Как устроены самовзлетные планеры

Планерный аэродром «Щекино». Просто ровное поле со скошенной травой. Похожий на какое-то странное насекомое польский самолет PZL-104 Wilga неутомимо таскает за собой планеры, чтобы в вышине отцепить трос и оставить планериста наедине с его пилотажными навыками. Но сейчас «Вильге» положен небольшой отдых. Только вот уши стоит поберечь: шум просто адский...
Как устроены самовзлетные планеры

Рев исходит от совсем крошечных турбореактивных двигателей, выдвинутых из фюзеляжа планера позади пилотской кабины. Временами сопла даже изрыгают язычки огня. Без буксировщика, без лебедки, без какой-либо посторонней помощи планер разбегается и взмывает в небо. Затем делает несколько эффектных проходов с креном прямо над летным полем. Двигатель по‑прежнему работает. И только несколько минут спустя рев смолкает, и планер наконец-то начинает бесшумно парить под серыми облаками, в просветах между которыми виднеется бледно-голубое небо. Посмотреть на полеты реактивных планеров нас пригласил Сергей Рябчинский, президент Федерации планерного спорта России, пилот-инструктор, руководитель планерного клуба «Щекино». «Идея самовзлетных планеров не нова, – говорит Сергей. – Мотопланеры строил еще Олег Константинович Антонов. Однако планеры AC-4-115 Jet – это само по себе очень интересное техническое решение, возможно, шаг на пути создания реактивных самолетов сверхлегкого класса».

Планеры

Легко взлететь – легко вернуться

Планеры AC-4-115 разработаны в пензенском КБ «Авиастроитель» (главный конструктор – Владимир Федоров). Число 115 – это масса летательного аппарата. AC-4-115 вписываются в весовой лимит, без превышения которого планеру (или самолету) не требуется свидетельство летной годности (получение такого свидетельства, аналогичного документу о прохождении техосмотра, обходится в значительную сумму). Нет необходимости регистрировать борт. Пилот не обязан получать пилотское свидетельство и проходить медкомиссию. Эдакий «самокат» в мире авиации. Но тем не менее это вполне полноценный планер, который пензенцы решили сделать еще и самовзлетным.

Технические характеристики

Силовая установка: 2 ТРД JetCat P300 Pro с тягой 30 кгс каждый

Расход топлива на максимальном режиме: 1,2 л/мин каждый

Объем бака: 40 л

Время запуска и выхода на режим: около 1,5 мин

Запуск в воздухе возможен до высоты 2500 м при скорости 100–120 км/ч

Интервал обслуживания ТРД: 25 моточасов

Цена обслуживания: 350 евро без учета логистики

Средний расход топлива при наборе высоты 800–900 м: 8 л

Средняя скороподъемность: 5 м/с на номинальном режиме работы двигателей при скорости 110–120 км/ч

Максимальная скороподъемность: 8 м/с 

Полет на одном двигателе возможен при скорости 110 км/ч и скороподъемности 1–1,5 м/с на номинальном режиме работы двигателя

Стоимость взлета и набора высоты 800 м: около 1000 руб. с учетом стоимости обслуживания после наработки 25 моточасов

Планер состоит полностью из углеткани

Конструкция планера разработана Владимиром Егоровичем Федоровым, производится аппарат на пензенском предприятии «Авиастроитель»

«Узким местом развития планеризма является буксировка, – рассказывает Николай Тугушев, генеральный директор уже упомянутой компании «Авиастроитель» из Пензы, – она требует дополнительных затрат и не всегда доступна. Насколько облегчится жизнь владельца планера, если он привезет свой аппарат на аэродром, заправится, сядет в кабину и взлетит! Есть у планеристов и еще одна проблема. В принципе планер, оказавшийся на высоте, может летать очень долго, буквально часами, если пилоту удается оседлать восходящие потоки воздуха. Но бывает и иная ситуация. Планеристу нужно совершить посадку, а, как назло, ветер дует не в ту сторону, и, хотя планеры обладают высокими показателями аэродинамического качества (то есть теряют высоту достаточно медленно), до аэродрома дотянуть удается не всегда. Какой выход? Внеаэродромная посадка, которая может закончиться серьезной поломкой планера (который весьма недешев) и, что еще хуже, травмами для пилота. А вот двигатель на борту всегда подстрахует, даст возможность разогнать аппарат, подняться на безопасную высоту и долететь до аэродрома».

Планер

Карбон выручает

Так что же так ревело, что барабанные перепонки едва выдерживали и казалось, будто рядом с тобой завел моторы большой лайнер? Газотурбинные двигатели немецкой компании Jetcat, предназначенные для... авиамоделей. В Сети несложно найти ролики с примерами гранд-авиамоделизма. Дотошно точные в деталях летающие модели пассажирских лайнеров типа А380 – размах крыльев метров шесть и настоящие газотурбинные двигатели. И никаких электрических имитаций. «Вот такие авиамодельные двигатели, – продолжает свой рассказ Николай Тугушев, – мы и решили использовать. Двух моторов по 30 кгс тяги для нашего сверхлегкого планера хватает за глаза. Почему не винт? Потому что тяга реактивного двигателя всегда одинакова – и в статике, и в движении. А с винтом из-за лобового сопротивления мы при разгоне теряем 20–25% тяги. Так что два двигателя Jetcat – это для нас оптимум. Я знаю, что в Южной Корее и на Тайване есть производители двигателей специально для мотопланеров, но это машины с избыточной для нас тягой. Кроме того, они еще и стоят очень дорого».

