С первых же шагов авиации идея летающего автомобиля была столь же пленительной, сколь и недостижимой. Сейчас и частные предприниматели, и NASA, и Пентагон пытаются возродить мечту об индивидуальном летательном аппарате, который стоял бы в каждом гараже. Впрочем, технические проблемы, о которые ломали зубы поколения инженеров, по-прежнему актуальны…

Switchblade Компания Samson Motorworks пока что разработала только багги с трубчатой рамой. На этой машинке будут испытаны дорожные характеристики того аппарата, который, как полагают в компании, станет потом изящным летающим мотоциклом под названием Switchblade.
Сегодняшний прототип. Скорость: более 160 км/ч. Материал: рама из стальных труб. Силовая установка: мотоциклетный двигатель Suzuki Hayabusa. Завтрашний самолет. Скорость: 240 км/ч (крейсерская) Материал: углепластиковый композит и стальной киль. Силовая установка: скрытый в обтекателе вентилятор с раздвоенным воздухозаборником
Летающий мотоцикл Сэма Баусфилда существует сейчас только в виде рисунков и в виде багги, который используется для дорожных испытаний. Как говорит Баусфилд, в последнем заезде этот прототип перевалил за порог в 160 км/ч.
Рожденный ездить и рожденный летать

Даже в свои лучшие годы авиашоу Golden West Airshow в Оливерхерсте, штат Калифорния, нельзя было вписать в десятку самых известных мероприятий такого типа. На этот ежегодный праздник легкой спортивной и экспериментальной авиации к аэропорту округа Юба съезжаются всего несколько тысяч зрителей. В этом году народу совсем мало — из-за сильных ветров не явились многие профессионалы, кое-кто из пилотов просто не смог на своих самолетиках добраться до места встречи.

Поодаль от взлетной полосы стоит ангар. В нем человек 25 слушают доклад Сэма Баусфилда, основателя и президента компании Samson Motorworks. Он расхваливает свой летающий мотоцикл, Switchblade.

Перед Баусфилдом на столике стоит модель длиной 120 см. Зализанные обводы гоночного автомобиля, затемненные окна, изогнутый задний спойлер и ярко-красный лак — все нацелено на то, чтобы привлечь потенциальных инвесторов и разжечь воображение будущих пилотов.

Аппарат Баусфилда — это трехколесный двухместный экипаж в легкой скорлупке из углепластика. Будущий владелец сможет доехать на нем до любого аэродрома, а чтобы приготовиться к взлету, потребуется лишь расправить крылья и вытянуть телескопический хвост. Посадив Switchblade на землю, пилот проделает все в обратном порядке, то есть спрячет аэродинамические плоскости в специальные раскладные полости под шасси.

Предполагается, что компания Samson Motorworks будет продавать Switchblade в виде наборов «сделай сам» по цене $60 000 за комплект. От покупателя потребуется самостоятельно приобрести двигатель, а в строительство самолета вложить 51% собственного ручного труда. Окончательная цена аппарата может составить $85 000 — это примерно соответствует ценам на другие самолеты, продающиеся в виде наборов.

Зажигательная речь Баусфилда пока не подвигла слушателей на покупку. Так может, решимость у них появится, когда они увидят аппарат в деле?

Увы, прототип летающего автомобиля, который стоит в ангаре А-27 фирмы Samson Motorworks, не очень похож на показанную клиентам изящную модельку. Он представляет собой треугольную раму, сваренную из стальных труб, на которой установлены две сидушки и двигатель, и больше напоминает не самолет, а пляжный багги. Полночи Баусфилд с сотрудниками торчали в ангаре, готовя это недоразумение к первым испытаниям.

И вот Баусфилд забирается на водительское сиденье и поворачивает ключ зажигания. Четырехтактный четырехцилиндровый движок объемом 1340 см³ подает голос. Switchblade катится по асфальту. Доехав до конца дорожки, идущей вдоль шеренги ангаров, Баусфилд сбавляет скорость и закладывает крутой поворот. Стальная рама легко выдерживает этот маневр. Расхрабрившись, на обратном пути Баусфилд разгоняется аж до 60 км/ч. Вернувшись в ангар, он с воодушевлением объявляет, что прототип с достоинством выдержал свое первое испытание.

