>>к оглавлению

 «НЛО» ЗАХОДИТ НА ПОСАДКУ»огл.

Сергей ПАРФЕНОВ

 

Нетрудно понять состояние случайных свидетелей, каким-либо образом оказавшихся зимой 1994 года на реке Туре - в акватории Судостроительного завода (г.Тюмень). На их глазах творилось удивительное действо: диковинный, никем не виданный ранее аппарат – то ли новый самолет, то ли дирижабль, а, может, вообще «летающая тарелка» - лихо проносился над ледяной гладью реки, вертикально взмывал в небо и, казалось, подолгу, неподвижно-нахально, там зависал…

Что за чудо-юдо? Кто тут безнаказанно «резвится»? И рука отдельных, приученных к бдительности граждан уже непроизвольно тянулась к телефонной трубке. Смех смехом, но многие именно так, в стиле незабвенного Семен Семеныча Шпака из известной советской кинокомедии,  и поступали:

- Алло? Милиция? Приезжайте, срочно!..У нас тут такое творится!..

«Безобразия» продолжались и в 1995 году, причем и весной, и летом. А следующей зимой загадочный летательный аппарат просто обнаглел, «облюбовав» уже сельскохозяйственное поле под самой Тюменью. Впрочем, маневры он выполнял вроде бы совершенно безобидные: руление, движение по твердой и слабонесущей поверхности, по воде, затем делал скоростные пробежки, замысловатые подлеты, парение на небольшой высоте…

При этом НЛО (спрашивается, а что же это могло быть?) вел себя без агрессии и видимых угроз, адекватно. На него, похоже, ничто не влияло – ни 25-градусный сибирский мороз, ни плюс 30 жарким летом; ни мглистый снег, ни проливной ливень; ни боковой, ни встречный ветер. При этом создавалось впечатление, что инопланетной «тарелке» абсолютно наплевать, где приземляться. При ясном, визуальном наблюдении она легко садилась и на гладь реки, и на грунтовую проселочную дорогу, и в топкое лягушачье болото…

Возбуждение достигало критической массы: куда же, черт возьми, смотрят наши доблестные «органы»? Инопланетяне хозяйничают, словно у себя дома – как где-нибудь в созвездии Большого Пса!

На самом деле – никаких «звездных войн». На указанном полигоне под Тюменью специалисты Сибирского научно-исследовательского института авиации (СибНИИА) и их коллеги-разработчики из ОАО «Тюменьэкотранс» несколько лет проводили сперва летные, а затем и заводские приемо-сдаточные испытания уникальных для России безаэродромных летательных аппаратов БАРС и «Белла».

Собственно, это действительно смахивает на фантастику – ведь на свет появился некий гибрид самолета, дирижабля, вертолета и морского судна на воздушной подушке! А на строго-профессиональном, научном языке его можно представить как аэростатический, комбинированный летательный аппарат (АКЛА) нового поколения.

Что ж, интерес к проектированию и постройке АКЛА, особенно в последнее время, отнюдь не случаен.

Самолет, достигнув большого совершенства – высоких скоростей, большой дальности и грузоподъемности, остается, увы, пока очень дорогим видом транспорта. Поэтому в отрасли уже не первый год ведется интенсивный научный поиск по повышению транспортной эффективности – в частности, увеличению весовой отдачи и удельной производительности летательных аппаратов. А достигается это за счет улучшения аэродинамики, применения турбовальных газотурбинных двигателей с невысоким расходом топлива, сверхлегких и прочных материалов, совершенных систем управления и, разумеется, увеличения грузоподъемности. Однако уже и на этом пути резервы повышения транспортной эффективности, похоже, исчерпаны. Как быть?

Сибирские ученые как-то прикинули: а ведь просматриваются всего-навсего два направления кардинального увеличения весовой отдачи и удельной производительности авиации – во-первых, значительное сокращение аэропортовых затрат и, во-вторых, применение так называемой аэростатической разгрузки конструкции, иначе говоря – пора создавать на этой основе совершенно новый летательный аппарат.

