Бурт Рутан - гений авиастроения

Потом к факту существования самолётов попривыкли, и единственными героями остались лётчики, покорявшие воображение дальними перелётами или немыслимым пилотажем. Например, у нас все знают русского лётчика Нестерова; но многие ли скажут, на каком самолёте, какого конструктора, он выполнил свою знаменитую петлю?

Первая мировая война поставила самолёт в один ряд с другими массовыми порождениями технического прогресса. Новые конструкции и достижения авиации сошли с первых полос газет, сделавшись лишь предметом интереса специалистов – и тех, для кого она стала увлечением. Время от времени какие-то события становились мировой сенсацией – как это было с первым одиночным перелётом через Атлантический океан или первым беспосадочным полётом из СССР в США через Северный полюс. И опять: множество культурных людей в наши дни вспомнит, что это свершения Чарльза Линдберга и Валерия Чкалова с товарищами. Но кто знает, что трансатлантический «Спирит оф Сент-Луис» был изготовлен фирмой «Райан», а разработкой чкаловского АНТ-25 в КБ Туполева руководил Павел Осипович Сухой?

Сейчас имена выдающихся авиаконструкторов прошлого на слуху только в той мере, в какой они увековечены в названиях созданных ими фирм – тех, которые продолжают существовать в наши дни, поглотив своих менее счастливых конкурентов. Создание современного самолёта – канонический пример коллективного труда сотен и тысяч людей; никому и в голову не придёт интересоваться их фамилиями.

Но одно исключение всё же есть. Его зовут Берт Рутан, и это имя лишь немногим уступает по популярности именам мегазвезд шоу-бизнеса и спорта, главных политических лидеров и модных кутюрье.

Рутан стал всемирно популярным в 1986 году, когда на самолёте его конструкции «Вояджер» впервые в истории был совершён беспосадочный облёт вокруг земного шара – длина трассы действительно немного превысила длину экватора нашей планеты. И что интересно, чего не было уже многие десятилетия: имя конструктора известно шире, чем имена пилотов этого рекордного перелёта.

Дик Рутан и Джина Йигер – экипаж кругосветного перелёта

Почему так? Почему из 1920-х запомнили Линдберга, а не Райана, а сейчас Берт знаменит больше, чем его брат Дик и Джина Йигер, более девяти суток управлявшие «Вояджером» в рекордном полёте, и Михаэль Милвилл, выигравший «Х-приз» на рутановском «Спейс Шип-1»?

Да, Альберт «Берт» Рутан стал знаменит на весь мир после кругосветки «Вояджера». Но специалисты, «фанаты» авиации и самые широкие круги «околоавиационной» общественности знали и ценили его и раньше.

Сантос-Дюмону и братьям Вуазен легко было удивлять современников своими аэропланами – их просто не с чем было сравнивать, тогда ещё не было никакой «классики», привычного и проверенного опытом облика самолёта. Любое взлетевшее сооружение производило сильнейшее впечатление самим фактом передвижения по воздуху. Не то теперь: любой обыватель знает, как должен выглядеть самолёт, будь то пассажирский лайнер, истребитель или легкомоторная машина для туристов и лесных патрулей. А любой инженер знает, из чего она должна быть сделана.

Однако самолёты Рутана всегда, начиная с самого первого, очевидно отличались от подавляющего большинства существующих конструкций, и степень этого отличия колеблется от «серьёзно» до «кардинально». Их беспрецедентная оригинальность обусловлена сочетанием двух признаков: из чего сделан самолёт и как он сделан. То есть: основной конструкционный материал и аэродинамическая схема.

Берт Рутан все свои самолёты, кроме самых первых, и даже космические корабли строит почти целиком из композитных материалов; и зачастую именно эти материалы только и делают возможной реализацию задуманной аэродинамической схемы. А схемы у самолётов Рутана – самые экзотические.

Первой его разработкой стал «Вари-Вигген», построенный 1972 году – в том году будущий знаменитый конструктор покинул ВВС США, где работал гражданским инженером по лётным испытаниям на авиабазе Эдвардс. Слово «Вигген» в названии машины появилось благодаря шведскому истребителю СААБ J-37 «Вигген», имевшему редкую в то время схему «утка» – когда горизонтальное оперение расположено не позади крыла, а впереди его. У такой схемы есть свои проблемы, поэтому Рутан с самого начала решил, что будет постепенно отрабатывать конструкцию, меняя геометрические параметры крыла и оперения. Отсюда – приставка «Вари» в названии самолёта.



Надо сказать, что автор необыкновенных конструкций имеет свои, весьма своеобразные, взгляды на будущее гражданской авиации. Точнее говоря, воздушного транспорта и его роли в жизни обыкновенных людей.

Он рассуждает примерно так – для понятности применим знакомые отечественные названия, сути это не меняет. Если вы хотите добраться из Рыльска, что в Курской области, в Клин на самолёте, то вам придётся доехать до Курска, там сесть на Ту-134 или Боинг 737, а от Москвы наземным транспортом добираться до Клина. Это по воздуху; а по земле придётся ехать, скажем, автобусом до того же Курска, поездом – до Москвы, и потом на электричке до Клина. Зачем это, если у вас есть автомобиль? Вы просто сядете в него и проедете из Рыльска в Клин по оптимальному маршруту.

