Эти винтокрылые машины отличаются от самолетов прежде всего одним ценным качеством — для взлета и приземления им не нужны взлетно-посадочные полосы — достаточно и небольшой площадки.
Ну а какие еще рекордные достоинства свойственны вертолетам?
Самые первые
Идея самого-самого первого аппарата вертикального взлета принадлежит, как известно, Леонардо да Винчи. Существует его рисунок, который историки относят к 1475 году, где изображен диковинный агрегат с несущим винтом из накрахмаленного полотна, натянутого на проволочный каркас. Вращать его, за неимением в то время иных двигателей, полагалось самим пилотам.
Конечно, во времена Леонардо такая конструкция вряд ли поднялась бы в воздух. Ведь и поныне веловертолеты на мускульной тяге скорее подпрыгивают, нежели летают. Но начало было положено…
Совершенно иную схему предложил и даже построил в виде действующей модели всем известный М. В. Ломоносов. Судя по протокольному описанию опытов с «аэродромной машинкой», она имела два соосных винта, вращавшихся в разные стороны посредством часовой пружины. А поскольку ее мощности не хватало для преодоления тяжести довольно-таки массивного механизма, Михайло Васильевич предложил снять лишнюю тяжесть с помощью противовеса и шнура, перекинутого через два блока.
В дальнейшем в поисках более мощного двигателя, чем часовая пружина, изобретатели обратились к паровой машине. Так модель французского изобретателя Понтона д'Амекура при высоте 62 см весила всего 2,7 кг, за что стоит поблагодарить отменного механика Жозефа. Однако и тут мощности не хватило для полноценного взлета.
А первый электролет — аппарат на электрической тяге — предложил в 1869 году наш соотечественник, выпускник военного учйлища Александр Лодыгин, прославившийся позднее изобретением лампочки накаливания. Но и этому аппарату не суждено было подняться в воздух из-за несовершенства конструкции.
Реально взлетевшие
Первый вертолет, который смог оторваться от земли вертикально, спроектировал скандинав Е. Р. Мамфорд. Его проект, датированный 6 января 1905 года, назывался «Решение проблемы воздушных полетов». Аппарат, построенный шведской фирмой «Уильям Денни и братья», имел шесть лопастей длиной 7,6 м и двигатель мощностью 25 л. с. Его в 1911 году заменили на более мощный — в 40 л. с. Первоначально вертолет был сделан из бамбука, который впоследствии заменили металлической конструкцией.
В 1912 году машина смогла подняться в воздух. Правда, на высоту всего… 3 м. Таков был первый рекорд, установленный вертолетом.
Самым первым вертолетом, поднявшим человека в воздух, была французская машина фирмы «Бреге-Рише», которая 29 сентября 1907 года оторвалась от земли в Дуэ (Франция). Однако это не был свободный полет, поскольку четыре человека на земле обеспечивали устойчивость летательного аппарата, подпирая его длинными деревянными шестами. А в качестве силовой установки использовался мотор «Антуанетт» мощностью 50 л. с.
Первый настоящий свободный полет на вертолете осуществил Поль Корню 13 ноября 1907 года: Вблизи г. Лизье (Франция) он поднялся в воздух на двухвинтовом (диаметр каждого винта — 6 м) летательном аппарате, оснащенном 24-сильным двигателем «Антуанетт». Во время полета, длившегося всего 20 секунд, вертолет поднялся на высоту 0,3 метра.
Француз Этьен Эмихен был первым, кому удалось осуществить горизонтальный полет. На четырехлопастном вертолете, оснащенном двигателем в 180 л. c., он пролетел 14 апреля 1924 года дистанцию в 360 м, установив первый мировой рекорд, признанный Международной ассоциацией аэронавтики.
Первые полеты
Двухвинтовая машина Фокке-Вульф FW-61 конструкции профессора Генриха Фокке, построенная в 1933–1934 годах, признана первым в мире полноправным транспортным средством. Прототип FW-61V1 (D-EBVU11), оснащенный двигателем Сименс — Хальке Sh4A мощностью 60 л. е., совершил первый полет 26 июня 1936 года.
В июле 1937 года этот аппарат, пилотируемый Эвальдом Рольфсом, установил мировой рекорд дальности полета по замкнутому маршруту —
122,35 км. Заодно он побил и рекорд продолжительности пребывания в воздухе для вертолетов — 1 час 20 минут 49 секунд. В ходе других полетов этот же вертолет установил рекорд высоты — 3427 м и рекорд скорости — 122 км/ч.
Шестиместный немецкий «Фокке-Ахгелис ГА-223» с двигателем в 1000 л. с. стал первым серийным вертолетом. Производство его было начато в 1942 году, однако почти все экземпляры погибли в результате налетов авиации союзников.
Армия США получила первый вертолет «Сикорский» VS-300 в мае 1942 года. В том же году началось серийное производство этих вертолетов, а в следующем они поступили на вооружение.