При этом первое направление реализуется за счет безаэродромности, которую можно достичь, применив на самолете комбинированное взлетно-посадочное устройство, куда входят и шасси на воздушной подушке. Это позволит совершить настоящую авиареволюцию – совершать взлет и посадку с любых естественных ровных площадок: моря, озера, реки, болота, поля, шоссе и т.д. А в «сухом остатке» - отказ от дорогостоящих взлетно-посадочных полос, аэропортовых сооружений и прочей инфраструктуры.

Что касается второго направления, то его можно реализовать за счет заполнения свободных объемов планера самолета легким газом – гелием или водородом. Ни для кого же не секрет: у современных самолетов большой грузоподъемности типа аэробусов и тяжелых транспортников эти объемы достаточно велики – 5-10 %. А свободные объемы планера можно значительно увеличить за счет правильного выбора формы фюзеляжа-центроплана.

А теперь покумекаем. Оба указанных направления, по расчетам, позволят увеличить весовую отдачу самолета аж в 2-3 раза и достигнуть транспортной эффективности, сравнимую, например, с железной дорогой!

Это на бумаге, в теории. Но каким же образом столь оригинальные и смелые идеи реализовать на практике?

 

Гибель «Гинденбурга»: поиск продолжается»огл.

Пришлось А.И.Филимонову и его коллегам из «Тюменьэкотранса» обратиться к истории развития АКЛА. И здесь мы уйдем к самому началу ХХ века. Так, первое упоминание об устройстве и принципах полета гибридного дирижабля относится к немецкому патенту № 220431 за 1908 год.

Уже довольно скоро после этого стали понятны концептуальные проблемы крупных дирижаблей: огромные габариты и парусность, недостаточная устойчивость, а также слабая управляемость на взлете и посадке, трудности компоновки маршевых силовых установок, отсутствие возможности автономного базирования, эксплуатации и др.

Особенно дорогой и сложной была инфраструктура по эксплуатации и обслуживанию таких «кораблей» – причальные станции, эллинги, охрана и т.д.

Именно эти «заморочки» и явились главными причинами гибели в 20-30-х гг. прошлого века гигантских дирижаблей конструкции Цеппелина – «Гинденбург», «Акрон», «Мэкон». Катастрофы принесли ужасные разрушения и были воистину трагическими, унеся немало человеческих жизней (все это подробно описано в литературе). Недолго, к слову, просуществовал и знаменитый в ту пору в СССР дирижабль «Урал», рожденный свердловскими конструкторами.

Тем не менее мы хорошо помним по кадрам военной хроники: девушки из подразделений ПВО в 1941-1942 гг. «ведут» по Москве, удерживая за веревки, огромные железнодорожные цистерны – управляемые аэростаты, те же дирижабли. Их объем достигал 900 тысяч кубических метров и более, а заполнялись они гелием или водородом, служа надежным щитом столицы от налетов авиации Германа Геринга.

А накануне рождественских праздников 1944 года японцы начали бомбардировки западного побережья США с помощью…10 тысяч автоматических аэростатов с кассетами из 15-килограммовых фугасно-зажигательных бомб. «Воздушные посылки» запускались с японских островов, морских кораблей и, набрав высоту до 20-30 км, недостижимую для боевых истребителей, в мощном струйном течении со скоростью 100-150 миль в час несли тонны смертоносного груза на головы беспечных янки. Эти безмолвные фугасы пробивали крыши зданий, а коварная термитная начинка при взрывах воспламенялась и разлеталась в радиусе 150 метров, сжигая все вокруг в адском пламени, температура которого достигала 3000 градусов! Этот практически малоизвестный период Второй мировой войны продолжался почти 150 суток.

Американцы этот опыт не забыли. И в 1969 году автоматический аэростат, построенный в США, с закрытой оболочкой летал 441 сутки и при этом сделал 35 оборотов вокруг Земли!

