Монстры в воздухе: как выглядят самые странные летающие машины

Репродукция Фотохроники ТАСС

Обозреватель m24.ru Алексей Байков продолжает серию материалов о самых невообразимых транспортных конструкциях. В предыдущих материалах (1, 2, 3) речь шла о самодельных танках разных стран. На этот раз речь пойдет о самых странных устройствах, пытавшихся покорить воздушную среду.

Над селом фигня летала

Для завязки сюжета скажем банальность: самолет сделать гораздо сложнее, чем танк. Требуется знать аэродинамику и прочий сопромат, иметь доступ к различным материалам, которых нет в свободной продаже и, наконец, не бояться того, что собственное творение угробит конструктора при первом же испытательном полете. Именно поэтому самодельная авиация хоть и встречается в природе, но гораздо реже, чем самодельная бронетехника. Но это не беда – порою даже профессионалов так и подмывает нарушить какой-нибудь закон физики или испытать новый принцип. И тогда в воздух поднимается или пытается подняться нечто, далеко выходящее за пределы наших представлений о том, как должен выглядеть нормальный летательный аппарат.

И все же далеко не каждая странно выглядящая машина являлась плодом одной лишь больной фантазии ее создателя. За некоторыми "летающими уродцами" стояли вполне рациональные обоснования. В конце концов, история конструкторской, как и научной, мысли состоит из бесконечных проб и ошибок в процессе поиска наиболее оптимальных вариантов. В этом отношении она мало чем отличается от природной эволюции, в которой всевозможные нестандартные решения либо доказывали свое право на существование, либо вымирали.

Так что это будет история про кривые и окольные тропы, а не просто про смешные самолетики.

Мускулолеты и махолеты

"Почему люди не летают, как птицы?" – над этим вопросом задолго до главной героини "Грозы" Островского задумывались почти все выдающиеся умы человечества. И пока одни в поте лица своего надували горячим воздухом шары, приделывали винт к мотору и рисовали первые аэродинамические схемы, другие пытались именно "как птицы". То есть за счет собственной силы человека. Однако на пути к полету по-птичьи стояло одно неодолимое препятствие: дело в том, что могучие бицепсы Шварценеггера выглядят весьма хило на фоне могучего мускульного аппарата, приводящего в движение крылья у воробья обыкновенного дворового. Ну не создан человек для полета и все тут.

Еще со времен Возрождения до нас дошло множество чертежей подобных крыльев – и ни единого достоверного свидетельства об успешном полете. Не везло изобретателям и в дальнейшем – в лучшем случае они разбегались, пытались оторваться и пропахивали носом землю, а в худшем, например при попытке стартовать с высокой башни, разбивались насмерть.

Конец XIX века внес свои коррективы: на руки уже больше не надеялись, а поверили в ноги и раз за разом пытались склепать этакий воздушный велосипед с крыльями или винтом. Дело сдвинулось с мертвой точки, а в наши дни подобные аппараты вполне себе летают, правда, для управления ими требуется тренированный атлет. В частности, перелетевшим через Ла-Манш 12 июня 1975 года аппаратом Gossamer Albatross управлял велогонщик Брайен Аллен. Прочим энтузиастам рекомендуется помнить о том, что аэродинамичной птице для полета требуются 0,02 лошадиных силы на килограмм веса, и она способна поддерживать их сутками, а человек довольно быстро устает.

Этот необычного вида аппарат был построен неизвестным французским изобретателем в 1925 году. Весил 45 килограммов, имел площадь крыльев в 27,9 квадратных метра, а разгоняться и взлетать он должен был при помощи толкающего (то есть как у обычного самолета) винта от велосипедного привода. Впрочем, вряд ли он когда-нибудь отрывался от земли.

А вот у итальянцев получилось:

Велосамолет Pedaliante итальянского конструктора Энеа Босси. Необычного в нем было то, что пилот крутил педалями целых два винта. Построен был для объявленного правительством в 1936 году конкурса на лучший самолет, приводимый в движение мускульной силой человека. Внутрь, разумеется, посадили профессионального велогонщика Эмилио Каско, который не только сумел оторвать аппарат от земли, но и преодолел на нем положенное расстояние в один клилометр. Правда, приз им с Босси все равно не достался, поскольку для взлета Pedaliante потребовалась катапульта. Впоследствии Каско не раз взлетал и без нее, но это уже никого не волновало.

