Самолет будущего: вместительный, компактный и не вертолет

Всем хороши самолеты, но от них слишком много шума, а аэропорты занимают колоссальную территорию. Всем хороши вертолеты, но они медлительные и совершенно не предназначены для перевозки большого количества пассажиров. А что, если их совместить? Давайте разбираться.

Самолеты будущего: вместительный, компактный и не вертолет

Строить аэропорты дорого. Взлетно-посадочные полосы, ангары, терминалы, парковки и склады занимают огромную территорию. Кроме того, они очень шумные: эта проблема существует с 50-х — 60-х — бума гражданской авиации, когда полеты в одночасье стали доступными для простых людей. Производители самолетов удовлетворили назревшую потребность в передвижении по воздуху, создав реактивные самолеты, способные быстро и безопасно доставлять пассажиров на другие континенты — но звук работы реактивного двигателя не отличается благозвучием.

Так почему бы не полетать на вертолетах? Они довольно тихие, садятся вертикально — соответственно, им не нужны многометровые взлетно-посадочные полосы. Представьте, как было бы круто приземляться на вертолетные площадки на крышах в центре Москвы, Парижа или Нью-Йорка? Одна проблема: вертолет медлительный и совершенно не вместительный.

К сожалению, создать летательный аппарат, который сочетал бы в себе гибкость вертолета и вместимость авиалайнера, — задача не из легких.

Коренастый и оглушительный

Такие самолеты, конечно же, уже пытались собрать. Один из них, самый близкий к идеалу, даже летал. Fairy Rotodyne — это попытка инженеров конца 1950-ых спроектировать вертолет-авиалайнер. На верхней части фюзеляжа располагался гигантский ротор. Также этот агрегат обладал парой коротеньких крыльев, каждое из которых несло реактивный двигатель, приводимый в действие пропеллером. Эти двигатели создавали подъемную силу для главного ротора. В Rotodyne умещалось 40 человек.

По словам Майка О'Донохью из Королевского авиационного общества,, конструкторы Rotodyne придумали неординарное решение, чтобы удержать самолет в воздухе.

"Rotodyne был винтокрылом. Для взлета, посадки и на низких скоростях вертикальный подъем осуществлялся с помощью роторных лопастей, которые управлялись с помощью реактивной тяги. Горячий воздух, идущий из главных двигателей, пропускался через лопасти несущего винта. По мере того, как самолет набирал скорость, струя тяги, направленная к лопасти несущего винта, уменьшалась. Затем Rotodyne летел на двигателе", — поясняет О'Донохью.

Это чудо техники было разработано через несколько лет после того, как реактивные самолеты вошли в наш обиход. Уже тогда пространство, необходимое для аэропортов, стало серьезной проблемой. Но при разработке вертолета-авиалайнера возникли серьезные технические проблемы, которые, по мнению создателей, невозможно было преодолеть.

"Шум работы двигателя невозможно описать. Даже в двух милях от самолета вряд ли можно было разговаривать", — рассказывает О'Донохью. "Если у вас действительно шумная машина, и вы хотите разъезжать на ней в центре города, это не очень хороший план."

Rotodyne так и не вошел в обиход. Но идея такого летательного аппарата — наполовину вертолета и наполовину самолета — не умерла.

Поверни ротор!

Поскольку технологии производства улучшились, двигатели стали тише и эффективнее. Наиболее распространены самолеты вертикального взлета с поворотными несуще-тянущими винтами), где роторы воздушного судна или крылья, на которых они размещены, развернуты вперед или вверх. Развернутые вверх, они позволяют самолету взлетать или садиться вертикально, наклоненные вперед, они помогают летательному аппарату перемещаться быстрее. Кстати, физический предел скорости вертолета — еще одна причина, по которой простой вертолет не подходит на роль авиалайнера. Самым известным примером такого рода технологии является Boeing V-22, военный самолет, который в настоящее время входит в вооружение морской пехоты США.

По некоторым данным, производитель вертолета AgustaWestland (Leonardo) представил планы по созданию нового гражданского самолета вертикального взлета с поворотными несуще-тянущими винтами — Next Generation Civil Tilt Rotor (NGCTR). Этот самолет рассчитан на 20 человек и может развивать скорость от 480 км/ч. Ожидается, что NGCTR впервые взлетит в 2021 году.

Еще один вариант — Karem Aerotrain. Фюзеляж Aerotrain похож на корпус обычного турбовинтового авиалайнера своими габаритами, но его пропеллеры наклонены вверх или вперед, точно так же как у NGCTR.

Этот проект кажется слишком смелым, чтобы его можно было реализовать. Однако у инженера Абрахама Карема большой опыт создания самолетов, которые идут вразрез с общепринятой практикой: он разработал, например, двигатель беспилотника MQ-9 Predator ("Хищник"), который широко используется американскими военными.

Aerotrain представили в 2001 году, но самолет до сих пор не летал по-настоящему. Возможно, следует подождать, пока технологии разовьются до такой степени, что этот гибрид будет способен летать как авиалайнер. В перспективе Aerotrain вполне может стать жизнеспособной альтернативой привычным пассажирским самолетам.

Слишком большие лопасти

У самолетов такого типа есть одна маленькая проблема. Точнее, большая и не одна.

Лопасти гребного винта, необходимые для поддержания самолета в воздухе, огромны. Они жужжат почти вплотную к фюзеляжу: вряд ли пассажирам будет комфортно рядом с массивными лопастями винта, разрубающими воздух в паре метров от них.

Одной из самых больших проблем такой конструкции является её стоимость: усложненный наклон крыльев или роторов делает самолеты вертикального взлета гораздо дороже обычных самолетов того же размера. Такие самолеты можно будет использовать только на малых и средних маршрутах дальнего следования с небольшим количеством мест. Построить колоссальный авиалайнер вертикального взлета для перевозки нескольких сотен человек слишком тяжело.

Впрочем, некоторых инженеров это не останавливает: они придумывают невообразимые футуристические концепции для гораздо больших авиалайнеров вертикального взлета. Одним из таких проектов является гипотетический Airbus A350H' итальянского конструктора Виктора Урибе.

"Воздушный автобус" больше напоминает акулообразный космический корабль. Урибе решил покончить с роторами и вместо этого запускать самолет в воздух с помощью двигателей в нижней части авиалайнера. К сожалению, двигателей, способных вертикально поднять такой тяжелый самолет в воздух, не существует.

Между тем, Boeing сотрудничает с DARPA (научно-исследовательским агентством обороны США) в рамках создания двигательной установки под названием DiscRotor.

Как вы можете видеть на видео выше, лопасти DiscRotor размещены внутри гигантского диска на верхней части самолета. Лопасти вытянуты и вращаются так же, как лопасти обычного вертолета. Но когда самолет набирает скорость, лезвия втягиваются в диск, а диск прекращает вращаться. Весь остаток полета аппарат ведет себя в воздухе как обычный самолет. Но при приземлении он сбрасывает скорость, из диска вновь вырастают лопасти, и самолет совершает вертикальную посадку.

Как видите, запустить самолет вертикально непросто. Но вполне возможно.

Оригинал статьи

Комментарии