100 великих рекордов транспорта - Зигуненко Станислав Николаевич
А еще спустя три года новая модификация «Pathfinder Plus» – с удлиненным крылом – поставила новый рекорд, достигнув 6 августа 1998 года высоты 24 445 м.
Впрочем, специалистов интересовал не столько сам рекорд, сколько эффективность нового поколения фотоэлементов, которые предполагалось использовать при разработке самолета «Centurion» с практическим потолком в 30 000 м.
Благодаря сотрудникам калифорнийской фирмы SunPower, сумевших повысить КПД фотоэлементов до 19 %, удалось увеличить и мощность моторов с 7500 Вт до 12 500 Вт. А когда еще и размах крыла увеличили с 30 до 63 м, стало понятно, что «Centurion» представляет собой беспилотный самолет, пригодный к практической работе.
В 1999 году «Centurion» переименовали в «Helios», no имени греческого бога солнца, модифицировали его еще раз, увеличив крыло до 75 м (больше, чем у «Boeing 747») и разместив на нем 62 120 фотоэлементов. В итоге получился аппарат, который официально назвали «самолет для исследований окружающей среды» или ERAST (Environmental Research Aircraft and Sensor Technology).
На самом деле «Helios» готовили для разведывательной работы, а потому он должен был летать не только днем, но и ночью. С этой целю его оснастили еще и топливными элементами, питавшими моторы в ночное время суток. Кроме того, такой БПЛА мог бы также выступать в роли радиоретранслятора, заменяя спутники связи, использоваться для наблюдений за погодой и т.д.
Однако всем этим планам не суждено было сбыться. Правда, 13 августа 2001 года «Helios» поставил неофициальный рекорд высоты для самолетов без реактивных двигателей, достигнув высоты 29 523 м. Однако спустя две недели, 26 июня 2003 года, во время очередного испытательного полета на «Helios» вышла из строя система управления, и он благополучно рухнул в океан в районе Гавайев.
Тем не менее достигнутого оказалось достаточно, чтобы солнечной авиацией всерьез заинтересовалась и Европа. Так в в начале нынешнего века группа специалистов Туринского политехнического университета (Италия) совместно с коллегами из британского Йоркского университета сконструировала Heliplat – летательный аппарат на солнечной тяге особо дальнего радиуса действия (Very Long Endurance Solar Powered Autonomous Aircraft или VESPAA).
Они полагают, что «Heliplat» с размахом крыльев 70 м, летая над большим городом, сможет выполнять функцию ретранслятора каналов связи, покрывая территорию размером в 1000 км в поперечнике, чего должно хватить для обмена звонками по сотовой связи около 8 млн абонентов плюс Интернет и системы спецсвязи.
Впрочем, экономные немцы полагают, что на роль «псевдоспутников» вполне годятся и куда меньшие летательные аппараты, чем «Heliplat». Например, Немецкий авиационно-космический центр (DLR) для тех же целей разрабатывает самолет «SOLITAIR» с размахом крыльев всего 5,2 м. При этом они ориентировались на разработку авиамоделиста Вольфганга Шапера, которые еще в 1990 году установил мировой рекорд в полетах по кругу для малых радиоуправляемых моделей на солнечной энергии (категория F5). Рекорд Шапера – 190 км – держится уже более 17 лет.
Впрочем, ныне на него замахнулась группа студентов института Технион из Израиля, которая разрабатывает новый летательный аппарат-рекордсмен. В июле 2006 года студенты уже провели первые испытания сверхлегкого БПЛА «Sun Sailor», оснащенного 84 солнечными элементами с КПД 20 % и общей мощностью 90 Вт. Правда, во время первой попытки побить рекорд аппарат пролетел всего 25 км и разбился, опять-таки из-за проблем в системе управления.
Однако студенты не пали духом и, заручившись финансовой поддержкой корпорации IAI (Israel Aircraft Industries) – одного из крупнейших производителей БПЛА в мире – за два месяца построили «Son of Sun Sailor» («Сын Sun Sailor»). Однако и этот аппарат разбился 4 сентября 2006 года.
