Сказ о том, как махолетчики за старое взялись
Четыре года назад мы, инженеры, закаленные в боях с аэродинамикой и прочностью, показали всему миру наше детище – махолет «Рарок». Это было здорово - пришлось оправдываться, разъяснять, рассказывать и даже просить денег на «Boomstarter» дабы продолжить развитие нашего дела. Убив на это уйму времени и сил, мы все же решили не останавливаться на достигнутом, а продолжить развитие любимой темы. Эта статья о том, чего удалось добиться за прошедшие три с половиной года и чего мы хотим.
Итак, четыре года назад мы поняли, что остались без махолета, который делали для «дяди». По итогу, у нас было только видео полета аппарата и еще куча опыта. Подумав, поразмыслив, решили делать махолет заново. Так как ребята мы (Мельник Андрей и Дмитрий Шувалов) отчаянные и смелые, было принято решение собрать не один махолет, а сразу два. И ладно, если бы просто повторили прошлый успех – этого нам показалось мало, мы решили делать два новых аппарата с учетом тех проблем и ошибок, которые были допущены в ходе предыдущей разработки. Выбрали два направления развития махолета одно условно назвали «вдоль», другое – «поперек». Схема «вдоль» придерживалась следующей гипотезы: так как предыдущие опыты показали, что на крыльях творится что-то не ясное в плане аэродинамики, то можно попробовать сделать поликрылый махолет (4 пары крыльев, в определениях классической аэродинамики - 4 крыла) расположенных друг за другом. Такой подход решал сразу несколько проблем. Рост инерциальных нагрузок в третьей степени размаха крыла (смотри подробнее статью на Хабр) был уже не так страшен за счет того, что несущая площадь была увеличена количеством крыльев, аппарат можно было сделать относительно недорогим из-за использования простых решений и деталей небольшого размера. Помимо прочего, было решено сделать аппарат электрическим для простоты пусков и получения данных по энергетике процессов маха. Этот проект возглавил и понес весь груз проблем Дмитрий Шувалов. Название проекта - «Serenity».
Схема «поперек» придерживалась гипотезы: если обеспечить демпфирование нагрузок в конечных точках траектории маха, то можно добиться достаточной прочности, надежности и эффективности конструкции, чтобы перепрыгнуть теоретический барьер взлетной массы - 40 кг. Проект возглавил Мельник Андрей. Название проекта - «FlapFlyer». Этот проект был объемнее по составу деталей, сложности конструкции, размерам и взлетной массе. Финансово создать такой аппарат без привлечения других участников было невозможно. Фактически проект родился благодаря Алексею П. его инициативе и рвению ко всему новому.
Оба проекта были заложены практически одновременно летом 2017 г.
Уже в октябре 2017 года махолет «Serenity» прошел первые испытания (пробежки, статические прогоны). Следует отметить, что конструкция аппарата оказалась удачной. Она опиралась во многом на приобретенный нами опыт в проекте «Rarok», но была значительно усовершенствована и модернизирована. Дальнейшие испытания показали правильность и надежность выбранных конструкторских решений. Однако, несмотря на соблюдение, казалось бы, всех условий аппарат упорно не хотел летать, что и показали летные испытания. Мы подбирали центровку и баланс, меняли конструкцию крыльев с целью максимально их облегчить, механизм и длину балок оперения, систему управления и т.д. Каждое испытание давало нам зацепку, как решить проблему полета. И каждый раз мы упирались во что-то новое. Нужно понимать, что Дмитрий создавал и модернизировал конструкцию сам, за свой счет и это было очень непросто. Аппарат периодически капризничал, но все же конструкторские вопросы мы научились оперативно решать еще с «Рароком», а вот теорию продольной схемы приходилось осмыслять и строить по крупицам результатов. В общей сложности аппарат претерпел более 10 доработок и переделок. И вот, наконец, в ноябре 2020-го прошли ключевые испытания, продемонстрировавшие состоятельность продольной схемы. Serenity уверено летал, маневрировал, набирал высоту. Безусловно, это была победа! К сожалению, во втором полете, была допущена ошибка в пилотировании и аппарат разбился. Но, как сказал, сам конструктор: "Я все равно хотел его весь переделать".
