Если Вы хоть немного увлечены авиацией, и речь заходит о механизированных элементах конструкции самолетов, Вы наверняка вспомните крылья с изменяемой геометрией (как у бомбардировщика Ту-160), или носовые обтекатели сверхзвуковых лайнеров Concorde и Ту-144. Но встречалась ли Вам идея складного фюзеляжа, тем более если он меняет конфигурацию прямо в полете? Для того, что бы понять, как в середине XX века инженеры посчитали такое решение приемлемым, стоит сказать пару слов о попытках освоить вертикальный взлет и посадку.
Технология СВВП (самолет вертикального взлета и посадки, в англ. варианте VTOL) имеет ряд солидных преимуществ, особенно в отношении военной авиатехники. Прежде всего, речь идет о возможности взлета без аэродрома как такового, ведь во время военных действий, разбомбленная взлетная полоса - это обычное дело. К тому же, это может быть весьма актуальным для применения на авианесущих морских кораблях, где пространство для взлета сильно ограничено.
Поэтому, о создании аппаратов, способных взлетать и приземляться вертикально, конструкторы стали задумываться как минимум со времен Второй Мировой войны. Однако, внедрять экспериментальные проекты во время горячей фазы войны, когда промышленность и так работает на полных оборотах - может быть недальновидно, и многие такие машины не пошли в производство. Поэтому, мы начнем с более позднего периода, эпохи Холодной войны. Это была эра экспериментальных проектов, когда смелость концепций и дерзость дизайна казались безграничными. Одним из первых СВВП в США стал проект самолета Convair XFY-1 Pogo.
Этот самолет был разработан в 1950-х годах по запросу Военно-морских сил США. Проект имел целью создание экспериментального истребителя, для взлета и посадки которому требовалась лишь небольшая площадка. К тому же, в контексте базирования на кораблях, такая компоновка позволяла выиграть немного больше места для "хранения", что теоретически могло увеличить количество доступных единиц на борту авианосца. Convair Pogo имел уникальный дизайн: его наземное положение было всегда полностью вертикальным, нос был направлен в небо, а шасси были установлены "на хвосте". Турбовинтовой двигатель с двумя крупными соосными винтами противонаправленного вращения, создавал достаточную тягу, чтобы поднять машину в воздух подобно вертолету, что и позволяло ей взлетать и приземляться в вертикальном положении.
Тестовые полеты XFY-1 демонстрировали его работоспособность, и была даже отработана операция по переходу от вертикального взлета к горизонтальному полету и обратно. Однако сложность управления и ограниченная практичность привели к отказу от дальнейшей разработки, особенно с учетом развития новых технологий реактивных двигателей, которые в частности продвинули и технологию СВВП. Таким образом, Convair Pogo внес определенный вклад в исследования и развитие авиационной техники, хотя и не был принят на вооружение.
Название "Pogo" относится к способности самолета выполнять вертикальные взлет и посадку, подобно прыжкам на детской скакалке "pogo stick" (палка с пружиной для прыжков).
Вообще, как и с любой новой технологией, решение задачи вертикального взлета было на тот момент неочевидным. В целом, идея такой компоновки имеет свою логику: зачем придумывать сложную механизацию или дополнительные двигатели для вертикального взлета? Ведь можно пользоваться одним главным двигателем, с тяговооруженностью больше единицы и стартовать вертикально.
Но было в этом некоторое неудобство. Пилотирование такого аппарата представляло собой огромный вызов: летчики должны были управлять самолетом, находясь в кресле лицом вверх, словно лежа на спине. В такой позиции, даже оценить свое текущее положение и скорость - уже было нетривиальной задачей. Сложная автоматика, которая помогла бы пилоту в маневрах взлета и посадки, в то время находилась в стадии становления, и была несовершенна. Однако, американцы были не единственными, кому пришла в голову идея VTOL-самолета, стоящего на хвосте.
Французская компания SNECMA вела разработку аналогичного проекта под названием SNECMA Coléoptère (с франц. - "жук") примерно с 1954 года. В целом, идея этого самолета была похожа на Pogo, и имела аналогичные цели. Отличительной особенностью Coléoptère было его кольцевое крыло, вдохновленное работами австрийского инженера-конструктора Хельмута фон Зборовски. Преимущества такого крыла в форме "трубы" виделись в хороших аэродинамических качествах на сверхзвуковых скоростях, к тому же придавали машине определенную компактность.
