А вот первым самолетом, который совершил «чистый» беспосадочный кругосветный полет без дозаправки топливом, оказался «Вояджер» фирмы «Вояджер Эркрафт Инк.» Он представлял собой тримаран-моноплан с большим относительным удлинением крыла, построенный из композитных материалов по замыслу Барта Рутана. Стартовав 14 декабря 1986 года с авиабазы Эдварде, «Вояджер», управляемый братом Барта Диком Рутаном и его напарницей Джиной Ягер, туда и вернулся спустя 9 дней 3 минуты 44 секунды. Таким образом сразу были установлены абсолютные мировые рекорды дальности полета по прямой и по кольцевому маршруту, равные 40 212,139 км.
Кстати, в том же 1986 году за 33 часа самолет «Конкорд» тоже облетел вокруг земного шара, вылетев, а затем и приземлившись в Лиссабоне. Интересно то, что во время полета он все время обгонял ночь и летел только при дневном свете. Такой вот длинный день получился.
Ныне же на роль самого «дальнобойного» лайнера претендует «Боинг 777–200LR» Worldliner, который был представлен общественности 15 февраля 2005 года. Согласно пресс-релизу, он способен доставить 301 пассажира на максимальное расстояние в 17 446 км. То есть фактически «Боинг 777–200LR» Worldliner способен связать любые два города на планете, устраняя потребность в пересадках.
Наконец, в марте 2007 года известный американский бизнесмен и путешественник Стив Фоссет, как известно, установил новый рекорд. Ранее он облетел земной шар в одиночку на шаре воздушном, а теперь проделал то же самое на самолете.
Сначала он совершил кругосветное путешествие на яхте. Потом в 2002 году после ряда неудачных Попыток попал в Книгу рекордов Гиннесса, облетев земной шар в одиночку за 14 суток На аэростате. И, наконец, решил осуществить такое же путешествие на самолете.
Сначала он попытался купить и переоборудовать для этой цели списанный сверхзвуковой пассажирский самолет «Конкорд». Однако сделка не состоялась. Одни говорят, так получилось потому, что продавцы запросили за старый самолет слишком большую цену. Другие говорят, что, поразмыслив, Фоссет отказался от покупки сам — такую махину пилотировать в одиночку сложно; да и уж больно прожорлив этот авиагигант.
И тогда он пошел проторенным путем — обратился к конструктору рекордного самолета «Вояджер» Барту Рутану, попросив того переделать «Вояджер» для одиночного полета. Поразмыслив, Барт Рутан от идеи переделки отказался, сославшись на то, что одному человеку невозможно будет выдержать более чем недельный перелет. И предложил создать новый, более скоростной самолет, который бы смог совершить подобный перелет в 2–3 раза быстрее.
Сборка самолета началась в сентябре 2002 года. При этом единственными металлическими конструкциями на самолете (не считая электроники и двигателя) оказались алюминиевые стойки шасси и моторама.
Все остальное было изготовлено из углепластика и прочих композитов. В итоге 83 % веса пришлось на топливо. (К слову, «Вояджер» имел весовую составляющую топлива 72 %.)
Пока шли летные испытания самолета, к полету готовился и сам Стив Фоссет. Во-первых, несмотря на свои 60 лет, он каждое утро пробегал до 8 миль, поддерживая физическую форму, а также регулярно совершенствовал летное мастерство. Во-вторых, по его заказу диетологи разработали для полета специальное меню, состоявшее в основном из шоколадно-белкового витаминизированного коктейля, сухую смесь которого надо было в полете разводить молоком. В кабину был поставлен биотуалет размером с ящик письменного стола, а само пилотское кресло раскладывалось так, что большую часть пути пилот мог управлять полетом лежа. Не был забыт, конечно, и автопилот, который мог самостоятельно вести самолет, запрашивая свои координаты у системы GPS и корректируя маршрут таким образом, чтобы попутные ветры позволяли увеличить скорость полета на 90–180 и более километров в час.
