Текст книги "100 великих рекордов транспорта"

Автор книги: Станислав Зигуненко

сообщить о нарушении

Текущая страница: 24 (всего у книги 32 страниц)

Самые оригинальные проекты и конструкции

Итак, рекорды кругосветного перелета установлены. О чем же теперь мечтать современным воздухоплавателям? О перелете через оба полюса? Или устроить гонки на шарах вокруг земного шара – кто совершит кругосветное путешествие быстрее…

Вероятно, логичнее пойти по другому пути. Специалисты НАСА построили для астрономических исследований гигантский аэростат, похожий на тыкву. Его диаметр – около 128 метров, а высота – 78. Одна из попыток весной 2001 года закончилась неудачей. Шар опустился из-за утечки, поднявшись на высоту 20 км.

Попытку повторили в 2004 году – подобный гигант проплыл на высоте 35 км с 1350 кг научной аппаратуры на борту. Управление осуществлялось по радио и с помощью автопилота. Предусматривалось использование солнечных батарей для питания бортовых систем.

Другой оригинальный проект предложили американские студенты-дизайнеры Эрик Рейтер и Дэвид Гудвин: 180-метровый воздушный корабль поплывет в небесах подобно клиперу. Нижняя часть его вертикальной структуры послужит килем-стабилизатором, в то время как наполненные гелием понтоны – центральный и два боковых – станут работать как паруса. Аэростат-гигант можно будет использовать в качестве научной базы или туристического воздушного судна.

Воздушный шар в форме «чечевицы» ЗАО «КБ Термоплан» при Московском авиационном институте

Еще один интересный проект надеются осуществить в самом скором времени главный конструктор Юрий Ишков и его коллеги из ЗАО «КБ Термоплан» при Московском авиационном институте.

Воздушные шары, как известно, бывают двух типов. Одни надуваются теплым воздухом, другие легким газом – водородом или гелием. Каждый имеет свои достоинства и недостатки. А слышали ли вы о летательном аппарате, объединившем в себе достоинства обоих типов аэростатов?.. Тогда знакомьтесь – термоплан «Россия». Внешне он похож не на сигару, как большинство дирижаблей, а на «чечевицу», или, если хотите, «летающую тарелку» диаметром от 180 до 300 м.

При такой конфигурации сила воздействия бокового ветра уменьшается в несколько раз, а кроме того, создается дополнительная подъемная сила. Основную же подъемную силу создает легкий газ гелий, заключенный в нескольких герметичных отсеках, распределенных по объему «чечевицы».

Другие отсеки негерметичны, в них обычный воздух, который нагревают до температуры 150—200 градусов газовыми горелками – примерно такими же, что используют в современных монгольфьерах.

Комбинированная схема позволяет обходиться и без балласта. В термоплане он ни к чему. Надо взлететь – включают горелки. Суммарная подъемная сила термоплана увеличивается, он плавно поднимается вверх. А потребовалось совершить посадку, горелки гасят, воздух постепенно остывает, подъемная сила уменьшается, и аппарат плавно идет на снижение.

Если экипаж видит, что условий для мягкой посадки нет – скажем, кругом тайга,– термоплан может зависнуть на высоте, а вниз на тросах уйдут лишь грузовые платформы, выполняя роль своеобразных лифтов.

Создатели термоплана придумали еще и вот какую интересную штуку. Как показали продувки в аэродинамической трубе, «летающая тарелка» имеет свойства крыла-диска. То есть, как уже говорилось, при движении с достаточно высокой скоростью к аэростатической подъемной силе добавляется еще и аэродинамическая. При этом удельная нагрузка на крыло в 15—20 раз меньше, чем, например, у всем известного «шаттла».

О «челноке» тут мы вспомнили совсем не случайно. Какая у него главная обязанность? Правильно, выводить в космос коммерческие нагрузки. Так вот, было подсчитано, что термоплан может быть использован и в качестве первой ступени системы, которая будет осуществлять подобные транспортные операции в 2—3 раза дешевле, чем «шаттл».