Первый полет "жука" состоялся в декабре 1958 года. Однако, проект столкнулся с серьезными трудностями, включая проблемы с управлением и стабильностью. Эти трудности достигли своего пика во время девятого полета 25 июля 1959 года, когда единственный прототип был разрушен. Очевидно, что озвученная выше проблема пилотирования сыграла здесь далеко не последнюю роль.
И здесь мы переходим к идее складного фюзеляжа. Дело в том, что SNECMA, примерно в те же годы, вела разработку совместного проекта с авиастроительной компанией Nord Aviation из ФРГ. По всей видимости, разработчики хотели учесть возникшие проблемы в этом новом самолете, и в первую очередь они обратили внимание на удобство пилота. Вероятно они подумали: раз кабина экипажа довольно невелика, почему бы не установить ее на подвижном шарнире, чтобы она могла находиться в нормальном, горизонтальном положении во время взлета?
Из-за участия двух компаний из разных стран, проект получил двойное название, в архивах французских авиастроителей он числится как SNECMA AP-519, а в контексте истории ФРГ, известен как Focke Wulf FW.860. Вообще, данный "трансформер" явно был попыткой совместить все инновации того времени воедино. Для начала, мы видим здесь два турбореактивных двигателя, которые предоставляли бы самолету достаточно тяги и для вертикального взлета и посадки, и для достижения сверхзвука в полете. Фюзеляж и аэродинамическая компоновка здесь напоминает, ну к примеру, МиГ-25, и они были бы достаточно эффективны в реальных условиях. Трансформируемое шасси позволяет самолету как находиться в нормальном горизонтальном положении, и совершать руление по взлетной полосе, так и выполняет функцию самостоятельного приведения аппарата в вертикальное положение, без посторонних подъемных платформ и прочих агрегатов. Наконец, "складная" кабина пилота, позволяет поддерживать комфортное положение человека внутри, не запутывая его мозг нахождением в непривычной позиции.
Сегодня, задним числом оценивая потуги инженеров XX-го века освоить СВВП-технологии, мы конечно можем снисходительно назвать такие решения наивными, неудачными и даже забавными. Но подумайте на минуту, а так ли плох был этот дизайн на самом деле? Конечно, можно найти огромное количество минусов, начиная с того факта, что чем больше подвижных частей у техники, тем ниже ее надежность. Но все же, иногда стоить дать волю фантазии и опробовать странные, необычные варианты технологий, хотя бы из научного интереса. К сожалению, данный самолет так и не был построен, оставшись на стадии разработки прототипов и малоразмерных моделей.
Однако, даже несмотря на последующее появление "настоящих", работоспособных самолетов вертикального взлета и посадки, таких как британский Harrier Jump Jet, или советский Як-38, идея взлета в вертикальном положении не была забыта навсегда. Точно также, не было забыто и решение со складной кабиной, поскольку только привычное горизонтальное положение кресла пилота, делало возможным стабильное, предсказуемое ручное управление во время взлета и посадки. Поэтому спустя пару десятилетий после разработки французов, в США появился похожий по принципам взлета проект Grumman G-674 Nutcracker. В буквальном переводе, "nutcracker" - означает "орехоколка", видимо конструкторы видели некоторое сходство с этим кухонным инструментом.
Самолет Grumman Nutcracker, разрабатываемый в 1970-х годах, был очередным экспериментальным шагом, нацеленным на создание универсального самолёта с вертикальным взлётом и посадкой. Основная идея проекта заключалась в том, чтобы обеспечить возможность взлёта и посадки на очень маленьких площадях, подобных тем, что находятся на военных кораблях. И речь в данном случае идет не только об авианосцах, а о более скромных по габаритам кораблях, включая эсминцы, фрегаты и крейсеры. Это предложение фактически могло превратить любой корабль, способный нести вертолёт, в авианосец.
Если у проекта французов SNECMA AP-519 предлагалось складывать только кабину пилота, то в данном случае фюзеляж "переламывался" уже практически посередине, разделяя самолет на две части. Одна из них включала часть фюзеляжа, кабину пилота, крылья и переднюю стойку шасси, и она оставалась в горизонтальном положении, а другая часть, включая хвост, двигатели и задние стойки шасси, переходила в вертикальное положение. Основой для проекта послужил самолет OV-1 Mohawk, а в 1975 году, компания Grumman даже подала заявку на патент для G-674 Nutcracker, что говорило о серьезности намерений по введению этого аппарата в эксплуатацию. Для оценки дизайна и функциональности были построены уменьшенные модели самолёта.