Можно, конечно, посмеяться над такой демонстрацией новинки на авиашоу, однако надо признать, что Switchblade оказался куда ближе к реальности, чем большая часть когда-либо заявленных проектов летающего автомобиля. История «летательного аппарата, пригодного для езды по дорогам», — это история сплошных разочарований.

Но почему же целая плеяда талантливых мечтателей не смогла сделать летающий автомобиль полноценной реальностью? Ответ прост — дело в законах физики. Автомобили и самолеты функционируют в совершенно разной обстановке, так что попытка сконструировать автомобиль, который бы заодно и летал как самолет, приводит к созданию ухудшенного варианта и самолета, и машины.

Но мечта оказалась живучей. За последние десять лет множество небольших стартапов заявили о проектировании нового поколения экипажей двойного назначения. В 2010 году появился аппарат I-TEC Maverick — машинка в стиле пляжного багги с толкающим винтом и парапланерным крылом. Официальное разрешение на взлет она получила из рук Федерального авиационного агентства, а на езду по дорогам — от властей Флориды.

Другие разработчики постарались обойти ловушки, расставленные для авиамобилей, конструируя индивидуальные летательные аппараты, которые не нуждаются ни в дорогах, ни во взлетной полосе. Martin Jetpack собрал средства для строительства завода, который будет выпускать ранцы с пропеллерами, спрятанными внутрь насадок-обтекателей. На поле выходит и Пентагон, который взялся за финансирование проекта «Летающий внедорожник», а NASA занимается разработкой одноместного электрического гибрида типа вертолет/маленький самолет для тех, кто регулярно ездит из пригородов в город на работу.

Новая волна интереса объясняется нынешними успехами авиационной промышленности (широким распространением облегченных углепластиковых элементов и более эффективной электроникой, управляющей полетом) и новыми правилами FAA, по которым требования к подготовке пилотов легкой авиации существенно снижены.

Кризис ярких машин

На взлетной полосе набирает скорость Transition — самый совершенный из всех летающих американских автомобилей. Сейчас начнется его первый испытательный полет. Ревет толкающий винт, расположенный в корме машины, нос приподнимается чуть вверх, и машина взмывает в небеса над Платтсбургом, штат Нью-Йорк.

В воздухе Transition выглядит как легкий пузатенький спортивный самолетик с раздутым фюзеляжем, крылом размахом 8 м, с изящным двойным килем и широким передним бампером, который одновременно выполняет функции переднего горизонтального оперения (ПГО). Весь испытательный полет уложился в минуту. Transition не поднимается выше 100 м и не улетает далеко от трехкилометровой взлетно-посадочной полосы, рассчитанной на прием здоровенных бомбардировщиков B-52.

Этот эпохальный полет был выполнен в марте 2009 года, и компания Terrafugia провела его без шума, подальше от глаз публики и прессы.

Terrafugia была основана в 2006 году пятью старшекурсниками MIT и изначально строилась на базе серьезных инженерных разработок и коммерческих расчетов. Карл Дитрих был творческим лидером этой компании еще в те годы, когда работал над докторской диссертацией в аэрокосмической области. Он поставил задачу создать аппарат для пилотов, которые не хотят платить лишние деньги за аренду на аэродроме ангара под свой самолет.

Transition представляет собой автомобиль, приспособленный к полету. Этот простой факт накладывает серьезные ограничения на функционирование машины в качестве летательного аппарата.

