Журнал «Юный техник» - Юный техник, 2010 № 03

Вот какие интересные размышления на этот счет предложили в своей исследовательской работе студенты Южно-Уральского государственного университета Сергей Сычеви Иван Черепанов.

Аэростаты и дирижабли, к сожалению, так и не смогли оправиться после ряда катастроф, постигших этот вид воздушного транспорта в 30-е годы XX века. Огромные левиафаны-дирижабли, оболочки которых наполняли легковоспламеняющимся водородом, оказались очень опасны, что наглядно продемонстрировала катастрофа «Гинденбурга», буквально за несколько минут сгоревшего у причальной мачты на глазах у многотысячной толпы.

Его собратья оказались больны еще одной болезнью — исполинские корпуса оказались весьма уязвимы для ураганов и штормов.

В общем, сейчас в мировой практике используется лишь несколько экспериментальных дирижаблей да спортсмены на всей планете с удовольствием летают на тепловых шарах-монгольфьерах. Есть, правда, несколько интересных проектов дирижаблей-термопланов, со взлетным весом до 600 т, но на их строительство никто пока не отваживается.

Гибель дирижабля « Гинденбург».

У всех винтокрылых летательных аппаратов имеется врожденный порок — неудовлетворительная устойчивость, особенно в ветреную погоду, утверждает волжский изобретатель Э.Д. Житников. Так сказывается горизонтальная компоновка фюзеляжа с расположенным над ним несущим винтом.

А если построить вертолет, вопреки традиции, не горизонтально, а вертикально, считает Эдуард Дмитриевич, сверху можно расположить гондолу с кабиной пилота и салоном для пассажиров, несущий винт поместить под гондолой, еще ниже — собственно фюзеляж с двигателем и грузовым отсеком…

Такая неожиданная компоновка позволит при наиболее распространенной неполадке — отказе двигателя — просто отстрелить гондолу с людьми и совершить мягкую посадку с помощью парашюта.

Схема вертолета-«одуванчика» :

1— фюзеляж; 2— соединительный цилиндр; 3— пассажирская кабина; 4— винты.

Так московский изобретатель О.Г Войцех, уже знакомый нашему читателю (см. «ЮТ» № 3 за 2002 г.) по конструкциям летательных аппаратов с решетчатым крылом, предлагает летательный аппарат вертикального взлета и посадки, использующий для создания подъемной силы и тяги — силу струи газа, создаваемой компрессором или газотурбинным двигателем и усиливаемой за счет эжектора — устройства, которое за счет особой формы своего корпуса позволяет резко повысить КПД двигателей.

Как уверяет изобретатель, за счет эжектора летательный аппарат сможет использовать до 50 % энергии своих двигателей, а не 5–8 %, как самолет, или 2–3 %, как вертолет. Эффективность эжектолета основана на исследованиях пульсирующих эжекторов, проведенных академиком В.Н. Челомеем, О.И. Кудриным и А.В. Квасниковым и зарегистрированных как открытие № 314 СССР от 2.07.1951 г.

Долгое время это открытие использовалось лишь в аэродинамических трубах. Если же применить эжекторы на летательном аппарате, это позволит, как уверяет изобретатель, в 5 — 15 раз поднять эффективность летательного аппарата, убрать зависимость подъемной силы от угла атаки крыла, уменьшить зависимость устойчивости и управляемости от скорости полета, производить взлет и посадку на нулевой скорости, значительно увеличить безопасность летательного аппарата.

Один из вариантов эжектолета.

Однако, несмотря на интересные проекты, о которых рассказано выше, в практике авиации ныне находят практическое применение лишь самолеты и вертолеты традиционных схем. Каждый вид авиации хорош по-своему. Самолеты могут летать на дальние расстояния, способны нести сразу большие партии грузов и пассажиров. Однако для взлета и посадки они требуют оборудованных взлетно-посадочных полос и иного аэродромного оборудования. Вертолеты, напротив, способны приземлиться на любом «пятачке» или даже десантировать людей и грузы на тросе, зависнув неподвижно в воздухе. Однако скорость их полета невелика, да и экономичность оставляет желать лучшего.

Можно ли объединить преимущества обоих видов воздушного транспорта? Первые попытки сделать это привели к созданию конвертопланов, типичным представителем которых является, к примеру, американский V-22 «Оспри».

Две винтомоторные группы располагаются на концах крыльев аппарата. При взлете оси винтов расположены вертикально, позволяя взлетать по-вертолетному. Затем, по мере набора высоты, пилот устанавливает винты по-самолетному, переходя в горизонтальный полет.

И все бы ничего, да вот только в переходном режиме аппарат, того и гляди, грозит потерять устойчивость.

— Именно поэтому мы и предлагаем усовершенствовать подобные летательные аппараты, — рассказал Иван Черепанов. — К самолету сверху добавляем вертолетный ротор. С его помощью летательный аппарат поднимается в воздух. Затем включатся самолетные реактивные двигатели, а ротор при этом стопорится, его лопасти складываются и убираются внутрь фюзеляжа подобно тому, как убираются после взлета шасси.

Это лишь первый этап совершенствования авиации, полагают ребята. Далее они предлагают вообще отказаться от нынешних турбореактивных двигателей и перейти на электрические моторы. «Энергия же для их работы будет поступать извне, — пояснил Сергей Сычев, — с земли, а еще лучше — из космоса, от энергетических спутников, целая гирлянда которых будет располагаться на околоземной орбите, подобно нынешним спутникам системы GPS»…

Первые опыты по передаче энергии по микроволновому лучу на борт летающей модели были проведены несколько лет тому назад. Помнится, в конце 80-х годов прошлого века многие журналы и газеты писали об эксперименте с канадским мотопланером с размахом крыла до 50 м. Он должен был получать энергию с Земли по микроволновому лучу. Причем испытания уменьшенной модели показали, что такой способ передачи энергии вполне реален.

Более того, американским инженером Вильямом Брауном на рубеже 60-х годов прошлого столетия был построен беспилотный вертолет, который вел наблюдения в интересах министерства обороны. Браун в своей конструкции впервые опробовал систему с маленькими антеннами-диполями, соединенными с системой полупроводниковых диодов-выпрямителей. Правда, в вертолетной антенне пришлось использовать около 3000 диодов, и конструкция получалась весьма громоздкой и ненадежной.