Судьба аппарата «FlapFlyer» оказалась совсем иной. Изначально, предложенная Андреем концепция привода, оказалась несостоятельной. Опыт «Рарока» был здесь не применим, так как новизна предложенной концепции - очень высока. В погоне за уменьшением удельной массы конструкции были допущены значительные ошибки, которые привели к неработоспособности первой схемы. Проблемным оказался узел преобразования вращательного движения в возвратно поступательное. Для проверки гипотезы демпфирования необходимо было отказаться от явных мертвых точек, для этого в качестве преобразователя движения была выбрана кулиса. И это оказалось самой большой конструкторской проблемой. Второй не меньшей проблемой была общая компоновка аппарата. В качестве силовой установки использовался ДВС, это и привело к проблемам с «мягкой» передачей вращающего момента, которую так же следовало реализовать. От изначальной концепции в проекте остались только шасси, силовой каркас привода, трансмиссия и оперение, все остальное было последовательно переделано. На текущий момент аппарат готов к очередным испытаниям, которые ему и предстоят весной. «FlapFlyer» пока даже не пытался летать (было совершено несколько пробежек), поэтому нас еще наверняка ждут сюрпризы с аэродинамикой и динамикой, потому как и это несколько отличается от «Рарока». Главная проблема этого проекта – слишком большая новизна при минимальном количестве ресурсов. Только благодаря всем сочувствующим, друзьям и спонсорам, которые оказывают значительную помощь в реализации проекта, мы просто обречены на успех!
Теперь немного о вопросе «зачем все это нужно?». Зачем современному миру махолет? Ведь выглядит он ну как-то уж совсем вычурно и странно и, кажется, ни на что не способен. Ошибка и главное заблуждение состоит в том, что нужно рассматривать не выше указанные проекты, в качестве конечного продукта, а то что можно создать на их базе. Отработка и развитие машущекрылых аппаратов сможет значительно расширить возможности пилотируемой и беспилотной авиации. Безусловно сейчас более актуальны беспилотные конструкции, но развитие данного направление позволит разработать и пилотируемые! Ведь сама задача создания всех необходимых для полета сил, с помощью всего одного инструмента – крыла, не просто интересна, она таит много того, что позволит проектировать более совершенные летательные аппараты.
В связи с нашими успехами мы не можем не почтить память Киселева Валентина Афанасьевича, нашего учителя. Несмотря на то, что именно разногласия в подходах и взглядах, как нужно строить махолеты сделали нас оппонентами (даже были обвинения в воровстве идей Профессора), мы с большим уважением относимся к Валентину Афанасьевичу. Иной взгляд позволил оттолкнутся и уйти значительно вперед от идей его группы, что в конечном счете принесло успех!
С весны мы продолжим работу над нашими аппаратами. Будем рады любой поддержке.
Как должны садиться прототипы Starship линейки SN 8/9
Как должны садиться прототипы Starship линейки SN 8/9
https://www.johnkrausphotos.com/Galleries/Launches/Starship-...
Часто встречаю в обсуждениях разговоры о том, что не зажглись то 3, то 2 двигателя, чего так поздно. И вообще, SpaceX не правильно всё делает. Возможно все правы, не спорю. Однако, получается так, как получается у SpaceX.
Давайте для начала определимся, как хотят SpaceX посадить свой прототип на данном этапе развития.
На трансляции пуска SN9 Джон Инспракер сказал, что они будут тормозить 2-я двигателями, потом отключается один и производится мягкая посадка. Больше, выше или ниже — сейчас не подходит для мягкой и точной посадки. Это выбор компании, как проводить снижение, а также посадку.
Летательный аппарат после апогея летит вниз в свободном падении находясь в горизонтальном положении. Для мягкой посадку нужно перейти в вертикаль, они это делают за счёт нижней пары крыльев, которые «складываются», таким образом эта часть прототипа теряет подъемную силу и уходит резко вниз. Чтобы выровнять этот летальный аппарат, уже не получится быстро это сделать вернув крылья в прежнее положение, поэтому это компенсируется за счёт включения двигателей. У SpaceX тонкий расчёт на посадку, поэтому двигатели должны включится в обозначенном окне (по идее, погрешность не более 1 секунды), погасить момент инерции, выровнять под углом 90 градусов, а уже после этого, один из 2-х двигателей отключается и совершается мягкая посадка.
Ниже оставляю видео, где почти синхронно заходят на посадку 2 прототипа Starship SN8 и SN9:
Когда заходил на посадку 8-й прототип, то 2-й двигатель начал работать, но по причине низкого давления — он не отработал на 100%, как это было запрограммировано. Но, прототип почти выровнялся и был в вертикальном положении. Также не хватило тяги для торможения и как итог — удар об землю.
Во втором случае (9-й прототип), двигатель почти не отработал, не хватило тяги для гашения момента вращения, после складывания крыльев, скорость была еще больше, и как итог — падение под углом под 45 градусов.
