Немного истории:
Фрэнк Николас Пясецкий, американец польского происхождения, сыграл важную роль в развитии вертолетостроения в середине двадцатого века. Родившись 24 октября 1919 года в Филадельфии, Пенсильвания, Фрэнк проявил свой интерес к авиации в юном возрасте. В возрасте всего лишь 20 лет, будучи студентом Университета Пенсильвании, он спроектировал и построил свой первый вертолет PV-2. Его навыки и свежий подход к проектированию были настолько впечатляющими, что уже в 1940 году он основал свою собственную компанию, "Piasecki Helicopter Corporation", которая стала одной из первых в США корпорацией, специализирующейся на производстве вертолетов.
Одной из его наиболее значимых инноваций стало тандемное расположение роторов в вертолете, что привело к созданию PV-3, более известного как HRP Rescuer - первого вертолета с двойным ротором, принятого на вооружение ВМС США. Это новаторское решение позволило увеличить грузоподъемность вертолета, улучшить его стабильность и управляемость. Помимо этого, Пясецкий и его команда стали пионерами в области создания вертолетов для медицинской эвакуации на поле боя во время Корейской войны, что сыграло решающую роль в судьбах тысяч раненых солдат.
Однако сегодня мы расскажем об экспериментальном проекте конструктора Пясецкого, который в каком то смысле опередил свое время, - речь пойдет об аппарате Airgeep.
Создание воздушного джипа.
В 1950-х годах Военно-воздушные силы США искали способы увеличить мобильность и функциональность своих сил на поле боя. Одним из возможных решений стала концепция компактной машины, способной взлетать и приземляться вертикально, передвигаться на сверхнизких высотах, способная перебрасывать экипаж и необходимое оборудование в условиях пересеченной местности.
Фрэнк Пясецкий представил концепцию аппарата, соответствующую таким требованиям: разработка имела возможность полета на высоте лишь в несколько метров, передвигаясь среди деревьев и зданий, но при этом обладала массой преимуществ, характерных для других, более стандартных воздушных судов. По сути, это было нечто вроде настоящего летающего автомобиля. Так проект получил название Airgeep.
Стоит отметить, что Airgeep не был единственным проектом такого рода. В тот период было много разработок в области вертикального взлета и посадки, включая такие знаменитые проекты, как конвертопланы Bell XV-3 и Hiller X-18. Однако концепция Пясецкого была уникальной в своем роде. Она не предполагала использования традиционных крыльев и тяжелого фюзеляжа, что позволяло обеспечить большую маневренность в сложных условиях и сделать аппарат весьма небольшим.
Забегая вперед, проект аппарата так и не был внедрен в эксплуатацию, столкнувшись с рядом серьезных проблем. однако сама концепция заслуживает самого пристального внимания и позволяет новым поколениям конструкторов учесть опыт тех лет.
Особенности дизайна.
Проанализировав дизайн Airgeep, мы видим интересные и уникальные решения. Основной элемент конструкции Airgeep - это пара вентиляторов, установленных внутри корпуса машины. Таким образом, в отличие от вертолетов и квадрокоптеров, у которых несущие винты так или иначе вынесены за пределы корпуса, данный аппарат обладает интегрированными роторами. Вероятно, идея была в том, что бы защитить винты от столкновения с объектами на малых высотах, что является типичной проблемой для вертолетов. Поскольку воздух проходит через сам корпус, воздушные потоки устремляются в точку непосредственно под "днищем" джипа, что также минимизирует воздействие на другую технику и солдат, которые могут передвигаться по соседству в колонне.
Машина имела множество модификаций. Изначально, передний и задний роторы находились в одной плоскости, и для передвижения в заданном направлении, весь аппарат изменял угол наклона корпуса относительно Земли. В последующих версиях, конструкторы пробовали размещать винты в разных плоскостях, как это показано на фотографии. Это было сделано для того, что бы обеспечить передвижение вперед, без сильного изменения угла наклона аппарата. С одной стороны, это создавало больше комфорта для пилотов, с другой стороны, уменьшало лобовое сопротивление, увеличивая горизонтальную скорость аппарата.
Поздние модификации джипа могли перевозить до пяти солдат, включая пилота, и достигать скорости до 130 км/ч. Он был оснащен шасси вертолетного типа для вертикального взлета и посадки. Под роторами были установлены активные аэродинамические поверхности, управляя которыми, пилот мог поворачивать машину в нужном направлении. Исходя из своей специфики, джип мог передвигаться на сверхнизких высотах на пересеченной местности, и при этом легко преодолевал высокие препятствия. Это делало его идеальной машиной для выполнения миссий в сложной местности, где обычные транспортные средства не могут справиться.
Вместе с тем, Airgeep имел и ряд серьезных ограничений. Запас хода, и, соответственно, диапазон действия аппарата был ограничен, и он не мог конкурировать со скоростью и дальностью полета обычных самолетов и вертолетов.
Разумеется, все эти ограничения инженеры пытались решить на протяжении всей многолетней испытательной программы. Однако, суть проблемы сводилась к фундаментальной физической проблеме - малый размер воздушных винтов требовал потребления слишком большого количества топлива для поддержания полета, а грузоподъемность при этом оставалась весьма скромной. Учитывая, что он задумывался как военная разработка, он должен был нести на себе вооружение и бронирование, и при этом обладать большим запасом хода. Все эти аспекты были невыполнимы для такого рода аппарата, во всяком случае на том уровне технологий.
В итоге, эти проблемы привели к тому, что Airgeep был отклонен военными, а его разработка была прекращена в начале 1960-х годов.
Почему армия предпочла классические вертолеты?
Итак, подводя итоги, перечислим все значительные недостатки технологии воздушного джипа и сравним его с более привычными для авиации вертолетами:
- Airgeep страдал от относительно низкой скорости полета и ограниченной дальности, что заметно снижало его военную полезность.
- Хотя Airgeep и мог быть использован в качестве боевого транспорта, особенности его конструкции делали его относительно уязвимым для противников. Его уязвимые вентиляторы и невозможность установки тяжелого бронирования делали его менее надежным и безопасным, чем более традиционные боевые транспортные средства.
- Airgeep был сложным и дорогим в производстве и обслуживании. В то время как стандартные вертолеты могли быть легко обслужены и модернизированы с использованием уже существующей инфраструктуры, Airgeep требовал своего специализированного оборудования и обучения персонала.
Вертолеты, с другой стороны, имеют очень функциональную конструкцию, которая позволяет им выполнять различные задачи, от грузоперевозок до боевых операций. У них также есть возможность вертикального взлета и посадки, и они могут летать на низких скоростях или даже зависать в воздухе, что особенно полезно в городских условиях или на местности с ограниченным пространством. И несмотря на то, что маневренность вертолетов на сверхнизких высотах ограничена по сравнению с воздушным джипом, во всех остальных категориях преимущества классических винтокрылых машин в разы превосходят показатели Airgeep.
В конечном итоге, вертолеты предполагают большую функциональность и многозадачность, надежность и безопасность, и это помогло им занять свое место в военной и гражданской авиации.
Однако, это не значит, что идеи, лежащие в основе Airgeep, были полностью отброшены. Вместо этого, многие из них были дальше развиты и применены в других аппаратах, таких как квадрокоптеры и катера на воздушной подушке. Существуют даже прямые наследники технологии Airgeep с похожей компоновкой, такие как Израильская разработка AirMule.
