Авиация и время 2004 02
«Авиация и Время» 2004 №2 (70)
Андрей Совенко/ «АиВ»
Вокруг света за 80 часов!
Когда-то герои Жюль Верна, демонстрируя поражающую воображение современников скорость, обогнули Землю за 80 дней. Но что сказал бы великий фантаст, если бы нашелся смельчак, отважившийся совершить то же самое за 80 часов? Прошло 100 лет после смерти писателя, и такой человек появился, точнее – группа отважных инженеров и летчиков, возглавляемая гениальным чудаком современной авиации знаменитым Бэртом Рутаном. Для этого они построили самолет Virgin Atlantic GlobalFlyer, который впервые подняли в небо 5 марта. Удастся ли задуманное, мы узнаем еще до конца текущего года. Но тот факт, что машина создавалась на фирме Scaled Composites, является достаточным основанием думать, что цель будет достигнута.
«Глобал Флаер» является прямым наследником выдающегося творения этой же фирмы – самолета «Вояджер», на котором Дик Рутан (родной брат Бэрта) и Джина Егер в 1986 г. впервые в истории облетели планету без посадки и дозаправки. Им для этого понадобилось целых 9 дней. Это было рискованное путешествие: достаточно сказать, что под действием переменных нагрузок конструкция самолета опасно деформировалась, например, амплитуда взмахов законцовок крыла равнялась нескольким метрам! Когда «Вояджер» разобрали, чтобы поместить в Смитсонианском институте, многие ответственные узлы его конструкции, в частности, лонжероны крыла, содержали опасные трещины. Однако все завершилось благополучно, и в немалой мере благодаря тому, что «Вояджером» управлял экипаж из двух человек.
На этот раз в кругосветный перелет уйдет одиночка – знаменитый искатель приключений Стив Фоссетт (Steve Fossett). Он – первый человек, облетевший в одиночку вокруг света на воздушном шаре. Проявив колоссальное упорство, в 2002 г. Стив добился осуществления этой мечты лишь с шестой (!) попытки. Он – обладатель 9 из 19 не побитых на сегодняшний день планерных рекордов, а также нескольких рекордов на реактивном административном самолете Цессна «Ситэйшн X». В 2002 г. Фоссет был удостоен высшей награды в мире авиационного спорта – Золотой медали ФАИ. Его дублером выступает не менее легендарная личность – Ричард Брэнсон (Richard Branson). В 1986 г. он пересек Атлантический океан на одноместной весельной лодке, а через год стал первым человеком, перелетевшим Атлантику на тепловом аэростате. В 1991 г. он установил рекорд скорости (390 км/ч), пересекая на аэростате Тихий океан. Теперь, если Фоссетт займет место в кабине «Глобал Флаера», Брэнсон будет поблизости, пилотируя самолет сопровождения.
А началась эта история пять лет назад, когда Дик Рутан в разговоре с Фоссетгом упомянул, что его брат желает обсудить несколько идей, которые могли бы заинтересовать известного рекордсмена. Действительно, Бэрт представил Стиву два абсолютно секретных на тот момент проекта: космического суборбитального челнока, а также самолета для кругосветного перелета-соло и предложил принять в них участие, в т.ч. финансовое. Фоссепу, как заядлому «кругосветчику», больше импонировала идея перелета, и 26 декабря 2001 г., после всесторонней ее оценки, он принял решение спонсировать разработку «Глобал Флаера». Однако финансовых возможностей Фоссегга оказалось недостаточно, и в марте 2003 г. во время полета с Брэнсоном на воздушном шаре он рассказал о работе и предложил ему разделить спонсорство. Надо сказать, что Брэнсон является президентом второй по величине британской авиакомпании Virgin Atlantic Airways. С привлечением дополнительных средств работа пошла быстрее. Здесь уместно напомнить, что «Скэйлд Композите» – небольшая частная фирма, и в разработке «Глобал Флаера» участвовало, по заявлению Рутана, кроме него, всего пять инженеров.
Новую машину создавали – и это вполне естественно – на основе опыта «Вояджера». Ее также сделали двухбалочной, залив в балки основное количество топлива и тем самым несколько разгрузив крыло.
