Проект реактивного ранца Jetvest

Проект реактивного аппарата конструкции А.Ф. Андреева не дошел до сборки опытного изделия и поэтому не получил широкой известности. Из-за этого первым реактивным ранцем в истории нередко именую другую разработку, созданную за рубежом. Первым «современным» реактивным ранцем считается изделие, созданное американским инженером Томасом Муром. Именно этот ранец стал толчком к началу работ в перспективном направлении и привел к появлению массы других проектов.

Томас М. Мур, а также его коллеги Герман Ф. Бедуэрфтиг и Вернер Фосс, давшие новый толчок перспективному направлению, в первые послевоенные годы работали в команде Вернера фон Брауна. Работая с немецкой конструкторской документацией, американские инженеры ознакомились с наработками в области жидкостных ракетных двигателей, работающих на пероксиде водорода и жидком катализаторе. Подобные системы применялись на различной технике, к примеру, на ракетном истребителе Me-163 Komet. Мур заинтересовался интересной технологией и вскоре представил свой вариант ее нестандартного использования.

По мнению американского специалиста, тяга двигателя на перекиси водорода была вполне достаточна для создания индивидуального летательного аппарата, способного перевозить человека с небольшим дополнительным грузом. Кроме того, подобная силовая установка могла быть выполнена в виде сравнительно компактного агрегата. В результате предварительных расчетов и эскизного проектирования появилось предложение сделать реактивный летательный аппарат в форм-факторе ранца, облегчавшем его использование.


Проект реактивного ранца Jetvest
Макет "Джетвеста" работы Марка Уэллса. Фото Rocketbelts.americanrocketman.com


По некоторым данным, идею изготовления аппарата в виде ранца Мур мог подсмотреть в патенте на изобретение А.Ф. Андреева. В некоторых источниках упоминается, что американский инженер знал о разработке советского изобретателя и принял во внимание некоторые ее особенности.

Первое предложение о создании реактивного ранца появилось еще в 1947 году. Тогда же Мур обсудил возможность создания такой техники с более опытными специалистами. Тем не менее, в течение нескольких следующих лет проект практически не развивался. Только в 1950 году фон Браун помог Муру предложить многообещающий проект военному ведомству и получить финансирование для его реализации. Для проведения необходимых исследований и сборки опытного образца специалисты получили 25 тыс. долларов. Проект получил условное обозначение Jetvest («Реактивный жилет»). Разработка проекта велась в Арсенале Редстоун.

Как следует из патента US3150847, полученного изобретателями в 1964 году, военным предлагалось перспективное транспортное средство, которое можно было использовать для решения массы различных задач. Самое очевидное – переброска солдат по полю боя, а также преодоление различных препятствий, как естественных, так и искусственных. При помощи реактивных жилетов бойцы могли бы забираться на возвышенности, перелетать реки и т.д.

Также предлагались иные способы использования новой разработки. При помощи «Джетвеста» люди могли бы перелетать с корабля на корабль или с корабля на берег и обратно. Его можно было использовать в качестве средства спасения пилотов при катапультировании на малых высотах. Кроме того, реактивный жилет мог использоваться аквалангистами для быстрого перемещения из воды в нужную точку берега. Наконец, в перспективе подобные системы могли войти в состав снаряжения лунных экспедиций. В условиях низкой гравитации Луны реактивные ранцы могли показывать увеличенную эффективность.

Проект реактивного ранца Jetvest
Макет работы Марка Уэллса, вид справа-сзади. Фото Rocketbelts.americanrocketman.com


По-видимому, все подобные доводы привлекли внимание военных, результатом чего стало государственное финансирование разработки. В течение нескольких лет специалисты во главе с Томасом Муром должны были освоить 25 тыс. долларов. В дальнейшем не исключалось дополнительное финансирование. Кроме того, Пентагон мог заказать некоторое количество серийной техники нового типа.