Выглядеть все это будет примерно так. Термоплан берет прямо со двора завода, КБ или иного предприятия полезную нагрузку, представляющую собой ракету-носитель вместе со спутником связи, модулем строящейся международной орбитальной станции и т.д. Все это на внешней подвеске буксируется дирижаблем в экваториальную зону, где запускать ракеты, как известно, выгоднее всего. Здесь он поднимается на высоту в 15—20 км, а то и выше, откуда и производит пуск ракеты.

Таким образом, как минимум, мы экономим одну ступень ракеты-носителя. А можно, в принципе, и вообще обойтись без нее. Термоплан ведь вовсе не случайно напоминает «летающую тарелку». И если сделать оболочку достаточно жесткой, рассчитали Ю. Ишков и его коллеги, прикрепить к нему реактивные двигатели и ракетные ускорители, то можно добиться, что, разогнавшись, термоплан сам выйдет на околоземную орбиту.

Ну а пока подобные проекты готовят к осуществлению, поговорим о самых-самых воздушных шарах и аэростатах.

«Флесселле» – так называется самый большой воздушный шар, построенный братьями Монгольфье, и третий по величине среди аэростатов типа монгольфьер. Объем его оболочки составляет 23 000 куб. м. 19 января 1784 года на нем поднялись в воздух семь пассажиров, среди которых был Жозеф Монгольфье и Пилатр де Розье.

Самым большим из когда-либо поднимавшихся в воздух монгольфьеров был аэростат «Вирджин Оцука Пасифик Флайер» фирмы «Тандер энд Колт». Объем его оболочки составлял 73 624 куб. м, а высота – 68 м.

Двенадцатиместный аэростат фирмы «Тандер энд Колт» является самым большим в мире пассажирским монгольфьером, используемым для регулярных полетов. Его объем, диаметр и высота составляют соответственно 8495 куб м, 26,46 м и 27,19 м.

Самым быстрым в мире пилотируемым монгольфьером был аэростат «Вирджин Оцука Пасифик Флайер», который во время транстихоокеанского перелета, состоявшегося 15—17 января 1991 года, на протяжении одного часа летел со скоростью 385 км/ч.

Предыдущий рекорд был установлен аэростатом «Вирджин Атлантик Флайер» во время трансатлантического перелета, состоявшегося 2—3 июля 1987 г.: на высоте 8230 метров аэростат вошел в господствующий воздушный поток и достиг скорости 246 км/ч.

Самый большой в мире аэростат был построен фирмой «Уинзен Рисерч, Инк.» в штате Миннесота (США). Объем его оболочки составлял 2 000 000 куб. м.

Сто двадцать восемь шаров – таково наибольшее количество аэростатов типа монгольфьер, запущенных из одного места. Они поднялись в воздух в течение одного часа во время 9-го Международного Бристольского воздухоплавательного фестиваля, состоявшегося 15 августа 1987 года в Аштон-Корте (Бристоль, графство Эйвон).

Рекорды парашютистов

Они тоже бывают самые разные. Например, Иван Савкин за 35 лет своей профессиональной деятельности провел под куполом парашюта свыше 300 000 секунд. Его ученик Анатолий Осипов совершил за свою карьеру парашютиста свыше 9000 прыжков. А американец Стив Сютон совершил 200 парашютных прыжков в течение одних суток.

Однако наилучшее достижение в мире парашютизма, по версии Книги рекордов Гиннеса, выглядит так. Джозеф Киттингер, профессиональный парашютист-испытатель ВВС США, провел в свободном падении во время затяжного прыжка 276 секунд. Для этого ему пришлось выпрыгнуть из открытой гондолы стратостата «Excelsior» в герметичном скафандре, имея при себе стабилизирующий парашют, а также основной и запасной купола.

Международная федерация парашютизма FAI имеет на это собственную точку зрения. Она полагает, что рекорд был установлен профессиональным парашютистом-испытателем ВВС СССР Евгением Андреевым, прыгнувшим в 1510-й раз со стратостата «Волга», находившегося на высоте 25 458 м. Напарником Андреева был Петр Долгов, одетый в скафандр. Андреев же был лишь в высотном компенсирующем костюме и открыл свой парашют лишь после 270 секунд свободного падения.

