В журнале «Юный Техник» №4 за 1957 год была опубликована статья Н. Варварова – «Зенитная авиация», об совершенно новых летательных аппаратах вертикального взлета. Автор гвардии полковник, заглядывая в будущее, подробно рассказал юному читателю о революционно новых схемах летательных аппаратах о конвертопланах, вертипланах и колеоптерах. Статья богато снабжена иллюстрациями К. Арцеулова. Ниже читателю предлагаю ознакомиться с этим уникальным материалом:
«Зенитная авиация»
Авиация в наше время развивается так бурно, конструкторы создают настолько необычные типы летательных аппаратов, что появись во время воздушного парада над Тушинским аэродромом Иван-царевич на ковре-самолете, знатоки авиации не были бы этим удивлены, а деловито поинтересовались бы мощностью и типом его двигателя…
Поиски новых типов летательных аппаратов ведутся неспроста. Ведь каждый из известных нам аппаратов наряду с присущими ему достоинствами обладает и недостатками.
Вот сверхзвуковой реактивный самолет. В течение нескольких часов он доставит в самые отдаленные уголки земного шара груз, почту или пассажиров. Однако для его взлета и посадки нужны большие, специально оборудованные аэродромы.
Иное дело вертолет. Он взлетает прямо с грузовой машины, но можно ли сравнить его скорость со скоростью реактивного самолета?!
Желание создать такой аппарат, который бы взлетал и садился подобно вертолету, но летал со скоростью реактивного самолета, привело к появлению проектов совершенно необыкновенных летательных аппаратов.
Главное достоинство их состоит в том, что они могут летать на больших, иногда даже на сверхзвуковых скоростях и производить вертикальный взлет и посадку на очень маленькие площадки.
Что же это за летательные аппараты?
Это конвертопланы, вертипланы и колеоптеры.
Конвертоплан
Так называется летательный аппарат, который в полете может преобразовываться из вертолета в самолет и обратно.
Слово «конвертоплан» может быть переведено как «преобразуемый самолет». От обычного самолета он отличается тем, что его крылья, прикрепленные не к фюзеляжу, а к специальному поднятому над корпусом пилону, могут быть повернуты вокруг своих продольных осей.
Для взлета и посадки летчик поворачивает одно крыло на 180° и включает двигатели. Крылья превращаются как бы в лопасти винта вертолета.
Как только необходимая высота достигнута, крылья устанавливают в обычное для самолета положение, и конвертоплан продолжает полет, как и все самолеты.
Вертикальный подъем другого типа ковертоплана обеспечивают «лопасти», вращаемые реактивными двигателями, установленными на концах крыла. После достижения заданной высоты одна из «лопастей» поворачивается и аппарат также превращается в обыкновенный скоростной самолет.
При посадке все происходит в обратном порядке. Аппарат принимает вертикальное положение, а затем производится плавное снижение и посадка на специальные амортизаторы.
Не менее интересен другой вид конвертоплана. На его сигарообразном корпусе установлено вращающееся кольцо, на котором укреплены правое и левое крылья. Каждое из них может поворачиваться вокруг своей продольной оси. Реактивный двигатель, размещенный в хвостовой части, приводит в движение кольцо через специальную систему.
При взлете кольцо вращается, и крылья создают подъемную силу. Аппарат взлетает. Как только будет набрана необходимая высота, летчик переведет аппарат в горизонтальное положение и изменит угол наклона правой и левой частей крыла. Конвертоплан превратится в обычный реактивный самолет.
– Здорово! – скажет неискушенный читатель. – Почему же не строят вместо самолетов конвертопланы?
Дело в том, что осуществить эти идеи при всей их внешней простоте не так-то просто. Попробуйте, например, сообразить, как конвертоплан перевести из вертикального положения в горизонтальный и наоборот. Ведь при повороте крыла аппарат буквально ни на чем не держится!
Специалисты предложили следующее решение этого вопроса: после вертикального взлета летчик переводит аппарат в пологое планирование и за счет этого набирает скорость. Как раз в этот момент можно установить крылья в обычное для самолета положение. Это занимает всего несколько секунд, после чего можно продолжить уже обычный полет.
