ЛЕТАЮЩИЕ ТРАНСФОРМЕРЫ

Первые опыты

Летающие автомобили появились еще в тридцатые годы, но они не получили распространения, так как для управления ими в воздухе требовался высокий уровень летной подготовки водителя.

После окончания войны американские самолетостроительные фирмы в порядке конверсии производства военных самолетов решили создать крылатый автомобиль.

В 1947 г. в США был построен небольшой автомобиль "Конвэркар", на который сверху устанавливался "самолетный комплект" - крылья, мотор с воздушным винтом и хвостовая балка с оперением. Автомобиль имел мотор водяного охлаждения мощностью 26 л.с.

Летный комплект устанавливался на крыше автомобиля (рис.1) с помощью трех несущих узлов и блока, соединяющего системы управления самолетом и авиадвигателем ("Лайкоминг" мощностью 180 л.с.) с кузовом автомобиля.

Рис .1. "Конвэркар"Фирма "Конвэр" объявила, что съемный комплект будет стоить 1500 долларов при производстве серии 160000 машин. Этот самолет отлично летал.

Но наиболее удачным летающим автомобилем США считается "Аэрокар", созданный М.Тейлором. "Аэрокар" - практически обычный автомобиль, который при движении по шоссе вез за собой крылья и хвостовую часть фюзеляжа с хвостовым оперением на прицепе.

Первый полет автомобиль совершил в 1949 г., а затем было построено еще семь таких машин. В 1956г. аппарат был сертифицирован Федеральным авиационным управлением США.

Рис.2. "Аэрокар"Этот летающий автомобиль имел крыло размахом 10,4 м и взлетный вес 953 кг. Крейсерская скорость полета "Аэрокара" - 160 км/час, максимальная скорость его в автомобильном режиме - 107 км/час.

В СССР до войны успешно летали легкие самолеты с автомобильными двигателями "ГАЗ" (КСМ-1, Г-23, Г-25, Г-25 БИС и др.).

Рис.3. Летающий автомобиль ГроховскогоВ 1937 г. известный авиаконструктор, пилот и изобретатель П.И.Гроховский в возглавляемом им Экспериментальном институте разработал проект летающего автомобиля на базе легкового "Форда" 1934 г. Крылатая машина отличалась приемлемыми аэродинамическими и весовыми характеристиками.

На крыше автомобиля (рис.3) крепилось крыло с двумя моторами М-11 и бензобаком. Самолет-автомобиль был спроектирован по схеме "бесхвостка", управление которым осуществлялось с помощью штурвала со второго сиденья автомобиля.

Неугасающий интерес к гибридам

Надо сказать, что интерес к летающим автомобилям существует постоянно, но он периодически возрастает, вероятно, с достижением нового уровня развития автомобилей и распространением простых по конструкции и легких самолетов. Технические характеристики этих транспортных средств (мощность, скорость, вес конструкции, вес полезной нагрузки) не только сблизились, а уже превосходят друг друга (конечно, для определенного класса машин и самолетов и для конкретных параметров).

Поэтому неудивительно, что на авиационной выставке АЭРО-99 в Германии в 1999 г. (г.Фридрихсхафен) пять фирм экспонировали автомобильные двигатели, предназначенные для самолетов и легких вертолетов.

Автомобильные моторы ("Мерседес", БМВ, "Фольксваген", NCY "Ванкель", "Ванкель флюгмоторен") осваивают новое место - под капотом крылатой машины. Пример "Ротакса" оказался заразителен.

В подтверждение сказанного еще два свежих сюжета на тему сближения самолета с автомобилем.

В 1972 г. успешно прошел испытания автомобиль-самолет, построенный в США с использованием серийного малолитражного автомобиля "Форд "Пинто". К нему с помощью пилонов и двух подкосов крепилась половина популярного легкого самолета "Скаймастер" фирмы "Цессна" (рис.4)

Рис.4

Гибрид отличался гармонией объемов линий и форм, так как от "Скаймастера" был аккуратно отстыкован фюзеляж со стойками шасси, а на его место закреплен "Форд" со своей ходовой частью.

Двигатель "Лайкоминг" (300 л.с.) с толкающим винтом, крыло с подкосами и хвостовыми балками, несущими вертикальное и горизонтальное оперение, остались без изменения.

Для сокращения взлетной дистанции пилот мог использовать для разгона автомобильный двигатель, который в начале разбега оказывал посильную помощь "Лайкомингу".

При посадке аппарат касался земли задними колесами, а затем, опустив капот, "садился" на все четыре колеса.

