Техника-молодежи №6 2000 г
 
 
ГЛАВНАЯ
СОДЕРЖАНИЕ
ВПЕРЕД
НАЗАД

Родоначальником идеи летающего автомобиля, способного как уверенно совершать достаточно дальние перелеты, так и спокойно двигаться по дорогам, следует считать Жюль Верна, причем его «Властелин мира» из одноименного романа был еще и подводной лодкой. Реальные же попытки создать воздушно-наземный гибрид начались в конце 20-х - начале 30-х гг. XX в., когда и самолеты, и автомобили из технических игрушек начали превращаться в более или менее надежные и работоспособные машины.

Интересно, что технический успех был достигнут очень быстро, однако вполне удачные конструкции так и остались в единичных экземплярах. Почему - поясню позже, а сейчас - кое-что из истории необычных транспортных средств. Их много и разных, но наибольшее распространение получили попытки «приделать самолету крылья».

ВНЕДОРОЖНИК
ПО-РОССИЙСКИ

АВТОМОБИЛЬ В ВОЗДУХЕ.

В нашей стране удачный опыт известен только один. Причем это даже не автомобиль, а... танк! Так было продиктовано суровым военным временем. В 1942 г., под руководством О.К. Антонова, был спроектирован и построен грузовой планер А-40 («КГ» - крылья танка). На серийный легкий танк крепился планер с размахом крыла 18 м. Управлял планером пилот, сидевший в кабине танка. Таким образом предполагалось перебрасывать танки через линию фронта в расположение партизан. «Крылатый танк» совершил несколько полетов, но, к сожалению, дальше экспериментов дело не пошло. Подходящего самолета - буксировщика «Крылатого танка» не нашлось.

В США идея, не получившая широкого признания в 30-х, возродилась с окончанием II мировой войны - с одной стороны, требовалось чем-то занять избыточные мощности по производству самолетов, с другой - летчиков стало куда больше. В 1947 г «самолетный комплект» - крылья, мотор (180-сильный «Лайкоминг») с воздушным винтом и хвостовая балка с оперением - фирма «Конвэр» установила на небольшой автомобиль "Конвэркар" (мощкость собственного двигателя водяного охлаждения-26 л.с.).

Летный комплект крепился на крышу с помощью трех несущих узлов и блока, соединяющего системы управления самолетом и авиадвигателем с кузовом автомобиля. Фирма объявила, что съемный комплект будет стоить 1500 долларов при серии 160 тыс. машин. К сожалению, утверждение осталось непроверенным, и, хотя этот автолет отлично летал, он остался в единственном экземпляре. Наиболее удачным летающим автомобилем США считается «Аэрокар», созданный М.Тейлором, - практически обычный автомобиль, который при движении по шоссе вез за собой на прицепе крылья и хвостовую часть фюзеляжа с хвостовым оперением.

Первый полет «Аэрокар» совершил в 1949 г., а затем было построено еще семь таких машин. В 1956 г. аппарат был сертифицирован Федеральным авиационным управлением США. Этот летающий автомобиль имел крыло размахом 10,4 м и взлетный вес 953 кг; в воздухе разгонялся до 160 км/ч, по шоссе -- до 107 км/ч. В 1972 г. успешно прошел испытания автомобиль-самолет, построенный в США с использованием серийного малолитражного автомобиля Форд «Пинто», к которому с помощью пилонов и двух подкосов крепилась половина популярного легкого самолета «Скаймастер» фирмы «Цесна». 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 при разгоне автомобильный двигатель. При посадке аппарат касался земли задними колесами, а затем, опустив капот, «садился» на все четыре.

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

ЧТО МЕШАЕТ ЛЕТАТЬ РОЖДЕННОМУ ПОЛЗАТЬ?

Современный серийный автомобиль по относительным параметрам уже давно превосходит двух-, трех- или четырехместный самолет, и летать ему иногда не позволяют сознательно - ставят антикрыло, задают аэродинамическую форму кузову прижимающую его к земле, распределяют соответствующим образом нагрузку на оси...

Для наглядносчи 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. взлегный вес 1160 кг. Максимальная скорость 205 км/ч, крейсерская 175 км/ч, посадочная - 70 км/ч. Дальность полета 515 км. Самолет был шестиместным. Автомобиль 1991 г. «Рено «Клио». Вес конструкции от 790 до 915 (в зависимости от комплекции). Число мест пять. Мощность двигателя от 65 л.с. до 135 л.с. Весь в пятиместном варианте - 1270 кг скорость максимальная - 165 км/ч.

