Репродукція Фотохроники ТАСС
Оглядач m24.ru Олексій Байков продовжує серію матеріалів про самих неймовірних транспортних конструкціях. У попередніх матеріалах ( 1 , 2 , 3 ) Йшлося про саморобних танках різних країн. На цей раз мова піде про найдивніших пристроях, які намагалися підкорити повітряне середовище.
Над селом фігня літала
Для зав'язки сюжету скажімо банальність: літак зробити набагато складніше, ніж танк. Потрібно знати аеродинаміку та інший спрямують, мати доступ до різних матеріалів, яких немає у вільному продажу і, нарешті, не боятися того, що власне творіння знищить конструктора при першому ж випробувальному польоті. Саме тому саморобна авіація хоч і зустрічається в природі, але набагато рідше, ніж саморобна бронетехніка. Але це не біда - часом навіть професіоналів так і підмиває порушити який-небудь закон фізики або випробувати новий принцип. І тоді в повітря піднімається або намагається піднятися щось, що виходить далеко за межі наших уявлень про те, як повинен виглядати нормальний літальний апарат.
І все ж далеко не кожна дивно виглядає машина була плодом однієї лише хворої фантазії її творця. За деякими "літаючими виродками" стояли цілком раціональні обгрунтування. Зрештою, історія конструкторської, як і наукової, думки складається з нескінченних проб і помилок в процесі пошуку найбільш оптимальних варіантів. В цьому відношенні вона мало чим відрізняється від природної еволюції, в якій всілякі нестандартні рішення або доводили своє право на існування, або вимирали.
Так що це буде історія про криві і обхідні стежки, а не просто про смішні літачки.
Посилання по темі
- Тачки з прокачування: як виглядають саморобні танки різних країн
- "Бронемонстри": як виглядають саморобні танки різних країн
- Голем наших днів: як виглядають саморобні танки різних країн
Мускулолета і махолети
"Чому люди не літають, як птахи?" - над цим питанням задовго до головної героїні "Грози" Островського замислювалися майже всі видатні уми людства. І поки одні в поті чола свого надували гарячим повітрям кулі, прилаштовували гвинт до мотору і малювали перші аеродинамічні схеми, інші намагалися саме "як птахи". Тобто за рахунок власної сили людини. Однак на шляху до польоту по-пташиному стояло одне непереборне перешкоду: справа в тому, що могутні біцепси Шварценеггера виглядають вельми кволо на тлі могутнього м'язового апарату, що приводить в рух крила у горобця звичайного дворового. Ну не створена людина для польоту і все тут.
Ще з часів Відродження до нас дійшло безліч креслень подібних крил - і жодного достовірного свідчення про успішний політ. Не щастило винахідникам і надалі - в кращому випадку вони розбігалися, намагалися відірватися і виорювало носом землю, а в гіршому, наприклад при спробі стартувати з високої вежі, розбивалися на смерть.
Кінець XIX століття вніс свої корективи: на руки вже більше не сподівалися, а повірили в ноги і раз по раз намагалися склепати такий собі повітряний велосипед з крилами або гвинтом. Справа зрушила з мертвої точки, а в наші дні подібні апарати цілком собі літають, правда, для управління ними потрібно тренований атлет. Зокрема, що перелетів через Ла-Манш 12 червня 1975 року апаратом Gossamer Albatross керував велогонщик Брайен Аллен. Іншим ентузіастам рекомендується пам'ятати про те, що аеродинамічної птиці для польоту потрібні 0,02 кінських сили на кілограм ваги, і вона здатна підтримувати їх цілодобово, а людина досить швидко втомлюється.
Цей незвичайного вигляду апарат був побудований невідомим французьким винахідником в 1925 році. Важив 45 кілограмів, мав площу крил в 27,9 квадратних метра, а розганятися і злітати він повинен був за допомогою штовхає (тобто як у звичайного літака) гвинта від велосипедного приводу. Втім, навряд чи він коли-небудь відривався від землі.
А ось у італійців вийшло:
Велосамолет Pedaliante італійського конструктора Енеа Боссі. Незвичайного в ньому було те, що пілот крутив педалями цілих два гвинти. Побудований був для оголошеного урядом в 1936 році конкурсу на кращий літак, що приводиться в рух мускульною силою людини. Всередину, зрозуміло, посадили професійного велогонщика Еміліо Каско, який не тільки зумів відірвати апарат від землі, а й подолав на ньому належний відстань в один клілометр. Правда, приз їм з Боссі все одно не дістався, оскільки для зльоту Pedaliante потрібна була катапульта. Згодом Каско не раз злітав і без неї, але це вже нікого не хвилювало.