А первым удачным вертолетом с соосными несущими винтами оказался американский Хиллер ХН-44, совершивший первый демонстрационный полет в августе 1944 года.
В те же 40-е годы возникла и идея создания первых реактивных вертолетов. В 1942 году немецкий конструктор Э. Добльхофф сконструировал реактивный геликоптер V-1. Однако и этот и последующие модификации оказались довольно капризными. Дело в том, что реактивная тяга возникала при сгорании топлива, распылявшегося в струе сжатого воздуха (от компрессора, приводившегося в действие поршневым двигателем), который подавался через три полые лопасти несущего винта в камеры сгорания, размещенные на концах винта. И лишена модели V4, взлетевшей в 1945 году, конструктору удалось добиться равномерного распределения тяги по лопастям.
Сделано в СССР
Создание первых отечественных винтокрылых машин обычно связывают с именем академика Б. Н. Юрьева, разработавшего конструкцию автомата перекоса. Непосредственно же конструированием летательных аппаратов занималась группа профессора МАИ А. М. Черемухина. Работы были начаты в конце 1928 года, а уже в сентябре 1930 года сам Черемухин совершил первые полеты.
Сначала он поднимался на высоту 10–15 м, а к концу осени поднялся на 50 м, превзойдя официальный мировой рекорд, установленном в том же году на итальянском геликоптере Асканио. А спустя два года вертолет ЦАГИ 1 — ЭА достиг и высоты 605 м! Однако долгое время об этом в мире никто не знал, поскольку испытания проводились в обстановке глубочайшей секретности, по ночам. Таково было распоряжение руководителей страны.
И в дальнейшем наши конструкторы не раз оказывались на самых передовых рубежах авиационной науки и техники. Так в 1947 году у нас была создана конструкторская группа во главе с Б. Я. Жеребцовым, Ю. С. Брагинским и Ю. Л. Старининым, которая занималась созданием реактивных вертолетов.
Параллельно с ними работал и коллектив ОКБ во главе с И. П. Братухиным, который в 1948 году начал разработку экспериментальной машины с двумя прямоточными двигателями, расположенными на несущем винте. Поскольку прямоточный двигатель не имеет стартовой тяги, предварительная раскрутка винта осуществлялась с помощью пороховых пиропатронов или от аэродромного стартера.
Однако работа так и не была доведена до конца. Реактивные вертолеты подобной схемы во всем мире показали себя достаточно неустойчивыми в полете, тема была закрыта и все сотрудники, ею занимавшиеся, были переведены на другие работы.
Вообще, в нашей стране вертолетостроение некоторое время пребывало в загоне, пока после окончания Второй мировой войны не обнаружилось, сколь значительных успехов добились в этой отрасли авиации немецкие конструкторы. Трофейная техника была тут же подвергнута самому тщательному анализу. И в стране в самые короткие сроки было организовано два СКБ. Одно из них, во главе с М. Л. Милем, стало создавать машины с несущим ротором и компенсирующим винтом на длинном хвосте. Другое, руководимое Н. И. Камовым, начало осваивать схему с двумя соосными винтами.
Причем как-то самом собой получилось, что милевские вертолеты стали использовать преимущественно над сушей, в то время как более компактные машины Камова больше приглянулись морякам в качестве палубной авиации.
Другие конструкторы принимали участие в создании вертолетной техники от случая к случаю. Так, например, ОКБ А.С Яковлева в 50-е годы прошлого века попыталось угнаться за английской модой. И по примеру британского конструктора Хаффнера попыталось создать «летающий вагон» — вертолет с двумя несущими винтами, расположенным по концам длинного корпуса.
Предполагалось, что подобные машины будут обладать двое большей грузоподъемностью, чем вертолеты обычной схемы. И в самом деле, забегая несколько вперед, скажем, что в 1955 году «летающий вагон» Як-24, пилотируемый экипажем под командой летчика-испытателя Е. Ф. Милютичева с 4 т груза на борту достиг высоты 2902 м. А экипаж Г. А. Тинякова поднял 2 т груза на высоту 5082 м.
Таким образом, были установлены 2 мировых рекорда. Однако попытка запустить Як-24 в серию ни к чему хорошему не привела. Машину отличали повышенные вибрации, время от времени приводившие к резонансным колебаниям. Кроме того, задний ротор, работающий в потоке воздуха, перебаламученным передним винтом, никак не может набрать полной тяги. И до конца излечить вертолеты вагонной схемы от этой болезни не удалось никому в мире. Даже преуспевшие больше других американцы признавали, что «летающие вагоны» требуют строгого пилотирования. Так что вертолеты этой схемы довольно скоро были отправлены в отставку.
Правда, в 1969 году КБ Миля удалось создать самый большой вертолет в мире В-12 (Ми-12), разместив двигатели с роторами на концах самолетных крыльев. Этот винтокрылый летательный аппарат, впервые поднявшийся в воздух 12 февраля 1969 года, имел полный размах лопастей двух несущих винтов 67 м, длину фюзеляжа 37 метров и был оснащен 4 турбовинтовыми двигателями Д-25ВФ мощностью по 6500 л. с.