К примеру, в момент взлета для создания достаточной подъемной силы крылья аппарата должны двигаться относительно воздуха с заданной скоростью и углом атаки. Когда летчик достигает скорости отрыва от земли, он приподнимает нос самолета, поворачивая фюзеляж вокруг центра масс, происходит отрыв переднего колеса. Чтобы облегчить эту предвзлетную операцию, основное шасси принято размещать поближе к центру масс самолета. В результате и взлет, и посадка могут осуществляться на коротких взлетных полосах. Однако у аппарата Transition колеса, как и у большинства летающих автомобилей, расположены по углам рамы. Для этого имеются веские основания: если колеса машины будут близко к центру тяжести, на любой колдобине, при любом резком торможении автомобиль перевернется. Зато, признает Дитрих, «автомобильная компоновка предопределяет несколько специфичную взлетную динамику». Иначе говоря, владельцы Transition должны будут искать для себя длинные взлетные полосы.

Авиаинженер Остин Мейер — создатель программы X-Plane, одного из ведущих летных симуляторов для персональных компьютеров. Эта программа способна предсказывать, как аппарат поведет себя в воздухе, когда он еще на этапе проектирования. Когда Мейер прогнал Transition через свою программу, стало видно, что двойной киль, ПГО и неубирающиеся колеса — это очень существенный вклад в лобовое сопротивление, которое должно заметно испортить поведение самолета в воздухе. Даже энтузиасты этой идеи не отрицают, что аппарат имеет определенные недостатки.

В Switchblade эту проблему пытаются обойти, разместив три колеса шасси в конфигурацию, напоминающую шасси самолета. Крупные задние колеса расположены у задней кромки кузова, как у автомобилей, однако Баусфилд обещает легкий отрыв, поскольку для перехода к полету необходимо задрать нос всего на 4 градуса.

Правда, Мейер уверен, что Switchblade столкнется с другими аэродинамическими проблемами. Небольшие стабилизаторы, размещенные прямо за задними колесами, недостаточны для устойчивого полета по горизонтали. «Аппарат, конечно, полетит, — говорит Мейер, — но летать будет плохо».

Есть и другие сложности, с которыми столкнется каждый, кто попробует сконструировать летающий автомобиль. Законы физики не очень-то благоприятствуют тому, чтобы машины летали как птицы.

Пингвин дяди Сэма

Все знают, что пингвин — это неуклюжая птица с крошечными крылышками на пухлой тушке. И вполне понятно, почему инженеры NASA дали его имя (Puffin) своему летательному аппарату, который должен взлетать из вертикального положения.

Его создатель Марк Мур, авиаинженер исследовательского центра NASA им. Лэнгли, никогда не пытался скрестить автомобиль с самолетом. Перед ним стояла другая задача — помочь деловому человеку добраться из своего особняка в пригороде до офиса в центре. Потратив меньше $1 млн, Мур сконструировал свой Puffin, которому не страшны никакие транспортные пробки.

При использовании этого аппарата утро делового человека будет выглядеть так. После завтрака отправляешься на задний двор, заходишь в кабинку, вводишь координаты места назначения в бортовой компьютер и даешь команду на взлет. Два электромотора (для их питания использовано полцентнера литий-фосфатных аккумуляторов) работают так тихо, что домочадцы и не заметят, что глава семьи отправился на службу.

Пилот управляет аппаратом посредством двухкоординатного джойстика. Бортовой компьютер преобразует команды в положение аэродинамических управляющих поверхностей. При этом, исполняя до некоторой степени функции автопилота, он откажется выполнять опасные команды.

По достижении заданной высоты автопилот берет на себя все функции. В отличие от похожих аппаратов с традиционной компоновкой, когда для маневрирования поворачиваются двигательные гондолы, Puffin разворачивает весь свой фюзеляж вместе с пилотом. При движении вперед пилот лежит на груди. Для полета Puffin выбирает заранее оговоренный коридор.

В том мире, который создает Мур, воздушное пространство должно быть открыто для беспилотных летательных аппаратов. Пришло время создать новые правила и выработать технические условия, либерализующие воздушное пространство.

Статья «» опубликована в журнале «Популярная механика» (№2, Февраль 2011).