Однако после войны популярность автожиров резко пошла на убыль. Тому было несколько причин. Во-первых, в 1936 году погиб сам Хуан де Сиерва. И его гибель отрицательно сказалась на популярности автожиров.
Во-вторых, вертолеты все совершенствовались. И вскоре они полетным качествам обогнали автожиры, научившись взлетать и садиться вертикально, а также неподвижно висеть в воздухе или даже двигаться задом наперед. На такие подвиги автожир не способен.
Возвращение автожира
Только недавно об автожирах снова вспомнили. В определенной степени тому способствовал… Джеймс Бонд. Дело в том, что в одном из фильмов легендарный агент 007 летает над кратером вулкана на компактном аппарате, который очень быстро собрали из деталей и узлов, принесенных в двух чемоданах.
И в самом деле, простая техника пилотирования, малые габариты, легкость сборки-разборки и относительно невысокая стоимость (в 3–4 раза ниже цены вертолета) делают их общедоступными.
В частности, их стали использовать не только в спортивных целях, но и в качестве… пастухов. Оказалось, например, что техасским ковбоям теперь гораздо удобнее пасти табуны мустангов на мотоциклах и… автожирах. Сверху ведь хорошо видно, куда направилась отбившаяся от табуна группа, а по скорости автожир обгонит самого быстрого мустанга. Лошади же боятся непонятного чудища, наседающего на них сверху, так что отбившихся от табуна удается без проблем вернуть назад.
Небольшая фирма GBA, расположенная в г. Солт-Лейк-Сити, США, разработала легкий 4-местный автожир Hawk4T и предложила его к серийному производству.
Летные испытания автожира проходили летом 2000 года и показали, что он может перевозить полезную нагрузку массой 545 кг со скоростью 210–240 км/час на расстояние до 900 км. Конструкторы уверены, что созданный ими автожир будет вдвое дешевле в эксплуатации, чем вертолет.
В нашей стране автожиры теперь можно увидеть практически на любой авиационной выставке, их строят как отдельные энтузиасты, так и специализированные фирмы.
Правда, в мире используются лишь легкие автожиры в основном для спортивных целей. Строительство более тяжелых машин долгое время откладывалось, поскольку аэродинамики не могли избавиться от ахиллесовой пяты этой конструкции: при некоторых режимах полета происходил срыв воздушного потока с несущего винта, и машина проваливалась вниз, что неоднократно приводило к авариям и даже катастрофам.
— Теперь этот недостаток ликвидирован, — заверил меня сотрудник ОКБ «Сухой» Максим Николаевич Егоров. — В мире уже существуют автожиры и довольно тяжелого класса. Одну из таких конструкций, например, разработал недавно бывший наш соотечественник, а теперь американец Игорь Бенцин…
Сам Егоров является конструктором-самодельщиком. Основываясь на зарубежных аналогах, он сконструировал и построил автожир, который сможет перевозить до четырех пассажиров. Машина имеет два толкающих винта, вращаемых от одного мощного мотора, обтекаемую кабину, удобное управление…
— Со временем автожиры найдут свою экологическую нишу, — уверен конструктор. — Ведь их эксплуатация обходится в несколько раз дешевле, чем аналогичных вертолетов. Они потребляют меньше топлива, могут использовать не авиационные, а, скажем, автомобильные двигатели, стоящие значительно дешевле.
В декабре 2000 года Иркутское авиационное производственное объединение (ИАПО) начало выпуск первого российского серийного автожира А-002, рассчитанного на трех человек.
Первый контракт на поставку А-002 ИАПО заключило с Сусуманским ГОКом (Магаданская обл.). Намерения приобрести аппарат высказывают и другие предприятия. Как показывают маркетинговые исследования, потребность в подобной технике в Восточной Сибири, Республике Саха (Якутия), Дальневосточного и Забайкальского пограничных округов составляет 20–25 машин. Постоянным покупателем автожиров являются также ОАО «Электросвязь» (Иркутская область), ОАО «РУСИАПетролеум», Усть-Илимский лесопромышленный комплекс.
Сфера применения современных автожиров — от доставки пострадавших из труднодоступных мест до патрулирования территории (лесоохрана, наблюдение состояния магистральных линий электропередач).
P. S. Кстати о том, что автожир еще вовсе не сказал своего последнего слова в авиации, говорит и такой факт. Английский полковник К. Г. Валлис установил 20 июля 1982 года мировой рекорд высоты полета для автожиров. Взлетев с аэродрома Боскомб Даун (графство Уилтшир) на автожире собственной конструкции Валлис WA-121 /Мс, оснащенном двигателем Валлис-Маккаллох мощностью 100 л. c., он поднялся на высоту 5643,7 м.
Винтокрылы
Опыт, полученный при проектировании и испытаниях автожиров, показал, что на подобных летательных аппаратах не стоит напрочь отказываться от крыла. Иногда оно может оказаться весьма полезным. Например, при горизонтальных полетах с большими скоростями.