После посадки легкосъемный самолетный комплект снимался и оставался на аэродроме до тех пор, пока водителю не потребуется летающий автомобиль с крейсерской скоростью полета 260 км/час. Максимальная дальность полета аппарата 1600 км, практический потолок 4200 м, полезная нагрузка 780 кг.

Значит, было бы желание, а из автомобиля всегда можно "сгромоздить" даже сверхлегкий самолет, а точнее, многоцелевое транспортное средство: гидроплан, сухопутный самолет и еще аэромобиль-машину, приводимую в движение с помощью воздушного винта.

Вот конкретный пример. В 1988г. во Франции был построен ультралегкий самолет на базе микролитражного автомобиля фирмы "Рено" "Диана" 2CV.

Этот легендарный автомобиль выпускали с 1939 по 1990 г.г. Он имеет легкий кузов упрощенной конструкции и тканевую съемную крышу.

На машине устанавливались двигатели мощностью от 18 до 29 л.с. Остроумная конструкция (рис.5) обеспечила этому ультралегкому самолету возможность взлетать и садиться с воды или с полевого аэродрома при снятых поплавках.

Рис.5.А со снятыми крыльями автомобиль превращался в отличный аэроглиссер или в забавный аэромобиль с приводом от воздушного винта большого диаметра.

Стало быть, при различных комбинациях комплектующих можно получить четыре типа различных транспортных средств из этого легкого гидросамолета.

Всего летающих автомобилей различного типа, в том числе и с несущими винтами, начиная с 1917 г. было построено около пяти десятков, конечно, для обзора всех построенных аппаратов в короткой статье нет места. Но этой теме в специальных автомобильных журналах постоянно уделяется внимание.

В 1989 г. журнал "Auto Mot.Zubehoer" сообщал, что фирма "Opel" разрабатывает автомобиль, способный подниматься в воздух с помощью воздушного винта и складывающихся в специальные ниши в кузове крыльев.

Рис.6.Журнал "Автомобилестроение" (№7, 1993 г.) писал о летающем автомобиле профессора С.Кроу (Аризонский университет), выполненном на базе автомобиля "Додж Караван" с навесным (рис.6) самолетным оборудованием.

Как сообщалось, самолет будет летать "практически самостоятельно", благодаря разработанной в США автоматической системе пилотирования "Навстар". Для завершения работ автору требовалось четыре года и 100 тыс. долларов, которые обещали аэрокосмические компании.

Рис.7. Летающий автомобиль К.ВерникеОдной из последних зарубежных работ по крылатым автомобилям является четырехместный "самолет-автомобиль", построенный в США фирмой "STVD" (журнал "Car and Driver", 1995 г.), который оснащен двигателем мощностью 180 л.с. и имеет взлетный вес 637 кг.

Максимальная скорость автомобиля на шоссе составляет 105 км/час, в воздухе - 427 км/час.

По утверждению создателя летающего автомобиля К.Вернике стоимость аппарата в единичных экземплярах будет около 500 тыс. долларов, а при малосерийном производстве она не превысит 100 тыс. долларов.

В чем родство автомобиля и самолета?

Современный серийный автомобиль по относительным параметрам уже давно превосходит двух-четырехместный самолет, так что летать автомобилю иногда не позволяют, можно сказать, сознательно. Ставят антикрыло, задают аэродинамическую форму кузову, прижимающую его к земле, распределяют соответствующим образом нагрузку на оси.

Для наглядности сравним технические данные самолета 1937 г. выпуска и автомобиля 1991 г.

Самолет САМ-5-2бис с мотором М-11 мощностью 100 л.с. имел размах крыла 11,49 м, длину 8 м, вес конструкции 656 кг, взлетный вес 1160 кг. Максимальная скорость 205 км/час, крейсерская - 175 км/час, посадочная - 70 км/час. Дальность полета 515 км. Самолет был шестиместным.

Автомобиль 1991 г. "Рено" "Клио". Вес конструкции от 790 до 915 кг в зависимости от комплектации. Число мест - 5. Мощность двигателя от 65 л.с. до 135 л.с. Вес в пятиместном варианте - 1270 кг, скорость максимальная - 165 км/час.

У автомобиля нагрузка на единицу мощности 9,3 кг/л.с. У самолета нагрузка на мощность даже больше - 11,6 кг/л.с. При этом максимальная скорость у самолета выше - 205 км/час. А у автомобиля 165 км/час, при вместимости машины класса Клио" всего пять человек.

Для автомобиля высшего класса эти показатели будут еще хуже по сравнению с легким самолетом.