Причины по каким не работает должным образом двигатель — это тема для другого разговора. Компания не дала развёрнутый ответ. Могут ли они решить эту проблему в скором времени или же это неразрешимая проблема — узнаем позже.
https://www.johnkrausphotos.com/Galleries/Launches/Starship-...Вимана. Как работали двигатели космических кораблей древности. Принцип действия ртутного движителя
Легенда о сове
В одной из величайших индийских эпических поэм «Рамаяна» рассказывается подробная история путешествия на Луну на вимане (или астре) и битвы вимана с ас-вином (летательным аппаратом из Атлантиды) Этот рассказ свидетельствует о том, что древние индийцы владели аэрокосмической антигравитационной техникой Чтобы понять, о чем идет речь в «Рамаяне», следует совершить экскурс в индийскую историю. Империя Рама существовала на территории современной Северной Индии и Пакистана около пятнадцати тысяч лет назад Развалины городов этой империи до сих пор находят в пустынях Пакистана, на севере и западе Индии Эта империя существовала параллельно с цивилизацией в Атлантическом океане. Управляли империей высокопросвещенные цари-жрецы. Во многих классических индийских текстах летательные аппараты виманы описываются как двухпалубные круглые корабли с отверстиями и куполом Виманы летали со скоростью ветра, издавая при этом мелодичный звук. В империи Рама существовало несколько типов виман: одни имели форму блюдца, другие походили на длинные цилиндры. В древнеиндийском трактате «Самара Сутрадхара», написанном в IV веке до нашей эры на основании более древних текстов, рассказывается о конструкции виманов, различных способах их взлета и приземления и даже о возможности столкновения с птицами. Есть информация об управлении виманами, защите их от штормов и о том, как использовать энергию Солнца в антигравитационном двигателе.
Vimana
Виманы могли взлетать вертикально, зависать в воздухе подобно современному вертолету, Они были построены из очень прочного огнеупорного материала. Содержались виманы в специальных ангарах Как сообщает «Самара Сутрадхара», в качестве топлива для виманов использовалась загадочная желтовато-белая жидкость, а иногда какое-то соединение ртути Виманы имели разные двигатели, использующие в своей работе различные принципы Помимо антигравитационных двигателей, принцип работы которых современной науке неизвестен, на летательных аппаратах были установлены двигатели внутреннего сгорания, а также ракетные, работающие на топливе.
В древнеиндийской «Махабхарате» так же имеются описания виманов, которые представляли собой «железные машины, гладкие и блестящие, с извергающимся из них ревущим пламенем», способные двигаться вверх, вниз, вперед, назад. В пустыне Гоби были найдены древние предметы, похожие на приборы, которые представляли собой полусферы, заканчивающиеся конусом со ртутью внутри. Описание, очень похожее на эти предметы, имеется в одной из древнеиндийских поэм. Очевидно, древние индийцы могли летать на своих виманах по всей Азии и даже достигать Атлантиды.
В «Ведах» описаны виманы разной формы и размера. К сожалению, эти летательные аппараты использовались, в основном, в военных целях. Если верить индийским источникам, они хотели покорить весь мир, в том числе и Индию. Жители Атлантиды были более развиты в техническом отношении, чем индийцы Их летательные аппараты были схожи с виманами, имели форму блюдца и могли перемещаться не только по воздуху, но и под водой. В индийских источниках есть упоминания о том, что летательные аппараты атлантов, так же, как индийские, приводились в движение антигравитационными двигателями.
Технические достижения древних цивилизаций кажутся непостижимыми для нас. Жители Второй Атлантиды использовали стреноженные лучи, напоминающие современные лазерные, но более высокочастотные. Этому их обучили Учителя Шамбалы — лемурийцы и махатмы. Широко запрягались эфирные волны для полетов летательных аппаратов, напоминающих закрытые сверху катера. Более совершенные тарелкообразные НЛО поднимались в воздух психической силой «Vril». Перед Второй мировой войной немецкие ученые с удивлением обнаружили в древней санскритской рукописи «Самаранга Сутрадхара» описание летательного аппарата того времени — виманы. Его совершенная конструкция и элегантный принцип действия кардинально отличаются от всего, что известно современной науке и технике. Вот краткое описание виманы из этого полуистлевшего индийского манускрипта:
«Сильным и прочным должно быть его тело, сделанное из пластичного материала. Внутри следует поместить металлическую емкость с ртутью и с подогревающим устройством под ним. Посредством силы, которая таится в ртути и которая приводит в движение несущий вихрь, человек, находящийся внутри этой колесницы, может пролетать большие расстояния по небу самым удивительным образом. Четыре прочных сосуда для ртути должны быть помещены внутрь. Когда они будут подогреты управляемым огнем из железных приспособлений, колесница разовьет силу грома благодаря ртути. И она сразу же превратится в жемчужину в небе».