Планер: детали

Что будет, если 115-килограммовый планер оснастить двумя реактивными двигателями? Вопрос риторический: летательный аппарат будет весить больше и уже не впишется в вышеназванные льготные параметры. Конструкторам компании «Авиадвигатель» пришлось потрудиться и перепроектировать планер так, чтобы вес его не изменился. Для этого понадобилось поменять композитный материал, из которого строятся фюзеляж и крыло, и вместо стекловолокна использовать карбон. Разумеется, это более дорогой вариант, зато сохранены все преимущества легкого планера, который теперь может обходиться без буксировщика.

Планер

Школа пилотов люфтваффе

Нет более эффектного способа подчеркнуть новизну, чем сравнить ее с архаикой. В программе полетов был запланирован синхронный взлет трех реактивных планеров (два самостоятельно, один на буксире у «Вильги») с последующим поднятием в воздух исторического планера SG 38 Schulgleiter. Shulgleiter в переводе с немецкого – «школьный планер». Этот летательный аппарат с открытой кабиной видом своим напоминает самолет братьев Райт или нечто подобное из первых времен авиации. Тем не менее строить его начали в Германии в 1938 году. Кажущийся сейчас забавной деревянной игрушкой, планер использовался для тренировки будущих пилотов люфтваффе, в том числе, возможно, и военных планеристов (о роли планеров во Второй мировой мы писали на сайте popmech.ru в октябре уходящего года). «Шульгляйтер» запускали с лебедки и, в отличие от ревущих турбинами ослепительно белых AC-4-115 Jet, его полет не сопровождался вообще никакими звуками. Он просто тихо плыл над землей, как призрак, как некое видение. 

Игорь Волков – горный пилот-инструктор

Другой путь 

Здесь же, на «Щекино», можно было увидеть и альтернативную версию самовзлетных планеров. Один из летавших в тот день на «Щекино» аппаратов разгонялся с помощью винта на высокой стойке. Винт приводился в движение электродвигателем. После набора высоты стойка вместе с винтом убиралась внутрь фюзеляжа. Пензенец Евгений Саблин, сотрудничающий с компанией «Авиастроитель» и строящий собственный самовзлетный планер на электротяге (пока он еще не представлен публике), рассуждает о достоинствах и недостатках разных типов силовых установок: «Газотурбинные двигатели легкие и компактные, и в этом их преимущество. С пропеллером сложнее. Чтобы убрать стойку с винтом внутрь фюзеляжа, пропеллер надо остановить в определенном положении. Но у реактивных моторов меньше ресурс, а у электрических (особенно современных бесщеточных) моторов ресурс почти безграничен. При этом энергетическая плотность керосина пока значительно превосходит этот показатель у электробатарей. На сегодняшний день плюсы и минусы электродвигателей и газовых турбин пока не в пользу электричества, но я все-таки верю, что будущее авиации, даже большой, за электротягой». 

Планеры обладают велосипедным шасси и потому в стояночном положении всегда опираются на крыло.

Планер

Слетать в гости

Один из реактивных аппаратов пилотирует Алексей Кулишов – инженер-конструктор и автор проекта AC-4-115 Jet. А есть ли разница между взлетом на буксире и самостоятельным взлетом на реактивных двигателях? «Конечно, есть, – говорит Алексей. – На буксире ты не управляешь скоростью. Не надо особенно беспокоиться о выравнивании планера: с тросом это легко. А на самовзлетном аппарате все почти так же, как на самолете. Кроме того, у планера велосипедное шасси, то есть продольное – три колеса вдоль фюзеляжа. И поэтому надо внимательнее выдерживать крен. Сложнее управлять курсом». Алексей говорит, что с полным баком планер может летать минут 40, но на длительную непрерывную работу эти реактивные двигатели не рассчитаны. После взлета и набора нужной высоты моторы следует выключить, дать им несколько минут остыть, а потом, нажав специальный тумблер, отправить их внутрь фюзеляжа под защиту смыкаемых створок, чтобы не создавать дополнительного лобового сопротивления. Если двигатели понадобятся, пилот легко может снова поднять их наружу и запустить. «Но вообще-то я предпочитаю точно рассчитывать посадку и возвращаться на аэродром при выключенных моторах, – продолжает Алексей. – Хотя теоретически у наших двигателей большие возможности: они могут работать на высотах до 10 000 м. Правда, для полетов в разреженном воздухе придется переделывать всю топливную систему. Мы пока к такому не стремимся. Наши планеры – это нечто вроде прогулочных катеров. Можно полетать вдоволь, а можно слетать в гости на соседний аэродром и своим ходом оттуда улететь обратно».