Мускулолет британця Боба Вілсона, побудований в 1965 році для аналогічного конкурсу, тільки вже вертолітного. Складався з 13 коліс, 40 різних приводів і передач, мав чотири гвинта. Чи не злетів.
Махоліт британського скульптора Еміля Хартмана "Ікар" з штучними пір'ям, 1959 рік.
І нарешті, буквально на наших очах був узятий знаменитий приз Сікорського, за який різні ентузіасти поодинці і цілими групами боролися цілих 33 роки: 250 000 доларів за мускулолет вертолітного типу, здатний перебувати в повітрі не менше 60 секунд і піднятися на висоту не менше трьох метрів . Взято командою студентів та випускників університету Торонто, що побудувала апарат Atlas.
Інші конструктори намагалися вирішити проблему польоту по-пташиному зі зворотного боку і створити апарат, що приводиться в рух двигуном, але з махають крилом. Те, що у них виходило, виглядало ще більш дивно.
Мабуть, це перший з такого роду апаратів, від якого збереглася не пара малюнків або креслень, а фотографія. В середині 1870-х британський винахідник Едвард Фрост вирішив побудувати паровий (!!!) махоліт з котлом потужністю в 52 кінських сили і розмахом крил в 10 метрів. Чи не злетів. Демонструючи істинно англійське завзятість, Фрост почекав ще чверть століття і в 1902 році побудував другий варіант - вже під бензиновий двигун внутрішнього згоряння і з меншою кількістю крил. І знову не злетів.
Проблема, в яку уперся Фрост, згодом не раз дошкуляла всіх конструкторів махоліт: справа в тому, що пташине крило не піддається тупому "лобовому" копіюванню на великих апаратах. Літаючу таким чином модельку зробити можна, а ось при спробі створити щось здатне нести людини опір повітря починає гнути каркас крила по абсолютно непередбачуваним векторах. Щоб боротися з цим, доводилося нарощувати товщину лонжеронів, що вимагало підвищення потужності двигуна та збільшувало вагу всієї конструкції, і так далі по колу. Вийти з нього стало можливо тільки в наші дні за допомогою сучасних полімерних матеріалів.
Хоч і красива, але теж невдала спроба - орнітоптер Riout R.102T Alerion французького конструктора Рене Ріу, 1937 рік.
Ще одним проявом "пташиної хвороби" стали спроби створення літаків із змінною гідравлікою крила.
"Чайка" американця Леонарда Бонні, 1926 р Незважаючи на те що літаки зі складними крилами дуже скоро знадобляться для морської авіації, даний тип літальних апаратів все одно не прижився.
Був і ще один варіант - зовсім вже збочені уми намагалися поєднати крило з несучим гвинтом, і тоді виходило приблизно ось так:
Ім'я автора невідомо, відомо лише те, що він був уродженцем Великобританії і побудував цей апарат в 1934 році. Ну і те, що не злетів.
Довгий шлях до вертольота
На теоретичному рівні переваги конструкцій з несучим гвинтом були зрозумілі ще Леонардо да Вінчі. Але одна справа вигадати принцип, і зовсім інша - втілити його в залозі.
Цей апарат знайомий багатьом, оскільки кадри з ним в обов'язковому порядку вставляють в будь-яку підбірку кінохроніки, присвяченій початку XX століття. У вітчизняній екранізації оповідань О'Генрі "Трест, який лопнув" ними супроводжується пісня "Вакханалія азарту" у виконанні акторів Караченцева і Адомайтіса. Гвинт у нього був парасольку зі схожих на жалюзі пластинок, розташованих по колу, які навіть не оберталися, а різко рухалися вгору-вниз по осі. Опускаючись, вони загрібали повітря - таким чином, на думку винахідника, повинна була створюватися підйомна сила. У реальності цей "вертоліт" міг тільки смішно підстрибувати на місці.
У 1914 році французькі винахідники Альфонс Папин і Дідьє Роіл побудували апарат Chrysalis, який імітував політ кленового насіння. Навколо пілотського крісла оберталася єдина гігантська лопать. З іншого кінця її врівноважував ротативний двигун, що живили вентилятор, який проганяв повітря по всій лопаті до розташованого на протилежному кінці сопла і таким чином приводив її в рух. Оскільки почалася війна, автори відразу ж спробували запропонувати своє творіння військовим. Рік по тому відбулися випробування, в яких була допущена помилка, яка виявилася фатальною: замість необхідного за проектом 100-сильного двигуна на апарат поставили 80-сильний. З ним Chrysalis так і не зміг набрати необхідну для зльоту число обертів, а замість цього черпанул лопатою воду і отримав серйозні пошкодження. У 1919 році апарат продали на злам.