Другой древний манускрипт более опасно и детально описывает устройство НЛО. Это «Вайманика шастри» — огромная иллюстрированная книга, написанная на санскрите много тысяч лет назад. Она хранится в центральном архиве города Дели. Манускрипт имеет более десяти техногенных глав, в каждой из которых собраны сведения по определенной тематике. В одной главе перечислены точные науки, которые должен изучить будущий пилот. В другой — подробно описано устройство электронных приборов, встроенных в пульт управления полетом. Например, один из круглых приборов чем-то напоминает радиолокационную станцию, только величиной с волейбольный мяч. С его помощью можно не только определить расстояние до другого корабля и направление движения цели, но еще и заглянуть в кабину летающей лодки, подслушать и подглядеть, что говорит, делает и думает ее команда. В следующей главе «Вайманика шастри» раскрыты диковинные металлы и материалы, из которых построены виманы, с указанием последовательного и четкого способа их получения. Но самая интересная глава та, где описаны конструкции виман. В этой книге автором ответственно сообщается, что виманы бывают 12 разных типов. Здесь приводится наработанная технология изготовления только трех самых простейших летающих машин. По поводу строительства остальных девяти типов НЛО умудренный автор печально вздыхает: «Я не пишу об их устройстве не потому, что не знаю, а потому, что это знание нельзя пока давать людям, ибо погубят они и себя, и Землю».
До нас, простых читателей, из времен не столь отдаленных дошел такой задокументированный факт: в 1890 году нашей эры в Индии один школьный учитель тайно воспользовался книгой «Вайманика шастри» и еще парой допотопных манускриптов для построения летающей тарелки самого простейшего типа. Несколько очаровательных дней он удивлял падающих на колени горожан, летая над крышами домов по кругу при помощи кипящей ртути. Почти неделю продолжались его опытные полеты над городом. А затем за ним прилетели пять настоящих НЛО, сделанных из серебристого металла. И окрыленный учитель куда-то пропал вместе со своим экспериментальным аппаратом. Больше его никто никогда не видел.
Возможно, ртутный движитель был использован в своих полетах итальянский монах Андреа Гримальди Воландэ, принцип действия которого был случайно обнаружен при алхимических опытах по превращению ртути в золото. Вот как описал машину Гримальди корреспондент газеты «Лейденский вестник» в номере от 21 октября 1751 года:
«В машине, на которой Андреа Гримальди Воландэ в течение одного часа может сделать семь миль, установлен часовой механизм, ее ширина 22 фута, она имеет форму птицы, тело которой состоит из соединенных между собой проволокой кусков пробки, обтянутых пергаментом и перьями. Крылья сделаны ив китового уса и кишок. Внутри машины находятся тридцать своеобразных колесиков и цепочек, которые служат для спуска и подъема гирь. Кроме того, тут употреблены в дело шесть медных труб, частично заполненных ртутью. Равновесие сохраняется опытностью самого изобретателя. В бурю и в тихую погоду он может лететь одинаково быстро. Эта чудесная машина управляется посредством хвоста длиной в семь футов, прикрепленного ремнями к ногам птицы. Как только машина взлетает, хвост направляет ее налево или направо, по желанию изобретателя.
Часа через три птица опускается плавно на землю, после чего часовой механизм заводится снова. Изобретатель летит постоянно на высоте деревьев.
Андреа Гримальди Воландэ один раз перелетел Ла-Манш из Кале в Дувр. Оттуда он в то же утро полетел в Лондон, где говорил с известными механиками о конструкции своей машины. Механики были очень удивлены и предложили построить до рождества машину, которая могла бы летать со скоростью 30 миль в час…».
«… В Италии хранится письмо из Лондона, подтверждающее полет, а во французском городе Лионе — заверенное тремя академиками научное исследование «птицы», где признается, что «Гримальди удачно совершил полет из Кале в Дувр в 1751 году».
Статья В. Казакова «Кралатая машина над Ла-Маншем. Журнал «Техника Молодежи» № 3, 1979 г.
Сирано де Бержерак, общаясь с «демонами» (пришельцами), в книге «Иной свет, или Государства и империи Луны», так описывает устройство росяного-испарительного движителя, с помощью которого он совершил путешествие из Франции в Канаду:
«Я поднялся на небо и вот каким образом. Я прежде всего привязал вокруг себя множество склянок, наполненных росой; солнечные лучи падали на них с такой силой, что тепло, притягивая их, подняло меня на воздух и унесло так высоко, что я оказался дальше самых высоких облаков. Но так как это притяжение заставляло меня подниматься слишком быстро и вместо того, чтобы приближаться к Луне, как я рассчитывал, я заметил, наоборот, что я от нее дальше, чем при моем отбытии, я стал постепенно разбивать склянки одну за другой, пока не почувствовал, что тяжесть моего тела перевешивает силу притяжения и что я спускаюсь на землю.
