Самолет в гараже
Легковая авиация
Лет десять назад я смотрел программу о небольшом американском городке, в котором жили чиновники американского космического агентства NASA. Уютные домики тянулись вдоль единственной центральной улицы, которая, в общем-то, была не улицей, а взлетно-посадочной полосой.
...А в гаражах рядом с домом стояли небольшие реактивные самолеты. И каждое утро обитатели этого городка разлетались на работу: кто – в испытательный центр, кто – на мыс Канаверал, кто – на сборочные предприятия. В тот день я первый раз в жизни пожалел, что живу не в Америке.
«Это не такая уж и фантастика даже для нашей страны, – пытается убедить меня Герой Советского Союза летчик-космонавт Игорь Волк, – мы стоим на пороге «легкового» самолетостроения. Вы еще застанете времена, когда легковые самолеты начнут вытеснять легковые автомобили». Игорь Волк – тяжелая артиллерия группы российских инженеров, разрабатывающих принципиально новый тип «легковых» самолетов. А мощная поддержка им нужна как воздух, уж больно фантастически выглядит проект – четырехместный самолет будет умещаться в обычном гараже, управляться как автомобиль, быть безопасным и взлетать с 27 метров! Взлетная полоса, скатанная в рулон, тоже может храниться в стандартном гараже.
Взлетаем с пятачка
«Каждый элемент в отдельности вовсе не фантастичен и, как правило, уже отработан до нас, – говорит главный конструктор проекта. – Мы просто собрали все достижения легкого самолетостроения в одну машину – Lark-4».
При упоминании самолетов с укороченным взлетом и посадкой на память сразу приходят сверхдорогие палубные военные Яки и Харриеры, сжирающие при взлете практически весь запас топлива. Однако были в истории и другие примеры, самый яркий из них – немецкий Fi 156 Storch времен Второй мировой, выпущенный тиражом почти 2900 машин. Талантливый авиаконструктор Герхард Физелер спроектировал машину как самолет укороченного взлета и посадки с крылом большой подъемной силы. Разбег "Шторха" составлял всего 65 м, пробег после посадки – 22 м. При встречном ветре 40 км/ч машина вообще могла "зависать" в воздухе без потери управляемости. Именно на этом самолете Отто Скорцени вывез Муссолини из плена. Для этого "Шторху" пришлось сесть прямо на вершине Гран-Сассо-д'Италия – самой высокой горной цепи в Абруццских Апеннинах. Весь секрет "Шторха" был в его крыле – с неподвижным предкрылком, расположенным вдоль всего крыла; щелевыми элеронами и щелевыми камерными изменяемыми закрылками. Готовый самолет превзошел все ожидания конструктора – редкий случай в мировой практике.
Как птица
Один из самых совершенных и экономичных движителей имеет птица. Однако создать полную копию птичьего крыла современным технологиям не под силу. А вот частично использовать принцип махолета можно уже сегодня. Например, применить вибрирующие или машущие предкрылки, изобретенные еще в середине 40-х нашим соотечественником, инженером кафедры аэродинамики МАИ Александром Болдыревым. Идея крыла Болдырева состояла в следующем – машущий предкрылок прогонял воздух над поверхностью крыла, создавая дополнительную подъемную силу. Болдырев провел стендовые испытания и построил летающую резиномоторную модель.
Испытания моделей в МАИ и продувки в аэродинамической трубе в ЦАГИ показали, что колеблющийся предкрылок создает одновременно горизонтальную тягу и вертикальную подъемную силу, причем наибольший эффект наблюдался на частотах от 50 до 80 Гц при отклонениях предкрылков на углы порядка +/–15 градусов. При этом максимальная тяга, получаемая с помощью предкрылка, в момент трогания самолета с места составляла более 4 кг/л.с. Это примерно в 2,7–3,6 раза больше, чем тяга, получаемая с помощью воздушного винта, имеющего всего от 1,1 до 1,5 кг/л.с. А подъемная сила на взлетных скоростях, получаемая с помощью вибропредкрылка, более чем в четыре раза превышала подъемную силу крыла без вибропредкрылка.