В августе того же года СССР представил в Федерацию авиации данные для регистрации ряда рекордов грузоподъемности. В частности, Ми-12 установил мировой рекорд, подняв 40 204,5 кг полезной нагрузки на высоту 2255 м. Однако в серийное производство и эта машина не пошла. Для нее попросту не нашлось сферы применения. Например, для использования в качестве «летающего крана» она оказалась слишком громоздкой. Военные же забраковали ее потому, что она представляла собой слишком заметную цель.
В итоге роль ведущего воздушного монтажника и грузчика была отдана транспортному вертолету В-10 (Ми-10), имевшему полезную нагрузку 15 т и вполне справлявшемуся с большинство предлагаемых задач. В 1965 году машина была модернизирована и под маркой В-10К (Ми-ЮК) использовалась для перевозки крупногабаритного оборудования на стройках Сибири и Дальнего Востока.
Военные же получили в свое распоряжение самый большой в мире серийный вертолет с 8-лопастным винтом Ми-26. Прототип этого тяжелого транспортного вертолета впервые поднялся в воздух 14 декабря 1977 года. Всего было построено более 70 машин (10 — для Индии, остальные — для ВВС СССР). Объем грузового отсека Ми-26 и его полезная нагрузка (максимум — до 22 т) такие же, как и у военно-транспортного самолета Локхид С-130 «Геркулес», а полная длина (при вращающихся несущих винтах) — 40,03 м — почти идентична размаху крыла «Геркулеса».
В течение трех февральских дней 1982 года Ми-26 установил 5 рекордов грузоподъемности. Так, например, 2 февраля он поднял 10 000 кг полезного груза на высоту 6400 м (пилотировал машину Г. П. Карапетян), 3 февраля — 25 000 кг на 4100 м (Г. В. Алферов), а общую массу в 56 768,8 кг — на 2000 м.
Что же касается боевых вертолетов, предназначенных для охоты за танками противника и огневой поддержки с воздуха своих войск, то еще в декабре 1976 года в СССР было принято правительственное постановление о разработке боевых вертолетов нового поколения. Постановлением предусматривалось создание в ОКБ Н. И. Камова и М. Л. Миля конкурсных проектов таких вертолетов и проведение в дальнейшем их сравнительных испытаний. Машины-конкурсанты получили названия В-80 и Ми-28.
При определении облика новой машины конструкторы фирмы «Камов» проработали несколько аэродинамических схем будущего вертолета, однако выбор в конце концов пал на «фирменную» для ОКБ соосную схему.
Первая серийная машина, получившая новое название Ка-50 «Черная акула», впервые поднялась в воздух 22 мая 1991 года. А в августе 1995 года Указом Президента России Ка-50 был принят на вооружение.
Поначалу навигационное оборудование Ка-50 обеспечивало его боевое применение лишь днем. Однако вскоре появилась и возможность разработки одноместного ночного вертолета-штурмовика Ка-50Ш. Его эскизное проектирование завершилось в 1993 году, а 4 марта 1997 года опытный образец, оснащенный модернизированным комплексом обзорно-прицельного оборудования, впервые поднялся в воздух.
В 1994 году фирма «Камов» приступила к разработке и двухместного разведывательно-ударного вертолета Ка-52 «Аллигатор». Эта модификация Ка-50 способна летать в любую погоду и время суток. Первый полет Ка-52 был выполнен 25 июня 1997 года.
Сотрудники фирмы «Миль» в свою очередь создали Ми 28Н — ночной охотник за танками. Благодаря радару, установленному на ступице несущего винта, экипаж этого вертолета способен вести наблюдения за окружающей местностью, выставив из-за холма лишь собственную «макушку», полностью используя фактор внезапности.
Разные рекорды
Если рекордные характеристики боевых вертолетов не всегда выставляются напоказ, то машины гражданские довольно часто участвуют в разного рода соревнованиях. Ведь реклама — двигатель торговли. И машина, установившая тот или иной рекорд, конечно, пользуется повышенным спросом.
Прежде всего летательные аппараты соревнуются на дальность полета. Если в октябре 1930 года итальянский вертолет конструкции д'Асканио пролетел всего-навсего 1078 м, то в дальнейшем дистанция возрастала семимильными шагами.
И ныне зарегистрированный Федерацией авиации мировой рекорд дальности полета по прямой для вертолетов принадлежит американцу Р. Дж. Ферри, который 6–7 апреля 1966 года пролетел 3561,55 км на вертолете Хьюз ОН-6А.
Первый беспосадочный полет винтокрылого летательного аппарата через Тихий океан был завершен 22 августа 1970 года двумя вертолетами Сикорский НН-ЗС. Эти машины преодолели расстояние в 14 484 км, заправляясь в воздухе от летающих танкеров Локхид «Геркулес».
В сентябре 1982 года американцы Росс Перот-младший и Джей У. Коберн на вертолете «Лонгрейнджер II», названном «Спирит оф Тексас», совершили первый кругосветный полет, состоявший из 29 этапов.