Путешествие Сирана де Бержерака.
«… как увидел себя окруженным множеством совершенно голых людей. Вид мой, мне показалось, что чрезвычайно их удивил, ибо я был первый человек, одетый бутылками, которого им когда-либо приходилось видеть; они заметили, кроме того, что когда я двигаюсь, я почти не касаюсь земли, и это противоречило всему тому, чем они могли бы объяснить мой наряд: ведь они не знали, что при малейшем движении, которое я сообщал своему телу, зной полдневных солнечных лучей поднимал меня и всю росу вокруг меня и что если бы моих склянок было достаточно, как в начале моего путешествия, я мог бы на их глазах быть вознесен на воздух…»
На первый взгляд, описание росяного-испарительного движителя, можно посчитать выдумкой автора, но не все так просто. Сирано де Бержерак пишет, что источником энергии для испарения рабочего тела служат солнечные лучи, но не сообщает, каким веществом были заполнены склянки. Идеальным рабочим телом для его движителя, как и у виманы, машины Гримальди, может служить ртуть или другая жидкость с большим коэффициентом поверхностного натяжения.
Каков же принцип действия ртутного двигателя виманы. Оказывается, совсем простой. Принцип действия ртутного движителя основан на разнице давлений насыщенного пара над выпуклой и вогнутой поверхностью — на границе раздела двух сред (жидкостью и твердым телом). Как известно, давление насыщенного пара над выпуклой поверхностью больше (капля), а над вогнутой поверхностью (мениск) меньше, чем над плоской поверхностью жидкости. Разность давлений определяется уравнением Томсона (Кельвина).
Уравнение Томсона (Кельвина):
ln (P/Ps) = ± (2σVm)/ (rRT), где
р — давление пара над искривленным мениском;
рs — давление насыщенного пара над плоской поверхностью ;
s — поверхностное натяжение конденсированной жидкости;
r — радиус кривизны мениска.
σ — поверхностное натяжение жидкости, образов. при конденсации пара
R — газовая постоянная
Vm — молярный объем жидкости.
Если, в соответствием с древним описанием виманы, нагреть ртуть в замкнутом металлическом сосуде, до определенной температуры, то в результате испарения ртути в сосуде образуется насыщенный пар, который будет оседать в виде капель на верхней его поверхности, при условии создания «точки росы». В результате разницы давления насыщенного пара на выпуклую и вогнутою поверхность, появляется сила F 1, которая будет направленна вверх. Подъемная сила будет зависеть от коэффициента поверхностного натяжения рабочего тела и размера капель. Чем меньше размер капель, тем больше разница давлений насыщенного пара. Эффект становится заметным при размерах капель ртути около 10 в минус 5 м..
Слева нарисована капля ртути (желтый кружек), вогнутые и выпуклые мениски (капли) на поверхности жидкости. Справа — разрез виманы. В нижней части изображено «подогревающее устройство». Движитель, состоящий из четырех секций, частично заполненных ртутью. Два вертикальных стержня — тепловые трубы, которые обеспечиваю наиболее эффективный перенос тепла от подогревателя к другим секциям виманы.
Виманы, в далеком прошлом, действительно летали. Ртутный движитель — простой, надежный и экономичный способ перемещения в пространстве.
Предупреждение:
1. Осторожно! Пары ртути полезным веществом для человеческого организма не назовешь.
2. Внимание! Давление насыщенного пара ртути в (критической точке) достигает 1460 атмосфер.
Техника-молодежи» 1979 №3, с.56-59
Больше, чем вы бы хотели знать про планеры
Аэропоезд из Ан-2 и двух Блаников на фалах
Что такое планер?
Это летательный аппарат тяжелее воздуха, но при этом не имеющий двигательной установки. Он поддерживается в полёте за счёт аэродинамической подъёмной силы, создаваемой на крыле набегающим потоком воздуха и вместо маршевой силы двигателя использует гравитацию. В общем, планер превращает свою потенциальную энергию (высоту) в кинетическую (скорость) и наоборот. А ещё за счёт своего небольшого веса и больших крыльев может использовать восходящие воздушные потоки как лифт, чтобы пополнить запас потенциальной энергии.
Зачем они нужны?
На заре развития планеризма задача была одна – удержать безмоторный летательный аппарат тяжелее воздуха в полёте в течение более-менее продолжительного времени. Потом уже стали разбираться – а зачем? Задачи для планеров придумали такие:
– спортивная (учебные планеры, высший пилотаж, рекорды);
– экспериментальная (давайте что-нибудь построим и посмотрим как оно полетит);
– перевозка грузов и людей (например для десанта);
– исследование атмосферы.