По результатам предварительных исследований был сформирован общий облик перспективного индивидуального транспортного средства. Основным элементом системы Jetvest должна была стать вертикальная опорная платформа с креплениями для всех остальных компонентов. На платформе предусматривалась система привязных ремней, при помощи которой «Жилет» должен был крепиться на теле пилота. На задней поверхности платформы располагались баки для топлива и катализатора, а также баллон для сжатого воздуха. Сверху на платформе располагалась горизонтальная штанга с элементами реактивных двигателей. На груди пилота крепился коробчатый кожух с органами управления.

Принцип работы «Джетвеста» был достаточно простым. Сжатый воздух из баллона должен был выдавливать жидкую перекись водорода из баков и подавать их в камеры сгорания двух двигателей. Под действием катализатора, также подаваемого в камеры сгорания, перекись должна была воспламеняться и сгорать с образованием большого объема парогазовой смеси. По расчетам Мура и его коллег, количество образуемой газообразной субстанции было достаточно для появления нужной реактивной тяги.

Реактивные двигатели с камерой сгорания и расширяющимся соплом располагались на концах опорной штанги. Главной задачей этого агрегата было удаление двигателей на безопасное расстояние от пилота. На первом прототипе реактивного ранца использовалась прямая штанга, однако в более позднем патенте предлагается изогнутая трубчатая деталь. За счет изгиба и вынесения двигателей вперед предлагалось обеспечить прохождение вектора тяги через центр тяжести пилота и ранца. В таком случае, по расчетам авторов проекта, обеспечивалась максимально возможная стабильность полета с минимальным риском нарушения балансировки.

Проект реактивного ранца Jetvest
Томас Мур со своим изобретением. Фото Rocketbelts.americanrocketman.com


В конструкции двигателей предусматривались дроссельные заслонки для изменения количества топлива, поступающего в камеру сгорания. При помощи этих устройств пилот мог менять тягу двигателей для взлета, посадки или маневра по высоте.

Для иных маневров предлагалось использовать отклоняемый вектор тяги. С этой целью двигатели были выполнены подвижными и могли качаться в пределах небольшого сектора вертикальной плоскости. За счет синхронного или дифференцированного отклонения сопел можно было лететь вперед или назад, разворачиваться на месте и т.д.

Управление предлагалось осуществлять при помощи коробчатого пульта, закрепленного на грудных ремнях привязной системы. На пульте располагались все необходимые органы управления. Для осуществления полета пилоту следовало использовать всего три подвижных маховика. На правом боку пульта имелся маховик, управляющий дроссельными заслонками. Под левой рукой пилота имелись два соосных маховика, механически соединенных с приводами качания сопел. Таким образом, правой рукой пилот мог регулировать тягу двигателей, а левой – направление полета и иные параметры.

За счет одновременного поворота обоих левых маховиков вперед или назад обеспечивалось синхронное отклонение сопел для поступательного полета в нужном направлении. Для поворота в нужную сторону следовало изменить вектор тяги одного из сопел путем поворота соответствующего маховика. После этого, по расчетам, аппарат с пилотом должны были развернуться в нужную сторону. Вероятно, при помощи одновременного поворота маховиков в разные стороны можно было развернуться на месте, однако компоновка пульта делала такой разворот крайне сложным или даже невозможным.

Проект реактивного ранца Jetvest
Подготовка к испытаниям. Муру помогают надеть "Реактивный жилет". Фото Rocketbelts.americanrocketman.com


Маховики пульта управления соединялись с дроссельными заслонками и приводами сопел при помощи гибких валов и набора механизмов в пульте и на штанге двигателей. При всей своей простоте такая конструкция обеспечивала требуемую надежность и удобство управления. Кроме того, она почти не сказывалась на общем весе всего аппарата.

Первый образец перспективного «Реактивного жилета» конструкции Мура, Бедуэрфтига и Фосса, спроектированный при содействии В. Фон Брауна, был собран в 1951-52 годах. Вскоре после окончания сборки специалисты приступили к испытаниям аппарата. С целью проверки работоспособности отдельных систем и всего изделия в целом было решено начинать тесты без использования огнеопасной перекиси водорода. Предпринимать попытки взлететь следовало только после проверки систем на герметичность и работоспособность.

