ротодайна» при взлете, немалыми оказались и эксплуатационные расходы.
Интересные исследования провели в 60-х годах польские инженеры, которые оснастили советский серийный вертолет Ми-1 поворотным крылом. Эта новинка обеспечила заметный прирост скорости в горизонтальном полете, значительно разгружая несущий винт.
