Чкалову не по зубам: 3D-пилотаж

Чкалову не по зубам: 3D-пилотаж

На шоу 3D-пилотажа зрители замирают в остолбенении, не решаясь поверить своим глазам. Цель мастеров, пилотирующих радиоуправляемые модели, продемонстрировать в воздухе такие фигуры, которые физически не способен исполнить настоящий самолет.

О том, что такое 3D-пилотаж, мы узнали, побывав на Propeller 3D Show- большом авиамодельном празднике, организованном хобби-клубом «Пропеллер» на территории подмосковного отеля Foresta Tropicana Hotel. Свое мастерство в необычном виде спорта демонстрировали лучшие российские пилоты и именитые гости из Прибалтики. К примеру, перечисление всех спортивных достижений Донатаса Паузуолиса, чемпиона мира по артистической аэробатике и многократного чемпиона европейских соревнований, заняло бы минимум страницу текста.

Самое простое и емкое определение 3D-пилотажа звучит так: это фигуры, которые физически не способен выполнить настоящий самолет. Примером таких трюков могут служить полеты на минимальной скорости и зависания (когда самолет фактически начинает работать как вертолет), плоский штопор, который для большинства больших самолетов смертельно опасен.

В самом названии 3D-пилотажа скрывается причина его невероятной сложности. Большинство базовых элементов классического пилотажа предполагает управление в одной плоскости: «мертвая петля» — управление по тангажу, «бочка» — по крену. В 3D-пилотаже практически каждый элемент требует непрерывной независимой работы всех управляющих плоскостей. Некоторые секреты 3D-искусства для нас раскрыли пилоты хобби-клуба «Пропеллер» Евгений Прокофьев и Виталий Шпаков.


Висение (hover)

Цель: cамолет висит вертикально, зависая над землей, подобно вертолету. Самолет должен находиться как можно ближе к земле и быть по возможности неподвижным. Как выполнять: Это только кажется, что раз самолет висит неподвижно, пилот может расслабиться и отпустить ручки. На самом деле висение предполагает постоянную самостоятельную работу всеми органами управления. Во‑первых, пилот должен противостоять реактивному моменту пропеллера с помощью элеронов, иначе самолет мгновенно раскрутится в противоположную сторону. Элероны работают за счет обдува винтом и отклоняются практически полностью, реактивный момент очень велик. Во‑вторых, пилот должен постоянно поддерживать высоту, чтобы не уронить самолет и не дать ему улететь вверх. Наконец, пилот должен постоянно корректировать малейшие колебания воздуха, даже самый легкий ветерок. «Фигуру нельзя выполнить в неком статичном положении ручек, — говорит Евгений Прокофьев, — я постоянно работаю всеми ручками, балансируя вокруг недостижимой идеальной точки равновесия. Это все равно, что удерживать трость на кончике пальца».

Как научиться: в компьютерном симуляторе есть специальный тренажер для отработки висения. Он позволяет поручить управление некоторыми осями автомату, сконцентрировавшись отдельно на тяге, на элеронах или на рулях направления и высоты. Пилот постепенно осваивает управление отдельными плоскостями, а затем соединяет все воедино.

В поле фигуру пробуют выполнять на большой высоте, чтобы в случае неудачи поймать самолет и увести его от земли. С опытом пилот спускается все ниже и ниже, постепенно лишая себя права на ошибку. Интересно, что выполнить фигуру на низкой высоте проще: когда самолет находится рядом с пилотом, ему легче визуально отслеживать колебания. Чем больше и тяжелее модель, тем стабильнее она парит в воздухе.


Четверной тулуп

В авиамодельном мире существует негласное противостояние приверженцев классического и 3D-пилотажа. Все элементы классического пилотажа модели унаследовали от своих больших прототипов. Вместе с ними из большой авиации в моделизм перешло особое отношение к делу, в основе которого лежит строгая дисциплина. Соревнования в классическом пилотаже строго формализованы. Перед выступлением пилот получает лист-задание. В нем перечислены элементы, которые ему предстоит выполнить. Судьи оценивают выступление по выработанным годами критериям, главный из которых — точность выполнения фигур.

Как выполнять: разумеется, сделать «Харриер» и добавить к нему элероны было бы слишком просто. При попытке выполнить трюк таким образом самолет непременно упадет. Когда пилот выполняет «Харриер», он постоянно опускает хвост самолета, управляя рулем высоты. Представьте себе, что самолет повернулся на 90 градусов, консолью к земле. Во‑первых, рули высоты и направления тут же меняются местами. Руль высоты необходимо выпрямить, иначе самолет уйдет в сторону. Руль направления, напротив, будет определять положение хвоста по вертикали. Мало того, как только самолет повернет консоль к земле, подъемная сила резко упадет, и ему понадобится мощная компенсация. При этом руль направления имеет меньшую площадь, чем руль высоты, а значит, работать им нужно интенсивнее. Выполняя Rolling Harrier, пилот должен ритмично переключаться с руля высоты на руль направления и обратно, поворачивая их на строго определенные углы. С каждым 90-градусным поворотом ориентация органов управления будет меняться. Разумеется, неожиданные порывы ветра при этом никуда не денутся, и их также нужно будет оперативно компенсировать. Как научиться: чтобы освоить Rolling Harrier, Евгений Прокофьев рекомендует в отдельности освоить «Харриер», «перевернутый Харриер» и «полет на ноже». Нож — это фигура из классического пилотажа, которую выполняют и модели, и настоящие самолеты. Она заключается в полете с креном 90 градусов, когда самолет удерживается в воздухе за счет подъемной силы фюзеляжа. Она намного меньше, чем подъемная сила крыльев, поэтому в этом режиме требуется значительное отклонение руля направления для поддержания необходимого угла атаки. Научившись делать «Харриер» и «Нож», можно пробовать делать их по очереди, постепенно двигаясь к плавному переходу одной фигуры в другую.