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/ч, а у автомобиля 165 км/ч, при вместимости машинь| класса «Клио» всего пять человек. 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.

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 вызывают трудности при их складывании и при движении и во время хранения. Однако эта проблема решается очень просто, если отказаться от классической компоновочной схемы самолета.

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. То есть, при собственной ширине 2,2 м автомобиль будет иметь на крыше две консоли по 2,2 м в сложенном положении крыла. Длина такого самолета-автомобиля будет около 6м. Теперь несколько слов о второй проблеме, которая, несмотря на удачные полеты почти серийных самолето-автомобилей, возвращает идею с неба на землю. Это - сложность управления крылатой машиной. Нет, полет по маршруту при ручном управлении или с помощью автопилота больших трудностей не представляет. Летающий автомобиль может иметь простейшую систему спутниковой навигации, например, «Гармин» (США), которая весит 300 г и стоит всего 700 долларов. А вот взлет и посадку крылатого автомобиля можно существенно упростить, только если его посадочную скорость снизить до 40 - 55 км/ч.

Да, летать надо уметь, но так ли сложно этому научиться? Для получения водительских прав нужно наездить с инструктором 30 часов. А для получения свидетельства пилота - налетать 40 часов, из них 28 с инструктором и 12 самостоятельно. Мало того: в войну в некоторых летных школах пилотов готовили за 30 летных часов, а планеристов - вообще за 20... Сегодня у нас большей трудностью будет бензин для учебного самолета!

САМОЛЕТ НА ШОССЕ.

Изобретатели небезуспешно попробовали и противоположный путь создания универсального транспортного средства - заставить самолет ездить. Одной из последних зарубежных работ по крылатым автомобилям является четырехместный «самолет-автомобиль построенный в США фирмой «STVD» (ж. «Саг and Drivег», 1995), который оснащен двигателем мощностью 180 л.с. и имеет взлетный вес 637 кг. Максимальная скорость автомобиля на шоссе составляет-105 км/ч, в воздухе-427 км/ч.

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. долл. Ряд отечественных и зарубежных самолетов с крылом малого удлинения (Бич-20; Х-112; JD-2) являются отличными аналогами летающих автомобилей. Например, когда видишь четырехместную «Дельту» JD-2 конструкции Дж.Дейка, то приходится долго убеждать себя в том, что это все-таки не автомобиль, а всего-навсего самолет. Построенный в 1964 г. ПО-2 показал столь хорошие летные характеристики, что была выпущена его модификация для коммерческих целей. Много таких машин было построено конструкторами-любителями и пилотами самостоятельно из готовых деталей.

Самолет имеет отличные технические характеристики, не чуждые даже для простого автомобиля, а для летающего - 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 180 л. с. Вес конструкции 483 кг, взлетный - 862 кг Максимальная скорость 306 км/ч, крейсерская 282 км/ч, посадочная скорость 100 км/ч. В три проекции самолета «Дельта» элементарно вписываются кабина и мотоустановка автомобиля малого класса, а центровка, аэродинамическая компоновка и конструктивно-силовая схема завязываются визуально. Но это, так сказать, информация к размышлению. Технические проблемы решены - остаются экономические. Может быть, в конце концов успешнее окажутся чистые летательные аппараты, призванные заменить автомобиль не на дороге, а вообще, доставляя пассажиров «от двери до двери» (или с крыши на крышу).

Довольно смелый проект самолета-автомобиля «Пегас» был опубликован в 1994 г. в американском авиационном журнале «Китплейн», который предназначен для авиалюбителей, занимающихся самостоятельной постройкой самолетов. Автомобиль спортивного типа «Пегас» с газотурбинным двигателем, расположенным за кабиной между двумя килями, на которых установлен стабилизатор, выполнен по аэродинамической схеме тандем. Переднее крыло летающего автомобиля выдвигается перед полетом в носовой части кузова за передними колесами, а заднее - за кабиной перед килями. Максимальная расчетная скорость полета «Пегаса» 550 км/ч.