Чем хороши подобные аппараты? Аэростаты поднимают на высоту до 25 км полезный груз массой 3 тонны, до 35 км – 800 кг и до 45 км – 100 кг. Максимально зафиксированая высота полета аэростатов составляет около 55 км с оболочкой объемом 810000 кубометров.

Возможно, именно поэтому в настоящее время в Германии, США, да и в России, других странах предпринимаются активные попытки реанимировать создание крупных дирижаблей. Аргументы? Современные достижения авиационной науки и техники, мол, уже позволяют решить существовавшие ранее проблемы.

Позиция тюменских и сибирских ученых несколько отличается от мирового мнения: решить концептуальные проблемы упомянутых летательных аппаратов можно только на пути создания гибридных дирижаблей.

В чем их суть? Они относятся к аппаратам, подъемная сила которых уже включает все реализуемые на сегодня принципы: аэростатический, аэродинамический и реактивный. В качестве такого АКЛА может служить проект (к сожалению, так и не реализованный в натуре) гибридного дирижабля-тримарана, описанного в одном из патентов США.

Или проект Megalifter (тоже американский). Аппарат имеет нормальную схему самолета, где аэродинамическая сила создается на отдельном крыле, закрепленном к жесткому корпусу-фюзеляжу (большая часть его объема заполнена подъемным газом – гелием). Dynairship также имел форму самолета типа «летающее крыло». На его корпусе в горизонтальном полете возникает большая аэродинамическая сила, при этом большая часть объема крыла заполнена газом, создающим аэростатическую подъемную силу.

А вот гибридный дирижабль Helistat разработки американской же фирмы Piasecki Aircraft в отличие от многочисленных проектов дирижаблей и вертостатов – как отечественных, так и зарубежных – был все-таки построен и даже летал. А дело в том, что аэростатическая подъемная сила тут создавалась легким газом (гелием), находящимся в оболочке корпуса дирижабля, к которому на ферме крепилось четыре вертолетных модуля с несущими винтами. Оказалось, подъемной силы легкого газа было достаточно для поддержания веса всей конструкции, а винты обеспечили подъем полезного груза, создавая маршевую тягу для горизонтального полета.

Это был верный ориентир. Но нашим ученым, исходя из изученного опыта, пришлось прежде всего искать путь снижения габаритов и парусности, не отказываясь, впрочем, от гибридного принципа. Первый шаг, и очень важный, - выбор оптимальной формы и геометрии газовмещающего корпуса. Наиболее распространенными из них являются, конечно же, цилиндрические, сигарообразные и сферические. А если попробовать дискообразную?

Стало уже «теплее». Опустим сложные и многоярусные расчеты. На основании проведенного анализа влияния формы и геометрии газовмещающего корпуса на его габариты и парусность сибирские и тюменские ученые сделали важный для себя вывод: необходимо отдать предпочтение именно дискообразной форме, позволяющей в полтора-два раза уменьшить размеры будущего летательного аппарата и более, чем в 3 раза снизить парусность по сравнению с цилиндрическими (или сигарообразными) корпусами.

Но дальнейшие исследования подсказали, что такой диск должен быть удобообтекаемым, с закругленными кромками или же эллипсовидным, что пропорциаонально влияет на сопротивление давления и трения. Причем в центре эллипса должен быть предусмотрен проем для размещения там некой подъемной силы с реактивным принципом, столь необходимой для такого сложного аппарата.

А дальше работа пошла гораздо дружнее. К примеру, при оценке аэродинамической схемы АКЛА были использованы экспериментальные данные, полученные с помощью продувочной модели самолета вертикального взлета и посадки (СВПП), который тоже имеет диск-центроплан, по сторонам которого установлены консольные части крыла, а сзади - хвостовое оперение. Однако с учетом особенностей дирижабля-АКЛА (наличие аэростатической подъемной силы, большей площади центроплана-диска, необходимости уменьшения габаритов) потребовалось сдвинуть консоли крыла назад, чтобы получить так называемую задисковую площадь центроплана, а также увеличить площади поверхностей хвостового оперения, - в частности, применить бипланное (и даже трипланное) горизонтальное оперение и боковые кили, а в последующем – двух- или трехкилевое оперение с одним большим стабилизатором…

 

Полеты в «трубе» и наяву»огл.