Ныне в работе уже третий образец, который, как полагают его создатели, наконец-таки побьет рекорд Шапера. Кроме того, судя по слухам, израильские конструкторы замахиваются на большее. В их планах значится кругосветный полет такого аппарата.
Понятное дело, американцы тоже не успокоились на достигнутом. И после гибели аппарата «Helios» NASA стало разрабатывать проект беспилотника «Vulture» («Гриф»), который, по идее, будет способен оставаться в воздухе в течение пяти лет.
Как будут подвигаться работы над этим проектом, мы вам еще расскажем. Пока же можем добавить, что, согласно техническому заданию, «Vulture» должен довольствоваться 5 кВт энергии, непрерывно работать в течение пяти лет и поднимать в стратосферу оборудование массой до 500 кг. По плану летательный аппарат должен быть принят на вооружение к 2015 году. Причем для пущей надежности, говорят, конструкция «Vulture» будет модульной, предполагающей быструю замену целых блоков резервных топливных элементов прямо в ходе полета.
Такие разведчики, по мнению экспертов, могут пригодиться не только на Земле, но и, скажем, на Марсе. Несколько проектов марсианских самолетов уже обнародовало NASA. Не дремлют и европейцы. Так, сверхлегкий (2,5 кг) «Sky Sailor» разрабатывается сотрудниками университета ЕТН в Цюрихе.
Солнцелетами уже поставлен и целый ряд рекордов. Так, в июле 2010 года аппарат «Zephyr» пробыл в воздухе 336 часов 221 минуту. А на май 2011 года намечено осуществление кругосветного полета. Осуществить его должен солнцелет «Solar Impulse», созданный командой Лозаннского федерального политехнического института под эгидой всемирного известного Бертрана Пикара. Ну да, того самого, что уже совершил кругосветный воздушный полет на воздушном шаре.
По ходу маршрута запланировано пять посадок, которые необходимы для смены экипажей, состоящих из двух пилотов. Каждый этап полета рассчитывается на 3—4 суток – больше выдержать пилоты просто физически не в состоянии.
В полете – «ЭКИП»…
В нашей стране вот уже второй десяток лет создается принципиально новый летательный аппарат, которому для приземления и взлета не требуются дорогостоящие бетонные взлетно-посадочные полосы.
Между тем современные самолеты, как уже говорилось, все тяжелеют. «Антей», к примеру, берет на борт 80 т груза, но и сам весит 450 т. Эксплуатация таких гигантов связана с немалыми трудностями. Их колеса оказывают столь большое удельное давление на грунт, что взлетно-посадочные полосы приходится покрывать слоем прочнейшего бетона, толщина которого приближается к метру.
В результате стоимость строительства и обслуживания подобных сооружений составляет более половины всех расходов на тяжелую авиацию. Впрочем, дело не только в деньгах. Серьезную озабоченность вызывает и безопасность полетов. Случись с такой машиной что-либо в воздухе вдали от аэродрома – это верная катастрофа: ведь приземлиться он может только на бетонную полосу.
Именно поэтому давно уже предпринимаются попытки создать крупные машины, способные садиться на обычный грунт. Конструкторы прибегают к разным хитростям. К примеру, предлагают заменить колесные шасси посадочными устройствами на принципе воздушной подушки. По идее, такое шасси позволяет сажать тяжелый самолет даже на вспаханное поле.
Впервые такая машина была испытана в нашей стране еще в 1940 году. Она могла садиться чуть ли не на болото, но размеры и вес посадочного устройства, заменившего колеса, оказались неприемлемо велики. От затеи пришлось отказаться.
Серьезна для авиации и еще одна проблема – минимального веса машины при достаточной ее прочности. У самолетов традиционного типа есть ахиллесова пята – концентрация сил в корнях крыльев – местах, где они соединяются с фюзеляжем. Освободиться от этих сил пытались неоднократно. Еще в 1918 году немецкий авиаконструктор X. Юнкерс получил патент на «свободнонесущее крыло», в котором размещались двигатели, топливо, пассажиры и грузы. Их вес равномерно распределялся по длине крыла, и его удавалось сделать достаточно легким. Фюзеляж же заменяли балки, несущие только хвостовое оперение, необходимое для придания машине устойчивости.