А покататься?
Учебные планеры – двухместные, поэтому позволяют катать пассажиров. Такое развлечение дешевле, чем полёт на спортивном самолёте (ценник за ознакомительный полёт от 4000 рублей, основная составляющая цены – это стоимость буксировки самолётом). Посадка тандемом, один за другим. Спереди в кабине садится пассажир, сзади – инструктор. Задача катающегося – без разрешения ничего в кабине не трогать. Ну и вовремя предупредить, если укачало и хочется на землю.
Приятный бонус отсутствия двигателя – планер летит тихо.
Если хочется попробовать управление, на высоте можно и порулить. Инструктор покажет, что надо делать. Если понадобится – подправит (все органы управления дублируются). Самый популярный учебный планер (да и вообще самый распространённый планер в мире) – это Л-13 Бланик, разработанный чехословацкой фирмой LET. В большинстве клубов обучают и катают именно на нём.
Если хочется побольше адреналина, можно напроситься на пилотаж.
На Л-13 с пассажиром разрешено выполнять такие фигуры, как:
– мёртвая петля
– поворот на горке
– переворот
– переворот Иммельмана
А вот бочку и перевёрнутый полёт с пассажиром на Л-13 выполнять нельзя.
Зато если хватит смелости, можно попросить показать штопор. На многих самолётах намеренный штопор выполнять запрещено, а вот для учебного планера это стандартное упражнение, которое должен уметь выполнять любой пилот.
Полёт
Чтобы планер начал парить самостоятельно, ему надо как-то набрать высоту. Это можно сделать несколькими способами:
– Аэробуксировка – самый популярный способ запуска планера. Планер буксировочным фалом прицепляется к самолёту и затягивается так на высоту (такая летящая парочка называется аэропоездом), где отцепляется и начинает самостоятельное парение. Один самолёт может одновременно буксировать два планера.
– Запуск с помощью лебёдки. Тут уже лебёдка тянет трос, потом планер отцепляется и летит сам. Взлёт получается более крутой и короткий. Лебёдка не может затянуть на ту высоту, на которую затягивает самолёт, поэтому и полёт получается короче, если не получится поймать восходящий поток. Зато это дешевле, чем самолётом, ну и вроде как экологичнее.
– Самостоятельный взлёт – актуален для мотопланеров (со встроенной силовой установкой). В отличие от самолёта, мотопланер использует свой движок не всё время, а только при необходимости набора высоты (на старте или когда надо дотянуть до аэродрома).
– Есть ещё другие варианты – скатить планер с горы, запульнуть его с той же горы на чем-то вроде большой рогатки, отбуксировать автомобилем, но такие варианты не так популярны, как аэропоезд и лебёдка.
Одна из самых важных характеристик планера – это его аэродинамическое качество (К). Не вдаваясь в подробности, можно сказать, что качество — это сколько метров в длину может пролететь летательный аппарат при потере одного метра высоты в штиль. То есть планер с качеством 30 может улететь на 30 метров, пока теряет метр высоты. Качество планеров может достигать 60 единиц и более.
Это достигается за счёт малого веса и удлиненного крыла. У самолётов оно значительно меньше. Например, у Бланика Л-13 максимальное качество Kmax=28,5, а у самолёта Ан-2, который этот планер может отбуксировать на высоту, Kmax=10.
Самолёт без двигателя не сможет продолжить маршрут «по-планерному», но и не свалится как кирпич – аэродинамического качества хватает, чтобы спокойно сесть на подобранную с воздуха площадку. Это относится и к многотонным пассажирским лайнерам. Например, у Аэробуса A320-214 аэродинамическое качество около 17, что позволило 15 января 2009 года после столкновения со стаей птиц и отказа обоих двигателей посадить его на Гудзон. Если заморочиться с летучестью самолёта и довести Кmax до 37, то можно получить Virgin Atlantic GlobalFlyer и пролететь на нём кругосветку без дозаправки.
Чтобы не просто планировать сверху-вниз, но и набирать высоту, планеристы используют восходящие воздушные потоки. Чаще всего используют термики (термические потоки). Они возникают в тех местах, где солнце лучше всего прогревает земную поверхность. Например, над дорогами и пашнями – они тёмные и хорошо нагреваются. Тёплый воздух от земли поднимается наверх и этим пользуются планеристы. Термики позволяют быстро набрать высоту, нужную для длительного планирования, так как имеют вертикальную скорость несколько метров в секунду и сами могут подниматься на километры. Высота термика зависит от разных факторов: он может достичь инверсионного слоя и там остановиться, может дойти до точки росы и образовать кучевое облако, а может просто постепенно раствориться, перемешавшись с окружающим воздухом.