Например, если вес "Мерседеса" 1800 кг, а мощность мотора более 300 л.с., то такой автомобиль по нагрузке на единицу мощности соответствует тяжелому транспортному самолету (5-6 кг/л.с.), но в два раза отстает от самолета по скорости.

Стоит ли говорить об автомобилях класса "Формула-1" с мощностью моторов 700-900 л.с. Такой автомобиль спокойно может взлетать и садиться вертикально. Проблема - удержать его на трассе, да еще не сжечь резину, управлять восемнадцатиступенчатой коробкой передач, иметь постоянное тестирование работы всех систем автомобиля, при нужде спасти пилота катапультированием. Короче, проблем - дальше ехать некуда.

Автомобиль иногда уже мощнее самолета, он оснащен бортовым компьютером, различными системами автоматики (АВС, системой электронного впрыска топлива и т.д.), есть на многих автомобилях навигационные системы, которые с помощью спутниковой связи на дисплее перед водителем показывают место пребывания автомобиля на Земном шаре, в городе, на конкретной улице.

Многие водители имеют в машине сотовый радиотелефон со спутниковой радиосвязью: при желании - разговаривай с абонентом в любой точке Земли. Служебные рации стоят на машинах скорой помощи, такси, машинах технического обслуживания, ремонта дорог и т.д.

Две проблемы

Какие же, в таком случае, препятствия стоят перед серийным автомобилем на его пути в небо? Именно серийного, с навесным оборудованием, потому что сделать специальный летающий автомобиль для Фантомаса можно даже сверхзвуковым.

Во-первых, это габариты. Размах крыла 10…12 м и длинная хвостовая часть фюзеляжа, конечно, вызывают трудности при их складывании, при движении и во время хранения. Однако, эта проблема решается очень просто, если отказаться от классической компоновочной схемы самолета, по которой обычно идут конструкторы летающих автомобилей.

Если для воздушного автомобиля использовать крыло малого удлинения, то можно получить аппарат с отличными взлетно-посадочными характеристиками, с хорошей устойчивостью и управляемостью и, главное, с прекрасными противоштопорными свойствами. Такой самолет будет устойчив на больших углах атаки при полете на малых скоростях и в сложных погодных условиях. Именно такими свойствами и должен обладать летающий автомобиль, предназначенный для управления пилотами самой низкой квалификации, а не пилотами-профессионалами.

Такой самолет может иметь размах крыла 6,6 м. Это значит, что автомобиль при собственной ширине 2,2 м будет иметь на крыше две консоли по 2,2 м в сложенном положении крыла. Длина такого самолетоавтомобиля будет около 6 м.

Рис.8а.Ряд отечественных и зарубежных самолетов с крылом малого удлинения (Бич-20, Х-112, JD-2) являются отличными аналогами летающих автомобилей. Например, когда видишь четырехместный самолет конструкции Д.Дейка "Дельта" JD-2, то приходится долго убеждать себя в том, что это все-таки не автомобиль, а всего-навсего самолет. Самолет "Дельта" (рис. 8а), построенный в 1964 г., показал столь хорошие летные характеристики, что была построена его модификация для коммерческих целей. Много самолетов JD-2 было построено конструкторами-любителями и пилотами самостоятельно из готовых деталей…

Самолет "Дельта" имеет отличные технические характеристики, не чуждые даже простому автомобилю, а летающему - тем более. Особенно это относится к его габаритам и размерам салона. "Дельта" имеет размах крыла 6,71 м, длина самолета - 5,79 м, а мощность его двигателя составляет 180 л.с. Вес конструкции 483 кг, взлетный - 862 кг.

Максимальная скорость 306 км/час, крейсерская - 282 км/час, посадочная скорость - 100 км/час.

Рис. 8б.Если внимательно посмотреть на три проекции самолета "Дельта" (рис.8б), становится ясно, как просто вписывается в контур кабины мотоустановка автомобиля малого класса, например, "Опель" "Корса", "Рено" "Клио" или "Твинго" и т.д. Это удивительно. А между тем, центровка, аэродинамическая компоновка и конструктивно-силовая схема завязываются визуально. Но это, так сказать, информация к размышлению…

Таким образом, проблема габаритов и компактности конструкции летающего автомобиля, как видим, решается успешно.

Теперь несколько слов о второй проблеме, которая, несмотря на удачные полеты почти серийных самолетоавтомобилей, возвращает идею летающей автомашины с неба на землю. Это проблема - сложность управления крылатой машиной.

