Сергей Павлович Елисеев
В настоящее время различают два вида планеров – собственно планеры и мотопланеры.
Планеры летали еще в XIX веке, а мотопланеры появились в 1930-х гг., но не привлекли особого внимания, так как, по сути, они, оснащенные мотором и пропеллером, превращались из планеров в самолеты, утрачивая свою планерную природу.
Таким мотопланером был, например, «ЛЕМ» или «ОКА33», построенный Олегом Константиновичем Антоновым в 1936 г. «ОКА-33» со 100-сильным мотором М-11 мог перевозить 1 000 кг груза или десять пассажиров. Очевидна была его экономичность по сравнению с самолетом, но она тогда в расчет не принималась, и поэтому заказов не было. Впрочем, «ЛЕМ» с большой натяжкой можно было считать планером. Сам Антонов называл его планеролетом.
В 1959 г. в КБ Антонова был построен одноместный цельнометаллический пилотажный планер А-13М, оснащенный турбореактивным двигателем. Эта машина предназначалась для выполнения фигур высшего пилотажа. В 1963 г. был построен путем установки на длиннокрылый А-11 мотора еще один мотопланер – А-11М. Все эти мотопланеры отличались солидным весом.
Только в начале XXI века появились легкие мотопланеры, которые, не потеряв своих планерных свойств, привнесли в планерное дело способность к самовзлету. Это замечательное качество сразу обозначило ненужность буксировки планеров самолетами, механизации старта с помощью лебедок и автомобилей и прочего наземного оборудования. Одновременно обнаружилась перспектива значительного удешевления планеризма и превращения его в массовое движение. Кроме того, спортсмены-планеристы, хорошо чувствующие воздушную среду, – это, как правило, будущие высокопрофессиональные летчики, способные грамотно управлять самолетом в критических ситуациях, например, при отказе двигателя. Они всегда были лучшими кандидатами для поступления в летные учебные заведения.
Однако попробуем разобраться, почему современные мотопланеры не относятся к классу самолетов.
Главной составной частью планера, как и самолета, является крыло. Если сообщить планеру достаточную поступательную скорость, то крыло, на которое набегает при некотором угле атаки встречный поток воздуха, развивает подъемную силу, и планер взлетает.
В воздухе планер под действием силы тяжести начинает планировать, а при наличии достаточных восходящих воздушных течений планер во время планирования может не только не терять высоты, но и подниматься, то есть парить. Парение может длиться часами и сутками. Планирование и парение – первое отличие планера от самолета, который в нормальном режиме выполняет моторный полет.
Планер при одинаковой с самолетом площади крыльев имеет меньший вес. Поэтому у него удельная нагрузка (УН) на крыло порядка 30 кг/м². У самолетов УН по сравнению с планерами значительно больше. Так, у учебно-боевого истребителя Су-27УБ она равна 220 кг/м2 , у пассажирского Як-42Д – 383 кг/м2 , а у «Боинга-737-300» – 673 кг/м2 . Кстати, эксплуатация этого типа «Боинга» сейчас приостановлена из-за обнаружения трещин в крыльях. Итак, малая нагрузка на квадратный метр крыльев – второе отличие планера от самолета.
От удельной нагрузки в значительной степени зависит скорость полета и, особенно – посадочная скорость. У «Боингов» посадочная скорость 220 – 270 км/ч. Двухместный (популярный сейчас) учебно-тренировочный планер L13«Бланик» имеет посадочную скорость 55 км/ч. Малая посадочная скорость – третья отличительная особенность планера.
Малая нагрузка на квадратный метр крыльев планера позволяет делать их достаточно прочными даже при очень большом удлинении (удлинение – отношение размаха крыла к его ширине). Большое удлинение уменьшает сопротивление крыла. Кроме того, отсутствие силовой установки, баков с горючим и пр. позволяет делать фюзеляж планера более тонким и обтекаемым, что также уменьшает сопротивление планера. Если сопротивление меньше, то аэродинамическое качество (АК) больше. Напомним, что АК есть отношение подъемной силы к силе лобового сопротивления. Таким образом, большое АК – четвертая отличительная черта планера. У самолета Су-27 оно равно 11, у «Боинга» – 15, а у «Бланика» – 28,5.
