В небе становится все теснее, а потому конструкторы все чаще обращаются к идее создания самолетов, которые могли бы за один раз перевозить как можно больше пассажиров и грузов. Над проектами таких самолетов работают практически все ведущие КБ страны и мира. Мы расскажем об одном уникальном проекте, разработанном студентами Московского авиационного института (МАИ).
Один из вариантов внешнего вида самолета типа «летающее крыло».
За сто лет, прошедших с момента полета братьев Райт, авиация продвинулась далеко вперед…
— Обычно когда речь заходит о самолетах-гигантах, вам на выбор могут предложить два варианта: либо это самолет обычной схемы и формы, но гигантских размеров, либо «летающее крыло», — рассказывал мне один из разработчиков, Александр Щеляев. — Каждая схема имеет свои преимущества и недостатки, вот мы и решили: нельзя ли выбрать нечто промежуточное, чтобы по возможности сохранить достоинства и избавиться от недостатков?
На рисунке видно, как маевцы производили рассмотрение и отбор различных схем, постепенно отходя от традиционной схемы летательного аппарата и приближаясь к «летающему крылу». Но все-таки до него не дошли. Почему?
— А вам никогда не приходило в голову спросить сторонников «летающего крыла», почему эксперименты с аппаратами этой схемы ведутся вот уже более полувека, а до стадии серийного производства дошел лишь один — американский бомбардировщик В-2? — вопросом на вопрос ответил Андрей Петраков, коллега Александра. — Дело в том, что такие летательные аппараты довольно капризны, обладают малой поперечной устойчивостью на взлете и посадке, требуют для себя особых аэродромов…
А специальные аэродромы с особо широкими и длинными взлетно-посадочными полосами — удовольствие очень дорогое.
Вот, например, на Украине создали в общем-то неплохой сверхтяжелый самолет Ан-225 «Мрия». В свое время он установил немало мировых рекордов по грузоподъемности, но сейчас практически не летает: для взлета и посадки такого гиганта на территории бывшего СССР есть всего лишь три аэродрома — один под Киевом, другой — в Казахстане, на Байконуре, и третий — в подмосковном Жуковском. Так что этому гиганту и развернуться особо негде.
Потому маевцы, работавшие под руководством М.Ю.Куприянова, и поставили перед собой задачу — создать максимально вместительный самолет, который бы мог базироваться на обычных аэродромах, а его ремонт и обслуживание можно было бы проводить в стандартных ангарах, уже имеющихся в аэропортах.
Поиски оптимальной схемы нового самолета по проекту МАИ.
Так чем же хороша концепция, предложенная студентами МАИ? Фюзеляж они самолету оставили — если размещать пассажиров и грузы в крыле, как это предлагают сторонники концепции «летающее крыло», то его придется делать довольно толстым, а это ухудшает аэродинамические характеристики. Однако крыло довольно широкое в прикорневой части, что позволяет обеспечить большую площадь, а значит, и большую подъемную силу. Ближе к концу крыло стремительно сужается.
Это тоже сделано специально: широкое крыло хорошо работает на малых скоростях, узкое — на больших. Для практики же хорошо, когда самолет летает достаточно быстро, но садится и взлетает с малыми скоростями.
А вот хвостовое оперение убрали. Оставив его на обычном месте, пришлось бы либо удлинять фюзеляж, чтоб рули направления и высоты не попали в струйные потоки от двигателей, либо поднимать их вверх, что опять-таки не очень хорошо с точки зрения аэродинамики. Поэтому киль разделили надвое и перенесли на законцовки крыльев. А роль стабилизаторов могут выполнять небольшие крылышки, расположенные в носовой части фюзеляжа. Укороченный же хвост позволяет взлетать с большим углом атаки без риска зацепиться за бетон взлетной дорожки.
Такова была лишь первая часть работы.
Разобравшись со схемой летательного аппарата, произведя расчет параметров крыла и продувки модели в аэродинамической трубе, создатели авиалайнера нового поколения на этом не остановились, а промоделировали весь жизненный цикл самолета.
Известно, на каком оборудовании и на каком примерно заводе может быть организовано как опытное, так и серийное производство авиалайнера. Где и в какие сроки могут быть организованы испытания новой машины. Были просчитаны различные варианты компоновки его салона с таким расчетом, чтобы различные модификации будущего лайнера могли быть использованы как для перевозки пассажиров, так и в грузовом варианте, а понадобится — и для спецприменения.
