Гений авиации: ежа с ужом скрестить и в небо запустить

Фото: Фотоархив Pravda.Ru

Конвертоплан - гибрид самолета и вертолета

В 30-е годы прошлого столетия большее распространение получил совсем другой аппарат, получивший название автожир, или гирокоптер. Изобрел его в 1919 году испанец Хуан де ла Сиерва, а его главное отличие от вертолета заключалось в том, что винт вращается не мотором, а набегающим потоком воздуха, поэтому автожир не может взлетать без разбега, как вертолет. У него есть тянущий или толкающий винты, которые разгоняют его подобно самолету, после чего тяга расположенного над ним воздушного винта, который раскручивает поток набегающего на него воздуха, поднимает аппарат вверх.

Решение красивое и оригинальное. По своему устройству автожир проще вертолета и превосходит его (как, впрочем, и самолеты) по некоторым параметрам безопасности полета. Самолету угрожает потеря скорости: он из-за нее сваливается в штопор, а автожир "зависает" и к тому же не нуждается во взлетно-посадочной полосе - ему достаточно сравнительно небольшой площадки. Это неоценимое преимущество при необходимости приземлиться в незнакомом месте.

Но, с другой стороны, главный его недостаток заключался в том, что хотя он мог сесть на землю как вертолет, взлетать так же он фактически не мог - ему требовалась для этого площадка (хотя и меньшей длины, чем взлетно-посадочная полоса для самолета) или сильный ветер, обдувающий винт, а он бывает далеко не всегда.

Потом нашлись изобретатели, добавившие автожиру крылья, и так получился винтокрыл. Скорость и дальность полета этого аппарата возросли еще больше, но, как и его предшественник автожир, сесть на "пятачок" он не мог.

Между тем эксплуатация вертолетов разных систем показала, что вся их выгода заключается только в одном: они могли взлетать и садиться вертикально. В горизонтальном полете вертолет является очень неэкономичной машиной, потому что тягу его создает все тот же самый подъемный винт.

Вот и появилась у конструкторов мысль объединить достоинства вертолета - возможность взлетать и садиться вертикально с самолетным принципом поддержания в воздухе, то есть снабдить его еще и крыльями. Причем мысль эта родилась также очень давно, а именно - в 1921 году, у нас в России. И принадлежала она инженеру Борису Юрьеву, разработавшему впоследствии автомат перекоса воздушного винта на вертолете.

Правда первоначально мысль была такая: поставить самолет на хвост, и пусть он в таком виде и взлетает как вертолет, а затем... так же и садится. В США в свое время был даже построен опытный вертикально взлетающий самолет такой схемы - XYF-1 Pogo, однако успехов своим создателям он не принес. Уж очень головоломным делом была на нем посадка.

9 Фото Самолет? Нет! Целый летающий город

В 1934 году Борис Юрьев предложил проект истребителя "Сокол", который должен был иметь поворотное крыло и пару винтов в гондолах. При этом мотор находился позади пилота, а передача на винты должна была осуществляться длинными валами.

Уровень технологии не позволил тогда построить такую машину. Но идея была запущена, и инженеры начали предлагать и строить аппараты с поворотными крыльями один за другим. Двигатели с воздушными винтами (и два и даже четыре) находились на крыле, а само крыло при взлете устанавливалось вертикально. Конвертоплан при этом взлетал по-вертолетному, после чего уже в воздухе крыло "выпрямлялось" и аппарат переходил в горизонтальный полет. Недостатком такой установки является значительная сложность. Ну, а достоинство в том, что при вертикальном взлете крылья не затеняют воздушный поток от винтов (что увеличивает тем самым эффективность работы винтов). Однако долгое время все машины подобного типа оставались сугубо экспериментальными.

Так продолжалось до тех пор, пока в США не поднялся в воздух конвертоплан "Оспри"("Скопа"). Случилось это четверть века назад, и с тех пор это была единственная серийная машина с поворачивающимися гондолами двигателей на концах крыла (сами крылья при поворотах остаются неподвижными), которая сегодня находится на вооружении Корпуса морской пехоты (119 единиц) и ВВС США (22 единицы).

Машина с технической точки зрения совершенна. С целью максимального облегчения ее конструкции, в ней были широко применены углепластики, то есть синтетические волокна, с пропиткой эпоксидной смолой, что уменьшило вес аппарата более чем на четверть, по сравнению с его металлическим аналогом. Очень важно, что оба винта соединены валом, проходящим через крыло. Таким образом, если останавливается один двигатель, другой тем не менее продолжает вращать оба винта, и аппарат не падает.

В самолетном режиме скорость "Оспри" составляет 565 километров в час, а вот в вертолетном всего 185 километра в час, что, наверное, лучше всего характеризует достоинства и недостатки самолета и вертолета. На его борту можно перевозить 24 десантника, что очень даже неплохо. Ну, а сам аппарат может складываться и очень компактно размещаться на борту любого авианесущего корабля, что позволяет использовать его для проведения самых различных боевых операций.

Несколько аппаратов "Оспри" потерпели аварии, в том числе и с человеческими жертвами, но несмотря на это их эксплуатация в армии США продолжается и ведутся исследования по созданию роботизированного аппарата такого же типа, но только с поворотными винтами. Двигатели на концах крыльев при их повороте будут оставаться на своих местах.

На самом деле история этого изобретения уходит своими корнями в творчество великого гения-прорицателя Жюля Верна, который придумал для своего Робура-Завоевателя аппарат вроде вертолета, имевший множество воздушных винтов. При этом часть винтов удерживала его в воздухе, тогда как два винта (один спереди, а другой сзади) позволяли ему перемещаться горизонтально.

Однако прошло немало времени, прежде чем такие вот "проекты" стали потихоньку воплощаться в металле. Например, попытался построить вертолет и Игорь Сикорский. И не только попытался, но и построил в 1908–1911 годах. Вот только ни один из них не поднялся в воздух с пилотом на борту, и, разочаровавшись на тот момент в вертолетах (или геликоптерах, как тогда называли такие винтокрылые аппараты), Игорь Сикорский переключился на самолеты и построил в итоге своего знаменитого "Илью Муромца". Тем не менее, перебравшись в США, авиаконструктор продолжил заниматься вертолетами и создал вполне работоспособную машину уже в 1939 году.

В этом же году начались испытания вертолета в Германии, где также было создано несколько образцов, которые даже пошли в серийное производство и использовались германской армией в годы Второй мировой войны. Эксплуатация вертолетов Игоря Сикорского в армии США началась в 1943 году, то есть вертолет родился как аппарат военного предназначения, использовавшийся для спасения летчиков, а также транспортировки грузов. Ведь только он мог сесть туда, где аэродромы отсутствовали в принципе, и выполнить задачу, которая самолету была бы просто не по силам.

И вот в прошлом году в небо поднялся российский аппарат такой же системы, с поворотными двигателями и винтами на концах неподвижного крыла. Какова будет его дальнейшая судьба, нам остается только лишь гадать. Но если дело пойдет, а технологии будут развиваться, то, возможно, конвертопланы скоро смогут садиться на любую подходящую крышу, как вертолеты, а затем, будучи быстрее и "устойчивее" (не так подвержены тряске), заменят их в нише VIP-транспорта. Конвертопланы, конечно, тоже трясет, но только на взлете, а когда они переходят в режим полета "по-самолетному", тряска исчезает.

Именно конвертопланы как нельзя лучше подходят для междугородних перевозок на близкие расстояния, хотя их эксплуатация и будет обходиться дороже обычных самолетов. Но если они смогут взлетать с любого пятачка, вполне возможно, что в этом найдется своя выгода