Рекорд этот омрачен тем, что во время спуска из-за разгерметизации скафандра погиб напарник Андреева, конструктор парашютов и испытатель Петр Долгов.

К сказанному добавим, что в парашютном спорте высотными прыжками считаются все старты с высоты более 4000 м. Выше этой отметки давление падает ниже допустимого уровня, а состав воздуха не позволяет дышать без кислородной маски. Тем не менее 65-летний француз Мишель Фурнье намеревается испытать на себе свободное падение с высоты 40 000 м.

Подобно нынешним рекордсменам стратосферных прыжков Евгению Андрееву и Джозефу Киттингеру, Фурнье начинал свою карьеру военным парашютистом-испытателем. После катастрофы «Челленджера» Министерство обороны Франции запустило проект 538, предусматривающий разработку системы спасения астронавтов при аварии на большой высоте. Мишель Фурнье был выбран из 24 кандидатов для совершения прыжка с высоты 38 км.

Но сделать ему этого не довелось. Несмотря на успешное завершение полномасштабных испытаний с манекеном, в 1989 году проект был закрыт из-за нехватки финансирования. Тогда, уволившись из армии, Фурнье решил осуществить такой прыжок самостоятельно. С той поры все личные средства и взносы добровольных жертвователей он вкладывает в разработку и строительство стратостата, герметичной капсулы-гондолы и скафандра, медицинские исследования и ежедневные тренировки.

В настоящее время полковник в отставке Фурнье вложил в проект около 20 млн долларов, совершив две неудачные попытки забраться на заданную высоту в 2003 и 2008 годах. Следующий старт намечен на декабрь 2009 года.

Показательный прыжок одного из отечественных парашютистов

Мишель Фурнье собирается одним махом установить сразу четыре мировых рекорда. Прежде всего, это максимальная высота пилотируемого полета на воздушном шаре и самого парашютного прыжка. Кроме того, поскольку в разреженных слоях стратосферы парашютист будет разгоняться, не сдерживаемый сопротивлением воздуха, то он, по расчетам, в свободном падении должен преодолеть звуковой барьер, чего до него тоже никто не делал. И, наконец, время, проведенное в свободном падении, составит рекордные 7 минут 25 секунд.

Подъем на рекордную высоту Мишель Фурнье должен совершить на гигантском воздушном шаре объемом 600 000 куб. м и диаметром 161 м. Шар сделан из полиэтиленовой пленки толщиной всего 16 мкм, при этом его масса составляет тонну, а площадь материала, пошедшего на изготовление оболочки, – 6,5 га. Наполненный гелием аэростат будет подниматься на высоту 40 км в течение двух с половиной часов, а затем спустится на землю всего за 40 минут.

Во время подъема Фурнье будет находиться в цилиндрической гондоле диаметром 1,1 м и высотой 3 м. Фактически она представляет собой космическую капсулу, оснащенную системой жизнеобеспечения, запасом кислорода, полным набором летных приборов, средствами контроля за состоянием пилота, фото– и видеооборудованием. Аппарат полностью контролируется и управляется с земли.

За два часа до полета Мишель займет место в капсуле и пройдет процедуру десатурации, то есть будет дышать чистым кислородом, изгоняя из крови азот. Таким образом ему удастся избежать кессонной болезни при свободном падении со столь большой высоты. Ведь при резкой смене наружного давления азот в крови вскипает, становясь причиной тяжелых поражений внутренних органов или даже смерти человека. Кроме того, парашютист будет облачен в скафандр, который позволяет до десяти минут находиться при давлении в 0,001 атм.

Взяв за основу космический скафандр, Мишель значительно переделал его. В частности, стекло шлема заменено на более прочное, способное выдержать давление и температуру при торможении о плотные воздушные слои. Воздуховод отводит выдыхаемый пилотом воздух вниз, чтобы стекло не запотевало. Систему шлангов пришлось адаптировать, чтобы она не мешал использовать парашютный ранец.