Если обобщить, что же в итоге получилось?

Будущий аппарат виделся прежде всего из диска-центроплана, в центральном проеме которого был размещен подъемный винт, расположенный сверху на центральном теле (а в нем – кольцевой канал, канальные рули, входная решетка, посадочный тор). А вокруг диска крепилась пилотско-пассажирская кабина, консоли крыла и хвостовое оперение, в зоне последнего – маршевый винт…

Первая продувочная модель АКЛА имела размеры в 12,5 раза меньше  эталонной схемы аппарата. Все это было согласовано, конечно, с размерами рабочей части аэродинамической дозвуковой трубы Т-1 Московского авиационного института, обладающим достаточно высоким уровнем технического оснащения.

В результате испытаний модели в аэродинамических трубах, направленных на получение результатов, наиболее близких к реальным и определявшихся специальной программой, ученые опытным путем определили несколько «узких», весьма уязвимых мест аппарата.

И хотя экспериментальные исследования модели АКЛА второго приближения в основном касались уже проверки «внешней» аэродинамики – в том числе оценки несущей способности, продольной статической устойчивости и балансировки, а также струйной механизации и управления аппаратом, последующие изменения формы модели геометрических размеров и параметров будущего БАРСа коснулись практически всех его блоков: носовой части, диска-центроплана, консолей крыла, хвостового оперения, органов управления и механизации, взлетно-посадочного устройства.

Понятно, что все эти изменения были направлены на улучшение аэродинамики, наиболее рациональной компоновки аппарата, имевшего схему типа «летающее крыло» в комбинации с нормальной конструкцией обычного самолета. Иными словами – шел поиск рациональной конфигурации машины в зависимости от режима полета.

Естественно, после проведения теоретических обоснований и экспериментальных исследований возникла потребность в опытно-конструкторских работах – пришло долгожданное время создавать натурный образец нового безаэродромного самолета. Ученые решили сразу же приступить к постройке пилотируемого аналога БАРСа. Это выглядело наиболее рациональным и оправданным вариантом.

Конструкция будущего чудо-планера была выполнена в основном из современных композиционных материалов: стекло-углепластика, кевлара с использованием конструкционного пенопласта, дерева, алюминиевых сплавов и др.

Сам же планер аппарата конструктивно включал в себя диск-центроплан; пилотско-пассажирскую кабину; центральное тело;входную решетку; хвостовые балки; консоли крыла; хвостовое оперение.

При этом одна из самых сложных задач – как выбрать оптимальную размерность аппарата? Исходя из множества факторов (мы их разумно опустим), были разработаны два проекта пилотируемого аналога БАРСа с габаритными размерами: 26,8х21,6х6,0 м и 10,7х8,6х2,4 м с соответствующими взлетными весами до 10000 кг и 1000 килограммов.

Как бы там ни было, создание реального аналога БАРСа позволило разработчикам добиться главного:

подтвердить перенос результатов модельных испытаний в аэродинамических трубах на натурные летательные аппараты, особенно итоги исследований на взлетно-посадочных режимах полета;

отработать конструктивные решения различных частей БАРСа;

выбрать наиболее рациональную с минимальной удельной массой обшивку частей планера;

определиться с типом и компоновкой силовых установок;

отработать схему членения и технологию изготовления, в том числе «ноу-хау».

Таким образом, БАРС был готов к решающему «прыжку» - показу на людях. Но об этом мы уже вкратце поведали вам в самом начале нашего разговора.

 

«Махну серебряным тебе крылом!..»»огл.