Обшивку крыла и фюзеляжа также выполнили трехслойной, утлепластиковой, с сотовым заполнителем. Зато лонжерон крыла на этот раз представляет собой цельную конструкцию из углепластика – от одной законцовки до другой. Поскольку автоклава такого размера не существует, то изготавливался лонжерон методом низкотемпературного отверждения в вакуумных мешках – по сути, кустарным способом. Как известно, у «Вояджера» при полной заправке топливом законцовки крыла могли касаться земли, что даже привело к обламыванию одной из них при взлете во время рекордного полета. Считается, что благодаря новому лонжерону ничего подобного на «Глобал Флаере» не произойдет.
Бэрт Рутан, Ричард Брэнсон и Стив Фоссетт
Интересно, что на самолете с поистине планерным аэродинамическим качеством отсутствуют закрылки, интерцепторы и другие средства повышения сопротивления на посадке. Рутан отказался от них, опасаясь, что они станут источником дополнительного сопротивления в крейсерском полете, а чтобы притормаживать во время захода на посадку, он решил выпускать пару парашютов диаметром 1,83 м. Для сравнения: на всех других самолетах мира выпуск тормозного парашюта в воздухе считается предпосылкой к летному происшествию. И подобных странностей на самолете много, можно сказать, он весь состоит из них.
8 января 2004 г. «Скэйлд Композите» выкатила «Глобал Флаер» из своего секретного ангара на свет божий. Что самолет получился в высшей мере необычный, стало понятно сразу. Судите сами. Так уж повелось в авиации, что после постройки вес летательного аппарата обычно больше расчетного. Так вот, масса пустого «Глобал Флаера» при выкатке оказалась не больше, а меньше расчетной, да на целых 113 кг (на 7,5%)! Однако меры для этого пришлось принять поистине драконовские и малопонятные для авиаторов традиционной (т.е. признающих незыблемость Норм летной годности) ориентации. Например, тормозные парашюты не имеют системы сброса, а при уходе на второй круг двигатель должен «пересилить» создаваемое ими сопротивление. С пневматиков сняли довольно толстый слой резины. Удалили по одному из двух дисков тормозов на каждом колесе. Всю конструкцию рассчитали на перегрузку 2g при взлетном весе вместо требуемых 2,5g. Рутан утверждает, что на высоте, где будет протекать рекордный полет, воздушные порывы не так сильны, чтобы превысить перегрузку в две единицы. Но тут же оговаривается, что самолет должен будет избегать зон атмосферной турбулентности. А как это делать, если на нем нет метеолокатора? На «Глобал Флаере» вообще многого нет из набора, обязательного для самолета такой дальности. В частности, начисто отсутствует противообледенительная система, а единственным обогреваемым элементом является трубка ПВД.
Риск – одна из самых характерных черт проекта, причем главным образом из-за огромного количества топлива на борту. Его доля в максимальной взлетной массе «Глобал Флаера» составляет 83%. Существует опасность, что после частичной выработки оставшийся керосин, переливаясь внутри баков, сможет вызвать низкочастотные колебания конструкции и даже разрушить ее. Кроме того, есть проблема удержания центровки в допустимых пределах. Поэтому Рутан разбил топливную систему на 17 баков, расположенных не только в балках, но и в крыле и фюзеляже, а между ними организовал постоянную перекачку керосина. На «Вояджере» доля бензина составляла 72%, и по весовой отдаче новое творение Рутана превосходит своего предшественника ровно на 39%. Здесь уместно задаться вопросом: неужели за прошедшие двадцать лет авиационные материалы и технологии настолько шагнули вперед, что стало возможным столь радикальное уменьшение веса пустого самолета? Или определенная доля этого снижения получена за счет пренебрежения безопасностью? Часть ответа в том, что на «Глобал Флаере» применен реактивный двигатель, обладающий меньшей удельной массой, чем поршневые моторы «Вояджера». Еще часть – в том, что конструкция планера оптимизирована путем компьютерных расчетов методом конечных элементов, чего также не было у предшественника. На новом самолете – меньший состав экипажа, а значит, меньше кабина, меньше воды, пищи и т.п. Однако подобные рассуждения – лишь теория. Ответы на все вопросы может дать только реальный кругосветный перелет.