Дело в том, что и автожир, и вертолет страдают одной общей болезнью: при скорости горизонтального полета более 300 км/ч из-за несимметричной обдувки вращающихся лопастей несущего винта, движущихся то по встречному потоку воздуха, то против него, появляется угроза возникновения флаттера. То есть, говоря проще, лопасти могут начать колебаться самопроизвольно, что может привести к их разрушению.
И тогда авиаконструкторам пришла мысль оснастить геликоптеры некоторыми устройствами, заимствованными у стремительных аэропланов. Если оставить у того же автожира крыло, угроза флаттера уменьшалась.
Так появились винтокрылы — аппараты, имевшие и роторный винт, и крыло
.
Область их применения, как это часто бывает, подсказали прежде всего военные действия. В ходе войны в Корее, а потом и во Вьетнаме американские пилоты столкнулись с острой необходимостью вытаскивать с территории противника или из морской пучины своих коллег, самолеты которых были сбиты метким огнем противника.
По их настоянию была организована даже Специальная Воздушная служба, которую правильнее было назвать спасательной. И вот туг выяснилось, что для этой службы нет соответствующей техники.
Даже небольшой легкий самолет требует для посадки хотя бы проселочной дороги или поляны в лесу. А вертолет не способен долететь слишком далеко, да и по скорости он заметно уступает самолету.
Обе войны, впрочем, кончились раньше, чем авиаконструкторы смогли придумать что-либо дельное. Однако надобность в летательном аппарате, который бы соединил в себе достоинства вертолета и самолета, не отпала. Он вполне мог пригодиться для высадки диверсионных, разведывательных и антитеррористических групп, проведения спасательных операций и для многих других целей.
Попытки создать «летающие гибриды» предприняли инженеры США, Англии, Франции, Канады и ряда других стран. В расчете на грядущие прибыли зарубежные фирмы не считались с расходами. В частности, американская авиакомпания «Макдонел» затратила на разработку первого образца более 50 млн долларов и еще 75 млн на его модификацию.
В 1955 году этот летательный аппарат — «Конвертоплан XV–I» поднялся в воздух. Что же он представлял собой? Как любой вертолет, он был оснащен несущим винтом. Кроме того, у него имелись еще самолетные крылья и толкающий пропеллер. Роль шасси выполняли стальные лыжи.
Взлетал «Конвертоплан» по-вертолетному, при этом на несущий винт передавалась вся мощность двигателя «Континенталь», одновременно работавшего и на воздушный компрессор. Последний подавал к концам лопастей сжатый воздух, туда же от коллектора подходило и топливо. Таким образом, раскрутка ротора осуществлялась за счет работы своеобразного реактивного двигателя.
В горизонтальном полете тяга на «Конвертоплане» создавалась наклоном вперед несущего ротора и увеличением тяги толкающего пропеллера.
В конце 50-х годов XX века, использовав опыт, накопленный предшественниками, по заказу Пентагона американская фирма Пясецкого построила пятиместный конвертоплан «Патфайндер». Толкающий винт на нем располагался в хвостовой части, внутри кольцеобразного кожуха, на котором были установлены рули направления самолетного типа.
По требованию военных на следующей модификации фирма попробовала увеличить число посадочных мест и повысить скорость, применив более мощные двигатели. Однако специалисты по аэродинамике теоретически установили, что и у конвертопланов тоже есть предел быстроходности (400–450 км/ч), а потому дальнейшее совершенствование аппаратов комбинированной схемы становится нецелесообразным.
Тем не менее в 1960 году англичане построили конвертоплан-лайнер «Фейри Ротодайн», рассчитанный на перевозку 70 пассажиров на расстояние до 700 км. Впрочем, три десятка машин этого типа недолго проработали на линиях. Слишком уж велик был шум, порождаемый двумя турбовинтовыми двигателями каждого «Ротодайна» при взлете, немалыми оказались и эксплуатационные расходы.
Интересные исследования провели в 60-х годах польские инженеры, которые оснастили советский серийный вертолет Ми-1 поворотным крылом. Эта новинка обеспечила заметный прирост скорости в горизонтальном полете, значительно разгружая несущий винт.
Примерно в то же время на одном из подмосковных аэродромов начались испытательные полеты советского винтокрыла, созданного в ОКБ Н. И. Камова. Аппарат, получивший наименование Ка-22, имел два четырехлопастных несущих винта и два тянущих, размещенных попарно над концами крыльев и под ними.
В октябре 1961 года летчики-испытатели Д. К. Ефремов и В. В. Громов установили на Ка-22 мировой рекорд скорости (356,3 км/ч), а в следующем месяце записали на свой счет еще пять рекордов — на сей раз грузоподъемности, тем самым продемонстрировав замечательные «вертолетные» и «самолетные» возможности столь необычной машины.
Рекорд высоты, установленный 24 ноября 1961 году в аэропорту Быково, равняется 2588 м.
Мировой рекорд скорости полета по замкнутому 100-километровому маршруту для конвертопланов принадлежит новозеландцам У. Р. Джеллатли и Дж. Г. Мортону, которые еще 5 января 1959 года на английском конвертоплане Фэри «Ротодайн» достигли скорости 307,22 км/ч.
