Небо, где кончаются ракеты и начинаются вертолеты
Февраль две тысячи двадцать шестого года. В реестре Федеральной службы по интеллектуальной собственности появляется запись, от которой у инженеров традиционной школы начинает дергаться глаз. Патент номер... впрочем, неважно. Важно то, что скрывается за этим номером: электрический вертолет, который должен заменить первую ступень ракеты-носителя. Автор — Дмитрий Харитонов. Человек, который решил, что космос можно покорять не только огнем, но и пропеллерами .
Идея, если вдуматься, лежит на поверхности. Ракета стартует с земли, и первые пятьдесят километров она борется с гравитацией самым неэффективным способом — жрет топливо тоннами, чтобы оторвать от земли собственный вес, в котором большая часть — это опять же топливо. Замкнутый круг, который ракетчики проклинают со времен Циолковского. Харитонов предлагает разорвать этот круг просто и изящно: поднять ракету в небо на электрической тяге, как вертолет поднимает груз на внешней подвеске.
Конструкция выглядит одновременно безумно и логично. Трубчатый фюзеляж, внутри которого покоится ракета — вторая ступень с полезной нагрузкой. Сверху, как у нормального вертолета, два несущих винта. Но винты эти вращаются в противоположные стороны, убивая одним выстрелом двух зайцев: отпадает необходимость в хвостовом винте, и аппарат становится устойчивее при наборе высоты .
Два электромотора питаются либо от аккумуляторов, либо от топливных элементов. Никакого сжигания керосина в атмосфере — чистая экология, чистый подъем. Задача машины — затащить ракету туда, где воздух уже разрежен настолько, что вертолетные винты теряют эффективность. Граница — от пятнадцати до девяноста километров .
Девяносто километров. Это уже не авиация, это почти космос. Там, где небо черное, а звезды видны днем. Вертолет, который забирается на такую высоту, — это уже не совсем вертолет. Это нечто среднее между атмосферным летательным аппаратом и космическим лифтом.
Патент допускает комбинированный режим: электрические двигатели работают, даже когда ракета уже включилась. То есть первая фаза полета проходит в гибридном режиме — вертолет тащит, ракета толкает. Потом, когда вертолет достигает потолка, он отцепляется и возвращается назад в режиме авторотации — планируя на неработающих винтах, как падающий кленовый лист .
Преимущества схемы очевидны. Во-первых, экономия топлива. Ракете не надо тратить энергию на подъем через плотные слои атмосферы, где сопротивление воздуха максимально. Во-вторых, упрощение стартовой инфраструктуры. Не нужны грандиозные стартовые столы, системы отвода газов, защитные бункеры. Вероятно, запускать можно будет с обычных аэродромов или даже с морских платформ.
В-третьих, безопасность. Если что-то пойдет не так на начальном этапе, вертолет может не катапультировать ракету, а аккуратно спустить ее обратно или отвести в сторону от населенных пунктов. Для малых космических аппаратов, которые сегодня запускают кто во что горазд, это может стать спасением.
Но есть и обратная сторона, о которой патент умалчивает, но которую инженеры проговаривают шепотом. Поднять на девяносто километров груз, который сам весит десятки тонн, — это задача, требующая чудовищной энерговооруженности. Аккумуляторы, способные выдать такую мощность, пока что слишком тяжелы. Топливные элементы — слишком дороги. А если учесть, что вся эта махина должна еще и вернуться обратно целой...
Харитонов, судя по формулировкам, мыслит системно. Он предусмотрел систему стабилизации с управляемыми стабилизаторами и дополнительными пропеллерами . Он понимает, что на разных высотах ветры дуют по-разному, что разреженный воздух меняет аэродинамику, что винты на границе стратосферы работают уже не как винты, а как импеллеры. Но в патенте всего не опишешь.
В России эта идея — не первая. В шестидесятых инженеры Королева всерьез рассматривали проекты воздушного старта с самолетов-носителей. Потом была "Свирь" — проект запуска ракет с Ан-124. Теперь вот — вертолет. Электрический. Эволюция мысли движется по спирали, и то, что казалось безумием полвека назад, сегодня обретает инженерные чертежи.
Интересно, что патент зарегистрирован именно сейчас, в феврале двадцать шестого. Мир переживает бум малых спутников. Кубсаты, микроспутники, группировки связи — все это требует дешевого и частого доступа в космос. Большие ракеты для таких задач — как стрелять из пушки по воробьям. А вот вертолет-носитель — в самый раз.
Харитонов, вероятно, смотрит на планы Илона Маска по колонизации Марса и думает о другом. О том, что космос начинается не с марсианских баз, а с дешевого способа забросить на орбиту пару тонн груза. И если электрический вертолет сможет делать это регулярно, безопасно и без тонн сожженного топлива, он изменит рынок космических запусков не хуже, чем Falcon 9 изменил его десять лет назад.
Но это если заработает.
А пока — чертежи, формулы, расчеты. Бумага, на которой напечатан патент, пахнет типографской краской и надеждой. Надеждой на то, что однажды, возможно, не очень скоро, где-то над Тихим океаном или над северными широтами, огромный электрический вертолет отцепит от себя ракету, та чихнет двигателем и уйдет в черноту, а вертолет, сложив винты, начнет долгий обратный путь сквозь разреженный воздух, чтобы приземлиться там же, откуда взлетел, и через день повторить все сначала.
И не будет грохота стартов, столбов дыма и выжженных стартовых площадок. Будет только тихое гудение электромоторов и свист винтов, режущих стратосферу.
Возможно, это и есть будущее. Тихий вертолет, уносящий ракеты в небо, чтобы там, где кончаются винты, начинались звезды.
---
Хотите знать, что творится в головах инженеров, которые перекраивают космическую отрасль? Подписывайтесь на Техносфера ВПК. Мы рассказываем о патентах, которые завтра станут реальностью. И о тех, которые так и останутся красивыми чертежами. Потому что даже у гениальных идей есть пределы. Особенно у тех, что пытаются совместить вертолет и космос.