А теперь предоставим слово А.И.Филимонову, одному из отцов-творцов сибирского «НЛО»:

- Наш аппарат имеет схему «летающего крыла» с хвостовым оперением и специальной пилотской кабиной. В полете он практикует два принципа создания подъемной силы: аэродинамический и реактивный - с использованием на взлете и посадке эффекта воздушной подушки. На натурном варианте реализуется еще и третий принцип - аэростатический.

Мы решили, что БАРС должен быть устроен следующим образом.

Его основной частью является диск-центроплан большой относительной толщины ( Сд - 0,325), в центральной части которого (в канале) размещен подъемный винт и центральное тело (грузовой отсек).

Для натурного аппарата диск-центроплан служит газовместилищем подъемного газа (гелия). На входе в канал установлена направляющая (входная) решетка из поворотных створок, которая служит одновременно для закрытия канала. На выходе из него крепятся воздушные (канальные) рули, обеспечивающие нужную управляемость и стабилизацию, в основном, на взлетно-посадочных режимах полета. Снизу диска-центроплана имеется эластичный надувной тор, служащий к тому же гибким ограждением для воздушной подушки и взлетно-посадочного устройства.

На передней части диска-центроплана установлена пилотско-пассажирская кабина, а сзади - консоли крыла и хвостовое оперение, обеспечивающее аппарату необходимую аэродинамическую (совместно с диском) подъемную силу, а также устойчивость и управляемость в горизонтальном полете.

На задней части диска-центроплана (а точнее - на хвостовых балках) мы разместили маршевые (толкающие) винто-моторные установки, а между хвостовыми балками - двигатель, который с помощью трансмиссии (вала и редуктора) приводит во вращение подъемный винт.

Снизу пилотско-пассажирской кабины и двух хвостовых балок  установлены колесно-лыжные опоры (КЛО), служащие, в основном, для передвижения по взлетно-посадочной площадке. На аппарате нами применена струйная механизация.

Для обеспечения весовой продольной балансировки, считаем, возможно применение балансировочных отсеков как в носовой части кабины, так и в хвостовых балках. Для аэродинамической продольной балансировки стабилизатор имеет несимметричный профиль и специально установлен своей кривизной вниз, а консольные части выполнены переставными.

Наш аппарат имеет двойную систему управления и стабилизации со сдвоенными командными постами, топливную систему, обеспечивающую работу трех двигателей. БАРС снабжен современной электросистемой, обеспечивающей дистанционный запуск двигателей. Она обеспечивает также работу аэронавигационных огней, освещение в кабине, центроплане, контрольных приборов. В кабине, кроме того, установлено необходимое аэронавигационное и испытательное оборудование. Головой отвечаю: это очень хорошая машина!..

Кое-кто, впрочем, может и резонно возразить сибирякам-ученым: а зачем, мол, было городить огород, «изобретать велосипед», если в России, в г.Каспийске, уже давно созданы такие мощные и интересные машины, как самолеты-амфибии Бе-200? Сегодня их начинают потихоньку закупать и МЧС, и Минобороны, не говоря уже о зарубежных клиентах.

А возьмем последнее детище екатеринбургского ФГУП «НПО автоматики» - небольшой компактный самолет, который может подняться с поверхности любого озера и лететь со скоростью 170—180 километров в час на высоте до 4000 метров. При этом он легко садится на заснеженное поле и грунтовую дорогу, а длина разбега на воде или грунте при максимальной нагрузке составляет соответственно 190 и 110 метров. В корпусе и каркасе самолета практически нет металлических деталей, поэтому полет амфибии трудно засечь радаром.

Отметим и другие ТТХ. Юркий самолет способен брать на борт шесть человек или до полутонны груза, которые могут быть доставлены в отдаленные места. Геологи, промысловики, спасатели, и особенно воздушные туристы смогут найти ему достойное применение: запас топлива позволяет находиться в воздухе пять часов без дозаправки. Максимальная дальность полета - 750 километров. Слетать на выходные порыбачить на Север или на Волгу? Легко. Высадить небольшую группу людей в труднодоступном районе с озерами и болотами? Нет проблем. «Че-27» — так называется эта амфибия — стоит в пять раз дешевле крутого «джипа», а расход бензина и запас хода практически одинаковы. Говорят, по желанию заказчика самолет можно сделать еще более «навороченным», установив на него сложную систему навигации и связи.