Вертиплан
Вертиплан имеет вид обычного самолета и отличается от него лишь специальными двойными закрылками. Крылья, двигатели и винты вертиплана не меняют своего положения в полете. Вертикальный взлет и посадка здесь производятся благодаря повороту закрылков. Струя воздуха от воздушных винтов создает повышенное давление под крылом, вследствие чего возникает подъемная сила и аппарат взлетает почти вертикально. Скорость и крутизна подъема будут тем больше, чем мощней моторы вертиплана. Затем закрылки возвращаются в горизонтальное положение, и вертиплан превращается в обычный самолет.
Недостатками вертиплана является малая грузоподъемность при вертикальном взлете и небольшая скорость полета.
Однако, взлетая с аэродрома, как обычный самолет, вертиплан может поднять большой груз. Посадку же он может совершить «на пятачок», подобно вертолету.
Колеоптер
Самым удачным аппаратом, позволяющим производить вертикальный взлет и посадку, а также полет на сверхзвуковых скоростях, является колеоптер. Латинским словом koleoptera зоологи называют жесткокрылых жуков.
Вид этого аппарата необычен. Он имеет кольцевое крыло, в котором помещается фюзеляж, не имеющий хвостового оперения. Это позволило значительно уменьшить вес аппарата и его лобовое сопротивление, – ведь кольцевое крыло колеоптера не только несущая поверхность, но и составная часть двигателя. Внутри крыла можно установить любой реактивный двигатель, а для полетов на сверхзвуковых скоростях можно использовать все крыло как оболочку для прямоточного воздушно-реактивного двигателя.
На колеоптере можно установить даже комбинированную силовую установку: турбореактивный и прямоточный воздушно-реактивный двигатели. В этом случае колеоптер будет взлетать за счет тяги турбореактивного двигателя, а на определенной высоте с помощью специальных рулей он перейдет в горизонтальный полет и наберет скорость для запуска прямоточного воздушно-реактивного двигателя. Этот двигатель обеспечит дальнейший полет на сверхзвуковой скорости.
Перед посадкой колеоптер снова переводят в вертикальное положение и затормаживают. Направленная вертикально к поверхности земли струя газов из двигателя позволяет произвести посадку в вертикальном положении.
Колеоптер – очень маневренная на больших скоростях машина, однако на малой скорости он весьма неустойчив. Это происходит потому, что центр тяжести колеоптера расположен выше точки приложения тяги двигателя. Однако этот недостаток вполне устраним. Как показывают расчеты и испытания первых моделей, колеоптер является весьма перспективным типом летательного аппарата.
* * *
Для того чтобы создать надежные вертикально взлетающие скоростные самолеты, конструкторы вынуждены решить много сложных технических задач. Необходимо обеспечить устойчивость и управляемость аппарата при взлете, посадке и малых скоростях полета, возможность для экипажа покинуть при необходимости летательный аппарат и опуститься на парашютах и т.д. Задачу конструкторов облегчает наличие мощных реактивных двигателей, которые позволяют при малом весе получить большую силу тяги. А это как раз и нужно, для того чтобы совершать вертикальный взлет и посадку.
Исследованию новых типов летательных аппаратов во многом помогают летающие модели, постройкой которых занимаются многие моделисты.
Так, модель конвертоплана с компрессионным двигателем, выполненная московским моделистом М. Тищенко, установила новый мировой рекорд продолжительности полета. В «Юном технике» №1 за 1956 год вы прочитали о модели колеоптера, сделанной югославским моделистом Милан Морингером.
Дело чести всех юных моделистов – принять активное участие в моделировании новых типов летательных аппаратов.
С помощью этих «вездеходов» будет поддерживаться регулярное и быстрое сообщение между пунктами, расположенными в горах, глухой тайге, среди болот, в Арктике и Антарктиде.
© Н. Варваров, гвардии полковник
Иллюстрации © К. Арцеулова
Источники:
1. Н. Варваров – Зенитная авиация, журнал «Юный техник» №4 за 1957 год