Надо сказать, что полет по маршруту при ручном управлении или с помощью автопилота больших трудностей не представляет. И даже можно создать самолет, "летающий практически самостоятельно", как это пытается сделать профессор С.Кроу из Аризонского университета с помощью бортового компьютера и спутниковой системы "Навстар". Так, например, на малой высоте за тысячи километров совершает полет к цели крылатая ракета. Сравнивая программу полета с ориентирами на местности в автоматическом режиме, крылатая ракета прилетит не только в заданный район, но и на заявленную улицу, найдет нужный номер дома и даже указанное в программе окно нужного этажа. Конечно, такая навигационная система для летающего автомобиля будет иметь огромную стоимость. Да она ему и не нужна. Такая система не обеспечивает автоматизации взлета и посадки, а с полетом по маршруту начинающий пилот справится сам с помощью существующих навигационных приборов.

Летающий автомобиль может иметь простейшую систему спутниковой навигации, например, "Гармин" (США), которая имеет вес 300 г и стоимость всего 700 долларов. А взлет и посадку крылатого автомобиля можно существенно упростить, если его посадочную скорость снизить до 40…55 км/час, и тогда он будет доступен практически любому шоферу.

Или, как образно писал один журналист газеты "Правда" о самолете ОКБ Антонова Ан-14 "Пчелка" (имевшем отличные взлетно-посадочные характеристики): "Этим самолетом может управлять даже переученный тракторист". Хотя переученный тракторист может стать и космонавтом, и микрохирургом. Все зависит от времени и стоимости его обучения.

Без переучивания, без соответствующих знаний и навыков управления легко стать депутатом Госдумы или управлять госаппаратом, когда нет ответственности за судьбы других людей и не терзает чувство самосохранения. А не умеющий летать нормальный человек в трезвом состоянии управлять летательным аппаратом не согласится за любые деньги. Но не такие уж и большие деньги для владельца современного автомобиля требуются для получения пилотского свидетельства.

Для этого необходимо налетать 40 часов на учебном самолете. Из них 28 часов с инструктором и 12 часов самостоятельно для закрепления навыков пилотирования и самостоятельного выполнения фигур высшего пилотажа. Во время войны некоторые летные школы готовили летчиков по сокращенной программе за 30 летных часов. Пилотов-планеристов готовили за 20 летных часов, из них 12 часов - с инструктором и 8 - самостоятельный налет.

Теоретическая подготовка и летная программа в некоторых летных школах США стоит около 1200…2000 долларов. В России из-за высокой цены авиабензина и масла за один летный час в наше время надо заплатить 180 долларов при обучении на самолете Як-18Т, а весь курс летной подготовки на этом самолете обойдется, пожалуй, в 7000 долларов.

Для получения водительских прав необходимо наездить с инструктором 30 часов на учебном автомобиле. Следовательно, сложности обучения водителя автомобиля и пилота самолета идентичны, если судить только по затрате времени на пилотирование и вождение в процессе обучения.

В 1973 г. в США более 700000 человек имели удостоверения пилота, еще столько же человек, как утверждалось, умели управлять самолетом, не имея официальных свидетельств. Среди пилотов-профессионалов и летчиков-любителей в США более 30000 женщин.

В СССР в 1931…1947 г.г., когда был популярен лозунг "Пролетарий на самолет", ежегодно обучали более 100000 летчиков. В 1937 г. было подготовлено 30000 только пилотов-планеристов. И это не удивительно, если вспомнить, что только в Москве было четырнадцать районных аэроклубов, не считая аэроклубов на больших заводах и фабриках, при институтах. Так что с подготовкой летчиков у нас все было в порядке. Хуже было с частными самолетами, их просто не было. Не считая личного самолета У-2 В.П.Чкалова, который ему подарило правительство, да еще нескольких самолетов самостоятельной постройки.

В США частным лицам в 1973 г. принадлежало 131000 самолетов. Самолетный парк частных самолетов за четверть века, наверное, превысил 150 тысяч, а с учетом ультралегких самолетов и мотодельтапланов - более 200000 летательных аппаратов в США принадлежат частным лицам. По данным помощника управляющего отделом авиации общего назначения США Майкла Генри в марте 1999 г. в США было более 622000 действующих пилотов (от студентов-любителей до профессионалов авиакомпаний). АОН в США насчитывает более 177000 действующих воздушных судов, налет которых составляет более 25 миллионов часов в год. В эти цифры не включены данные по компаниям, занятым воздушными перевозками.

Поэтому планы фирмы "Конвер" выпустить 160000 летающих автомобилей на рынок США в 1947 г., наверное, следует считать слишком смелыми. Едва ли удалось бы увеличить парк частных самолетов в два-три раза за несколько лет.

Продолжение статьи