Ось ще одне жахливе породження сну розуму. У 1931 році винахідник Гаррі Корді з Лос-Анжелеса надіслав до журналу Popular Science фотографію гелікоптера власної розробки. чотирициліндровий двигун обертав гвинт, що тягне спереду і дві "обертаються кнопки" (whirling buttons) на даху, які і повинні були створювати підйомну силу. Зрозуміло, вони її не створювали, і "гелікоптер" нікуди не злітав.
Зрештою конструкторам стало більш-менш ясно, як повинен буде виглядати вертоліт, але ось в області конструкції гвинта ще були різночитання. Так з'явилося ціле сімейство побудованих в різних країнах всіляких "коптеров" і "автожирів" з розчалювальні лопатями, схожими на крила літаків-біпланів.
Ось вам типовий представник оного - Pescara № 3 від Рауля Пескари, інженера аргентинського походження, який працював у Франції. Побудований в 1923 році, і вже через рік він побив встановлений на той час рекорд дальності для апаратів з несучим гвинтом, пролетівши цілих 736 метрів.
На початку реактивної епохи знайшлося чимало бажаючих поєднати новий принцип з вертолітним підйомним гвинтом.
Першим піднявся в повітря реактивним вертольотом став німецький Doblhoff WNF-342, спроектований на замовлення "Крігсмаріне" для ведення розвідки з кораблів і підводних човнів.
Лопаті у вертольота Добльхоффа були зроблені порожніми, по ним йшов потік стисненого повітря, змішаного з горючою сумішшю і вихлопом поршневого двигуна, створюючи реактивну тягу, яка, в свою чергу, розкручувала несучий гвинт. Перші ж випробування виявили основний недолік, який, як злий рок, буде переслідувати все подібні конструкції в подальшому, - занадто низька швидкість при занадто великій витраті палива.
Найвідомішим німецьким проектом такого роду був Triebflugel від фірми "Фоке-Вульф" - помісь реактивного вертольота з реактивним же винищувачем:
Рушій знаходився у верхній третині його сигарообразного дев'ятиметрового корпусу і представляв собою вільно обертається кільце, на якому були закріплені три крила з косонаправленном реактивними двигунами. При зльоті вони запускалися, і вся ця система перетворювалася в гігантський вертолітний гвинт. Набравши висоту, Triebflugel переходив в горизонтальне положення. А далі загін таких "гвинтокрилих" повинен був на повній швидкості врізатися в що йде на Німеччину нескінченну гусеницю з американських і англійських важких бомбардувальників і постаратися розбити її лад, після чого отбівшіміся від стада змогли б зайнятися звичайні поршневі Мессершміти і хейнкелі.
Заради чого таке створювалося - зрозуміло. Вертолітному реактивному літаку, на відміну від Me-262, не був потрібен підготовлений аеродром, фактично він міг злітати з будь-лісової галявини, що було дуже цінно в 1945 році, коли союзники методично перетворювали в місячний пейзаж все, що хоча б віддалено нагадувало злітну смугу. На жаль для любителів авіації і на щастя для пілотів "літаючих фортець", далі випробувань моделі в аеродинамічній трубі справа не пішла, тому від Triebflugel не збереглося жодної фотографії.
Уже після війни творці французького SO.1310 "Farfadet" ( "Лепрекон") в 1953 році спробували піти тим же шляхом, що і німці, але по-своєму.
На кінці кожної лопаті гвинта у цього дивного гібрида було встановлено по реактивному сопла. Спереду був звичайний літаковий гвинт з двома лопатями, що забезпечував горизонтальну тягу і стабілізацію. При горизонтальному польоті вертолітний гвинт продовжував працювати в режимі авторотації, створюючи разом з крилами додаткову підйомну силу. При зльоті в вертолітному режимі швидкість "Гнома" становила 150 км / год, а при горизонтальному польоті доходила до 250. Але на той час ці льотно-технічні характеристики вже нікого не надихали, і фірма Sud-Ouest, намучавшись з доведенням гвинтокорилої групи, закрила проект.
Незважаючи на невдачі, експерименти з реактивними вертольотами тривали. Причому реактивним двигуном намагалися не тільки посилити основний гвинт, а й замінити додатковий - керманич. У вертольотах традиційної схеми він необхідний для того, щоб не дати, відповідно до третього закону Ньютона, закрутити машину в протилежному напрямку від обертання основного гвинта, на що їм доводиться витрачати до 15 відсотків потужності.
