Крылья для человека

Отметим, завоевание воздуха началось не со строительства воздушных кораблей, а с попыток создания крыльев, наподобие птичьих. Решить задачу удалось не сразу. Прошли тысячелетия, прежде чем немецкий художник и инженер Отто Лилиенталь в 1890 году справился с ней. Созданные им крылья были необычайно красивы. Напоминали нечто живое: летучую мышь, птеродактиля и стрекозу одновременно. Он парил на них словно птица. Более шести лет продолжались эти полеты. Но в августе 1896 года ему не повезло. Порыв ветра перевернул аппарат. Изобретатель упал с 30-метровой высоты и в тот же день скончался. "Мне не хватило чутья птицы", - были его предсмертные слова. Этого человека мы чтим как одного из основателей авиации. Он доказал, что освоение воздуха возможно лишь после создания надежных аппаратов, способных к планирующему полету. Развитие его идеи закончилось созданием самолета.

Почти никто не решился повторить опыт с крыльями. Лишь англичанин Пильчер, купив один из крылатых планеров у самого Лилиенталя и усовершенствовав его, совершил несколько удачных полетов, но и он погиб в 1899 году. Видимо, крылатые полеты были в своем роде полетами души, а крылья произведением необычного искусства, где красота формы заменяла инженерный расчет.
Лилиенталь был человеком своеобразным. Горячий поборник планирующего полета, он понимал необходимость обратиться к помощи мотора. Но... не признавал винта. На один из своих планеров он даже поставил мотор в 2,5 л.с. (рис. 1), но приводили тот в действие два небольших машущих крыла. Их главное назначение было создавать горизонтальную тягу. Формально говоря, это был первый удачно летавший легкий моторный аппарат. А если считать его еще и произведением искусства, можно назвать и самым красивым.

С тех пор попытки создания сверхлегких летательных аппаратов делались лишь на инженерном уровне. Как это часто бывает, первый шаг был совершен в военных целях.
С палубы всплывшей подводной лодки удается разглядеть цель, отстоящую примерно на 8 км. При этом сама лодка становится заметна противнику. Тут, как говорится, кто кого! Подводников это не устраивало. Пытаясь решить эту проблему, в 30-е годы во многих странах создавались крохотные складные гидросамолеты, которые можно было разместить в трюме корабля.
Но самолету нужен пробег при взлете и посадке. В боевых условиях, да еще и при волнении запустить и снова взять самолет на борт лодки зачастую не удавалось.
Немецкая фирма "Фокке-Ахгелис" нашла выход в крохотном одноместном складном автожире (рис. 2), весившем всего 83 кг. Он не имел двигателя и летал за счет буксировки на длинном тросе. Для взлета было достаточно, чтобы лодка шла со скоростью 25 км/ч. Автожир легко поднимался на 120 м, так что пилот мог обнаружить цель на расстоянии до 40 км.

Говорят, что у одной из захваченных нами трофейных машин такого типа на обеих лопастях винта были установлены легкие скоростные моторы с пропеллерами. Они своей тягой раскручивали винт и превращали автожир в вертолет, способный к самостоятельному полету.
В послевоенные годы было создано немало машин такой же схемы. Только по концам лопастей ставили уже реактивные двигатели. Они во много раз легче мотора с пропеллером. Одну из таких машин, оснащенную жидкостными реактивными двигателями, вы видите на рисунке 3. Ее взлетный вес 180 кг. Из них на полезную нагрузку приходится 112 кг. Двигатели очень легкие, но расход топлива у них огромен. Его едва хватало на 10 - 15 минут полета.

Но для выполнения некоторых задач, например, высадка с моря на крутые скалы, помощь при пожаре, и этого времени многовато. Для таких случаев предлагаются "реактивные ранцы". Какие-либо обзоры или научные труды по этой теме нам неизвестны. Но все же кое-какие сведения о них просачиваются в печать. Вот что мы можем рассказать.
Впервые реактивный летательный аппарат в качестве спасательного средства для космонавтов и летчиков высотных самолетов изобразил на одной из своих картин известный советский профессор Г.Покровский в 1936 году. А уже в конце 50-х годов появляются первые сообщения о разработке таких аппаратов для армии США. Первоначально источником энергии для них служили легкие баллоны со сжатым воздухом, снабженные соплом Лаваля и клапаном. При открытии клапана из сопла выходила со сверхзвуковой скоростью струя воздуха. (В некоторых случаях сжатый воздух выталкивал струю воды.) Возникала реактивная тяга, достаточная для прыжка на высоту 5 - 10 м и в длину около 20 м. Низкая энергоемкость таких двигателей - очевидный недостаток. Но есть у них и огромное достоинство -- полная безопасность. Если струя из обычного ракетного двигателя способна расплавлять броневую сталь, то здесь температура, измеренная термометром, ниже минус ста. Клапан позволяет плавно изменять тягу, а значит, быстро взлетать и мягко, без удара, опускаться.
Следующее поколение летающих ранцев имело уже двигатели на перекиси водорода. Это вещество направлялось в камеру с катализатором, где разлагалось с выделением кислорода и водяного пара. Тяги таких двигателей хватало для безопасного подъема на 20 - 30 м и прыжка на 200 м. Если же к перекиси водорода добавить, например, спирт, высота и дальность полета возросли бы в несколько раз. Однако обеспечить надежное управление такими двигателями очень трудно. По последним данным, летающие ранцы оснащены небольшими турбовентиляторными двигателями. Они надежны, прекрасно управляемы, работают на обычном керосине. Человек с парой таких двигателей за спиной может пролететь более 20 км.
А вот одно из недавних предложений. Назовем его условно костюм-самолет (рис. 4). Это скафандр удобообтекаемой формы с системой обеспечения жизнедеятельности. На нем укреплено крыло с парой двигательных установок по концам. Это могут быть турбовентиляторные двигатели или очень легкие поршневые с винтами. Запас топлива размещен в крыле и примыкающем к нему баке. В аварийной ситуации крыло может быть сброшено, а человек спасется на парашюте. Под оболочкой скафандра расположена система управления полетом и сохранения равновесия. Кнопочные органы управления расположены в особых рукавицах. На стекле шлема отображается панель управления и параметры полета, как это делается в кабинах современных истребителей.

Взлет и посадка самолета-костюма производятся вертикально за счет тяги двигателей. Далее направление тяги меняется, и пилот постепенно переходит в горизонтальный полет с использованием подъемной силы крыла.
А теперь несколько цифр. Истребитель Второй мировой войны с мотором 1000 л.с. развивал 600 км/ч при весе 2,5 т. Можно ожидать, что самолет-костюм весом 150 кг достигнет такой скорости с двигателями мощностью 60 - 70 л.с. У многих возникает вопрос: сможет ли человек носить их на своих плечах? Думаем, сможет. Поршневые двигатели, выполненные из композиционных материалов, сегодня весили бы 10 - 15 кг. Еще легче бесшатунные и газотурбинные. Таким образом, названный нами взлетный вес, вероятнее всего, сильно завышен.

Очевидно, самолет-костюм открывает новые, революционные возможности не только в передвижении людей, но и в их общении друг с другом. Хорошо это или плохо, зависит только от пользователей. Поживем - увидим.

Подсмотрено тут