Винтокрылые гиганты: Гибриды

Снабженный крыльями летательный аппарат — то есть просто самолет — способен перевозить значительные грузы. Так, к примеру, Ан-225, выпускаемый на Украине фирмой Антонова, может поднять в воздух больше двухсот тонн. В сравнении с крылатыми грузовиками вертолеты выглядят гораздо слабее, но зато им совсем не требуется взлетная полоса. Новый гибридный летательный аппарат может предложить весьма привлекательный компромисс, удовлетворив требованиям и по грузоподъемности, и по маневренности. Гибриды самолета и вертолета известны давно — в одних случаях под именем «автожир», в других — «гироплан» или «жироплан». На сегодняшнем рынке в этой сфере выделяются две фирмы — Groen Bros. Aviation (GBA) из Солт-Лейк-Сити, штат Юта, и Carter Aviation Technologies из Уичито-Фолс, штат Техас.

Основатель GBA Дэвид Гроен рассказывает: «Еще лет сорок назад британская компания FAIREY AVIATION разработала принципиально новый тип летательного аппарата и дала ему имя "ротодайн". Это был автожир, у которого на кончиках лопастей крепились небольшие реактивные двигатели. Они раскручивали винт для вертикального взлета и посадки, а в крейсерском полете выключались, в игру вступал обычный двигатель с традиционным пропеллером, и 44-местный аппарат разгонялся до скорости в 300 км/ч».

Эта конструкция была успешно реализована, однако ни одна авиакомпания не проявила к ней интереса, и про нее в конце концов забыли. Теперь же в недрах GBA созрел план, как без проволочек перенести идею ротодайна в современный контекст.

Гроен выбрал самый простой путь создания летательного аппарата: он предлагает брать готовые самолеты серийного производства, дорабатывать их и снабжать винтом вертикального взлета. Среди всего разнообразия самолетов уже удалось подобрать полдюжины наиболее подходящих для переделки. Так, Гроен утверждает, что можно было бы без особых затрат из транспортного самолета «Локхид Мартин С-130» сделать большегрузный «жиролифтер». Установка на нем большого горизонтального пропеллера с реактивными двигателями не сулит каких-либо сложностей в технологическом или конструкторском плане.

Эта идея прошла успешные испытания на базе 6-местного самолетика «Сессна Скаймастер» с оригинальным расположением моторов — спереди и сзади. Передний заменили газотурбинным двигателем «Роллс-Ройс», на месте заднего разместили широкий грузовой люк, крылья укоротили, а двухкилевое хвостовое оперение перевернули так, чтобы оставить простор для вращения большого вертолетного пропеллера. Этот пропеллер с системой подвески, взятый целиком с уже выпускаемого автожира «GBA Hawk 4», удалось закрепить на точках стыковки крыльев с фюзеляжем. Странного вида летательный аппарат поднялся в воздух так же естественно, как утка плюхается в воду. Как утверждает Гроен, в полете гибрид вел себя не хуже добротно сконструированного жироплана.

Жиролифтер обещает не только легкий доступ в удаленные местности. Еще одна проблема, которую можно было бы снять с его помощью, это перегруженность взлетно-посадочных полос. При массовом выпуске подобные гибридные аппараты позволят превратить в коммерческий аэропорт практически любой клочок земли на территории США.

«Гелиплан Картер-коптер» по грузоподъемности и летным характеристикам будет сравним с транспортом «Геркулес С-130J» — так заявляет сам основатель одноименной компании Джей Картер, — однако он сможет взлетать, зависать и садиться, как настоящий вертолет. При горизонтальном полете вращение ротора замедлится, а подъемную силу будут обеспечивать узкие длинные крылья.

Если Гроен для вертикального взлета использует энергию реактивных двигателей на кончиках лопастей, то Картер просто подвесил на конец каждой лопасти по стокилограммовому грузу. Перед взлетом горизонтальный пропеллер раскручивается до скорости 128 оборотов в минуту, и, по идее Картера, грузы на концах лопастей будут аккумулировать кинетическую энергию подобно тяжелому маховику. Запасенная в этом инерционно-разгонном механизме энергия позволит аппарату набрать высоту и скорость, необходимую для стабильного горизонтального полета. К этому времени вращение подъемного винта замедлится, и гелиплан перейдет в крейсерский режим. По мере роста горизонтальной скорости частота вращения винта уменьшится. На скорости 650 км/час винт будет делать всего 25 оборотов в минуту и добавлять 20 процентов к подъемной силе крыльев.

В недрах авиапромышленности вызревают проекты аппаратов с фантастической грузоподъемностью. Сверхлегкие и высокопрочные композитные материалы дают возможность создания многовинтовых машин, способных поднять в воздух многие сотни тонн груза.

До недавнего времени считалось, что скорость винтокрылого аппарата ограничивается так называемым барьером «мю». Параметр «мю» — это соотношение поступательной скорости аппарата и скорости кончиков несущего винта. При скоростях, когда мю достигает единицы, полет становится крайне нестабильным. Однако Картер надеется, что развитые системы автоматического управления помогут в конце концов решить и эту проблему. Прорыв сквозь барьер «мю» откроет дорогу к созданию тяжелогрузных жиропланов, способных летать на сверхзвуковых скоростях.