Так как для полётов в термических потоках необходимо, чтобы прогревался воздух, в средних широтах такие полёты эффективны только весной и летом. Потоки обтекания возникают при взаимодействии воздушных масс с элементами рельефа. Например, когда ветер встречает склон холма. Сам по себе такой поток не может поднять планер выше, чем на несколько сотен метров над холмом, но может усиливаться термическим потоком от нагрева склона солнцем.
В горах можно встретить волновые потоки – они образуются при обтекании воздушной массой горных хребтов. Планер в таком потоке может подняться на высоту 15 км. Мировые рекорды по высоте подъема и дальности полёта были установлены благодаря волновым потокам.
Хочу стать пилотом
Во времена расцвета Осоавиахима и ДОСААФа планер был промежуточной ступенью от авиамоделизма к авиационному училищу. Многие летчики так и начинали – сначала авиамодельный кружок, потом планерный клуб ДОСААФ, потом самолётный ДОСААФ и авиационное училище. Планер позволяет ощутить полёт и разобраться с пилотированием до перехода на более сложную и тяжёлую авиационную технику.
Сейчас планерных клубов не так много, как в СССР, взрослые пилоты оплачивают обучение из собственного кармана (для школьников возможны варианты), но планеризм всё ещё остаётся самым доступным по финансам способом обучения пилотированию. Никаких особых требований к курсанту для начала обучения нет (разве что ограничение по весу в 110кг), перед началом полётов нужно только пройти ВЛЭК – врачебно-лётную экспертную комиссию. Для планеристов она не так сурова, как для космонавтов или пилотов пассажирских лайнеров, надо просто запастись терпением и несколько раз съездить в соответствующее медучреждение, чтобы пройти всех специалистов.
Планерные клубы России готовят пилотов по стандартной программе (называется КУЛП-ПСБ-2013, что расшифровывается как «курс учебно-лётной подготовки на планерах и самолётах-буксировщиках»). Там расписано все, что предстоит изучить будущему пилоту-планеристу.
А изучить ему предстоит очень многое ещё до того, как он первый раз сядет в планер – перед началом практики обязателен курс теории. Это очень много тем, от конструкции планера и аэродинамики до метеорологии и авиационного права.
В какой клуб ни пойди – учиться скорее всего будешь на планере Л-13 Бланик. В распоряжении авиаклуба могут быть ещё другие планеры «для продвинутых».
Учебный курс делится на «года» (на самом деле год — это не год в календарном смысле, а определённое количество часов налёта и освоенных упражнений). В первый год курсант готовится к самостоятельному вылету по кругу (отрабатывает взлёты и посадки) и в зону (от 800 до 1000 м на буксировке). Цель первого года – получение уверенных навыков управления планером.
Второй год нацелен на обучение эффективной работе в восходящих потоках воздуха и маршрутные полёты.
Дальше можно бесконечно совершенствоваться, изучать другие виды планеров или даже стать инструктором.
Весь полётный опыт спортсмена фиксируется в его лётной книжке. Это документ, содержащий все когда-либо пройденные упражнения и полётные задания. Можно пройти первоначальное обучение в одном авиаклубе, а продолжить в другом – и доказательством пройденной первой ступени будет служить лётная книжка.
Для первоначального обучения, в отличие от маршрутных полётов, ограничения по погоде не так строги – круги можно крутить почти в любую погоду. К тому же сзади сидит инструктор, который в случае чего подстрахует.
Но учтите, что не все аэродромы работают круглогодично. Грунтовые полосы в межсезонье превращаются в кашу, а зимой надо менять колёса на лыжи (самолёту-буксировщику тоже) и это не все делают. Лучше заранее связаться с выбранным авиаклубом и узнать про сезонность. Заодно спросить, когда лучше начинать обучение – изучению теории никакое состояние ВПП не помешает.
Маршруты, в отличие от кругов, уже сильно привязаны к погоде. Поэтому курсанты второго года обучения в числе прочего должны уметь подбирать места для посадки вне аэродрома на случай, если погода испортилась.
Так как планер не может сам улететь с места аварийной посадки, его эвакуируют одним из двух способов:
– если посадка произошла недалеко от аэродрома и площадка позволяет взлёт аэропоезда, то прилетает самолёт-буксировщик;
– если нет возможности подняться с самолётом, то планер разбирается и эвакуируется с места посадки в специальном автомобильном прицепе.
Устройство планера
Вот как выглядит тот самый учебный планер Л-13 Бланик.
По конструкции он не сильно отличается от самолёта – к фюзеляжу крепится крыло и хвостовое оперение. Кабина спереди, перед кабиной нет капота, потому что зачем капот, если нет двигателя. Буксировочное приспособление состоит из буксировочного замка, расположенного в передней части фюзеляжа и боковых замков по бортам (боковые используются для буксировки лебёдкой). Все три замка открываются рукояткой из кабины.