Первый кругосветный одиночный полет на вертолете — опять-таки с промежуточными посадками — состоялся летом 1982 года. Австралиец Дик Смит пролетел на вертолете «Джетрейнджер III» в общей сложности 56 742 км.
Зарегистрированный Федерацией авиации мировой рекорд скорости для вертолетов, выполнявших кругосветный полет, принадлежит американцам Россу Пероту-младшему и Джею У. Коберну и составляет 56,97 км/ч. Взяв старт 1 сентября 1982 года в Далласе (штат Техас), они возвратились в исходную точку 30 сентября того же года. Кругосветный полет выполнялся на вертолете Белл 2061 «Лонгрейнджер II».
Абсолютный рекорд скорости для вертолетов принадлежит англичанину Тревору Эггинтону. На вертолете Вестланд «Линкс», оснащенном несущим винтом с лопастями типа BEKPIII, 11 августа 1986 года он показал скорость 400,87 км/ч.
Мировой рекорд высоты полета для вертолетов, равный 12 442 метрам, установил 21 июня 1972 года француз Жан Буле на вертолете Аэроспасьяль SА315В «Лама». Взлетно-посадочная площадка располагалась на высоте 7500 м над уровнем моря в Гималаях.
В декабре 1989 года американцами Родом Андерсоном, Дутой Дэйглом, Дэйвом Мейером и Брайаном Ваттсом, которые по очереди пилотировали вертолет Белл модель В, был установлен рекорд в режиме висения. Их вертолет провисел в воздухе 50 часов 50 секунд.
Мини-вертолеты
Кроме строительства больших вертолетов, многие конструкторы вовсе не прочь были испробовать свои силы и в создании геликоптеров-малюток, на одного человека. Началось это поветрие еще в 50-е годы XX века. Казалось, еще вот-вот, и одноместные вертолеты получат столь же широкое распространение, как велосипеды и мотоциклы. Однако вскоре выяснилось, что создателям серийных одноместных мини-геликоптеров пришлось столкнуться с рядом проблем, которые пришлось решать заново.
К ним, в частности, относились вопросы обеспечения устойчивости и управляемости, борьбы с вибрацией, оснащения машин емкими и в то же время компактными и безопасными топливными баками. Одним словом, чем меньше полетный вес, тем больше проблем!
Причем сами «малолитражки» тоже существенно отличаются друг от друга по методике проектирования, конструктивной схеме, мощности и типу силовой установки и, конечно, по назначению. К примеру, аппараты массой 130–600 кг зарубежные эксперты выделили в особый «подвид» для использования в спорте, военном деле и деловых поездках. Машины массой 700–1000 кг предполагалось использовать для связи, в сельском хозяйстве, лесничествах.
Тем не менее, несмотря на сложности, многие фирмы все же выпускали ограниченными сериями малые геликоптеры. Скажем, в 50-х годах нью-йоркская фирма «Жиродайн» выпустила первую опытную серию одноместных вертолетов типа «Ротосайкл» с соосными несущими винтами и двигателем в 62 л. с. Первоначально «Ротосайклы» предполагалось базировать на боевых кораблях для поиска подводных лодок. Всего фирма изготовила шесть модификаций пилотируемых «Ротосайклов» и один беспилотный вариант. Однако на флоте они так и не прижились из-за малого радиуса действия — порядка 10 миль.
Английская компания «Хиллер» разработала серийную, одноместную «малолитражку» ROE-1. Уложенная в особый контейнер, она весила всего 136 кг. При необходимости ее можно было сбрасывать на парашюте. Благодаря компактности подобных летательных аппаратов их предполагалось использовать как принципиально новое средство для спасения сбитых летчиков.
Если пилот сбитого самолета, спустившись на парашюте, оказывался в таком месте (например, в густых джунглях), откуда его не мог забрать спасательный вертолет, предполагалось что «спасение утопающего станет делом рук самого утопающего». Пилоту сбрасывали контейнер с мини-вертолетом. Летчик должен был привести геликоптер в рабочее положение и улететь на базу. Или, по крайней мере, мог перебраться в такое место, откуда его уже мог забрать спасательный вертолет.
Были идеи использовать мини-геликоптеры и вместо традиционных парашютов. Например, складной вертолет KSA-100 фирмы «Каман» командование ВВС США предполагало использовать в ходе войны с Вьетнамом.
Испытания первого аппарата KSA-100 начались в 1974 году. В сложенном виде «вертопарашют» крепился к катапультируемому сиденью. Когда, как мрачно шутили летчики, «оставаться в самолете было страшнее, чем катапультироваться», пилот вместе с креслом выстреливался из кабины. После погашения скорости выдвигались телескопические лопасти несущего винта «карманного» геликоптера и кресло превращалось в микровертолет. Теперь пилоту оставалось надеяться, что его не собьют вторично и он сможет пролететь 100–120 км до расположения своих войск.
