Внимание! В воздухе…

Высоко в небе, на фоне мощного кучевого облака, появился странный предмет. Из-за большой высоты трудно было судить о его размерах. Но форма его, несомненно, была круглой, поверхность отсвечивала красноватыми бликами. «Незнакомец» медленно плыл по краю облака.

Внезапно он круто наклонился вперед и с нарастающей скоростью понесся к земле. Прошло пять секунд… Десять… Пятнадцать… Стремительное падение продолжалось. И вдруг, когда до земли оставалось не более километра, невидимая сила подбросила таинственный аппарат и закружила его в вихре акробатических фигур…

Что это? Очередная «летающая тарелка»?

…Если скоростной спортивный самолёт имеет крыло малого относительного удлинения, то вопрос динамической устойчивости и управляемости приобретает особую роль. По существу, от этого зависит успех летной эксплуатации. Обеспечение безопасности при взлете и посадке становится одной из главных и наиболее сложных задач.

Изучение необходимых характеристик на готовой машине всегда связано с риском и обходится дорого. Но ведь те же характеристики можно получить и другим путем – в полете на безмоторном летательном аппарате. Другими словами, на планере, который представлял бы собой прототип будущего самолета. Такой метод, более дешевый и безопасный, неоднократно и не без успеха применялся в авиации. Используется и в настоящее время за рубежом, когда разрабатываются авиационные конструкции необычных аэродинамических схем.

С этой целью и был создан в 1950 году экспериментальный планер «Дископлан-1». Его авторы – молодые ученые и конструкторы-общественники. Планер имел размах крыла 3,5 м, площадь крыла – 10 м?, полетный вес – 230 кг; максимальное аэродинамическое качество – Кмах = 7.

А теперь два слова о картине, с которой мы начали. В ней не было ничего загадочного.
Мастер планерного спорта СССР Владимир Иванов проводил испытания дископлана на высший пилотаж.
Что же показали испытания?

Прежде всего обнаружилось основное отличительное свойство круглого крыла – плавное обтекание его воздушным потоком, которое не прекращается даже при очень больших углах атаки, достигающих ? = 45°. Причем подъемная сила крыла непрерывно растет (см. графики). Можно напомнить, что у обычного крыла большого размаха критический угол атаки имеет всего лишь величину ? = 14–16°. Отсюда очень важная особенность дископлана: ни при каких условиях полета он не срывается в штопор. При выходе на максимальные углы атаки возможно лишь крутое, исключительно устойчивое парашютирование. Интересно, что этот режим наиболее безопасен. Тогда как у планеров с обычными крыльями парашютирование особенно рискованно с точки зрения возможного срыва в штопор.

Во время летных испытаний было также установлено, что планер обладает хорошей динамической устойчивостью и управляемостью на всех режимах. Малый же момент инерции крыла и мощное хвостовое оперение обеспечивают ему особо высокую маневренность. По выполнению фигур высшего пилотажа и запасу прочности «Дископлан-1» определен как спортивно-тренировочный акробатический планер. Он может быть использован для повышения мастерства спортсменов-планеристов, которые специализируются в полетах на высший пилотаж.

В 1962 году на старт испытаний вышел новый экспериментальный планер – «Дископлан-2». Круглое крыло его спроектировано и построено совсем без лонжеронов и нервюр. Каркас крыла сделан в виде огромного велосипедного колеса, обод и центральная втулка которого расчалены стальной рояльной проволокой d = 0,2 мм. Двухслойная перкалевая обшивка в соединении с проволочной сеткой образует основу биконусного профиля крыла. Острые дюралевые носки по окружности обода улучшают аэродинамику и устойчивость планера, придавая профилю крыла законченный сверхзвуковой вид. Диаметр крыла – 5 м, несущая площадь – 20 м?, полетный вес – 240 кг. Удельная нагрузка на крыло минимальная – 12 кг/м2. Управление осуществляется рулем поворота и элевонами, выполняющими функции элеронов и руля высоты.

Новый планер обнаружил интересную способность – так называемый эффект «воздушной подушки». Планируя с высоты на посадку, пилот ощущает, что дископлан как бы садится на «подушку» и автоматически стабилизируется в поперечном и продольном направлениях. После этого аппарат может лететь уже без вмешательства пилота в управление. Причем нельзя заставить планер ускорить приземление, пока скорость полета естественным образом не погасится и эффект «подушки» не исчезнет. После этого дископлан приземлится самостоятельно – на три точки. Это важно потому, что даже возможная ошибка пилота в момент посадки не приведет к неприятным последствиям.

По сведениям зарубежной печати («Aviation Week», 15 августа 1960 года), в последние годы в США ряд крупных авиационных фирм, а также Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA) усиленно изучают потенциальные возможности дискообразных летательных аппаратов, чтобы использовать их для движения по орбитам в космосе с последующим возвращением на Землю. Такие крупные самолетостроительные фирмы, как «Конвейр», «Боинг», «Локхид», предлагают американским ВВС сверхзвуковые летательные аппараты дискообразной формы. 29 сентября 1962 года в США был запущен спутник-дископлан «Алуэтт», предназначенный для исследования ионосферы (по проекту NASA – Канада). Предполагается, что он просуществует 2000 лет.

Один из сотрудников NASA заявил, что диск обеспечивает очень большие возможности для выполнения ряда задач. Он должен иметь большое лобовое сопротивление, необходимое для торможения (на больших углах атаки), и вместе с тем высокую величину аэродинамического качества (на малых углах атаки) для маневрирования в пределах атмосферы. Если аппаратам в форме диска удастся обеспечить легкое управление с помощью систем, имеющих достаточно малый вес и не очень сложных, то такие аппараты значительно выиграют в соревновании с другими конструкциями.

 

М. СУХАНОВ, кандидат технических наук
(«Техника-Молодежи», 1964, № 2)