«Разница между классическим пилотажем и 3D — как между конькобежным спортом и фигурным катанием, — говорит Евгений Прокофьев.- В 3D большое значение имеют артистизм пилота и зрелищность программы. Разумеется, необходимым требованием по‑прежнему остается точность выполнения элементов».

Выступления 3D-пилотов проходят под музыку и длятся две или четыре минуты. Спортсмен демонстрирует настоящий танец в воздухе, зачастую со сложным музыкальным сюжетом. Бригада из четырех судей оценивает шоу по нескольким критериям: это использование зоны (пилот должен полностью использовать всю зону полетов, но не выйти за ее пределы), гармония с музыкой (3D-спортсмену жизненно необходимо чувство ритма), точность выполнения фигур, из которых состоит танец, и общее впечатление, артистизм. Оценки судей во многом субъективны, а во главу угла ставится шоу, способность удивить зрителей. Недаром в качестве вспомогательных выразительных средств спортсмены нередко устанавливают на свою технику дымовые шашки и фейерверки.

Пилоты из классического пилотажа почему-то редко интересуются 3D. Возможно, они считают его несерьезным позерством. Может быть, дело в том, что в 3D-пилотаже зачастую не с кем и негде соревноваться. К примеру, в России в год проходит пять-шесть соревнований по классическому пилотажу и ни одного по 3D. Однако есть и еще один нюанс. «Научиться делать «мертвую петлю» или «бочку» вы можете за пару вечеров. Учиться делать эти элементы чисто можно несколько лет, — объясняет Евгений. — В 3D-пилотаже элементы намного сложнее. Вы не сможете научиться делать «висение» плохо, а затем оттачивать свое мастерство. Пройдут годы, прежде чем вы впервые сможете «повиснуть».

Самолет и вертолет

3D-пилотаж — это весьма специфический вид полетов, и он требует специальной техники. Отличительная особенность самолета для 3D- большая площадь управляющих поверхностей. Элероны, рули высоты и направления могут занимать до 50% поверхности крыла, стабилизатора и киля. Прежде всего это позволяет выполнять резкие маневры на скорости. От пилота требуется особая точность и плавность управления, чтобы совладать с таким аппаратом.

Блендер (blender) Блендер (blender) Цель: на большой высоте самолет переходит в пикирование, выполняет бочку, после чего переходит в плоский штопор: падает и вращается, как кленовое семечко. Затем пилот выводит самолет из опасного режима и продолжает полет. Как выполнять: Эта фигура проще других элементов 3D-пилотажа, потому что она не требует постоянной работы органами управления. Пилот должен лишь своевременно ввести самолет в режим, а затем вывести из него. В отличие от других фигур, для «блендера» можно написать точный алгоритм. Забравшись на высоту 200 м, пилот переводит самолет в пикирование на малом газу. Повернув элероны на полный ход, он выполняет бочку. Затем руль высоты резко переводится вниз, а руль направления — полностью в сторону. Самолет тут же переходит в плоский штопор. Пилот дает полный газ, и за счет обдува крыльев скорость падения падает, а темп вращения нарастает. Чтобы вывести самолет из режима, пилот отпускает ручки, лишь придерживая руль высоты чуть вниз. Самолет переходит в прямолинейное пикирование, из которого легко перейти в нормальный полет. Как научиться: Фигура не связана с балансированием у земли и выполняется на большой высоте с минимальным риском разбить самолет. Поэтому она не столь сложна в освоении, как остальные фигуры. По технике выполнения она близка к классическому пилотажу с той лишь разницей, что для настоящего самолета такой маневр очень опасен.

Однако основное назначение больших рулей — вовсе не резкие маневры. Значительная часть 3D-фигур выполняется на малой скорости, когда крыло не обдувается набегающим потоком воздуха. В этих режимах и подъемная сила, и управление осуществляется благодаря обдуву винтом. Воздушный поток от винта намного слабее традиционного «ветра в лицо» на скорости, поэтому для управления в таких условиях требуются большие рулевые поверхности.

Раз самолету приходится превращаться в вертолет, к нему предъявляются повышенные требования с точки зрения энерговооруженности. Входным билетом считается соотношение 2:1, то есть тяга двигателя должна вдвое превышать вес аппарата. Рекомендуется использовать пропеллер большего диаметра с меньшим шагом — так крылья и рули будут обдуваться на большей площади.