…В нашей стране пытались применить малогабаритные вертолеты на малотоннажных промысловых судах для поисков косяков рыбы, на судах малого каботажа арктического плавания — для ледовой разведки. На суше с помощью таких машин хотели производить осмотр и ремонт линий высоковольтных передач, выполнять аэрофотосъемку, сезонную обработку сельскохозяйственных культур и т. д.
С этой целью в студенческом конструкторском бюро Харьковского авиационного института имени Н. Е. Жуковского был сконструирован мини-геликоптер ХАИ-27. В 1970 его продемонстрировали на Центральной выставке научно-технического творчества молодежи. Но до серийного производства дело так и не дошло. На практике оказалось все же удобнее использовать серийные легкие самолеты и вертолеты.
Впрочем, недавно была предпринята еще одна попытка реанимировать подобные сверхлегкие геликоптеры. Фирма Trek Aerospace выпустила новый летательный аппарат Springtail EFV-4! По существу он представляет собой Exoskeleton Flying Vehicle («экзоскелет для полета»), который пилот как бы надевает на себя. После чего два вертолетных ротора, расположенные в кольцевых каналах над головой пилота должны были поднять его в воздух. Вес такого аппарата в снаряженном состоянии 270 кг; скорость — до 96,5 км/час; максимальная высота полета — до 1900 м; диапазон действия — 100 километров; продолжительность полета — 1,5 часа.
Однако и эта машина из-за своей громоздкости так, по всей вероятности, и останется экспериментальной.
Верхом на пропеллере
В начале тех же 50-х годов прошлого века некоторые конструкторы, стараясь найти оптимальную компоновку для легких вертолетов, стали помещать несущий винт в нижней части машины. Так появились странные летательные аппараты, прозванные авиаторами «летающими платформами». А некоторые пилоты, особо едкие на язык, окрестили эти технические диковинки «воздушными сковородками»…
Первую из них построили инженеры американской фирмы «Хиллер». Их аппарат имел два соосных винта, заключенных в дюралюминиевое кольцо-кожух, которые приводились во вращение двумя двигателями воздушного охлаждения. В центре платформы находилась площадка для пилота, пульт управления и несколько приборов.
Первые полеты на «сковородке» скорее походили на воздушный аттракцион. Если для вертикального взлета достаточно было увеличить обороты винтов, то для того, чтобы изменить направление полета, пилоту приходилось крайне осторожно смещаться по платформе в ту или иную сторону, рискуя тут же опрокинуться.
Тем не менее «воздушным цирком» тут же заинтересовались вездесущие представители армии и флота. Их привлекло то, что бескрылые летательные аппараты способны летать между домами по узким улицам и переулками, маневрировать между деревьями и столбами. Словом, выполнять такие маневры, которые не под силу даже мини-вертолетам.
В 1955 году воздушные винты задумал «оседлать» и американский инженер Дональд Локнер. Он сконструировал аппарат «Геликовектор».
Двухтактный двигатель мощностью в 32 л.с. приводил во вращение два соосных винта диаметром 4,5 м.
В отличие от предшественников Локнер заменил классическое шасси поплавками, что позволяло его аппарату садиться не только на сушу, но и на воду. Перед стартом пилот пристегивался широким ремнем к рулевой колонке и только после этого запускал двигатель. Набрав высоту, он направлял «Геликовектор» по курсу, а когда надо было изменить направление полета, наклонялся вбок от рулевой колонки, смещая центр тяжести системы подобно тому, как поступали испытатели «Хиллера».
В нашей стране подобную конструкцию создали студенты МАИ под руководством инженера Всеволода Пятова. Созданный ими аппарата МАИ Х-3 в 1972 году был продемонстрирован на Центральной выставке научно-технического творчества молодежи, проходившей в Москве. Несколько позже МАИ Х-3 с успехом был продемонстрирован и на Международной выставке в Братиславе.
Московские студенты решили проблему управления аппаратом по-своему. Отклоняя ручку управления, пилот приоткрывал жалюзи укрепленные ниже несущих винтов на кожухах, и поток воздуха, отбрасываемый ими, менял направление. Словом, на МАИ Х-3 пропеллеры выполняли и роль аэродинамических рулей.
Турболеты-«ступолеты»
Новый этап в истории экспериментов по созданию сверхмалых летательных аппаратов начался после появления малогабаритных турбореактивных двигателей со статической тягой в 260 кг. В частности, специалисты американской фирмы «Уильям Рисерч корпорейшн» создали одноместную (позже переоборудованную в двухместную) платформу «Уосп-2», которая в лучших полетах, длившихся по 20–25 минут, развивала скорость до 75 км/ч.
У нас подобную же «платформу» сделали и показали в 1957 году тысячам зрителей, собравшимся в Тушино на парад, посвященный Дню Воздушного флота СССР. На зеленом поле Тушинского аэродрома выделывала невероятные па «бочка»-турболет, под управлением летчика-испытателя Юрия Гарнаева. А создали этот аппарат, прозванный в обиходе «ступолетом», группа специалистов в составе А. Рафаэлянца, В. Матвеева, А. Квашинина и Г. Лапшина.
