«Механики» попробовали усовершенствовать свое тело искусственными «ногами»

Поначалу лежавшие у ног блестящие железки показались очень усовершенствованными протезами летчика Мересьева из «Повести о настоящем человеке».

В кабинете завкафедрой двигателей внутреннего сгорания Уфимского государственного авиационно-технологического университета (УГАТУ) профессора Бориса Рудого мысль о протезах была навеяна испытанием «конкурирующего» с его разработкой южнокорейского устройства Poweriser («Усилитель мощи»). Пока я ждал, когда из лаборатории привезут то, что Рудой и его ученики называют «сапогами-скороходами», решил попробовать азиатскую «игрушку».

Закрепил четырьмя ремнями — на ступнях и голенях — что-то похожее по форме на ноги сатира, с трудом поднялся. Мощные и жесткие, оканчивающиеся пластиковыми «копытами», пружины-рессоры создавали ощущение, что стоишь на ходулях, у которых подставки для ступней еще и «плавают» под ногами. А уж когда, попытавшись попрыгать несколько минут, снял устройства, мышцы икр и бедер гудели так же, как у героя повести Полевого.

Пламенный мотор

Вопреки ожиданиям почти часовой тест-драйв уфимских «скороходов» принес совсем другое «послевкусие». Я почувствовал себя не по силам мощным, быстрым и прыгучим. Не знаю, могли бы киборги, вроде шварценеггеровского Терминатора, чувствовать что-то подобное, но я ощущал себя почти киборгом.

Термин «cybernetic organizm» (сокращенно «cyborg» — «киборг») придуман в 1960 году специалистом по космической медицине Манфредом Клайнсом. Он означает существо, в теле которого совмещены биологические и механические элементы. По идее это — искусственная мутация человека. К примеру, как в известной песне, «вместо сердца пламенный мотор». Или вдобавок к нервам — микрочип, как у одного английского профессора, который пытается исследовать, может ли мозг одного человека управлять мускулатурой другого. Для этого он вживил себе и своей жене устройства, считывающие и передающие через беспроводную компьютерную сеть электрические сигналы нервной системы.

Мне не встраивали в организм никаких механизмов. Просто ученик Бориса Рудого, старший научный сотрудник кафедры и один из основных испытателей «сапог» Сергей Атанов помог приладить пару «пламенных моторов» к моим ногам. После чего я встал и — несмотря на скептические прогнозы Рудого, которые он подтвердил видеосъемкой неуклюжих падений других новичков, — пошел пружинящей походкой. Потом, выйдя в длинный университетский холл, смог и побежать.

Про «пламенный мотор» упоминаю не для красного словца. Ведь приводят сапоги в действие не пружины. За двадцать лет работы над устройством создан новый вид двигателя внутреннего сгорания — с вязкоупругим поршнем (официальное название изобретения — устройство моторизованного бега, УМБ).

Пока «сапожный» двигатель еще не работал, упругость шагам придавал воздух, сжимаемый поршнями в цилиндре двигателя (в надетом состоянии расположен с внешней стороны ноги) и в трубке-направляющей (с внутренней). Последняя, на первый взгляд, служит просто пружинящей опорой, но это не так, и о ее назначении — чуть позже. А пока нужно сказать, что цилиндр двигателя и трубка образуют раму: к штокам движущихся в них поршней крепится расположенная поперечно стопе узкая резиновая «ступня». Собственно сапога как такового в устройстве нет. Внутри рамок с плотно охватывающими икры манжетками к специальным платформам намертво прикреплены винтами беговые кроссовки.

Двухпринципный двигатель

Двигатель «сапога» бензиновый и при начале бега работает по классической схеме (воздушно-топливная смесь поджигается искрой свечи). Однако когда цилиндр прогреется, свеча отключается и смесь самовоспламеняется под воздействием давления и температуры, как в дизеле.

Чтобы «завести» «сапоги» надо попереминаться, подпрыгивая и приземляясь на прямые ноги. Тогда прикрепленный к голени цилиндр, надеваясь на поршень, создаст в подпоршневом пространстве разрежение, а в верхней части появится повышенное давление, и топливовоздушная смесь воспламеняется от свечи.

Этот двухтактный двигатель эффективней обычного потому, что разработчики создали систему продувки и зарядки цилиндра. Она использует воздух из расположенной с внутренней стороны ноги направляющей трубки. Вытесненный находящимся внутри нее поршнем воздух поступает в цилиндр через клапанно-распределительную коробку.

Кроме того, двигатель снабжен системой наддува. К началу такта сжатия специальный золотник перекрывает выхлопное окно и в подпоршневом пространстве создается дополнительное давление. При этом, если у обычного двигателя отношение хода поршня к диаметру цилиндра близко к единице, здесь оно составляет 4/1.

…Первый толчок, когда мой левый «сапог» впервые сработал, был мягким, но довольно мощным. Стопу подбросило, колено согнулось, и сила толчка погасилась. Профессор Рудой предупреждал меня, что «главная проблема создания человекомашинной системы — вязкоупругие свойства человека, которые вызывают необходимость проектирования нового типа двигателя». Теперь я убедился сам и постарался снизить свою «вязкоупругость», приземлившись в следующем шаге на почти прямую ногу.