Особое внимание парашютист уделил утепляющим слоям экипировки, которая позволяет ему пребывать до десяти минут при температуре –100 °С. Мишель Фурнье убежден, что его рекордный прыжок несет в себе большую научную ценность, в частности, в области медицины и технологий воздухоплавания.

Аналогичное достижение готов осуществить и Герой России, летчик-испытатель Магомет Толбоев. Более того, по его мнению, современное оборудование позволяет совершить прыжок даже из космоса, с борта МКС, то есть с высоты более 200 км.

Вместо парашюта отважный испытатель намерен воспользоваться модификацией «Демонстратора» – особого спасательного устройства. В сложенном виде эта система умещается в чехле размерами с обыкновенный рюкзак, а в раcкрытом напоминает волан для игры в бадминтон, только существенно большего размера.

Человек или иной груз находятся внутри «волана», на его дне, представляющем собой нечто вроде прочного надувного многослойного матраса. Во время падения достаточно, как при прыжке с парашютом, дернуть за кольцо, и через секунду автоматически надуваются конус волана и подушка на его дне, а человек оказывается внутри лежащим на спине. Поскольку форма и аэродинамика конуса тщательно рассчитаны, а сделан «волан» из прочного материала с теплозащитной пленкой, то вероятность благополучного спуска весьма велика.

Магомет Толбоев верит в успех в своего предприятия, хотя человеку в скафандре и придется влететь в верхние слои атмосферы со скоростью порядка 8 км/с.

«Прежде, конечно, нужно будет провести серию испытаний с манекеном, – говорит испытатель. – На первом этапе манекен с датчиками сбросят с аэростата на высоте 1 км. Второй спуск будет произведен со стратостата, с высоты уже 40 км». И, наконец, после изучения опыта первых спусков Толбоев готов и сам совершить прыжок из космоса.

Однако проведение эксперимента все задерживается из-за неготовности самой системы. Две попытки испытать ее при помощи ракеты «Волна», которую моряки запускали с борта подводного ракетоносца, закончились неудачей. И «Демонстратор-1», запущенный в 2001 году, и «Демонстратор-2» в 2002 году после запуска ракеты обнаружить попросту не удалось…

Поезда в небе

Идея водить летательные аппараты «на прицепе» родилась практически одновременно с самой авиацией. Еще А.Ф. Можайский, приступая к созданию своего «летающего парохода», проверял свои идеи, буксируя воздушный змей особой конструкции за тройкой борзых лошадей, мчавшихся во весь опор.

В дальнейшем идея воздушной буксировки пригодилась на практике, когда в небо стали подниматься первые планеры. Поначалу их выбрасывали в небо, словно камни из рогатки, с помощью резиновых жгутов. Планерист зацеплял свой аппарат за землю специальным костылем, аэродромная команда растягивала по мере сил резиновый жгут, прицепленный к носу планера. И вот по команде планерист убирал костыль, и планер выстреливался в небо.

Однако таким образом удавалось обеспечить старт лишь сравнительно легким 1—2-местным планерам. Когда же в КБ стали разрабатывать тяжелые грузовые и десантные планеры, поднять их в небо оказалось возможным лишь на буксире за самолетом.

Так, в 1926 году изобретатель В.К. Грибовский вместе с А.Б. Юмашевым спроектировали четырехместный планер Г-3. На его основе спустя восемь лет тот же конструктор создал и Г-14 – специализированный планер-топливозаправщик.

Перед Второй мировой войной в нашей стране было создано несколько планерных подразделений, в задачу которых входила доставка в тыл противника десантно-диверсионных групп. Планеры для этих целей подходили лучше самолетов, поскольку позволяли осуществить доставку диверсантов в район высадки практически бесшумно.

Накопленный в ходе учений опыт затем весьма пригодился в ходе Великой Отечественной войны, когда планерами не раз доставлялось через линию фронта, к партизанам, различное снаряжение, боеприпасы и т.д.