«Возможно, кое-кому его полеты на турболете представлялись очередным „воздушным цирком“ на диковинном аппарате, созданном специально для праздника, — подвел итог тому полету давний друг и соратник Гарнаева, заслуженный летчик-испытатель Аркадий Богородский. — На самом же деле это выступление в Тушине было частью летных испытаний машины, умевшей держаться в воздухе на реактивной струе»….
А через несколько лет успешное «оседлание двигателя» позволило советским конструкторам и летчикам разработать, построить и опробовать самолеты вертикального взлета и посадки. Минуло еще несколько лет, и на Луне мягко, «по-гарнаевски», совершили посадку советские автоматические станции. И через некоторое время, стартовав с Селены так, как это делал знаменитый летчик-испытатель, одна из них доставила на Землю «лунные камни»…
Кроме того, благодаря «ступе», ученые и конструкторы получили необходимый материал для разработки самолетов вертикального взлета. И в 1967 году на очередном воздушном параде, уже в Домодедове, был продемонстрирован необычный самолет. Он подошел к аэродрому на небольшой высоте, затем завис, как вертолет, и начал медленно снижаться. Диктор Левитан объявил на всю страну и ее окрестности: «Это новый самолет вертикального взлета и посадки, который пилотирует Герой Советского Союза заслуженный летчик-испытатель Валентин Мухин»…
Самолет приземлился, развернулся, снова взревели двигатели, и он вертикально пошел вверх. Застыв на месте на высоте около 20 метров, он затем медленно, как бы нехотя, стал увеличивать скорость и ушел за горизонт под аплодисменты удивленной публики.
Так впервые был продемонстрирован прототип истребителя-штурмовика с вертикальным взлетом и посадкой Як-38. Он предназначался для базирования на авианесущем корабле «Киев». Ныне на смену этому самолету подготовлен новый, более совершенный летательный аппарат того же класса — Як-13 8.
Устойчивость самолетов такого класса во время «висения» как раз и обеспечивается газовыми рулями, отработка которых проводилась когда-то на «ступе». Они стоят непосредственно в газовой струе и позволяют отклонять ее на несколько градусов в стороны, давая возможность производить точные маневры.
Более того, ныне специалисты поговаривают о том, что «хватит летать на тряпках», имея в виду, что в посадочных системах спускаемых аппаратов типа «Союз» вот уже много лет используются парашюты. Многоразовые космические аппараты нового поколения, возможно, уже не потребуют для своей посадки и многокилометровых посадочных полос. Они будут садиться, как это давно описано в фантастических романах, на «хвост», плавно опускаясь на газовой струе…
Воздушный мопед
В январе 2002 года американская компания «Миллениум джет» провела в Калифорнии первые испытания принципиально нового индивидуального летательного аппарата SoloTrek («Соло-трек»), напоминающего по виду миниатюрный открытый вертолет.
Одноместная машина, полет на которой сделал бы честь и самому «агенту 007» Джеймсу Бонду, оторвалась от земли и продержалась в воздухе 19 секунд. Управлял уникальным аппаратом его создатель — глава компании Майкл Мошир, увлекшийся конструированием после окончания службы в ВВС США.
Журналистов на просмотр и «разбор» полета не пригласили, а лишь показали им видеозапись необычного испытания. «Соло-трек» висел над землей на высоте около метра и фиксировался тремя тросами — двумя снизу, закрепленными на поверхности земли, и еще одним сверху, отходящим от стрелы подъемного крана.
Сделано это было с целью обезопасить самого Мошера и единственный экземпляр машины от всякого рода неожиданностей, которые, судя по крайне недолгому пребыванию в воздухе, были бы неизбежны в свободном полете.
Далее на пресс-конференции было сказано, что Мошир и его команда из 10 человек работают над этим проектом 6 лет и потратили на его осуществление уже несколько миллионов долларов, пока не создали нынешнюю модификацию машины, где пилот пристегнут к летательному аппарату и образует с ним в буквальном смысле единое целое.
Масса «Соло-трека» 150 кг, а его высота — 2,5 м. Бензиновый двигатель вращает два пропеллера над головой пилота, который находится в вертикальном положении и маневрирует в воздухе с помощью двух ручек управления. По замыслам конструкторов, аппарат будет развивать скорость до 130 км/ч, а запаса топлива в его баке должно хватать на 240 км полета.
В перспективе Мошир собирается оснастить «Соло-трек» навигационным оборудованием и креслом-катапультой с парашютом. Он полагает, что основное применение его детище найдет в вооруженных силах, в частности, в войсках спецназа, которые смогут с его помощью преодолевать минные поля и другие препятствия. Не случайно министерство обороны США стало одним из заказчиков компании «Миллениум джет», выделив ей 5 млн долларов. НАСА также поддерживает этот проект, и разрешила Моширу проводить испытания в аэродинамической трубе своего испытательного центра.