И вот 3 марта 2005 года Стив Фоссет осторожно разогнал «летающий бак» по 5-километровой взлетной полосе аэродрома Салина в Калифорнии и поднял перегруженную машину в воздух. Самая опасная фаза полета была преодолена.
Дальше было уже легче. Хотя тоже не обошлось без неприятностей. То навигационная система забарахлила, то расход горючего оказался больше расчетного (1180 кг вообще непостижимым образом куда-то исчезли — возможно, испарились через микротрещины в баке)… Так что последние сутки пилот совсем не спал, волновался и переживал. Говорят, он даже принимал специальные медикаменты, чтобы поддерживать свой организм в тонусе. Но на последних литрах горючего все же дотянул до той же самой полосы, где и стартовал, закончив свой полет спустя 67 часов и 2 минуты после старта.
В будущем тот же Фоссет намерен был попробовать совершить кругосветный перелет на планере, совсем без горючего. Однако его преждевременная смерть во время подготовки к очередной экспедиции в начале 2008 года поставила крест на этом проекте.
Впрочем, Фоссет был не одинок в своем стремлении. Есть также идея проложить маршрут перелета строго по экватору или, напротив, по меридиану через оба полюса. Наконец, есть предложение нашего конструктора и спортсмена В. Белоконя устроить кругосветные гонки на самолетах такого типа, подобно тому, как ныне ходят вокруг земного шара крейсерские яхты. Благо, что проекты уже имеются.
«Несколько лет назад нам предложили создать машину получше рутановской, — рассказал инженер-конструктор ЭМЗ имени Мясищева Е. Г. Комелев. — Наш самолет должен сделать такие полеты не подвигом, а повседневностью».
По проекту ЭМЗ самолет должен быть двухбалочной схемы (она уже опробована при создании высотных разведчиков М-17 и М-55) и иметь следующие характеристики: размах крыла — 31,88 м; длина фюзеляжа —9,5 м; масса — 5300 кг, причем около 4 тыс. кг из них придется на топливо.
Будет ли он лучше рутановского? Ответить непросто. Наши конструкторы пока не имеют достаточного опыта применения новейших материалов. И сможет ли такой самолет одолеть без посадки намеченный маршрут Москва — Одесса — Босфор — Гибралтар — Панама — Индонезия — Красное море — Иран — Каспийское море — Москва общей протяженностью 40 500 км за 7 суток, покажет лишь время.
Но в общем, как видите, на достигнутом человечество успокаиваться не намерено.
Атомолеты
Одной из самых засекреченных страниц истории авиации длительное время была тема создания атомолетов — летательных аппаратов с ядерными реакторами на борту. И прошло более полувека, прежде чем об этих экспериментах стало возможным рассказать открыто.
«В 50-е годы XX века идея мирного использования атомной энергии была очень модной, — рассказывал мне бывший инженер-конструктор, а ныне уж пенсионер Павел Карпович Гонин. — Многим казалось: еще чуть-чуть и электроэнергию мы будем получать исключительно на атомных электростанциях, по морям-океанам поплывут атомные корабли, небеса станут бороздить атомные самолеты и дирижабли. И даже по земле мы станем ездить на вездеходах, приводимых в движение энергией ядерного реактора…»
Сбылось из тех мечтаний относительно немногое. Атомные электростанции действительно построены и работают, но их значительно меньше, чем предполагалось. По морям плавают несколько атомных ледоколов, да в глубинах Мирового океана шныряют атомные субмарины с ракетами на борту.
А вот атомных самолетов, а тем более автомобилей что-то не видно. Почему? Павел Карпович в ответ на этот вопрос рассказал вот какую историю.
В 1959 году пермский конструктор Н. М. Цыпурин потихоньку стал вербовать коллег для участия в неком суперсекретном проекте. И через некоторое время из Перми в столичный НИИ-1 прибыла группа молодых специалистов в составе В. Блинова, Т. Васиной, П. Гонина, В. Диканева и других. Перед ними была поставлена задача создания первого в СССР, а может и в мире, ядерного самолета.