Немецкий десантный планер ДФС-230 в небе Италии во время Второй мировой войны

Однако первыми использовали планеры в реальной боевой обстановке немцы – при захвате Норвегии, при вторжении в Бельгию, при высадке на остров Крит.

Особо впечатляющей получилась операция по захвату бельгийской крепости Эбен Эманей. Она считалась неприступной, поскольку представляла собой систему бетонированных сооружений, насыщенных артиллерией и пулеметами, простреливавшими каждую пядь земли. Кроме того, подходы к фортам крепости были заминированы и прикрыты противотанковыми и противопехотными заграждениями.

Немецкие военспецы решили взять крепость не силой, а хитростью. В Германии был построен макет крепости в натуральную величину, на котором и прошли курс тренировок диверсанты. Они должны были высадиться с десантных планеров ДФС-230 прямо на территорию крепости.

Тренировки плюс фактор неожиданности принесли свои результаты. Когда десантники буквально свалились на головы защитников крепости с неба, гарнизон сдался в течение часа.

Эта операция внесена в анналы военной истории как наглядный пример хорошо спланированной и идеально организованной операции. Больше подобных рекордов не удавалось установить никому.

Делались попытки и буксировки одного самолета другим. Так в 1937 году специалисты фирмы Short попробовали преодолеть Атлантику на летающей лодке «Empire». При этом выяснилось, что долететь до Нью-Йорка она может, только «по завязку» загрузившись топливом. Взять пассажиров и почту уже не было никакой возможности…

Между тем именно срочная доставка почтовой корреспонденции давала возможность сделать подобные перелеты экономически рентабельными. Поэтому возникла идея – водрузить на один из «Эмпайров» небольшой гидросамолет «Mercury», который помимо запаса топлива мог взять тысячу фунтов (454 кг) почты. Самолет-носитель тащил на себе перегруженный «Mercury», пока не выработал запас топлива. А затем отстыковавшийся Mercury должен был лететь сам.

В апреле 1938 года спарка из двух самолетов стартовала из Ирландии. Где-то на полдороге «Mercury» отделился от носителя и долетел до Монреаля. Затем была произведена дозаправка, и самолет вылетел в Нью-Йорк. Почта и газеты были доставлены в Новый Свет менее чем за сутки – это было своего рода выдающееся достижение.

Наши специалисты установили в 30-е годы ХХ века свой рекорд. Идея создания авиазвена особого типа принадлежит военному инженеру Владимиру Вахмистрову. Он вспомнил, как в годы Первой мировой войны немцы прикрывали свои цеппелины самолетами-истребителями, которые доставлялись в район боевых действий подцепленными к тем же цепеллинам, экономя таким образом собственное горючее.

Вахмистров теперь решил прицепить истребителю к самолету-носителю, в роли которого выступал тяжелый бомбардировщик ТБ-1. В НИИ ВВС нашли идею перспективной, поскольку Вахрушев нашел способ снизить риск стыковки самолетов до минимума.

По его предложению бомбардировщик должен был стартовать уже с земли с двумя истребителями на крыльях. Дружно работающие моторы трех аэропланов вполне позволяли осуществить такой взлет. А в воздухе к ТБ-1 прицеплялся снизу в районе шасси лишь третий, дополнительный истребитель.

Третьего декабря 1931 года составное авиазвено отправилось в первый испытательный полет. Затем аналогичная схема была опробована с применением в качестве носителя четырехмоторного бомбардировщика ТБ-3, обладавшего большим размахом крыльев.

Рассматривались также варианты размещения на ТБ-3 своеобразных «воздушных торпед» – «телемеханических» (радиоуправляемых) истребителей И-16, начиненных взрывчаткой. Однако практика показала, что аппаратура телеуправления того времени была чересчур громоздкой и ненадежной.

Поэтому в ходе Великой Отечественной войны СПБ – составной пикирующий бомбардировщик – был использован, по существу, лишь однажды, когда истребители, стартовавшие с крыльев носителя, разрушили мост через Дунай у станции Черноводы в мае 1943 года.