Конструктор сознает, что пока им сделаны лишь первые шаги и 19 секунд полета — еще не гарантия окончательного успеха. «Прежде чем научиться бегать, надо научиться ходить», — философски размышляет Мошир, добавляя, что программа испытаний будет продолжена. Он уверен, что в соответствии с контрактом сможет представить Пентагону готовый к полетам «Соло-трек» к концу 2003 года.
Инженер надеется, что аппарат найдет достойное применение и в гражданской жизни, например, среди туристов. Однако эксперты высказывают по этому поводу серьезные сомнения, отмечая, что его использование связано с весьма высоким риском.
Винтокрылые роботы
Как мы уже упоминали, в 1869 году отставной поручик российской армии Александр Лодыгин разработал проект «электролета» — летательного аппарата с несущим винтом, приводимым во вращение электродвигателем. Тогда проект не был реализован, ввиду отсутствия средств и «чрезмерной новизны».
И к этой идее удалось вернуться лишь в 30-е годы XX века, когда электрогеликоптерами занялся инженер-электрик, будущий академик Андраник Иосифьян. Ему удалось создать прототип современных вертолетов-роботов, точнее, дистанционно управляемых беспилотных вертолетов. В 1933–1935 годах Иосифьян вместе с инженером Б. Блиновым разработал и построил беспилотный микровертолет весом всего 28 кг. Он был оснащен соосным несущим винтом диаметром 1,8 м, вращавшимся электродвигателем, питание к которому подавалось по кабель-тросу от сети.
В 1941 году Иосифьян оснастил двумя электродвигателями вертолет ЦАРИ 5-ЭА. Длинный бронированный кабель-трос позволил летчику-испытателю В. Карпову не только набирать приличную высоту, но и выполнять полеты по кругу. К сожалению, продолжению столь интересных работ помешала война…
К идее привязного вертолета конструкторы ряда стран вернулись лишь в середине 60-х годов. Например, итальянский инженер К. Марчетти построил привязной геликоптер с соосными несущими винтами, который предназначался для метеонаблюдений и аэрофотосъемки.
Несколько позже подобный аппарат разработали конструкторы западногерманской фирмы «Дорнье». Созданный ими вертолет До-32К «Кибиц» мог поднимать до 85 кг.
Параллельно с привязными вертолетами некоторые зарубежные фирмы занимались и разработкой свободно летающих аппаратов, которые могли бы совершать полеты по запрограммированному маршруту или менять скорость и высоту по командам с земли.
Так в те же 60-е годы американская фирма «Жиродайн» разработала на базе микровертолета «Ротосайкл» винтокрылый робот QH-ЗОД, принятый на вооружение ВМФ США. Этот аппарат оснащался автопилотом, электронной системой управления силовой установкой и двумя акустическими самонаводящимися торпедами Мк-44, предназначенными для борьбы с подводными лодками.
Демонстрационные полеты одной из модификаций робота прошли довольно гладко. Аппарат послушно взлетал с палубы противолодочного корабля, сбрасывал торпеды в заданном районе и возвращался. Пентагон поспешил заказать большую партию роботов, но спешка, как известно, к добру не приводит. Вскоре из 750 аппаратов, принятых флотом, 362 разбились из-за конструктивных дефектов, в частности самопроизвольного отключения аппаратуры управления.
В 70-х годах канадская фирма «Канадир» выпустила дистанционно управляемый аппарат CL-89 и даже поставила несколько экземпляров коллегам по блоку НАТО. Эти 156-килограммовые аппараты запускались с платформы, после набора высоты фотографировали местность (в том числе и ночью, в инфракрасном диапазоне), а затем возвращались и спускались на парашюте в заданной точке. В дальнейшем эта фирма разработала вертолет-робот CL-227, причем одновременно в двух вариантах — с двигателем Ванкеля и турбовинтовой силовой установкой. Масса аппаратов составляла 130 кг, скорость достигала 130 км/ч, а благодаря экономичным двигателям вертолеты обоих вариантов могли держаться в воздухе по 2–3 ч.
Английские инженеры компании «Уэстленд» принялись за разработку вертолетов-роботов в 1968 году. И спустя пять лет фирма продемонстрировала свой вертолет «Уисп» на традиционной международной авиационной выставке в Фарнборо. В одном из полетов он отснял и передал на землю панораму выставки. В 1973 году серийные образцы «Уиспа» поступили на вооружение британской армии.
С той поры во всем мире вертолеты без пилотов все чаще используются на практике. Причем в последнее время конструкторы все чаще стремятся создать вертолеты-невидимки.
Например, созданный в МАИ аппарат с нарочито острыми углами и гранями, выкрашенный в черно-матовый цвет, даже с выключенным двигателем выглядит впечатляюще. Диаметр воздушного винта около двух метров. Примерно столько же от кончика носа до компенсирующего винта на конце хвостовой балки. Приводится аппарат в действие мотором мощностью в 4,5 кВт. Топлива на борту хватает на час полета. За это время вертолет способен улететь за 70 км, имея на борту до 18 кг груза.