От АК и УН зависит скорость снижения – высота, теряемая самолетом или планером за одну секунду при планирующем полете в безветренной атмосфере. У планеров минимальная скорость снижения 0,9 – 1,3 м/сек. У реактивных самолетов скорость снижения на порядки больше. Малая скорость снижения – пятая особенность планера.
Все эти особенности планера определяют его отличия от самолета и по конструкции. Особенно это касается взлетно-посадочного устройства (ВПУ). Например, шасси у планера часто заменяют лыжей. Это обусловлено небольшой посадочной скоростью. Колесное шасси дает нежелательный прирост лобового сопротивления. Правда, все тяжелые планеры имеют колесное шасси. У ряда планеров колеса дополняются лыжей. Имеются планеры с убирающимся шасси, а на некоторых оно сбрасывается после взлета.
Анализ показывает, что созданный в Пензе и презентованный 19 октября 2019 г. реактивный мотопланер АС-4-115Jet по своим данным полностью вписывается в концепцию планера. Внешне с убранными двумя двигателями он ничем не отличается от современных планеров. Главное его достоинство – автономный взлет. После набора высоты машина может выполнять обычное планирование или парение.
Проблема взлета у планера присутствовала всегда. Как и ласточка в живой природе он не может взлететь с земли. Для взлета планера нужна посторонняя сила. Наиболее простой («дедовский») способ – запуск планера с помощью резинового амортизатора (см. рисунок). Первая задача при подготовке планериста – научить его взлетать с амортизатора.
О. К. Антонов описывал такой взлет с небольшой долей юмора, особенно если это касалось «своего брата» – конструктора. Вот фрагмент его рассказа: «После многих лет раздумья известный конструктор планеров Борис Николаевич Шереметев в конце концов расхрабрился и решил все-таки попробовать свои силы в качестве пилота. Летает же конструктор Дубровин, летает Антонов, учатся летать Тайц и Ромейко-Гурко! Только что сделала первый полет женщина-конструктор Кочеткова на учебном планере «У-с2», педантично выполнив наказ инструктора, строго-настрого запретившего ей двигать ручкой. (…)
[И вот планер отделяется от земли. – С. Е.] Б. Н. делает несколько поспешных движений ручкой «от себя» и «на себя» и заканчивает десятиметровый полет классическим тыком лыжи в землю. Отстегнув дрожащими руками удержавший его на сиденье пояс, Б. Н. медленно поднимается с сиденья и, согнувшись в три погибели, делает несколько неуверенных шажков вперед. Поза и весь вид настолько уморительны, что мы, вместо того чтобы подбежать и помочь ему прийти в себя, падаем и катаемся по земле, задыхаясь от приступа неудержимого, головокружительного смеха. Молодость иногда бывает жестокой».
Опуская описание сложностей взлета планеров с помощью автомобиля, самолета и прочих «стартеров», можно уверенно сказать, что мотопланеры предвещают революционные изменения в стартовой и летной подготовке планеристов.
На днях руководитель планерного спорта России Сергей Рябчинский после успешного испытания АС-4-115Jet сказал: «При использовании этой схемы, мы можем получить массовость в планерном спорте. Ведь больше не нужны самолеты-буксировщики и сложная аэродромная инфраструктура, связанная с ними».
Разработчики АС-4-115Jet отметили, что отечественных аналогов таких планеров пока нет. АС-4-115Jet сертифицирован и производится по международным летным стандартам. Вес «планеролетов» (их на презентации было три) не превышает 115 кг. Следовательно, для полетов на них не требуются летные сертификаты и лицензии.
Заметим, что завод-изготовитель имеет и планеры и с электромотором АС4-115. Для них тоже не требуется посторонней помощи для взлета.
На следующем этапе наши конструкторы планируют создать двухместный планеролет – учебную парту для первоначального обучения. Таким образом, планеризм в России находится накануне больших перемен.