Пилотом-испытателем стал сам автор проекта, Томас Мур. Несмотря на минимальные риски, в ходе испытаний принимались все необходимые меры предосторожности. Пилот использовал защитный комбинезон, каску и защитные очки. Кроме того, во избежание незапланированного подъема в воздух пилот и его «Реактивный жилет» были привязаны к испытательному стенду. Система дополнительных ремней и тросов ограничивала перемещение пилота и «Джетвеста». К счастью, все испытания прошли без аварий, однако предосторожности не были лишними.

Первые испытания аппарата Jetvest проводились с целью проверки герметичности топливной системы и силовой установки. Для этого баки наполнялись сжатым воздухом, который впоследствии стравливался через сопла штатным образом, имитируя подачу перекиси водорода. В дальнейшем для испытаний применялся сжатый азот, так же служивший имитацией полноценного горючего. Только после всех проверок аппарат планировалось заправить пероксидом водорода и провести полноценные испытания с подачей и сгоранием топлива.

Проект реактивного ранца Jetvest
Испытания аппарата. Фото Rocketbelts.americanrocketman.com


Проверка «Реактивного жилета» с полноценной заправкой топливом производилась на специальном стенде с ямой для отвода реактивных газов и привязной системой для страховки пилота. Также испытательный стенд оснащался приборами для измерения тяги летательного аппарата. В ходе этого этапа испытаний Мур совершил несколько небольших кратковременных подъемов в воздух, израсходовав достаточно большое количество топлива. Высота подъема не превышала 0,5-1 м, однако и в таком случае Jetvest хорошо показывал свои возможности. По некоторым данным, в ходе испытаний два малогабаритных двигателя развивали тягу на уровне 300 фунтов (около 135 кг), что было достаточно для подъема в воздух пилота с реактивным аппаратом и небольшого груза.

После завершения предварительных испытаний работу перспективного реактивного аппарата продемонстрировали военным. Те оценили успехи инженеров, однако не одобрили продолжение работ. Проект Jetvest сочли слишком сложным и непригодным для практической эксплуатации. Подобные системы, по мнению специалистов, могли найти применение только в отдаленном будущем. Пентагон прекратил финансирование проекта. Не имея денег для продолжения работ, команда Мура была вынуждена заняться другими проектами.

После официального прекращения работ по «Реактивному жилету» Томас Мур и его коллеги продолжили участвовать в создании ракетной техники. В частности, сам Мур после этого занимался системами наведения боевых ракет. Тем не менее, изобретатель не бросил многообещающее направление, хотя и был вынужден вести все работы в инициативном порядке.

В течение нескольких следующих лет Мур и его коллеги-энтузиасты продолжали развивать конструкцию «Джетвеста» с целью повышения характеристик и удобства использования. Лишь в 1961 году, после массы доработок проекта, Мур и Бедуэрфтиг подали заявку на получение патента. Соответствующий документ, закрепляющий их авторство и заслуги, был выдан в сентябре 1964-го.

Проект реактивного ранца Jetvest
Общая схема аппарата из патента 1964 года


Ввиду отсутствия поддержки со стороны потенциального заказчика все новые работы Мура и его коллег не привели к каким-либо заметным результатам. Реактивные ранцы по-прежнему считались устройствами далекого будущего, разработка которых в настоящее время не имеет смысла. Подлеты начала пятидесятых годов так и остались самым большим успехом проекта Jetvest. Поздний модернизированный вариант этого устройства, отличавшийся усовершенствованной силовой установкой и некоторыми другими особенностями, не изготавливался и не испытывался.

Как и другие новаторские проекты, Jetvest Мура имел положительные и негативные особенности. К первым, несомненно, можно отнести жизнеспособность проекта и факт существования опытного образца. Кроме того, американские инженеры смогли создать достаточно удачную силовую установку с встроенными системами управления. В сочетании с относительно простым ракетным двигателем на перекиси водорода все это могло дать реактивному аппарату путевку в жизнь.

Тем не менее, аппарат не был лишен недостатков. Самый заметный из них – специфическая и не самая удобная конструкция органов управления. Управлять двумя соплами предлагалось при помощи трех маховиков, причем за управление по курсу отвечала левая рука. Пилоты-правши вряд ли бы одобрили это. Кроме того, связь органов управления с механизмами сопел осуществлялась через гибкие валы. Ввиду важности эти механизмы должны были иметь высокую надежность.