Однією з перших спроб вирішити питання по-інноваційному був вертоліт W.9 від британської фірми G & J Weir Ltd - ідейний спадкоємець "кленового насіння" Батькова та Роіл.
Як і в звичайному вертольоті, двигун обертав несучий гвинт, а ось виходять від нього гази прямували в вигнутий патрубок, який грав роль сопла, і створювали реактивну тягу, за допомогою якої забезпечувалася стабілізація. Проблему з Ньютоном вирішили - залишилося зрозуміти, як повертати. У класичних вертольотах для цього змінюють тягу рульового гвинта, а що можна зробити з потоком розпечених газів? Послаблювати його, перекриваючи частину сопла, було не можна - в цьому випадку вихлоп створить засунений і основний двигун задихнеться. Мабуть, тому з W.9 промучились три роки і закрили проект.
У 1945 році щось схоже на ім'я "Геліоспідер" побудував американський винахідник Ентоні Газда - один з творців знаменитої 20-міліметрової зенітної гармати "Ерлікон".
Правда, у нього хвіст був прямим, а не зігнутим і реактивних патрубків було два. Але все одно щось не заладилося, оскільки на збереженому до наших днів музейному екземплярі встановлений звичайний кермовий гвинт.
стати Карлсоном
Якщо продовжити розбиратися з історією проектів реактивних вертольотів, то доведеться їм присвятити окрему статтю, але ж це далеко не єдині еволюційні відгалуження в історії гвинтокрилих машин. Ось ще два навскидку, існуючих і до цього дня, - літаючі автомобілі і індивідуальні вертольоти.
Літаючий автомобіль від британського винахідника Джесса Діксона, 1940 рік. Двигун потужністю в 40 кінських сил дозволяв розганятися до 160 км / ч. Апарат міг підніматися вгору і літати вперед і назад, а ось повороти йому давалися важко.
Один з найвідоміших проектів літаючих машин - в 1943-му в Британії спробували перетворити серійний джип Willys MB в автожир і всучити десантникам з SAS. На своє нещастя, апарат "замерз" на випробуваннях: спершу його довго не могли підняти в повітря, а коли він все-таки злетів, то з'ясувалося, що при досягненні крейсерській швидкості в 72 км / год весь корпус відчуває сильні вібрації. Поки конструктори усували недоліки, на озброєння надійшли більш місткі моделі десантних планерів, і від літаючих "Вілліс" вирішено було відмовитися.
Індивідуальні, або ж ранцеві, вертольоти теж почали свій шлях в самому кінці війни. У 1945 році американський інженер Г. Пентекост побудував перший надмалих вертоліт Hoppycopter з двадцатісільним мотором від мотоцикла і поклав початок божевілля, яке триває досі.
Ні, зрозуміло, що кожному хоч раз так хотілося уподібнитися герою казки Астрід Лінгрен, але якщо міркувати тверезо, то ризик польоту на подібному апараті злегка перевищує допустимі норми, а, крім того, майже всі створені досі моделі мають досить невелику дальність при високому витраті палива. Винахідники індивідуальних вертольотів донині мріють про те, що коли-небудь люди, замість того щоб з ранку штовхатися в метро, зможуть піднятися на дах власного будинку і стартувати в бік роботи, милуючись по дорозі рідним містом з висоти пташиного польоту. Нічого такого досі не спостерігається, але зате майже відразу "Хоппікоптером" зацікавилися британські військові і навіть випустили його невеликою серією.
Через 10 років американський інженер і наш співвітчизник Глухарев спробував поєднати одразу дві модні тенденції в одному, створивши індивідуальний вертоліт-монокоптер MEG-1 на реактивній тязі з пропанових двигуном
MEG-1 зумів протриматися в повітрі цілих 18 хвилин і розвинути швидкість в 88 км / ч. Американських військових не зацікавив.
Поки одні копіювали Карлсона, інші намагалися створити щось на зразок ступи Баби-Яги, але на новому технічному рівні:
Або зовсім уже неймовірне:
Але до кінця 60-х стало зрозуміло, що подібні машини - це тупиковий шлях, а всі уявні переваги індивідуальних вертольотів насправді недосяжні. З тих пір вони залишаються іграшкою для спортсменів і інших ексцентричних громадян на зразок Леді Гаги, недавно продемонструвала публіці створене за її дизайну пристрій під назвою "літаюче плаття":
Фото: Sonia Moskowitz / Zuma / ТАСС
Дійсно літає, але як в анекдоті - низенько-низенько, на висоті приблизно 15 сантиметрів від підлоги.
сюжет: Міські байки Олексія Байкова
У класичних вертольотах для цього змінюють тягу рульового гвинта, а що можна зробити з потоком розпечених газів?