Мускулолет британца Боба Уилсона, построенный в 1965 году для аналогичного конкурса, только уже вертолетного. Состоял из 13 колес, 40 различных приводов и передач, имел четыре винта. Не взлетел.

Махолет британского скульптора Эмиля Хартмана "Икар" с искусственными перьями, 1959 год.

И наконец, буквально на наших глазах был взят знаменитый приз Сикорского, за который различные энтузиасты поодиночке и целыми группами боролись целых 33 года: 250 000 долларов за мускулолет вертолетного типа, способный находиться в воздухе не менее 60 секунд и подняться на высоту не менее трех метров. Взят командой студентов и выпускников университета Торонто, построившей аппарат Atlas.

Другие конструкторы пытались решить проблему полета по-птичьи с обратной стороны и создать аппарат, приводимый в движение двигателем, но с машущим крылом. То, что у них получалось, выглядело еще более странно.

Пожалуй, это первый из такого рода аппаратов, от которого сохранилась не пара рисунков или чертежей, а фотография. В середине 1870-х британский изобретатель Эдвард Фрост решил построить паровой (!!!) махолет с котлом мощностью в 52 лошадиных силы и размахом крыльев в 10 метров. Не взлетел. Демонстрируя истинно английское упорство, Фрост подождал еще четверть века и в 1902 году построил второй вариант – уже под бензиновый двигатель внутреннего сгорания и с меньшим количеством крыльев. И снова не взлетел.

Проблема, в которую уперся Фрост, впоследствии не раз донимала всех конструкторов махолетов: дело в том, что птичье крыло не поддается тупому "лобовому" копированию на больших аппаратах. Летающую таким образом модельку сделать можно, а вот при попытке создать нечто способное нести человека сопротивление воздуха начинает гнуть каркас крыла по совершенно непредсказуемым векторам. Чтобы бороться с этим, приходилось наращивать толщину лонжеронов, что требовало повышения мощности двигателя и увеличивало вес всей конструкции, и так далее по кругу. Выйти из него стало возможно только в наши дни при помощи современных полимерных материалов.

Хоть и красивая, но тоже неудачная попытка – орнитоптер Riout R.102T Alerion французского конструктора Рене Риу, 1937 год.

Еще одним проявлением "птичьей болезни" стали попытки создания самолетов с изменяемой гидравликой крыла.

"Чайка" американца Леонарда Бонни, 1926 г. Несмотря на то что самолеты со складными крыльями очень скоро понадобятся для морской авиации, данный тип летательных аппаратов все равно не прижился.

Был и еще один вариант – совсем уж извращенные умы пытались совместить крыло с несущим винтом, и тогда получалось примерно вот так:

Имя автора неизвестно, известно лишь то, что он был уроженцем Великобритании и построил сей аппарат в 1934 году. Ну и то, что не взлетел.

Долгий путь к вертолету

На теоретическом уровне преимущества конструкций с несущим винтом были понятны еще Леонардо да Винчи. Но одно дело выдумать принцип, и совсем другое – воплотить его в железе.

Этот аппарат знаком многим, поскольку кадры с ним в обязательном порядке вставляют в любую подборку кинохроники, посвященной началу XX века. В отечественной экранизации рассказов О’Генри "Трест, который лопнул" ими сопровождается песня "Вакханалия азарта" в исполнении актеров Караченцева и Адомайтиса. Винт у него представлял собой зонтик из похожих на жалюзи пластинок, расположенных по кругу, которые даже не вращались, а резко двигались вверх-вниз по оси. Опускаясь, они загребали воздух – таким образом, по мысли изобретателя, должна была создаваться подъемная сила. В реальности этот "вертолет" мог только смешно подпрыгивать на месте.

В 1914 году французские изобретатели Альфонс Папин и Дидье Роильи построили аппарат Chrysalis, имитировавший полет кленового семечка. Вокруг пилотского кресла вращалась единственная гигантская лопасть. С другого конца ее уравновешивал ротативный двигатель, питавший вентилятор, который прогонял воздух по всей лопасти до расположенного на противоположном конце сопла и таким образом приводил ее в движение. Поскольку началась война, авторы сразу же попытались предложить свое творение военным. Год спустя состоялись испытания, в которых была допущена ошибка, оказавшаяся фатальной: вместо требуемого по проекту 100-сильного двигателя на аппарат поставили 80-сильный. С ним Chrysalis так и не смог набрать необходимое для взлета число оборотов, а вместо этого черпанул лопастью воду и получил серьезные повреждения. В 1919 году аппарат продали на слом.