Научным руководителем проекта был назначен М. В. Келдыш — будущий президент Академии наук СССР. Познакомившись с коллективом разработчиков, он вскоре понял, что энтузиазма молодым авиаконструкторам не занимать. Но неплохо было бы добавить к нему знания по ядерной физике и соответствующим технологиям. Поэтому решено было действовать так: с утра разрабатывать проект, а вечером слушать лекции.
«Принципиальная схема двигателя оказалась не слишком сложной, — продолжал свой рассказ Гонин. — Его основу составляли тепловыделяющие элементы — ТВЭЛы, представляющие собой графито-урановые стержни, которые пронизаны капиллярами, изнутри покрытыми радиоактивными изотопами. Жидкое топливо, нагретое энергией радиоактивного распада, поступало в камеру сгорания, вспыхивало, и струя раскаленного газа создавала реактивную тягу».
Так все выглядело в теории. Однако на практике постоянно возникали самые разнообразные, порой очень трудные проблемы. Как сделать графитовые ТВЭЛы способными выдерживать высокие давления? Как надежнее регулировать ядерный процесс? Как избежать аварийных ситуаций?..
Обсуждения и споры продолжались до поздней ночи. А утром — снова за работу. Так ударными темпами, всего за несколько месяцев, удалось провести расчеты компоновки схемы, создать первоначальный проект будущего самолета.
И в назначенный срок он был представлен на «высший суд» авторитетнейших специалистов.
Совещание вел И. В. Курчатов. Присутствовали: С. П. Королев, В. П. Глушко, М. В. Келдыш, а также другие знатоки космической, авиационной и атомной техники. Интерес к оригинальной разработке был огромный.
После доклада Цыпурина началось обсуждение разработки. Подчеркивались сильные, а также уязвимые и недоработанные стороны проекта. Но, в общем, он оценивался как весьма перспективный. Королев даже предположил, что в будущем подобные двигатели, установленные на ракете, позволят без особых хлопот долететь до Луны и Марса.
Однако тут слово взял Курчатов. Худой, с болезненным, желтым лицом, он окинул зал пронзительным взглядом:
— Работа выполнена большая, грамотно и основательно. Пермяки молодцы. Однако есть одно «но»… Вы подумали о том, какова будет судьба населения, на головы которого падут радиоактивные выбросы двигателя?
Ответ руководителя группы, что, дескать, судя по расчетам, выбросы эти будут не таким уж значительными, Курчатова не удовлетворил.
— Ни грамма радиоактивных веществ в атмосферу! — категорично заявил он. — Иначе через пару десятилетий на планете нельзя будет жить…
И пояснил свою мысль так: «Представьте себе, что конструкция двигателя будет удачной. И тогда вслед за экспериментальным самолетом полетят другие. В мире начнется гонка ядерных моторов. А что делает радиация с человеком, я знаю на собственном печальном опыте… Придумайте надежную систему защиты, иначе моя рука не поднимается дать „добро“ проекту».
На том и порешили…
Группа вернулась в Пермь. Работа над атомным авиадвигателем продолжалась. Теперь главным образом разрабатывались меры защиты, специальные замкнутые контуры, фильтры… Однако все это в комплексе получалось столь тяжелым, что сводило на нет все преимущества.
А вскоре, в 1960 году, умер Курчатов. Группу в Перми расформировали, а увесистые тома отчетов оказались надолго замурованы в спецархивах.
Возможно, это был первый в нашей стране инженерный проект, «зарубленный» по соображениям экологической безопасности (имея в виду слова Курчатова). Тем не менее он не был забыт окончательно.
Оказывается, пермская разработка была не единственной. В декабре 1955 года наша разведка донесла: в США начались испытания перспективного стратегического бомбардировщика В-36 с ядерной силовой установкой на борту. В противовес этому нашим правительством было тут же принято решение о доведении аналогичных работ до стадии испытаний и в СССР.