Силовая бочка (torque roll) Силовая бочка (torque roll) Цель: самолет зависает вертикально над землей и плавно вращается вокруг продольной оси. Как выполнять: заставить самолет вращаться в сторону, противоположную вращению пропеллера, сравнительно просто — нужно чуть меньше компенсировать реактивный момент элеронами, чем в силовой бочке. Вращаться в сторону вращения пропеллера может далеко не каждый самолет и не каждый пилот. В этом случае тяги винта должно хватать не только для того, чтобы компенсировать реактивный момент (а даже для этого элероны поворачиваются практически полностью), но и чтобы пересилить его. Для пилота ситуация сложна тем, что данный режим является предельным с точки зрения технических возможностей самолета, а значит — нестабильным. Кроме того, при повороте самолета вокруг своей оси точка зрения, а значит и ориентация органов управления, постоянно меняется. Ручки действуют то в прямом направлении, то в зеркальном отображении. И при любом положении самолета пилот должен безошибочно компенсировать непредсказуемые колебания воздуха. Как научиться: чтобы научиться правильно управлять самолетом в любом положении, нужно разделить сложную задачу на несколько простых. Пилот учится выполнять висение, когда самолет развернут к нему фонарем, шасси, правой или левой консолью. Освоив висение в разных положениях по отдельности, можно попробовать проявить свои навыки в единой фигуре — силовой бочке.

Как стать трехмерным

Современные авиамоделисты совершают свой первый шаг в небо в виртуальном пространстве. Компьютерный симулятор, управляемый пультом от настоящей модели, позволяет привыкнуть к органам управления без опасения разбить дорогостоящий самолет. Главная задача пилота на этом этапе — научиться управлять самолетом, глядя на него с любой стороны.

Освоиться с управлением в виртуальном мире можно всего за пару недель. Если вы делаете десять посадок из десяти — можете выходить на поле с пенопластовой моделью. Такие самолеты имеют размах крыла до одного метра. Их главное преимущество — ремонтопригодность. Сломавшуюся консоль из пенопласта можно подклеить прямо на поле.

Харриер (harrier) Харриер (harrier) Цель: самолет летит настолько медленно, насколько возможно, слегка опустив хвост. Как выполнять: Для каждого самолета существует некая минимальная скорость, на которой он может лететь. Если скорость упадет ниже этого порога, воздух перестанет обтекать крыло, и подъемная сила исчезает. В такой ситуации говорят о срыве потока. Фигура «Харриер» выполняется далеко за пределами срыва. И все же подъемную силу создает именно крыло, которое обтекает воздушный поток от винта. Самолет, летящий со слегка опущенным хвостом, напоминает знаменитый Harrier, переходящий к горизонтальному полету после вертикального взлета. Задача пилота — поддерживать правильный баланс тяги и тангажа. Если переборщить с тягой, самолет выйдет из режима и разгонится. Если тяги будет слишком мало — на крыле не сформируется достаточная подъемная сила. Чтобы «притормаживать» самолет, нужно поддерживать оптимальный угол атаки: так часть подъемной силы будет противостоять тяге винта, увлекающей самолет вперед. Как и в фигуре «Висение», пилот должен постоянно компенсировать ветер, работая всеми рулями одновременно. Как научиться: «Харриер» отчасти похож на висение с той лишь разницей, что высота и скорость здесь зависят не только от тяги, но и от тангажа. Для «Харриера» нет специальных тренажеров в симуляторе. Так что освоение этого элемента следует начинать с обучения висению.

На пенопласте пилоты летают от месяца до полугода. На этом этапе они вырабатывают не столько мастерство управления, сколько уверенность в себе. Следующим приобретением становится красивый самолет из бальсы с размахом крыла 1,2−1,5 м.

При кажущейся малозначительности этих цифр каждые лишние 10 см значительно влияют на вес и поведение модели. Со временем пилот обнаруживает, что управлять большими и тяжелыми моделями проще, чем маленькими тренировочными. Такая машина ведет себя стабильнее, менее остро реагирует на ветер, летает медленнее и дает больше времени для точного управления. Весь процесс обучения пилота направлен на борьбу со страхом. Проходит пара лет, прежде чем он решится поднять ввоздух большую и дорогую модель.

«Бывают редкие случаи, когда пилот сразу покупает большую дорогую модель и тренируется с тренером на сдвоенном управлении, — рассказывает Виталий Шпаков. — Два пульта соединяются, и тренер может в любой момент взять управление на себя. Преодолев страх, человек буквально за полгода становится уверенным пилотом, способным самостоятельно управлять большим самолетом».

Спорт — совсем другая история. Чтобы называться спортсменом, побеждать, летать в 3d, пилот должен регулярно тренироваться. Профессионалы летают ежедневно по два раза — скажем, по часу до работы и после. Это настоящие фанаты авиамодельного спорта, и ежедневные занятия им только в удовольствие.

Статья «» опубликована в журнале «Популярная механика» (№11, Ноябрь 2010).
Комментарии

Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь,
чтобы оставлять комментарии.