Я познаю мир. Авиация и воздухоплавание - Зигуненко Станислав Николаевич (читать полные книги онлайн бесплатно TXT) 📗
Кроме упомянутой: разработки МАИ в нашей стране проведены предварительные изыскания еще по двум конструкциям — В. А. Белоконя и Экспериментально-опытного механического завода имсени В. М. Мясищева. (ЭМЗ).
«Несколько лет назад нам предложили создать машину получше рутановской, — рассказал инженер-конструктор ЭМЗ имени Мясищева Е. Г. Комелев- — Дик и Джина ведь летели на пределе возможностей, в конструкции «Вояджера» практически не было предусмотрено запасов. Наш же самолет должен сделать такие полеты не подвигом, а повседневностью».
Действительно, в кабине «Вояджера» не было кислородных приборов, хотя, обходя грозу над Африкой, само.лет вынужден был подниматься выше Эвереста, а когда приземлился, в его баках оставалось всего 20 кг топлива. 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 приходится на топливо.
Будет ли он лучше рутановского? Ответить непросто. Наши конструкторы не имеют достаточного опыта применения новейших материалов. С ними работают, как с обычными изотропными, имеющими равную прочность в любом направлении. А ведь это далеко не так. Не потому ли в проекте ЭМЗ крыло самолета хоть и короче, чем у Рутана, а вес его больше? Правда, кабина у нашего лайнера попросторнее, предполагается установить кислородное оборудование. 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 время.
Полет в лучах солнца
Не успокоились, впрочем, и зарубежные конструкторы. Некоторые из них решили отказаться от двигателя внутреннего сгорания, отдав предпочтение электрическим моторам. Тем более что, согласно современным проработкам, теперь можно обойтись и без тяжелых аккумуляторных батарей. Электричество будут вырабатывать пленочные фотоэлементы, которыми обклеивают верхнюю поверхность крыла вместо обшивки. Один из таких проектов ныне всерьез рассматривается американцами. Как пишет журнал «Popular Science», на базе Эдвардс, штат Калифорния, проходит испытания 8-моторный экспериментальный самолет, могущий в принципе облететь земной шар за 20 суток.
Конструкция выполнена из современных композитных материалов, и самолет весит всего около 100 кг, несмотря на то что имеет размах крыла больше, чем у «Боинга-737» (порядка 70 м). Пилоты могут размещаться каждый в своей отдельной кабине-пилоне, расположенной под крылом. Впрочем, их помощь в управлении машиной нужна лишь во время испытательных полетов. «Кругосветку» она способна совершить и в автоматическом режиме, управляемая дистанционно, с помощью самолетов сопровождения или спутников связи и навигации.
Таким образом, американские инженеры продолжают линию, начатую ими еще в 1980 году, когда в небо впервые поднялся солнечный аэроплан «Gossamer Penguin». Год спустя 15-метровый «Solar Challenger» перелетел через Ла-Манш. А ныне неугомонный американский конструктор Поль Мак-Криди, создавший уже несколько подобных аппаратов, похоже, решил оставить под крылом сразу весь Мировой океан.
Поскольку из-за малой скорости (порядка 145 км/ч) самолет не поспеет за движущимся Солнцем, в ночное время питание электромотора будет поддерживаться за счет топливных элементов, работающих на гидразине и кислороде. Поэтому, говоря строго, такой летательный аппарат имеет ограниченный ресурс полета — не более 2—3 тыс. часов. Но и этого, согласитесь, за глаза хватит для выполнения многих задач. Тем более, что в принципе ресурс может быть существенно повышен благодаря передаче энергии на борт самолета, допустим, по СВЧ-лучу.
Самолет движут микроволны
Несколько лет тому назад многие издания сообщили о том, что на полигоне исследовательского центра министерства связи Канады 6 октября 1987 года состоялся первый полет опытного варианта беспилотного самолета «SHARP» (Stationary High-Altitude Relay Platform), представляющего собой стационарную высотную платформу-ретранслятор с двигателем на сверхвысокочастотной (СВЧ) энергии.
Для тех, кто не читал упомянутых публикаций, коротко доложу суть дела. Самолет бы выполнен в масштабе 1/8 натуральной величины, имел крыло с размахом 4 м. На взлете и посадке питание электродвигателя с воздушным винтом осуществлялось за счет энергии бортовых никель-кадмиевых батарей. После взлета и подъема на высоту 90 м батареи отключались, и в дальнейшем полет осуществлялся за счет передачи на борт аппарата СВЧ-энергии с помощью наземного передатчика с параболической антенной. На борту самолета находилась специальная приемная антенна, которая обеспечивала преобразование принимаемого СВЧ-излучения сначала в постоянный, а затем и в переменный ток, необходимый для питания электродвигателя.
Далее сообщалось, что в перспективе предлагается создать усовершенствованный вариант самолета больших габаритов и испытать его уже на высотах 2,5—3 км. Однако такой самолет до сих пор не появился. Почему?
Оказалось, что затраты на его создание оказались существенно выше, чем предполагалось вначале. Ведь в окончательном варианте, по мнению разработчиков, самолет должен иметь размах крыла 36,6 м, длину фюзеляжа 23,8 м, диаметр диска с антеннами-выпрямителями 9,1 м и массу полезной нагрузки около 90 кг.
Чтобы обеспечить эффективный прием передаваемой энергии, на борту самолета предполагается установить около 10 тыс. антенн-выпрямителей. Они будут располагаться под консолями крыла и фюзеляжа, а также непосредственно на диске. Управление аппаратом обеспечит бортовой компьютер.
Чтобы передаваемой на борт самолета СВЧ-энергии хватило для поддержания полета, необходимо, чтобы ширина сфокусированного луча не превышала 30 м, давала мощность на ходе бортового электродвигателя не менее 30 кВт, а стало быть, плотность энергии на нижней части самолета должна составлять порядка 500 Вт/кв. м при полете на высоте до 21 км.
С этой целью выбрана частота передаваемого излучения 2,45 ГГц; при этом меньше потери энергетического пучка в воздушной среде. А чтобы передаваемый луч достиг приемной антенны, не распыляясь в пространстве более чем на 30 м в окружности, диаметр передающей антенны должен быть не менее 70 м.