Автор проекта Кларенс Киссел продает комплект чертежей летающей машины за 50 тыс. долл. Работам профессора Пола Моллера наш журнал неоднократно посвящал свои страницы, ведь он является подлинным энтузиастом создания небесных автомобилей, проектиу руя, строя и испытывая их более сорока лет. Созданная им компания «Моллер Интернейшнл» свою последнюю разработку демонстрировала в 1999 г., а самый первый летающий автомобиль Моллер построил еще в 1963 г., чему предшествовали многочисленные проектные, конструкторские работы, а также создание натурных образцов и летающих моделей.

Надо сказать, конструктор - сторонник летающего автомобиля с вертикальным взлетом и посадкой. Изобретатель построил и испытал несколько машин в виде летающей тарелки. Восемь роторно-поршневых двигателей этого аппарата расположены в кольцевом крыле по его периферии. Воздушные винты в кольцевых каналах обеспечивают вертикальный взлет и посадку, режим висения и горизонтальный полет. Три летающих автомобиля П.Моллера выполнены в виде несущего корпуса и горизонтально установленных двигателей с воздушными винтами.

Дальнейшее применение этих аппаратов развития не получило из-за нерешенных вопросов обеспечения устойчивости и безопасности полета...

ДИКТУЕТ РЫНОК.

Парк частных летательных аппаратов в России невелик (более 2000). Это и самодельные самолеты, и мотодельтапланы и серийные самолеты, выпускаемые промышленностью, парапланы, монгольфьеры и даже вертолеты. Появились в России легкие американские подержанные самолеты, но их пока слишком мало. Людей же, имеющих навыки пилотирования в нашей стране порядка 300 тыс. Следовательно, российский рынок частных самолетов пока пуст. Но обычный самолет для россиянина, с одной стороны, - дорогое удовольствие, с другой - его... недостаточно!
 
 
Внедорожник по-российски или варианты трансформации малолитражки Рено "Твинго": 1- глиссер; 2 - яхта; 3 - аэтоглиссер; 4 - аэросани; 5 - АВП; 6 - экранолет.

Известно, что дорог в России мало, особенно на Севере и за Уралом. Просторы огромны. Зимой - занесенные снегом. Летом - множество рек, озер и водных, заболоченных преград. В России пуст рынок не только легких самолетов, но и любого внедорожного транспорта. Аэросаней, аэроглиссеров, аппаратов на воздушной подушке (АВП), легких экранолетов и самолетов амфибий. Для российского потребителя необходимо объединить все эти свойства в одной машине на базе серийного автомобиля. Вот каким, оказывается, должен быть летающий автомобиль с учетом наших территориальных, климатических и дорожных особенностей.

В 1994 г. в МАИ был разработан проект «Летающий автомобиль» на базе однообъемной машины миникласса Рено «Твин высоте волны до 0,5 м. Для следующей модификации - в автомобиль-яхту - кроме поплавков, устанавливается легкий, но весьма аэродинамически эффективный парус-крыло. Благодаря его высокому аэродинамическому качеству яхта имеет скорость хода 11 - 12 узлов даже при ветре 5-7 м/с. Площадь крыла-паруса 12м2, высота мачты 2,5 м. С его помощью можно за 15 - 20 мин превратить даже серийный легковой автомобиль в скоростной парусник. Весь комплект оборудования яхты перевозится на крыше машины и хранится в гараже. Конечно, автомобиль-яхта снабжен спасательными средствами и сигнальным яхтенным оборудованием.

Четырехместный автомобиль-яхта по своим ходовым качествам значительно превосходит классический парусник равного водоизмещения. А интерьер и оснащение автомобильного салона (кондиционер, вентиляция, обогрев, освещение, звуко- и теплоизоляция) даже трудно сравнивать с традиционным для яхты (водоизмещением до двух тонн). Гаражное базирование яхты-автомобиля позволяет снизить расходы на эксплуатацию яхты (нет нужды в береговой стоянке).

Для других преобразований серийный Рено «Твинго» оборудован воздушным винтом с приводом от его же двигателя через ременный редуктор. Подшипниковый узел винта закреплен на кронштейне, на задней стенке кузова. кимогра ждением, объемами плавучести и рулем направления крепится к кузову ма- шины. Воздух в подушку нагнетается воздушным винтом, для чего за ним расположен ковшеобразный воздухозаборник. Ширина аппарата на воздушной подушке 2,4 м, плошдць воздушной подушки - 10м2, Мощность двигателя автомобиля 65 л.с. Имея автомобильные габариты АВП может двигаться по шоссе.