И вот такие самолеты начал делать филиал ФГУП «НПО автоматики» «Статус-авиа» на производственных площадях и под товарным знаком  известного в стране оборонного предприятия. Это стало возможным благодаря прогрессивному мышлению генерального директора Леонида Шалимова, который вроде бы даже бравирует: я держу инкубатор бизнес-идей! Что ж,  когда к нему действительно пришли с идеей и бизнес-планом изготовления описанного выше «воздушного такси», он рискнул — и выиграл.

Первый выпущенный филиалом НПО самолет-амфибия был выставлен на Уктусском аэродроме в 2004 году в День воздушного флота России, второй, в октябре, сдали следующему по очереди заказчику. А сегодня тут хоть налаживай производственный конвейер, поток.

Скажу на это так: одно другому не помешает. У всех этих нестандартных проектов – разные задачи и возможности. Да и работы, уверен, с нашими-то российскими дорогами, расстояниями и климатом, хватит на всех и надолго.

Чтобы убедиться в этом, сравните летно-технические характеристики, к примеру, «Че-27» и сибирского «гибрида».

У БАРСа несколько модификаций и размеров. Так вот, в зависимости от этого «сибиряк» может иметь взлетную массу от 80 до 490 тонн. Аэростатический объем – от 7 до 90 тысяч кубических метров. Мощность силовых установок – 8000-44670 кВт. Габариты: длина – от 72 до 168 м, размах крыльев – от 70 до 165 м, высота – 20-47 метров. Коммерческая нагрузка – от 45-60 до 280-400 тонн. Дальность полета – 3350-4500 км. Крейсерская скорость – 180 километров в час, высота полета – до 500 м.

Посадку и взлет такой аппарат с помощью воздушной подушки может осуществлять с любой ровной поверхности – грунта, воды, льда, снега, болота и т.д.

Режимы эксплуатации тоже могут быть разными – самолетный, вертолетный и аппарата на воздушной подушке.

А насколько он эффективен? По весовой отдаче БАРС превосходит тыжелые грузовые самолеты – аналоги «Ан» - в 2-3 раза, а по удельной производительности – в 1,5-3 раза!

Особо подчеркну, что БАРС, как и его сестрица «Белла», не имеет аналогов в мире и уже надежно защищен патентами на изобретения в России, Германии, США.

Что касается областей применения, то речь может как о доставке грузов и пассажиров в труднодоступные местности, так и о предупреждении, ликвидации аварий, последствий чрезвычайных ситуаций, использовании в различных транспортно-технологических работах. Словом, трудяга! Новый вид транспорта, говорят, уже сильно заинтересовал главу МЧС Сергея Шойгу, железнодорожников, нефтяников и газовиков Югры и Ямала, строителей, пожарных, пограничников из Кургана и Челябинска, Дальнего Востока.

Вопрос в другом. В серьезных инвестициях. Для того, чтобы Россия получила не эспериментальный, а промышленный образец уникального летательного аппарата, в данный проект нужно вкладывать деньги. И неважно, кто это будет – государство, потенциальные заказчики и покупатели – к примеру, те же «сырьевики», или крупный частный бизнес, которому близко и дорого почему-то ругаемое нынче слово «патриотизм»…

 

---

ОГЛАВЛЕНИЕ

 «НЛО» ЗАХОДИТ НА ПОСАДКУ

Гибель «Гинденбурга»: поиск продолжается

Полеты в «трубе» и наяву

«Махну серебряным тебе крылом!..»

---

Как нас найти...

E-mail: koa@fund.uralfo.ru

Тел./факс: (343) 378-91-12

г.Екатеринбург, пл.Октябрьская, 3