Рассчитано, что при коммерческой загрузке на борт может быть принято 90 т грузов или 614 пассажиров при размещении их в салонах трех классов или до 800 человек при экономическом варианте. Определена также зависимость длины разбега самолета при взлете и пробега при посадке в зависимости от загрузки самолета. Было оценено, в каких регионах подобная техника может быть использована с наибольшей отдачей.
Кроме России, как подсчитали студенты, наиболее перспективны страны Юго-Восточной Азии и Австралия. Выяснены также возможные маршруты полетов, особенности парковки в тех или иных аэропортах. И наконец, разработана даже схема утилизации отработавшего свой срок авиалайнера. Неизвестно лишь пока, когда самолет может быть построен. Все-таки МАИ — учебное заведение.
Тем не менее, студенты и преподаватели довольны. Они доказали, что мозги в России еще есть, далеко не все они утекли за рубеж.
А. ЗИМИН
ВНИМАНИЕ: КОНКУРС!
Дорогие друзья!
Приглашаем вас принять участие во Всероссийском конкурсе «На взлет», посвященном 100-летнему юбилею авиации. Этот конкурс мы проводим совместно с Центром технического творчества учащихся Минобразования России при поддержке Министерства образования РФ и «Российской газеты».
Для участия в конкурсе просим зарегистрироваться, выслав в редакцию журнала до 30 апреля 2004 г. анкету, указав в ней: фамилию, имя, отчество; год рождения; домашний почтовый адрес, телефон, e-mail; наименование учебного заведения, класс; фамилию, имя, отчество, должность и телефон руководителя.
Для победы в конкурсе участникам младшей возрастной группы нужно подготовить и выслать в адрес редакции журнала «Юный техник» не позже 15 июля 2004 г. рисунки или сочинения (на выбор) по следующим темам:
1. Первый в мире самолет. Как он назывался где и как его строили? Какова его судьба? Каковы успехи на этом поприще первых российских изобретателей? Что вы знаете об их работах и о них самих?
2. «Автожир». Что это такое? Каковы особенности этой машины? Кто ее придумал?
3. Когда авиация впервые получила практическое развитие? Для каких целей использовали первые самолеты? Какова роль русских авиаторов и конструкторов в развитии воздушного флота?
4. Авианосец. Кто его изобрел, какова судьба изобретателя и его изобретения?
5. Каким вы видите летательный аппарат будущего?
Участниками конкурса старшей возрастной группы предлагаются следующие темы для письменных работ:
1. Почему конструкторы обратили внимание на крыло с обратной стреловидностью?
2. Что мешает создать махолет, мускулолет с человеком на борту?
3. Почему сверхзвуковые реактивные лайнеры (Ту-144 и «Конкорд») ушли в отставку?
4. Что ограничивает максимальную высоту полета (потолок) самолета?
5. Что для самолета сложнее: взлет или посадка?
6. Заменит ли реактивный двигатель винт самолета?
7. Что такое угол атаки?
8. Кто и когда первым выполнил «мертвую петлю»? Чем еще отличился этот летчик?
9. В чем суть изобретения Г.Е. Котельникова? При каких обстоятельствах это было сделано? Кем он был по своей первой профессии?
10. Кого называли «отцом русской авиации»? Почему?
11. Каково было назначение самолета «Святогор»? Кто его конструктор? Были ли построены еще подобные самолеты в нашей стране?
12. На каком самолете экипаж Валерия Чкалова летал в США? Кто был его конструктором?
13. Кто изобрел «летающий танк»? Почему машина получила такое название? Могут ли действительно танки летать?
14. Кто первым преодолел звуковой барьер? Когда это было? Какими физическими явлениями сопровождается момент перехода от дозвукового полета к сверхзвуковому?
15. Что такое «автомат Юрьева»? Кто, когда и для каких целей придумал это устройство?
16. Бывают ли самолеты без крыльев? Что вы о них знаете?
17. Какой летательный аппарат способен давать в воздухе «задний ход»?
18. Какими путями будет развиваться авиация?
Работы оцениваются по пятибалльной системе. Итоги подводятся по двум возрастным группам: младшая — возраст участников до 12 лет, старшая — от 12 до 18 лет.
Участники конкурса, занявшие I, II, III места, и их руководители награждаются дипломами Министерства образования Российской Федерации, грамотами ВВС России, журнала «Юный техник», памятными призами.