Техника - молодёжи 2006-09, страница 33

ИНЖЕНЕРНОЕ ОБОЗРЕНИЕ

www.tm-magazin.ru 31

В продолжение статьи в «ТМ» №7 за 2005 г. о трампофоилах — «велосипедах» на подводных крыльях — рассказ о его модификации в летательный аппарат с машущим крылом и других вариантах водного велосипеда.

ТРАМП0Ф0ИЛ УЖЕ В ВОЗДУХЕ!

Для увеличения максимальной скорости и возможности использования трампофоила при незначительном ветре (3-8 м/с), а также для его длительного движения без приводных прыжков, серийный аппарат снабжается надувным или каркасным кайтом площадью 3-5 м². Змей-парус (кайт) имеет незначительный вес, малые габариты и значительное тяговое усилие, вполне достаточное для самостоятельного движения трампофоила на подводных крыльях со скоростью более 50 км/ч. Кайт прост в управлении: даже начинающий яхтсмен может одной рукой управлять им.

В другом варианте парусного трампофоила жесткий аэродинамический крыло-парус достаточно простой конструкции и с малым весом шар-нирно установлен на топе мачты. Особенность этого паруса с несимметричным профилем — возможность ходить противоположными курсами относительно ветра с одинаковым аэродинамическим качеством. Крыло просто перекладывается относительно горизонтального шарнира на топе мачты с правого борта на левый, и наоборот. Благодаря этому парусу, при небольшой скорости ветра трампофоил мчится на подводных крыльях без затрат мускульной энергии. Но самое интересное в этом устройстве то, что крыло-парус можно зафиксировать в горизонтальном положении. В результате при движении аппарата создается значительная подъемная сила, и трамбофоил совершает полёт в воздухе. Он в этом случае получает несущую систему с двумя крыльями — своеобразный «биплан». Нижнее крыло биплана подводное, а верхнее — расположено в воздушной стихии. На таком трампофоиле-биплане, прыгая и перемещая оба крыла по вертикали, можно получить большую скорость и мореходность. Нельзя ли отказаться от подводного крыла и сделать трампофоил только с воздушным крылом? Оказывается, не только возможно. Воздушные трампофоилы (летательные аппараты с машущим крылом) давно известны из патентной и технической литературы, и даже были созданы их опытные образцы. Пока, к сожалению, не совсем удачные, за исключением нескольких отлично летавших моделей.

В немецком журнале «Zeitschrift fur Flugtechnik und Motorkuftschiffahrt» №6 за 1923 г. была описана ориги

нальная модель самолета с машущим крылом. Эта резиномоторная модель с крылом, параллельно перемещающимся вниз и вверх, — прообраз воздушного трампофоила. Она легко взлетала и совершала длительный полет при незначительной мощности двигателя.

Известный советский авиаконструктор, создатель нескольких мускулолё-тов с машущими крыльями Б.И. Чера-новский проводил в 1940-е гг испытания подвижных крыльев размахом 4 м. Стоя на льду на коньках, он махал вниз и вверх находящимися в руках крыльями. Параллельное перемещение крыльев по высоте на 0,7-1 м обеспечивали значительную подъемную силу и силу тяги, разгонявшую испытателя до внушительной скорости.

Летом 1982 г в Норильске под руководством А.Б. Аникеева был построен летательный аппарат с машущим крылом «Олимп-1». Об испытаниях этого аппарата, крыло которого перемещалось вниз и вверх благодаря эластичной установке, писала газета «Заполярная правда», а в августе 1982 г. показало репортаж норильское телевидение.

Размах крыла «Олимп-1» 10 м, а площадь — 12м². Вес конструкции аппарата — 180 кг. Конечно, большой взлётный вес аппарата ограничивал лётные способности этого воздушного трампофоила. Тем не менее, существует множество патентов на устройство воздушных трампофоилов, пам-пабайков, а точнее, летательных аппаратов с «прыжковым» приводом машущего крыла. Один из таких проектов был опубликован в «ТМ» №4 за 1999 г автором изобретения Ю. Быковым. Мускулолёт-ортоптер, изложенный в описании к авторскому свидетельству на изобретение, по своему устройству напоминает дельтаплан, под крылом каркасной конструкции которого расположена своеобразная трапеция с двумя параллельными вертикальными направляющими, образующими раму. Внизу её установлен упор с пружинами, а по направляющим вверх и вниз перемещается площадка, на которой стоит пилот. На старте площадка и пилот находятся в нижнем положении, затем пилот подпрыгивает и совершает постоянные прыжки для продолжения полёта. Аппарат по причине отсутствия средств построен не был. Хотя любой дельтапланерист при желании мог бы осуществить эксперименты с воздуш-

Борис КРИМАН

ным пампабайком, используя крыло дельтаплана облегченной конструкции. Этот пример — хорошая иллюстрация принципа воздушного трампофоила, но он далек от реализации не столько из-за сложности конструкции, сколько из-за низкого аэродинамического качества (не более 6).

А вот мускульный экранолёт — воздушный пампабайк, надо полагать, редко кого оставит равнодушным. Ведь так заманчиво лететь над водой на высоте 1,5-2 м со скоростью до 50 км/ч, легко обгоняя мотолодки, катера и огромные яхты. При этом надо только совершать такие же прыжки, как на серийном трампофо-иле. Если учесть, что у подводного крыла максимальное аэродинамическое качество всего 8-10, а у экрано-лёта 20-25, то при весе аппарата 18-20 кг у воздушного «трамполёта» (экранолёта) — явные преимущества.

Мускульный экранолёт, разработанный и запатентованный старшим научным сотрудником МАИ Ю.В. Макаровым, имеет простое устройство и аэродинамическую компоновку самолётной схемы с хвостовым оперением, установленным на хвостовой балке за крылом. В центральной части крыла между лонжеронами и корневыми нервюрами находится прямоугольный проём, в котором стоит пилот на полу кабины. Пол — днище герметичной нижней части кабины. Он выполнен в виде двух армированных пенопластовых панелей, между которыми уложены горизонтально два надувных цилиндрических баллона. Нижняя панель пола закреплена на силовых вертикальных стойках каркаса кабины. Его переднюю кромку образует овальный дюралевый профиль, а заднюю — остроугольный. Герметичность кабины обеспечивает рукав из водонепроницаемой ткани. Рукав охватывает каркас кабины, а верхний его контур закреплён герметично на нижней поверхности крыла. Вот такая кабина у мускульного экранолёта — своеобразный поплавок каплевидного профиля в сечении от пола до крыла. И если на полу (на днище) этого поплавка прыгает пилот, — кабина (поплавок) совершает вертикальные перемещения вверх и вниз относительно ватерлинии. При этом крыло, расположенное над кабиной, перемещается точно также в воздухе над водой (над экраном) с амплитудой до 0,5 м. А оперение, благодаря