Первым в СССР самолетом с атомным двигателем должен был стать бомбардировщик М-60, разрабатываемый на основе существующего М-50 в ОКБ В. М. Мясищева. При условии создания двигателя с компактным керамическим реактором, разрабатываемый самолет должен был иметь дальность полета не менее 25 тыс. км при крейсерской скорости 3000–3200 км/ч и высоте полета порядка 18–20 км. Взлетная масса супербомбардировщика должна была превысить 250 т.
Причем Мясищев и его команда разработали два варианта — гидросамолет и сухопутный сверхзвуковой высотный самолет — носитель ракет.
При взгляде на эскизы атомных самолетов Мясищева бросается в глаза одна деталь — отсутствие традиционной кабины экипажа. Обычная кабина с остеклением неспособна защитить летчиков от радиационного излучения. Поэтому экипаж ядерного самолета должен был располагаться в герметичной многослойной капсуле (преимущественно, свинцовой), масса которой вместе с системой жизнеобеспечения составляла более 60 т!
Катапультная установка состояла из кресла и защитного контейнера, ограждающего экипаж не только от сверхзвукового воздушного потока, но и от мощного радиационного излучения двигателя.
Радиоактивность внешнего воздуха (ведь он проходил через реактор) исключала возможность использования его для дыхания, поэтому для наддува кабины использовалась кислородно-азотная смесь, получаемая путем испарения жидких газов. Аналогично противорадиационным системам, применяемым на танках, в кабине поддерживалось избыточное давление, исключающее попадание внутрь атмосферного воздуха.
Отсутствие визуального обзора должно было компенсироваться оптическим перископом, телевизионным и радиолокационными экранами.
Понимая, что поднять в воздух, а тем более посадить 250-тонную машину, прильнув к окуляру перископа, будет очень трудно, мясищевцы рассматривали и вариант создания беспилотного самолета с дистанционным управлением. Заодно отсутствие экипажа на борту снимало бы и проблему радиационной защиты, значительно облегчало самолет.
Модернизированный турбореактивный двигатель с атомным реактором (ТРДА) по конструкции во многом напоминал обычный турбореактивный двигатель (ТРД). Только если в ТРД тяга создается расширяющимися при сгорании керосина раскаленными газами, то в ТРДА воздух нагревался, проходя через реактор.
Активная зона авиационного атомного реактора на тепловых нейтронах набиралась из керамических тепловыделяющих элементов, в которых имелись продольные шестигранные каналы для прохода нагреваемого воздуха. Расчетная тяга разрабатываемого двигателя должна была составить 22,5 т.
Рассматривалось два варианта компоновки ТРДА — «коромысло»., при котором вал компрессора располагался вне реактора, и «соосный», где вал проходил по оси реактора. В первом варианте вал работал в щадящем режиме, во втором требовались специальные высокопрочные материалы. Но соосный вариант обеспечивал меньшие размеры двигателя. Поэтому одновременно прорабатывались оба варианта.
Все эти проработки, конечно, требовалось проверить на практике. И в марте 1956 года в ОКБ А. Н. Туполева начали работу по проектированию летающей атомной лаборатории на базе стратегического бомбардировщика Ту-95.
По словам непосредственного участника этих работ Д. А. Антонова, прежде всего специалисты хотели понять, можно ли создать достаточно эффективную и безопасную для экипажа конструкцию реактора. С этой целью в ОКБ были приглашены ведущие ученые-ядерщики того времени — Александров, Лейпунский, Пономарев-Степной и другие.
С их помощью авиационные конструкторы сумели так «обжать» ядерную силовую установку, поначалу напоминавшую по своим габаритам небольшой дом, что ее удалось «вписать» в самолетные габариты. «Самолеты домов не возят», — сказал Туполев ядерщикам, когда те стали было что-то возражать против подобной модернизации.
Тем не менее до полетов было еще далеко. На основе первоначального проекта был построен в натуральную величину наземный испытательный стенд, изображавший часть фюзеляжа Ту-95, и отвезен на испытательную базу под Семипалатинск.