По понятным причинам, общий вес конструкции в рабочем положении ограничивался физическими возможностями пилота. Поэтому «Реактивный жилет» Мура, равно как и другие подобные аппараты, имел сравнительно небольшой запас топлива. Нескольких литров перекиси водорода, помещенной в два бака на спине пилота, хватало не более чем на несколько десятков секунд полета с минимальной тягой. При подъеме или маневрировании расход топлива увеличивался. Из-за этого максимальные скорость, высота и продолжительность полета оставляли желать лучшего.

Проект реактивного ранца Jetvest
Общая схема двигателя из патента


Наконец, полноценной практической эксплуатации «Джетвеста» мешала дороговизна топлива. Пероксид водорода не был удобным топливом с точки зрения экономики. Кроме того, массовое освоение подобной техники армией потребовало бы менять логистику войск, чтобы обеспечить подразделения горючим для реактивных ранцев.

Специфический список положительных и отрицательных особенностей в результате сказался на дальнейшей судьбе перспективного проекта. Имеющиеся минусы перевесили ожидаемые плюсы, из-за чего военные не решились продолжать финансирование работ. В итоге армия не стала закупать изделия Jetvest, но вместе с этим не получила массу проблем, связанных с их эксплуатацией.

Следует отметить, опыты Томаса Мура и его коллег уже в пятидесятых годах привели к появлению нового аналогичного проекта, автором которого стал однофамилец изобретателя. В середине пятидесятых годов группа инженеров компании Bell во главе с Венделлом Муром начала работу над своим собственным проектом, но это уже совсем другая история.


По материалам сайтов:
http://thunderman.net/
http://rocketbelts.americanrocketman.com/
http://realart.com/
http://planeta.by/


Патент на изобретение:
https://www.google.com/patents/US3150847
Автор: Рябов Кирилл


Мнение редакции "Военного обозрения" может не совпадать с точкой зрения авторов публикаций

CtrlEnter
Если вы заметили ошибку в тексте, выделите текст с ошибкой и нажмите Ctrl+Enter
Читайте также
Комментарии 4
  1. sa-ag 28 октября 2015 07:51
    22 секунды полета
  2. gridasov 28 октября 2015 10:44
    Ничего нельзя создать эффективного в данной тематике вопроса если не использовать того потенциала , который скрыт в энергии структуры вещества воздуха или воды. И разумеется , что вопрос управляемой длительности полета так же актуален как и все остальные "мелочи", от которых зависит жизнь пилота и вообще смысл подобных разработок. Физика и только понимание физики процесса позволит сделать первый шаг в реальном воплощении идеи.
  3. WhoWhy 28 октября 2015 22:34
    "Сжатый воздух из баллона должен был выдавливать жидкую перекись водорода из баков и подавать их в камеры сгорания двух двигателей. Под действием катализатора, также подаваемого в камеры сгорания, перекись должна была воспламеняться и сгорать с образованием большого объема парогазовой смеси."
    С точки зрения химика - это полный абсурд. lol
    1. Алекс 22 ноября 2015 13:17
      Согласен, но не судите строго: Кирилл - замечательный инженер, но, как и многие, не очень хорошо знаком с химией, отчего и наделал несколько ляпов. Перекись - не топливо, а сильный окислитель, сама, естественно, гореть не может. Топливом, ЕМНИП, там является спирт, хотя читал, что испытывали и легкие фракции бензина. А так вполне удобочитаемо и познавательно. В одном из номеров "Т - М" как-то в годы эдак 70-е уже появлялась информация о летающем ранце, вижу, идея не умерла, хотя и разрабатывается в инициативном порядке. Вопрос только в том, какая ниша у этого необычного ЛА? Говорить о военном применении, ИМХО, несколько оптимистично и, во всяком случае, сильно преждевременно. Для гражданского применения - довольно дорогая и опасная игрушка (о перекиси я как-то писал, проблем там было немало).

      А так Кириллу огромное спасибо за этот небольшой цикл публикаций. Как всегда сжато, ёмко и интересно. "+"!

Информация

Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.
Картина дня