В 1947 году был построен полноразмерный аппарат, однако на предполетных испытаниях произошло разрушение привода и проект закрыли. Почему? Дело в том, что вибропредкрылок мог эффективно работать в качестве самостоятельного движителя лишь на низких скоростях, 200–250 км/ч. На более высоких скоростях он терял свою эффективность.
Из-за этих недостатков и увлечения созданием в 1940-е годы все более скоростных самолетов постепенно интерес к работам с вибропредкрылком был утрачен, и их финансирование было прекращено. Конструкторы Lark-4 реанимировали конструкцию Болдырева с учетом современных технологий. Разработанная активная механизация крыла на базе этого решения позволила добиться еще большей подъемной силы, чем у Болдырева, что, в свою очередь, позволило кардинально уменьшить размер крыла и резко уменьшить скорость и длину взлета-посадки.
Не опасней автомобиля
– Со взлетом мы более-менее разобрались, – не унимаюсь я, – а вот как быть с посадкой? Непрофессиональному пилоту нужно попасть в начало 27-метровой полосы. Причем несколько раз в день.
– Вот вы на 40 км/ч в гараж на машине заехать с первого раза сможете? – Игорь Волк, чувствуется, уже поднаторел в словесных баталиях. – Почему же не сможете на 43 км/ч (посадочная скорость Lark-4) попасть во взлетную полосу? А если промахнетесь, последствия будут не меньше и не больше, чем если на машине промахнетесь мимо гаража.
– Хорошо, но у меня пару раз за мою жизнь на трассе глох двигатель, – мне кажется, что я подловил космонавта. – Самолет – не автомобиль, на обочине не припаркуешься.
На помощь Герою Советского Союза снова приходят конструкторы. На самолете есть еще два небольших турбореактивных двигателя, аналогичных применяемым в авиамоделизме. Они расположены в корневых наплывах крыла и выполняют в полете ряд вспомогательных функций. Если в процессе полета маршевый двигатель по какой-то причине прекращает работу, то вспомогательные двигатели начинают работать на активную механизацию крыла, в том числе и на один из ее компонентов – вибропредкрылки.
На малых скростях, даже с приводом от маломощных двигателей, эта механизация крыла обеспечит самолету хорошую тянущую и эффективную подъемную силы. Поэтому и с неработающим маршевым двигателем, за счет действия одной лишь активной механизации, самолет способен будет взлетать, набирать высоту, маневрировать, одним словом, совершать нормальный полет, но только со скоростью значительно меньше крейсерской, не более 200–250 км/ч. Впрочем, этой скорости самолету будет вполне достаточно, чтобы при необходимости спокойно долететь до нужного пункта посадки.
Вихри враждебные
Интересные инженерные решения Lark’а на этом не заканчиваются. На законцовках крыла хорошо видны «пропилы», как будто кто-то поработал циркулярной пилой. Дело в том, что во время полета самолета, при перетекании воздуха с нижней поверхности крыла на верхнюю (из-за разницы давлений) на концах крыльев возникают воздушные вихревые процессы, поглощающие значительную часть энергии, затрачиваемой на обеспечение полета. Для борьбы с этим явлением часто на концах крыльев ставят небольшие вертикальные стабилизаторы. «Прорезные» фирменные законцовки крыльев Lark’а, по уверению конструкторов, еще более эффективно решают эту проблему.
Вместо сердца
Работы по маршевому двигателю для Lark-4 велись в оборонном МКБ «Гранит». За основу был взят ранее созданный в МКБ турбореактивный двигатель для крылатых ракет – компактный, надежный и экономичный.
Гражданская версия двигателя получила название ТВД-400Д. При весе 84 кг он имеет мощность 560 л.с. Расход топлива на 100 км пути, по расчетам, должно составить около 11 л низкооктаногвого дизтоплива. Кстати, двигатель под названием ТВД-400 в авиационно-технических справочниках так и значится: двигатель для самолета Lark-4.
Прогнозов не даем
Нам удалось подержать в руках лопасти винта Lark-4, покрутить разнообразные макеты самолета, увидеть высоконадежный и экономичный двигатель ТВД-400Д, поговорить с конструкторами, посмотреть чертежи и нарисовать самолет. Полетит или нет этот удивительный аппарат, предсказать мы не беремся. Хотя нам бы очень хотелось быть его первыми пассажирами. А еще лучше – пилотами. Или водителями?