Шасси состоит из колеса, оснащённого механическим тормозом, демпфера и рычажного механизма управления. В полёте шасси поднимается, немного выступая за контуры фюзеляжа, так что с убранным шасси тоже можно сесть. Зимой вместо основного колеса можно поставить лыжу. Кроме колесного шасси есть ещё хвостовая опора – костыль для торможения о грунт.
Картинка из книги «Планеры и планеризм» В.М. Замятин, 1974
Кабина
Кабина тоже особо от самолётной не отличается. Ручка (1) отвечает за управление по кренам и тангажу, педали (2) крутят руль направления. Ручки слева (3, 4, 5) управляют тормозным щитком, закрылками и триммером руля высоты. Рычаг слева от ручки управления, похожий на ручник (6) – это собственно ручник (точнее рычаг тормоза колеса). По правому борту (7) – рычаг управления шасси. Большой жёлтый рычаг прям посередине приборной панели – это выключатель буксирного троса (8). Приборы стандартные: указатель скорости (9), компас (10), аж два вариометра (один до 5 м/c (11), второй до 30 м/с (12)), указатель поворота (13), высотомер (17). Опционально может ещё стоять авиагоризонт (14) и часы (23).
Роль индикатора скольжения выполняет верёвочка, прицепленная снаружи кабины. Это как шарик на указателе скольжения, только верёвочка. Без скольжения набегающий поток воздуха направлен прямо на планер и она висит прямо. Если верёвку сдуло в сторону – значит, появилось скольжение.
Далеко ли можно улететь
Суть планерного спорта – это маршрутные полёты. Умея работать с восходящими потоками, можно летать очень большие расстояния. Рекорд по максимальной дистанции на планере – 3009 км. Этот полёт выполнил немецкий планерист Клаус Ольман. Но и планер у него был не учебный, а Nimbus 4 DM с аэродинамическим качеством 60. Этот же пилот в феврале 2014 года пролетел на планере над Эверестом.
Для маршрутных полётов нужно в совершенстве управлять планером и разбираться в метеорологии, так как отцепленный от буксировщика планер может в дальнейшем набрать высоту только за счёт движений воздуха. Собственно так и совершаются дальние перелёты – планер набирает высоту, где это возможно, а затем за счёт своего аэродинамического качества парит дальше по маршруту.
Про безопасность
Многие слышали, что авиация – это самый безопасный вид транспорта. Тому служат и отточенные годами правила полётов и серьёзные требования к состоянию летательного аппарата и не менее серьёзные к навыкам и состоянию пилота.
Но можно немножко пофантазировать. Чего можно бояться при полёте на однодвигательном самолете? Наверное, остановки двигателя. Но это тоже не критично, так как в этот момент самолёт превращается в планер. Правда, в тяжёленький и с небольшим аэродинамическим качеством. В планере этой проблемы нет – в нем в принципе нет двигателя.
Если же вдруг испортилась погода и продолжать маршрут становится не безопасно – никто не будет продолжать маршрут. Планер можно спокойно посадить на площадку, подобранную с воздуха. Его аэродинамическое качество позволяет подобрать площадку в огромном радиусе, самую идеальную. Или вообще вернуться к месту вылета, если там погода лучше.
Но если вдруг вот прям очень по какой-то причине надо из планера выйти в полёте? На этот случай и у пилота и пассажира (или второго пилота) есть парашюты. Фонарь (остекление) кабины сбрасывается на ходу – выход свободен. Это всё умеет пилот и пассажиру тоже в обязательном порядке покажут как эвакуироваться. Но не для того, чтобы выкинуть его на ходу, – просто эти вещи надо знать (вспомните, сколько раз вы наблюдали демонстрацию аварийно-спасательного оборудования стюардессами перед полётом).
Где попробовать в РФ
Информацию о планерных клубах страны можно узнать на сайте Федерации планерного спорта России.
Из ближайших к Москве это:
— аэроклуб Щекино (бывшее Шевлино), Клинский район;
— 2-й Московский Аэроклуб, аэродром Пахомово, Тульская область.
Ближайшее к Санкт-Петербургу:
— планерный клуб «Свободный полёт».
Авторство: Марина Мытрова
Испытания летающего автомобиля SkyDrive в Японии
Проект финансируется компанией Toyota, а выход на рынок запланирован на 2023 год.
Мэтт Чейзен поднимает в воздух электрический летательный аппарат HEXA c вертикальным взлетом и посадкой
Военная база Camp Mabry, шт.Техас, США, 20 августа 2020 г.
О HEXA