Един в двух лицах
Каждый винтокрыл вынужден постоянно перевозить «лишний» груз — не работавшие при вертикальном взлете аэропланные крылья, рули, тянущие (или толкающие) винты и геликоптерный ротор, в общем-то не нужный в горизонтальном полете.
Поэтому авиаконструкторы ряда стран поставили перед собой цель создать летательные аппараты с единой винтомоторной группой, которая должна была обеспечить и вертикальный старт ^горизонтальный полет.
Одна из первых попыток создать подобный аппарат была предпринята в нашей стране еще в 1946 году. Конструкторы под руководством академика Б. Н. Юрьева попытались создать экспериментальный летательный аппарат КИТ-1, который должен был иметь два воздушных винта. С помощью большего стоявший на хвосте вертикально КИТ-1 должен был взлетать по-вертолетному. На высоте 60–70 м, при переходе в горизонтальный полет, большой винт стопорился и фиксировался параллельно крыльям, превращаясь таким образом в дополнительную плоскость. А аппарат летел, увлекаемый тягой обычного самолетного пропеллера.
Перед посадкой КИТ-1 снова принимал вертикальное положение, ротор снова раскручивался и мягко опускал его «задом наперед», опять-таки на хвост.
Аналогичную конструкцию имел и американский «Вертиджет» Х-13. Причем при посадке он должен был вешаться на крюк, отходивший в сторону от причальной мачты. После долгих мучений — ведь летчик, опускавший аппарат хвостом вперед, не видел причальной мачты и должен был ориентироваться на команды наземного оператора, — 11 апреля 1957 года «Вертуджету» все же удалось зацепиться за крюк.
Однако охотников совершать подобные головоломные трюки каждый день не нашлось, и программа создания «Вертиджета» была свернута.
Аналогичная судьба постигла и КИТ-1.
После еще нескольких малоудачных попыток создания вертикально взлетающих самолетов авиаконструкторы перешли к созданию конвертопланов.
Первым пригодным к эксплуатации конвертопланом был признан американский XFY-1, совершивший взлет 2 августа 1954 года. Его хотели использовать в палубной авиации. Однако из-за сложностей эксплуатации в серийное производство он так и не пошел.
Более удачной оказалась судьба комбинированного летательного аппарата CV-22 «Оспрей» и его младшего собрата — конвертоплана «Белл-Боинг-609», созданных специалистами корпораций «Белл» и «Боинг».
Оба летательных аппарата выполнены по одной схеме. Моторы с пропеллерами размещены на концах плоскостей в гондолах, которые могут поворачиваться вокруг горизонтальной оси.
При старте гондолы развернуты так, что пропеллеры превращаются в вертолетные роторы, которые и поднимают летательный аппарат вертикально вверх, без разбега. Набрав высоту, пилот постепенно разворачивает моторы в самолетное положение и набирает крейсерскую скорость порядка 650 км/ч. При посадке все происходит в обратном порядке.
Внедрение конвертопланов в войска проходило медленно и трудно. Пилотам оказалось весьма сложно освоить переходной режим полета, когда винты находятся в наклонном положении. Тем не менее постепенно дело пошло на лад. Ныне «Оспреи» уже есть на вооружении не только ВВС США, но и Королевских ВВС Великобритании.
Взлетит ли СВВП?
А на очереди — новые проекты. Например, конструкторы все того же «Боинга» предлагают проект конвертоплана-«утки». Над кабиной у него размещается вертолетный ротор, а в фюзеляже — турбореактивный двигатель. Аппарат взлетает по-вертолетному. Затем ротор жестко закрепляется, превращаясь в самолетное крыло.
Еще один вариант подобного летательного аппарата имеет жесткое самолетное крыло с обратной стреловидностью и вертолетный ротор. При разных скоростях полета он может фиксироваться в разных положениях — перпендикулярно направлению полета, по диагонали по направлению к нему и строго по продольной оси летательного аппарата.
Таким образом, дополнительное крыло помогает аппарату устойчиво держаться в воздухе при малых скоростях полета и создает минимум помех при высоких скоростях. В некоторых вариантах подобных конструкций ротор даже предполагается убирать в фюзеляж.
«У нас подобные летательные аппараты иногда называют СВВП — самолет вертикального взлета и посадки», — пояснил мне доктор технических наук, профессор МАИ Ф. П. Курочкин. Он много лет занимался. подобными летательными аппаратами.
Один из его проектов выглядит так. Летательный аппарат «Сокол» имеет подвижные плоскости. При взлете они повернуты так, что оси винтов-пропеллеров смотрят вертикально в небо. Они-то и поднимают машину при вращении по-вертолетному вверх. Набрав же высоту, пилот постепенно переводит плоскости крыла, а вместе с ними и оси винтов в горизонтальное положение, и СВВП превращается в обычный самолет. При посадке все происходит в обратной последовательности.
«Реальность проекта уже проверена на практике, — сказал Федор Петрович. — В 70-е годы XX века американцы создали экспериментальный летательный аппарат „Хиллер“ X ROE-18, использовав именно такое решение. Потом был, правда, опять-таки экспериментальный, американский СВВП „Белл-200“, у которого поворачивались не плоскости целиком, а лишь расположенные на них винтомоторные группы».