Новый беззвучный толчок почти без моих усилий бросил тело вверх и вперед. Оставалось только переставлять ноги циркулем, стараясь не сгибать, но занося каждую немного в сторону, чтобы внутренняя часть рамы не задевала другой «сапог». Приходилось немного покачиваться, двигаясь, как лошадь-иноходец. Я чувствовал, что обычное при беге соотношение времени опоры и полета изменилось. Если при обычном беге время опоры примерно в два раза меньше времени полета, то теперь все было не так: полет стал дольше, шаги — летящими. После каждого закрепленный на ноге «пламенный мотор» негромко пыхал. Позади оставалась струйка выхлопа («сапоги» работают на топливе легких фракций марки «А»).

Тем временем в вестибюле собралась небольшая толпа студентов и преподавателей. И это несмотря на то, что некоторые из них знают о «сапогах» около двадцати лет, а в последнее время видели их в работе множество раз и даже пробовали на себе. Могу себе представить интерес, который вызовет аттракцион «Укрощение сапог-скороходов» на местной ВДНХ, для него уже изготовлено тридцать пар. И только те, для кого, собственно, изначально создавалось устройство, давно о нем забыли.

«Сапожное» прошлое

В 1973 году, набегавшись на военных сборах по приволжским степям, студенты кафедры пришли к профессору Рудому с «бредовой» идеей облегчить солдатскую участь. И вскоре был готов первый макет «сапог», в которые крепились обычные кирзачи.

Поначалу думали сделать что-то вроде «лягушки» — прыгающие платформы. Однако опыт ткнул носом в ту же проблему вязкости-упругости: с грузом «лягушка» скакала, а на человеческих ногах отказывалась. Тогда «скороходы» и стали обретать сегодняшний вид в работе студента Сергея Володина, защитившего потом кандидатскую диссертацию о соотношении хода поршня и диаметра цилиндра в двигателе нового типа.

А уже в 1974 году о первых разработках написала газета «Правда». Пятикилограммовые «скороходы» показывали занимающемуся проблемами жизнеобеспечения летчиков и космонавтов НПП «Звезда» в подмосковном Томилине, Научно-исследовательскому центру ВДВ. В 1985 году специальное поручение давал министр обороны Дмитрий Устинов. Нужно было сделать так, чтобы из «гири на ноге» УМБ превратилось в легкое работающее устройство, весящее около 1 кг. Когда же ученые стали приближаться к цели (сегодняшняя, одиннадцатая по счету, модель весит 2,3 кг), грянула перестройка, и за другими армейскими заботами в Минобороны о чудо-сапогах забыли.

Зато недавно один из местных военных, увидев «скороходы» в работе, посетовал, сколько бы жизней спасли они ребятам, воюющим в Чечне: университетские испытатели показывали не только бег, опережающий тренированных спортсменов, но и, к примеру, передвижения в 23-килограммовой амуниции внутренних войск. После этого несложно представить себе взвод разведки, способный без окончательной вымотанности выполнять задачу после молниеносного многокилометрового марш-броска с полной выкладкой.

Как говорит профессор Рудой, использование этой разработки в армии сомнений не вызывает. Более того, глядя на современно вооруженного американского солдата, несущего на себе не только компьютеризованное оружие, но и достаточно тяжелые средства защиты, завкафедрой полагает, что одна из проблем сегодняшних армий — это энерговооруженность «человека с ружьем».

Более того, с ним, по‑видимому, согласны некоторые зарубежные военные специалисты. Чертежи «сапог» пытались выкрасть или купить у технологов. По сведениям ученого, одна из многочисленных делегаций, приезжавших недавно в университет, состояла сплошь из разведчиков.

Сапожник с сапогами

Как некоторые книги для взрослых становятся со временем любимыми детскими сказками, так боевые технологии превращаются иногда в основу развлекательной индустрии.

Не получив на развитие УМБ ни копейки от Минобороны, уфимские изобретатели подумали, что их «сапоги» могут стать популярной забавой, вроде роликов или скейтборда. И деньги на производство они нашли, с помощью мэрии бывшего закрытого города Трехгорного открыли предприятие «Экомотор», наладившее промышленный выпуск устройств.

Спрос на них растет в геометрической прогрессии, обостряясь после приезда каждой очередной зарубежной телевизионной группы. По словам Рудого, их английский партнер готов продавать необычное средство передвижения по 1,5 тыс. фунтов стерлингов за пару. А ученые, заработав на новые исследования, продолжают совершенствовать свое детище.

Профессор Рудой дал подержать в руках то, что не видел пока никто, двенадцатую модель «сапог», каждый из которых весит 1,25 кг. Однако объяснить новые принципы пока отказался. Сказал только, что в попытках облегчить устройство им приходится идти против традиций мирового двигателестроения, стремившегося, к примеру, усилить цилиндры ребрами жесткости. Новая модель, выполненная из титана и алюминиевых сплавов, «дышит» при движении поршня. Детали, говорит Рудой, приходится делать «ажурными и эластичными».

Одновременно на «Экомоторе» осваивают другие необычные изделия, созданные по принципу работы «скороходов»: отбойные молотки, ледорубы для очистки улиц, железнодорожные костылезабивщики, виброплиты для трамбовки плиточных тротуаров. И названия для своих разработок придумывают тоже сказочные — «Сивка» и «Буян».

Статья «» опубликована в журнале «Популярная механика» (№1, Январь 2004).