«При разработке мы постарались, чтобы аппарат в разобранном состоянии можно было разместить в багажнике легковой машины, — рассказал один из создателей этой машины Александр Владимирович Укладов. — Собирается он одним человеком буквально за несколько минут и тут же может быть отправлен в полет. Малый шум двигателя, черный цвет, небольшие размеры и незаметность в лучах радара делают эту машину практически невидимой в ночной тьме. Сама же она видит все прекрасно благодаря размещенной на борту инфракрасной телекамере ночного видения. Кроме того, по желанию заказчика, вертолет может быть оснащен и другой спецтехникой для проведения разведки, доставки небольших грузов и выполнения других заданий»…
Вообще же о том, что вертолеты без пилотов в наши дни могут во многих случаях оказаться даже предпочтительнее обычных боевых машин, одним из первых в нашей стране заговорил член-корреспондент РАН, Генеральный конструктор ОАО «Камов», Герой России С. В. Михеев. Создатель «Черной акулы», «Аллигатора», «Касатки» и других боевых вертолетов, известных во всем мире, тем не менее полагает, что есть класс задач, с которыми беспилотные летательные аппараты справятся лучше пилотируемых. И или, по крайней мере, их применение обойдется намного дешевле как с финансовой, так и с человеческой точки зрения.
«Такой вертолет не жалко послать и туда, откуда нет возврата», — сказал он на пресс-конференции, проведенной фирмой «Камов» во время работы последнего международного авиасалона в Жуковском.
И свои слова камовцы подтвердили делом. Еще в 1994 году в ОКБ «Камов» было начато проектирование беспилотного вертолета Ка-137. Ныне он входит в состав многоцелевого беспилотного вертолетного комплекса МБВК-137, который может быть исполнен в одном из трех вариантов: грунтово-мобильном, корабельном и аэромобильном.
Проще всего представить работу такого комплекса в аэромобильном варианте. Ка-137 цепляют на тросе к вертолету Ка-32 и доставляют на внешней подвеске непосредственно к месту действия. Здесь трос отцепляют, и Ка-137, управляемый по радио с борта вертолета-матки, отправляется на выполнение боевого задания.
Аналогично Ка-137 можно базировать на палубе боевого корабля или даже в кузове «КамАЗа». Управление в таком случае осуществляется из корабельной рубки или из кабины автомобиля.
По внешнему виду этот вертолет представляет собой шар с двумя соосными винтами наверху и четырьмя стойками шасси снизу. В оболочке шара есть большое окно для телекамер, фотоаппаратов радаров и прочей техники наблюдения.
Шаровая форма позволяет вертолету лететь в любую сторону без разворота и до минимума снизить моменты инерции и воздушного сопротивления. А бортовая система автоматического управления с элементами искусственного интеллекта позволяет в случае необходимости вести полет, копируя рельеф местности.
Ныне Ка-137 выпускается малыми партиями и используется для пожарного патрулирования лесных массивов и торфяников, обследования нефтегазопроводов, проведения инженерной, радиационной, биологической и химической разведки, а также для оперативной доставки экстренных грузов специального назначения.
Существует еще немало моделей и аппаратов совсем небольших размеров. Их особенно уважают коллеги знаменитого агента 007. Ведь такой аппарат, оснащенный телекамерой и чувствительным микрофоном, может незаметно проникнуть за самый высокий забор и поведать немало интересного.
Причем современным Джеймсам Бондам даже вовсе не обязательно заказывать подобную технику в спецмастерских. Сегодня даже в магазине игрушек можно купить радиоуправляемый вертолет, который в умелых руках способен на многое. Например, на спор асы-операторы выполняют такой трюк. Цепляют к вертолету пакетик чая на длинной нитке. Аппарат взмывает в воздух, подлетает к столу и аккуратно опускает пакетик в стакан с кипятком. Ждет пару минут, пока чай заварится и столь же аккуратно извлекает пакетик.
А уж залететь в открытое окно и сфотографировать все, что есть в доме или на письменном столе, опустить в дымоход камина чувствительный радиомикрофон, для такого вертолета и его оператора — сущие пустяки.
Стоит такой вертолетик с диаметром ротора около 50 см до 20 тысяч рублей. Для обычной игрушки, согласитесь, дороговато. Поэтому и используют подобные модели чаще всего на соревнованиях да на спецзаданиях.
И дело идет к тому, что вскоре охранникам на спецобъектах придется обращать внимание даже на насекомых. Во всяком случае, японскому инженеру Осаме Миядзаве уже удалось создать вертолетик с диаметром ротора 13 см, высотой 7 см и весом всего 9 г. Несмотря на это, аппарат не только прилично летает, но и способен нести на борту миниатюрную телекамеру с радиопередатчиком.
И это еще не предел миниатюризации. Ведь, в отличие от пилотируемых вертолетов, беспилотные можно сделать в принципе сколь угодно маленькими…