Конечно, при взгляде на эту Г-образную конструкцию, возникает закономерный вопрос: как она должна садиться? Дело в том, что для посадки предлагалось оборудовать специальные парковочные "башни", например на палубе корабля. С одной стороны, это означало, что аппарат будет садиться на своеобразную "ступень", передняя стойка шасси должна была вставать на ее горизонтальную плоскость, а задние шасси упирались бы в вертикальную стенку. С другой стороны, на такой посадочной платформе, предполагалось установить специальную стыковочную руку-манипулятор, которая улавливала бы нос самолета в момент посадки. Это могло обеспечить дополнительную стабильность, и безопасное приземление.
Несмотря на необычное техническое решение и некоторые преимущества проекта, Nutcracker G-674 не вышел за рамки стадии тестирования. Проблемы, связанные с эксплуатацией такой сложной механики, особенно на кораблях, в условиях бурного моря, вероятно, способствовали прекращению проекта. Также как и в прошлый раз, несмотря на смелость инженерного подхода, подобная экспериментальная технология была отложена до "лучших времен".
Зато, Nutcracker вызвал живой интерес журналистов, и даже отметился на обложках научно-популярных изданий. Поэтому, возможно к идеям таких складных самолетов еще вернутся частные энтузиасты, видя основное преимущество именно в необычном, футуристичном дизайне? Кто знает.
Вообще, складной фюзеляж - это конечно удивительная задумка, но впервые появилась она даже не в 50-е. Первый подобный "складной" самолет который использовал преимущества фюзеляжа "на дверной петле" - Parnall Panther времен Первой Мировой, и что забавно, он так же использовался как компактная техника для авианосца.
Под конец Первой Мировой войны, становилось все очевиднее, что авиация будет играть решающую роль в новых военных действиях. Да что говорить - в начале XX века уже стали появляться первые авианосцы, и военные уже успели заметить, что самолеты занимают на палубе слишком много места. Вероятно поэтому, компания Parnall and Sons, расположенная в Великобритании, представила миру один из своих самых заметных проектов - складной самолет Parnall Panther. В отличие от своих поздних складных собратьев, этот аппарат даже поступил в серийное производство, был введен в реальную эксплуатацию, где трудился как минимум до 1926 года.
Самолёт был разработан для соответствия спецификации Британского флота, и представлял собой двухместный разведывательный биплан, способный действовать с палубы авианосца. Первый прототип Panther был совершил успешный полет в 1917 году. Складной фюзеляж Panther был выполнен из берёзовой фанеры, что делало его не только компактным, но легким. Самолет служил на авианосцах британского Королевского флота HMS Argus и HMS Hermes. Несмотря на хорошую управляемость в воздухе, он столкнулся с проблемами из-за ненадёжности двигателей Bentley и неудовлетворительной системы тормозных палубных тросов, использовавшихся на британских авианосцах в то время, что приводило к множеству аварий. За все время эксплуатации было выпущено около 150 экземпляров этих машин на производственных мощностях Bristol Aeroplane Company.
В конечном итоге, пример самолета Parnall, свидетельствует о том, что необычные и "хитрые" инженерные решения, все же могут быть полезны и находят свою нишу в реальной авиации.
Наш паблик VK:
Разумеется, описанные нами проекты, такие как SNECMA_AP519 / Focke_Wulf_FW.860 и Grumman_G674_Nutcracker остались лишь чертежами на бумаге, и пылятся на полках патентных бюро среди великого множества таких же фантастических конструкций. Их можно считать инженерным "приколом", или даже презрительно оценивать как глупую затею. Тем более, что для обозначенных потребностей вертикального взлета и посадки давно уже отработаны гораздо более совершенные технологии и компоновки.
Однако, иногда бывает очень полезно ознакомиться с ходом мысли инженеров прошлого, чтобы отследить развитие научной мысли. Мы знаем внешний вид окружающей нас техники таковым, как он есть, только благодаря череде таких вот "бесполезных и глупых" экспериментов, потому что придумать сразу нечто "совершенное" - едва ли возможно. На этом, мы прощаемся с Вами до следующих, надеемся, интересных для Вас, историй. До встречи!
Статья о том, для чего нужны высотные самолеты сегодня:
