Ждите полного улета!

Последние достижения авиаконструкторов еще недавно можно было увидеть только в фантастических фильмах

Последние достижения инженеров в сфере авиастроения сулят в скором времени появление летательных аппаратов, которые ещё недавно можно было увидеть только в фантастических кинофильмах. Эта статья – обзор некоторых наиболее известных проектов летательных аппаратов принципиально нового типа, некоторые из которых находятся на завершающих стадиях разработки и в скором времени имеют шанс найти своё практическое применение.

Концепция первая – SRC, SiMiCon Rotor Craft

SiMiCon – небольшая частная норвежская компания, которая находится в городе Консберг, в 80 километрах от столицы Норвегии – Осло.  Занимается разработкой широкого круга наукоёмкого оборудования, однако приоритетной сферой конструкторских изысканий являются беспилотные летательные устройства (uninhabited aerial vehicles, UAVs). Последний и наиболее известный продукт конструкторской деятельности компании – SRC или SiMiCon Rotor Craft.

При создании данного концепта конструкторы задались идеей объединить полезные свойства двух типов летательных аппаратов: способность вертикального взлёта и посадки, свойственную вертолётам, и высокий скоростной потенциал устройств с фиксированными несущими лопастями – самолётов. 

SRC представляет собой диск диаметром 4,5 метра с традиционным самолётным хвостом сзади. Дискообразный корпус аппарата создает несущую поверхность и содержит внутри небольшой реактивный мотор и четыре взаимно перпендикулярные лопасти, которые телескопически выдвигаются наружу во время взлёта и посадки устройства, а также могут обеспечивать зависание на определённой высоте. После набора требуемой высоты лопасти убираются внутрь и реактивный мотор, размещённый на нижней поверхности диска в его задней части придаёт SRC ускорение в горизонтальном направлении. Угловой вращательный момент компенсируется благодаря либо тяге реактивного двигателя, либо с помощью небольшого хвостового винта.

Три прототипа SRC уже прошли испытания в аэродинамической трубе, проведенные в январе текущего года совместно Норвежским национальным институтом науки и техники (NTNU) и Институтом морских технологий (MARINTEC). Испытуемые прототипы меньше окончательной версии - в диаметре составляют 1,5 м и весят 5 кг.

В первую очередь, ожидается, что SRC будет полезен военным, которые последним временем уделяют значительное внимание беспилотным летательным устройствам.

За последние несколько лет было выдвинуто около 150 проектов "UAV-ов", однако только некоторые из них объединяли возможность вертикального взлёта и быстроту передвижения. Оба использованных США в Афганистане беспилотных самолёта-разведчика нуждаются в посадочной полосе значительной длины: Predator – 670 метров, а Global Hawk – более километра.

Также ожидается, что SiMiCon Rotor Craft сможет найти применение и в гражданском секторе – например, может быть использован полицией для наблюдения за местностью, экологами - для мониторинга загрязнения или картирования территории.

Сейчас конструкторы заняты решением ряда задач, в частности, разработкой плоского реактивного двигателя, который бы меньше выступал под плоскостью корпуса, а также модификацией винтовых лопастей. По словам авторов проекта, SRC может появиться в практическом пользовании примерно через 5 лет.

Концепция вторая – CRW (Canard Rotor Wing)

Проект стоимостью 24 миллиона долларов совместно разрабатывается компанией Боинг и  Исследовательским агентством Пентагона по перспективным оборонным разработкам (Defense Advanced Research Projects Agency — DARPA).

Согласно расчётам, скорость CRW во время полёта в режиме фиксированных лопастей будет достигать 375 узлов. Предполагается создание как пилотируемых (до двух человек экипажа), так и беспилотных моделей. Потенциальное применение – разведывательные действия, огневая поддержка, организация связи и  материально-техническое обеспечение.

Согласно плану, проект должен быть завершен до конца 2003 года. Плановые лётные испытания намечены на конец 2002.

Концепция третья – Pelican ULTRA.

Проект разрабатывается инженерами отдела Phantom Works компании Боинг.

Pelican ULTRA или Pelican Ultra Large Transport Aircraft – гигантский экраноплан. Экранопланы – это самолёты, которые используют своеобразный аэродинамический эффект "подушки", который наблюдается при движении самолёта на высоте, равной 10-25 % ширины крыла в месте его прикрепления к корпусу. Использование такой воздушной "подушки" сокращает лобовое сопротивление на 70 %, что позволяет совершать более длительные перелёты на меньшем количестве топлива.