Пилоты, словно на полигоне, разбомбили мост и ушли восвояси. Топлива на обратную дорогу им вполне хватило.

В 1943 году провели эксперименты со своей системой «Mistel» и немецкие конструкторы. Суть ее заключалась в следующем. На бомбардировщик ставили истребитель с пилотом. Именно он управлял воздушной армадой. Когда же она выходила в район цели, истребитель отцеплялся, а управляемый по радио «Юнкерс», набитый взрывчаткой, использовался как огромная летающая бомба, способная поразить самый крупный корабль или фортификационное сооружение.

На практике «Mistel», как и разработка Вахмистрова, оказался наиболее успешен при атаке мостов. Причем немецкие «сцепки» (чаще в качестве истребителя управления в них применялся FW-190) выпускались в больших количествах – их было сделано более двухсот.

Впрочем, эти неповоротливые «этажерки» не оказали сколько-нибудь заметного воздействия на ход войны. Их было очень легко сбить, поэтому при появлении в поле зрения вражеских истребителей пилот «Мистеля», спасая себя, тут же отделял свой самолет от «Юнкерса», оставляя тот на произвол судьбы.

Конструктивно интересными, рекордными в своем роде, но не особо эффективными оказались и еще две «аэросцепки», которые не предусматривали разделения составляющих их самолетов.

Немцы в середине Второй мировой войны срастили крыльями два бомбардировщика Не-111, вставив между ними дополнительный мотор. Такой «сиамский близнец» Heinkel-Zwilling предназначался для буксировки гигантских планеров, с помощью которых Геринг надеялся наладить снабжение продуктами и боеприпасами окруженной группировки Паулюса в Сталинграде. Однако гитлеровцы сдались раньше, чем аэропоезда начали летать более-менее регулярно.

После войны в США появился «Twin Mustang». Два «сросшихся» крыльями истребителя «Mustang» с общим хвостовым оперением имели повышенную дальность полета и могли сопровождать «летающие крепости» В-17. «Twin Mustang» ограниченно применялся в Корее, но тоже большого успеха не имел. Начиналась эра реактивной авиации, и поршневые самолеты оказались уже не нужны.

Наконец, еще один вариант использования аэросцепок предлагают американские специалисты. Так, профессор университета штата Пенсильвания Хуберт Смит еще в начале 80-х годов прошлого века предлагал проект системы, которая предусматривала использование огромных лайнеров типа «летающее крыло». Они, по идее, должны постоянно кружить в воздухе, получая энергию, например, от атомных силовых установок, солнечных батарей или по лазерному лучу. При этом их полет будет осуществляться по постоянным выверенным маршрутам вокруг земного шара.

Доставку же на них из аэропортов пассажиров, грузов и топлива предполагается возложить на небольшие самолеты, причаливающие к лайнерам в воздухе. Эти же самолеты будут снимать пассажиров с борта лайнеров и доставлять их в аэропорты назначения. «Использование такой системы авиаперевозок обеспечит значительную экономию топлива и резко снизит эксплутационные расходы», – полагает профессор.

Сам авиалайнер, вмещающий до 4000 пассажиров, составляется из нескольких самолетов-модулей, каждый из которых может летать и независимо от других. Такие самолеты снабжаются специальными приспособлениями для сцепки с другими моделями по принципу «крыло в крыло» и оборудуются системой, обеспечивающей ламиниризацию воздушного потока, обтекающего крылья. Применение же крыльев очень большого удлинения позволит значительно улучшить аэродинамические характеристики конструкции.

«Использование небольших аэродромов для обеспечения взлетов и посадки самолетов местных авиалиний, стыкующихся с летающим крылом, дадут возможность на 87 процентов снизить расход топлива и на 35 % эксплутационные расходы», – подсчитал профессор.

Пока, впрочем, ни один из перечисленных выше проектов не доведен хотя бы до стадии прототипа. В общем, аэросцепкам не удалось произвести революцию в авиатехнике. Но это не значит, что у них нет будущего.