РАБОТА

НАД ОШИБКАМИ

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ

За прошедшее столетие в авиации были выдвинуты и в той или иной степени опробованы тысячи новых идей, от частных усовершенствований, до фундаментальных концепций. Некоторые из них нашли массовое применение и стали классическими; другие были отвергнуты опытом как тупиковые. Но с некоторыми ситуация однозначно так и не прояснилась: с одной стороны, несмотря на, казалось бы, очевидные достоинства, эти идеи так и не получили широкого распространения, с другой, остается сомнение: может, их неправильно реализовали? Это тем более интересно, что иные старые задумки «вдруг« оживают через десятилетия — но уже на совершенно новой технической базе.

К последним, безусловно, относится идея вертикального взлета и посадки летательных аппаратов «тяжелее воздуха».

Чтобы крыло самолета создавало подъемную силу, оно должно двигаться в воздухе с определенной скоростью — вместе со всем аппаратом. Но чтобы разогнаться «со стопа» до этой скорости, нужно место для разбега (а в конце полета — для пробега). Для обычной для современных лайнеров взлетной скорости 250—300 км/ч нужно 2—3 км!

Вертолет не может служить полноценным решением по нескольким причинам. Первая и главная из них — вращающийся несущий винт в принципе ограничивает максимальную скорость полета величиной 300—350 км/ч. Винтокрылые ЛА весьма эффективны там и тогда, где за полет продолжительность режимов висения на вертикальной тяге и крейсерского хода сравнимы. Второй недостаток вертолета (опять же, прямое продолжение его достоинств) — габариты машины определяются диаметром быстро вращающегося несущего винта (а для классической схемы — еще и хвостового), крайне опасного для окружающих (о чем вам «в красках» расскажут на любом аэродроме), но и крайне хрупкого ко внешним повреждениям. Самолет с дырками в крыле вполне способен лететь, вертолет с дырками в лопастях — увы... Обычно добавляют, что и вся винтомоторная группа вертолета — сложнейшее инженерное сооружение, которое по силам далеко не всем даже развитым странам, но в данном случае это не аргумент: подъемные двигатели «вертикалок» не проще.

Таким образом, кстати, определяется и «экологическая ниша» самолетов вертикального взлета и посадки (СВВП): те случаи, когда необходимо сочетание «вертикальности» и большой скорости. Это самолеты боевые и, скажем так, «общеспециального» назначения.

МЕЧТА. Начнем с последних. Речь идет о машинах, базирующихся на нормальных аэродромах, но летающих там, где этих самых аэродромов острый дефицит — над тайгой, болотами, тундрой, морем, горами и т.д. Вертикальные посадка и взлет для такого самолета вещь не главная, но полезная: зачастую

в данном конкретном месте нужно выполнить 1—3 посадки, ради которых никто не будет строить аэродром.

О таких «летающих вездеходах» на каком-то этапе своего творчества мечтает почти любой конструктор. Не откажутся от них спасатели, пожарные, лесники, геологи... Ну и, конечно, о таком аппарате уже десятилетия грезят организаторы как диверсионных операций, так и противодействия таковым.

Результатом почти 40-летней работы стал принятый на вооружение Корпуса морской пехоты США конвертоплан V-22 «Оспри». На «вертикальных» режимах он представляет собою вертолет поперечной схемы, в крейсерском режиме это самолет, мотогондолы которого размещены на самых концах крыла — они-то, вместе с винтами, и меняют свое положение, перестраиваясь во взлетно-посадочную или полетную конфигурацию. Но взлетать и садиться «по самолетному» этот аппарат не может.

«Оспри» должен был заменить на палубах десантных вертолетоносцев в первую очередь вертолеты Н-53 и Н-60 в вариантах для Сил специальных операций (высадка диверсионных групп и эвакуация экипажей сбитых ЛА), но этого не произошло. Эксплуатация конвертопланов сопровождается тяжелыми катастрофами, причем, учитывая квалификацию летчиков Корпуса морской пехоты США, их причины следует искать именно в специфике аппаратов. Таким образом, признать V-22 большой технической удачей нельзя.

Но безотносительно к успехам и неудачам конкретного «железа», конвертоплан не представляется оптимальным решением транспортного СВВП. Дело в том, что двигатели и движители (в данном случае — воздушные винты) при взлете и в крейсерском полете работают в разных условиях. В первом случае — околонулевая скорость сильно скошенного потока воздуха, тяга, на 20% превышающая взлетный вес, во втором — высокая скорость набегающего воздуха и тяга не более 20—25% массы самолета.

Более привлекательным выглядит сочетание маршевых и подъемных силовых агрегатов. Очевидным недостатком выглядит необходимость таскать с собою подъемные двигатели, нужные лишь несколько минут за многочасовой полет. Это сокращает весовую отдачу, что для авиаконструкторов долгие десятилетия казалось (для многих и сейчас) кощунством. С целью как-то уменьшить «паразитную» массу, маршевые двигатели оснастили устройством поворота вектора тяги, превратив их в подъемно-маршевые. Эта схема воплощена в советских самолетах Як-38 и Як-141, она же лежит и в основе новейшего американского истребителя Х-35 (подъемный вентилятор с механическим приводом от подъемно-марше-вого ТРД).

НИША

Сергей АЛЕКСАНДРОВ

Все это — боевые либо чисто экспериментальные машины. Считается, что наличие на борту подъемных двигателей снижает весовую отдачу, а значит и транспортную эффективность самолета. Но так ли это, и всегда ли ЭТО важно?

Отрицательный ответ на первую часть вопроса дали исследования, проводившиеся в начале 1990-х гг. в Московском авиационном институте под руководством академика В.П. Мишина. Ведь при вертикальных взлете и посадке на подъемных двигателях самолету просто НЕ НУЖНЫ многие его части! Например, хвостовое оперение, крыло большого удлинения... Громоздкие, но в принципе несложные расчеты показали, что вес подъемных двигателей и системы управления компенсируется облегчением конструкции машины. Не вредно помнить, что когда-то из точно таких же параметрических исследований вырос межконтинентальный стратегический бомбардировщик М4, вот уже полвека сохраняющий рекорд аэродинамической эффективности среди околозвуковых самолетов...

Отрицательный ответ на вторую часть вопроса дает практика... авиаперевозок. Ту или иную целевую задачу решает не сам по себе самолет, а авиационный комплекс, в состав которого входят еще летные поля, системы наземного обслуживания, управления воздушным движением и т. д. В таком КОМПЛЕКСЕ самолет с лучшими летными качествами может оказаться далеко не лучшим с точки зрения межполетного обслуживания, стоимости эксплуатации и других параметров.

Так уж сложилось, что только сейчас появилась ТЕХНИЧЕСКАЯ возможность сделать такой аппарат, способный не просто оторваться от земли, но и долететь куда надо с нужным грузом. Но это означает, что только появляется ПЕРВОЕ ПОКОЛЕНИЕ таких машин. А вот конкурировать им придется с 3—4-м поколением вертолетов, с 3—4-м поколением газотурбинных транспортных самолетов! То есть поставьте рядом Ту-104 и Ту-204, например, или Ми-4 и Ми-26 — почувствуйте разницу! Совершенно очевидно, что такая «конкуренция» просто глупа и для новичков однозначно провальна. Но, чтобы появилось 3-е поколение транспортных СВВП, нужно, чтобы хоть какое-то время поработало 1-е!

С МЕСТА — В БОЙ. Ситуация с боевыми машинами несколько иная. С самого начала для них предусматривались две основные области применения:

ТЕХНИКА-МОЛОДЕЖИ 1 ' 2 0 0 5

30