Вот еще одно кошмарное порождение сна разума. В 1931 году изобретатель Гарри Корди из Лос-Анжелеса прислал в журнал Popular Science фотографию геликоптера собственной разработки. четырехцилиндровый двигатель вращал тянущий винт спереди и две "вращающиеся кнопки" (whirling buttons) на крыше, которые и должны были создавать подъемную силу. Разумеется, они ее не создавали, и "геликоптер" никуда не взлетал.

В конце концов конструкторам стало более или менее ясно, как должен будет выглядеть вертолет, но вот в области конструкции винта еще были разночтения. Так появилось целое семейство построенных в разных странах всевозможных "коптеров" и "автожиров" с расчалочными лопастями, похожими на крылья самолетов-бипланов.

Вот вам типичный представитель оного – Pescara № 3 от Рауля Пескары, инженера аргентинского происхождения, работавшего во Франции. Построен в 1923 году, и уже через год он побил установленный на то время рекорд дальности для аппаратов с несущим винтом, пролетев целых 736 метров.

В начале реактивной эпохи нашлось немало желающих совместить новый принцип с вертолетным подъемным винтом.

Первым поднявшимся в воздух реактивным вертолетом стал немецкий Doblhoff WNF-342, спроектированный по заказу "Кригсмарине" для ведения разведки с кораблей и подводных лодок.

Лопасти у вертолета Добльхоффа были сделаны полыми, по ним шел поток сжатого воздуха, смешанного с горючей смесью и выхлопом поршневого двигателя, создавая реактивную тягу, которая, в свою очередь, раскручивала несущий винт. Первые же испытания выявили основной недостаток, который, как злой рок, будет преследовать все подобные конструкции в дальнейшем, – слишком низкая скорость при слишком большом расходе топлива.

Самым известным немецким проектом такого рода был Triebflugel от фирмы "Фоке-Вульф" – помесь реактивного вертолета с реактивным же истребителем:

Движитель находился в верхней трети его сигарообразного девятиметрового корпуса и представлял собой свободно вращающееся кольцо, на котором были закреплены три крыла с косонаправленными реактивными двигателями. При взлете они запускались, и вся эта система превращалась в гигантский вертолетный винт. Набрав высоту, Triebflugel переходил в горизонтальное положение. А дальше отряд таких "винтокрылов" должен был на полной скорости врезаться в идущую на Германию бесконечную гусеницу из американских и английских тяжелых бомбардировщиков и постараться разбить ее строй, после чего отбившимися от стада смогли бы заняться обычные поршневые мессершмиты и хейнкели.

Ради чего такое создавалось – понятно. Вертолетному реактивному самолету, в отличие от Me-262, не требовался подготовленный аэродром, фактически он мог взлетать с любой лесной опушки, что было весьма ценно в 1945 году, когда союзники методично превращали в лунный пейзаж все, что хотя бы отдаленно напоминало взлетную полосу. К сожалению для любителей авиации и к счастью для пилотов "летающих крепостей", дальше испытаний модели в аэродинамической трубе дело не пошло, поэтому от Triebflugel не сохранилось ни единой фотографии.

Уже после войны создатели французского SO.1310 "Farfadet" ("Лепрекон") в 1953 году попытались пойти тем же путем, что и немцы, но по-своему.

На конце каждой лопасти винта у этого странного гибрида было установлено по реактивному соплу. Спереди был обычный самолетный винт с двумя лопастями, обеспечивавший горизонтальную тягу и стабилизацию. При горизонтальном полете вертолетный винт продолжал работать в режиме авторотации, создавая вместе с крыльями дополнительную подъемную силу. При взлете в вертолетном режиме скорость "Гнома" составляла 150 км/ч, а при горизонтальном полете доходила до 250. Но по тем временам эти летно-технические характеристики уже никого не вдохновляли, и фирма Sud-Ouest, намучавшись с доводкой винтомоторной группы, закрыла проект.

Несмотря на неудачи, эксперименты с реактивными вертолетами продолжались. Причем реактивным двигателем пытались не только усилить основной винт, но и заменить дополнительный – рулевой. В вертолетах традиционной схемы он необходим для того, чтобы не дать, согласно третьему закону Ньютона, закрутить машину в противоположном направлении от вращения основного винта, на что им приходится тратить до 15 процентов мощности.

