На выставочной экспозиции ВНИИ ГОЧС посетителям Международного салона «Комплексная безопасность - 2021» представили летательный аппарат, который некоторые могли принять за образец наземного беспилотника. Однако то, что выглядит как колеса, на самом деле является циклическими движителями, благодаря которым машина способна летать.
Каждый циклический движитель состоит из нескольких лопастей, которые установлены между боковыми дисками. Вращающиеся лопасти «загребают» воздух и отбрасывают его назад, создавая подъемную и движущую силы. При этом они могут изменять свой установочный угол, тем самым меняя общий и циклический шаг.
Справка:
- Установочный угол – это угол наклона лопасти винта, а в случае с циклическим движителем – наклона лопасти «колеса».
- Общий шаг – угол наклона всех лопастей винта.
- Циклический шаг – угол наклона каждой лопасти в определенном месте на оси вращения винта (или «колеса» циклолета). При помощи изменения циклического шага можно менять направление силы тяги.
Все новое – хорошо позабытое старое
Стоит сразу отметить, что идея создания летательного аппарата с циклоидным пропеллером, напоминающим гребное колесо на старых пароходах, родилась не сегодня. Первое упоминание похожей машины датируется еще 1909 годом.
В начале XX века военный инженер Евгений Павлович Сверчков построил аппарат с гребными колесами из 12 лопастей, попарно установленных под углом 120°, которые могли менять установочный угол. В движение их приводил 10-сильный двигатель «Бюше».
Цикложир, как обычно именуют летательные аппараты подобной конструкции, демонстрировался на Выставке новейших изобретений и даже получил медаль, но на испытаниях, к сожалению, даже не сдвинулся с места. В то время уровень развития авиационной промышленности не мог обеспечить полноценные исследования и проектирование столь сложных аэродинамических компоновок.
И вот спустя более чем 100 лет в России снова проходят работы по созданию похожего летательного аппарата.
Когда в 2017 году Фонд перспективных исследований (ФПИ) организовал конкурс «Свободный взлет», целью которого был поиск новых решений для обеспечения аэромобильности, российским конструкторам уже было что представить. Одну из заявок на конкурс подала организация ООО «Флэш-М», включавшая представителей творческой группы «Арей» и ученых Института теплофизики Сибирского отделения РАН (ИТ СО РАН). Специалисты продемонстрировали результаты многолетней работы по исследованиям конструкций циклических движителей и предложили создать новый тип летательного аппарата – циклолет. Так уже в 2018 году в рамках проекта «Циклон», организованного ФПИ, начались работы над созданием образцов летательных аппаратов с циклическими движителями. Еще спустя два года первый циклолет был представлен на Международном форуме «Армия-2020».
Первые испытания и преимущества циклолета
Первые летные испытания показали, что циклолет массой 60 кг может переносить полезную нагрузку в 10-20 кг. При этом был отмечен ряд преимуществ таких летательных аппаратов в сравнении с винтокрылыми машинами. Циклолет весьма компактен и работает гораздо тише вертолета или квадрокоптера. Аэродинамика циклического движителя обеспечивает более низкий уровень шума по сравнению с воздушным винтом той же тяги. На расстоянии 1 м висящий в воздухе аппарат звучит не громче заведенного автомобиля.
Другое, еще более важное преимущество летательного аппарата с циклическими движителями – способность менять вектор тяги на 360 градусов. Это позволяет ему маневрировать среди препятствий, причаливать к вертикальным поверхностям, а также осуществлять взлет-посадку с наклонной поверхности. Периферийная защита двигателей, в свою очередь, защищает их от разрушения при столкновении с препятствиями и исключает травмирование роторами находящихся рядом людей.
Циклолет – перспективное средство спасения
Только в Москве насчитывается 137 строений высотой более 100 метров. При этом строения выше 60 метров есть в 54-х субъектах России.
На сегодняшний день с верхних этажей зданий пострадавших спасают при помощи автолестниц и автоподъемников. При этом чем выше лестница – тем больше вес и габариты самой машины. Так, например, телескопический автоподъемник Bronto Skylift F 112 HLA, способный поднять пожарных на 112 метров, весит порядка 77 тонн.
Техника с таким весом не способна безопасно передвигаться по улицам без предварительной подготовки, поэтому, как правило, подобные машины «привязаны» к конкретным высотным объектам. Кроме того, для развертывания таких спасательных средств требуются специально подготовленные площадки, что также затрудняет работу спасателей.
Эвакуировать людей с крыш высотных зданий можно и при помощи вертолета. Строительные нормы Москвы, к примеру, обязывают застройщиков обустраивать вертолетные площадки на крышах жилых зданий выше 65 метров.
Однако с вертикальных поверхностей, как понимаете, при помощи вертолета людей эвакуировать все равно не получится.
В качестве одного из перспективных средств спасения с высотных зданий ученые ВНИИ ГОЧС рассматривают беспилотники вертикального взлета и посадки. Учитывая ряд особенностей, которые выгодно отличают циклолет от других БПЛА и вертолетов, машины с циклическим движителем также заслужили внимание специалистов института.
Планируется, что уже к 2024 году будет создан полноразмерный пассажирский аэромобиль с циклическими движителями «Циклокар» с грузоподъемностью в 600 килограммов. Такие характеристики, как заявляет разработчик, смогут обеспечить перевозку до 6 человек.
Впрочем, работоспособность циклолета при воздействии внешних механических и климатических факторов, специальных сред и высоких температур еще только предстоит проверить. Именно такие тяжелые условия обычно сопутствуют чрезвычайным ситуациям.
Анализ существующих технологий и технических средств спасения из высотных зданий ученые ВНИИ ГОЧС проведут в рамках научно-исследовательской работы «Оценка потребности в разработке технологий и аварийно-спасательных средств спасения из зданий высотой более 50 метров», которую планируется выполнить в 2021 году.