Шестым транспортным средством, монтируемым на серийном автомобиле, является экранолет, летающий на небольшой высоте над поверхностью земли или воды, используя экранный эффект, повышающий несущие способности крыла. Высота его полета 1,5- 2 м. Скорость полета максимальная - 120 км/ч, минимальная посадочная - 45 км/ч. Взлетная масса - 1100 кг размах крыла 6,7 м, площадь - 20 м2.

На вождение вышеуказанных транспортных средств не требуется каких-либо дополнительных прав, кроме автомобильных. Двигатель и автомобиль тоже не требуют специальной сертификации, поскольку не относятся к категории летательных аппаратов. Конечно, и стоить каждая «доработка» будет меньше, чем типичные аэросани, классическая яхта или традиционный катер.

Все рассмотренные аппараты имеют повышенную экологическую чистоту, потому что серийный автомобильный мотор оснащен каталитическим нейтрализатором. Он имеет меньший расход топлива и менее токсичный выхлоп, чем двухтактные поршневые моторы, применяемые на традиционных транспортных средствах такого класса.

Салон автомобиля оборудован кондиционером, он имеет мощный обогреватель, систему вентиляции, стереофонический радиоприемник, регулируемые анатомические сидения, кроме того, интерьер автомобильного салона отвечает самым высоким эстетическим требованиям. Соответственно, перечисленные трансформации выгодно отличаются от традиционных аэросаней, снегоходов и ховеркрафтов (АВП), по уровню дизайна, комфортабельности по эргономическим свойствам.

Седьмая модификация серийного Рено «Твинго» - летающий автомобиль. Вес серийного снаряженного «Твинго» - 790 кг. Но если запасное колесо, домкрат, насос и инструмент оставить на земле, двери, и капот заменить легкими дюралевыми панелями, автомобильные сиденья - авиационными, поменять глушитель - останется 570 кг Двигатель, правда, придется переставить - над задним мостом для обеспечения требуемой центровки.

Крыло с хвостовым оперением и редуктор с воздушным винтом дадут дополнительных 80 кг. Нагрузка трехместного самолета - 250 кг. Следовательно, взлетный вес крылатой машины 900 кг. Тогда нужен двигатель мощностью хотя бы 100 л.с., чтобы самолет имел приемлемые характеристики. Размах крыла летающего автомобиля 6,7 м, при движении по дороге консоли крыла складываются на крыше машины.

Подготовка автомобиля-самолета к полету осуществляется за 10 - 15 минут. Наверное, рынок не примет в короткий срок 160 000 летающих автомобилей (как планировали американцы в 1947 г.), разве что 5-10 тысяч. Но спрос на шлейф машин от аэросаней, глиссера, яхты до самолета-амфибии, конечно, повышается в десятки раз.

Водители в районах Севера и Сибири нашей страны охотно могли бы приобрести 150 000 аэросаней с комплектом поплавков. Затем они могли бы преобразовать свой автомобиль в АВП, пусть не все, а тысяч 50, и, может быть, 20 тыс. водителей захотели бы опробовать экранолет в полете. А уж каких-нибудь 5 тысяч автолюбителей освоили бы пилотирование самолета-автомобиля.

Таким образом, мы подошли к сквозному использованию автомобиля в качестве амфибийного транспорта различного типа. Водители в этом случае получают навыки управления самолетом постепенно. Сначала АВП - полет на высоте 0,1 - 0,2 м; потом экранолет - полет на высоте 1,5 - 2 м, а затем уже полеты на самолете, обучение на котором осуществляется с помощью инструктора.

В наши дни такой тип обучения иногда называют сквозным. Но как бы он ни назывался, а обучаться пилотированию самолетом постепенно, осваивая различные типы аппаратов, наверное, проще в любом случае. Можно остановиться на полюбившемся типе автомобиля-трансформера и к обучению на следующем типе «внедорожников» не переходить.

Надо полагать, что такой автомобиль нужен для российского бездорожья. Быть может, российский трансформируемый внедорожник будет перспективной машиной для реализации на зарубежном рынке. В 1996 г проект летающего автомобиля и всех его модификаций на базе Рено «Твинго» экспонировался на 45-м международном салоне изобретений в Брюсселе и был удостоен золотой медали.


Юрий МАКАРОВ,
Рисунок
Михаила ШМИТОВА .

на предыдущую страницу к началу этой страницына следующую страницу