Pelican, если он будет построен, будет самым большим самолётом за всю человеческую историю. Его длина будет составлять 152 метра, а размах крыльев – 109 м. Этот самолёт будет способен транспортировать до 1 400 тонн груза на расстояние до 16 000 километров без дозаправки. Следует напомнить, что сейчас пока пальму первенства по размерам летательных аппаратов занимает Россия благодаря 84-метровому Антонову 225.

Над сушей Pelican будет передвигаться на высоте около 6 000 метров, опускаясь на 6-метровую над морем. В случае непогоды самолет также будет подниматься от водной поверхности, и полёт будет продолжен на большей высоте.  

Ожидается немалый спрос на новый экраноплан со стороны как военных, так и коммерческих структур. К примеру, Pelican будет способен одновременно транспортировать 17 танков, при этом передвигаясь со скоростью, в 10 большей, чем у любого транспортного судна.

Проект Pelican Ultra был предложен в качестве части программы разработки военно-транспортных средств и был одобрен военными. Проект находится на стадии разработки.

Концепция четвертая – гиперзвуковые летательные аппараты. Проекты HyShot и Hyper-X.

HyShot – совместный международный проект, реализуемый учёными целого ряда стран, в частности, Австралии, США, Великобритании, Франции, Кореи, Германии и Японии.  Цель программы – создание гиперзвукового реактивного аппарата, который в качестве окислителя будет использовать  атмосферный кислород. Идея гиперзвуковых, или, точнее, гиперзвуковых прямоточных воздушно-реактивных двигателей (ГПВРД) в принципе, не нова, и ещё в 50-ых годах рассматривалась отечественными конструкторами.

Согласно расчётам, реактивные двигатели типа HyShot будут способны развивать скорость до 8000 км в час (для сравнения, обычные реактивные самолёты передвигаются со скоростью около 800 км в час). С такой скоростью перелёт от Сиднея до Лондона будет занимать всего около двух часов вместо необходимых сегодня 19. Однако основным назначением разрабатываемых гиперзвуковых самолётов ожидается выведение на орбиту небольших полезных грузов вроде спутников связи. Поскольку отпадает необходимость нести на борту запас окислителя, запуски гиперзвуковых истребителей будут иметь более низкую себестоимость, а сами истребители смогут иметь меньшие размеры. 

30 июля текущего года в Австралии (в 500 км севернее г. Аделаида, возле Вумера) было осуществлено второе и на этот раз успешное (испытания 30 октября 2001 года закончились неудачей и потерей демонстративной модели) испытание гиперзвукового двигателя по программе HyShot. В ходе эксперимента ГПВРД был сперва разогнан с помощью ракеты-носителя, после чего перешел к самостоятельному полёту. Разгон был необходим в связи с тем, что воздух в камеру сгорания прямоточных реактивных двигателей поступает самостоятельно, без помощи турбин, как в обычных реактивных двигателях, поэтому для его нагнетания требуется очень высокая скорость движения. Задачей экспериментального полёта, длившегося всего около 10 минут, было достижение скоростей, равных 7,6 М (более 7000 км в час), а также подтверждение результатов наземных стендовых испытаний горения водорода на гиперзвуковой скорости.

Над созданием воздушно-реактивных двигателей работают также конструкторы НАСА. В рамках  проекта Hyper-X уже создано по крайней мере три модификации ГПВРД – Х-43А, Х-43В и Х-43С. Первый из них, Х-43А должен развивать скорости, равные числу М=7 и даже М=10. Его испытания в 2001 закончились неудачей в связи с неполадками носителя. Испытания Х-43В планируются до 2010. Х-43С в качестве топлива будет использовать керосин и может быть испытан в 2008 году.

При разработке гиперзвуковых летательных аппаратов НАСА в первую очередь делает ставки на создание более дешёвых, надежных и безопасных средств вывода грузов на околоземную орбиту.

Как видим, конструкторская мысль не стоит на месте, и ряды летательных устройств постоянно пополняются новыми аппаратами. Их строение чаще всего совершенно необычно, а технические возможности кажутся просто фантастическими, в который раз вызывая восхищение человеческой изобретательностью.