Одной из первых попыток решить вопрос по-инновационному был вертолет W.9 от британской фирмы G&J Weir Ltd – идейный наследник "кленового семечка" Папина и Роильи.

Как и в обычном вертолете, двигатель вращал несущий винт, а вот исходящие от него газы направлялись в изогнутый патрубок, игравший роль сопла, и создавали реактивную тягу, при помощи которой обеспечивалась стабилизация. Проблему с Ньютоном решили – осталось понять, как поворачивать. В классических вертолетах для этого меняют тягу рулевого винта, а что можно сделать с потоком раскаленных газов? Ослаблять его, перекрывая часть сопла, было нельзя – в этом случае выхлоп создаст противодавление и основной двигатель задохнется. Видимо, поэтому с W.9 промучились три года и закрыли проект.

В 1945 году нечто похожее по имени "Гелиоспидер" построил американский изобретатель Энтони Газда – один из создателей знаменитой 20-миллиметровой зенитной пушки "Эрликон".

Правда, у него хвост был прямым, а не изогнутым и реактивных патрубков было два. Но все равно что-то не заладилось, поскольку на сохранившемся до наших дней музейном экземпляре установлен обычный рулевой винт.

Стать Карлсоном

Если продолжить разбираться с историей проектов реактивных вертолетов, то придется им посвятить отдельную статью, а ведь это далеко не единственные эволюционные ответвления в истории винтокрылых машин. Вот еще два навскидку, существующих и по сей день, – летающие автомобили и индивидуальные вертолеты.

Летающий автомобиль от британского изобретателя Джесса Диксона, 1940 год. Двигатель мощностью в 40 лошадиных сил позволял разгоняться до 160 км/ч. Аппарат мог подниматься вверх и летать вперед и назад, а вот повороты ему давались с трудом.

Один из самых известных проектов летающих машин – в 1943-м в Британии попытались превратить серийный джип Willys MB в автожир и всучить десантникам из SAS. На свое несчастье, аппарат "замерз" на испытаниях: сперва его долго не могли поднять в воздух, а когда он все-таки взлетел, то выяснилось, что при достижении крейсерской скорости в 72 км/ч весь корпус испытывает сильнейшие вибрации. Пока конструкторы устраняли недостатки, на вооружение поступили более вместительные модели десантных планеров, и от летающих "Виллисов" решено было отказаться.

Индивидуальные, или же ранцевые, вертолеты тоже начали свой путь в самом конце войны. В 1945 году американский инженер Г. Пентекост построил первый сверхмалый вертолет Hoppycopter с двадцатисильным мотором от мотоцикла и положил начало сумасшествию, которое длится до сих пор.

Нет, понятно, что каждому хоть раз да хотелось уподобиться герою сказки Астрид Лингрен, но если рассуждать трезво, то риск полета на подобном аппарате слегка превышает допустимые нормы, а, кроме того, почти все созданные до сих пор модели имеют весьма небольшую дальность при высоком расходе топлива. Изобретатели индивидуальных вертолетов по сей день мечтают о том, что когда-нибудь люди, вместо того чтобы с утра толкаться в метро, смогут подняться на крышу собственного дома и стартовать в сторону работы, любуясь по пути родным городом с высоты птичьего полета. Ничего такого до сих пор не наблюдается, но зато почти сразу "Хоппикоптером" заинтересовались британские военные и даже выпустили его небольшой серией.

Спустя 10 лет американский инженер и наш соотечественник Глухарев попытался совместить сразу две модные тенденции в одном, создав индивидуальный вертолет-монокоптер MEG-1 на реактивной тяге с пропановым двигателем

MEG-1 сумел продержаться в воздухе целых 18 минут и развить скорость в 88 км/ч. Американских военных не заинтересовал.

Пока одни копировали Карлсона, другие пытались создать нечто вроде ступы Бабы-Яги, но на новом техническом уровне:

Или совсем уже невообразимое:

Но к концу 60-х стало понятно, что подобные машины – это тупиковый путь, а все кажущиеся преимущества индивидуальных вертолетов на самом деле недостижимы. С тех пор они остаются игрушкой для спортсменов и прочих эксцентричных граждан вроде Леди Гаги, недавно продемонстрировавшей публике созданное по ее дизайну устройство под названием "летающее платье":

Фото: Sonia Moskowitz/Zuma/ТАСС

Действительно летает, но как в анекдоте – низенько-низенько, на высоте примерно 15 сантиметров от пола.