Так вот, говорит Рутан, самолёт должен стать для человека, для семьи тем же, чем сейчас является автомобиль. Причем это произойдёт не когда-нибудь в далеком будущем, а уже лет через 15–25.

Понятно, что для этого нужны доступная и понятная навигационная система, чтоб не заблудиться в полёте. И, конечно, исключительно надёжные, очень простые в управлении самолёты, дешёвые в эксплуатации и – важно! – максимально безопасные в аварийных ситуациях.

С навигацией сейчас налаживается – приёмники спутниковых систем компактны, их использование становится всё более рутинным делом. А созданию такого самолёта во многом и посвящено творчество Альберта Рутана.

Исследуя вопросы повышения безопасности, конструктор в 1993 году построил «Бумеранг» – двухмоторный самолёт на одного летчика и пять пассажиров. Двухмоторный – это понятно, два двигателя надежнее одного. Сложности наступают, когда один из них отказывает: лететь-то самолет может, но для управления им в такой ситуации нужен опыт профессионала или спортсмена. Откуда ему взяться у десятков миллионов простых смертных? Вот в «Бумеранге» Рутан и постарался решить эту проблему – чтобы отказ одного из двух двигателей не приводил к опасному усложнению техники пилотирования.



Очень интересный самолёт был создан в рамках программы АТТТ. Под эгидой ДАРПА – государственного агентства по перспективным военным разработкам – исследовалась концепция транспортного самолёта нового поколения с коротким взлётом и посадкой. Рутан по своему обыкновению предложил необычную схему: два тандемно расположенных крыла, соединённых длинными гондолами двигателей, причём заднее крыло было основным и имело большую длину, чем переднее. Хвостовое оперение было выполнено Т-образным. В соответствии с контрактом был построен и испытан опытный самолёт уменьшенного размера (62% проектной величины). Он совершил свой первый полёт 29 декабря 1987 года, и его необычная аэродинамическая компоновка обеспечила ему прекрасные характеристики укороченного взлёта и посадки – в чём и состояла поставленная задача.

Среди образцов продукции «Скейлд Композитс» есть и самый настоящий боевой самолёт. Оценить его совсем уж футуристический дизайн могут те, кто видел фильм «Асы. Железный орел-III» – на нём летает главный злодей. Рутан построил его по собственной инициативе, после участия в 1980-х годах в качестве консультанта в поисковой программе по созданию лёгкого самолёта для борьбы с боевыми вертолётами и непосредственной поддержки войск на поле боя. Тогда эта программа не получила развития, но интерес к таким машинам продолжает существовать.

Однодвигательный, одноместный штурмовик АРЕС (ARES) более чем на 50% выполнен из композитных материалов. Аэродинамическая схема – «утка», заднерасположенное крыло имеет двойную обычную стреловидность, переднее горизонтальное оперение – отрицательную. Два серповидных киля установлены на тонких балках, выступающих за заднюю кромку крыла.

АРЕС. Здесь хорошо виден воздухозаборник

Наибольшее влияние на формирование облика самолёта оказало намерение установить на нём 25-миллиметровую пушку GAU-12/U с вращающимся блоком из пяти стволов. Эта пушка (называется «Эквалайзер») была создана специально для самолёта морской пехоты AV-8B «Харриер» 2. Для неё был предусмотрен солидный боезапас: 220 снарядов. Для сравнения: две 30-мм пушки перехватчика МиГ-19, весившего раза в три больше, чем АРЕС, имели по 70 снарядов «на ствол». Пушку смонтировали в правой части фюзеляжа. Машина лёгкая, пушка мощная, с сильной отдачей… Чтобы исключить рысканье по курсу при стрельбе, фюзеляж пришлось сдвинуть на 76 см от середины крыла. Опять асимметрия, но это еще не всё.

А здесь – пушка

Пушка вместе с боекомплектом заняла весьма значительную часть фюзеляжа; куда ставить двигатель? Его разместили слева от пушки под углом к продольной оси самолёта, воздухозаборник вывели на левый борт, а систему выхода газов сделали искривленной, чтобы привести в норму направление вектора тяги. Дополнительное преимущество: пушка справа, воздухозаборник слева, – пороховые газы не попадают в двигатель, что могло бы привести к его неустойчивой работе и даже остановке.

Вот такая компоновка – как будто никто в мире раньше не занимался боевыми самолётами, как будто не наработано почти за столетие классических схем, проверенных многотысячными тиражами. Кто, кроме Берта Рутана, смог бы такое задумать и реализовать?

Самолёт совершил первый полёт в феврале 1990 года, а в 1993-м снимался в боевике. Однако не следует думать, что это просто некое приспособление для кинематографических трюков. Это реальная боевая машина: кроме пушки, на неё можно подвешивать ракеты класса «воздух-земля» и «воздух-воздух», есть отсек для разведывательной аппаратуры, а кабина, защищённая кевларовой броней, имеет катапультируемое кресло пилота и наддув для защиты от оружия массового поражения.

С турбовентиляторным двигателем тягой 1340 кг самолёт при весе 2,8 т имеет максимальную скорость у земли 650 км/ч, что более чем достаточно для борьбы с танками и вертолётами; на высоте его скорость больше, 750 км/ч. Но главное его лётное достоинство – поразительная, несравненная маневренность. Скорость разворота при полном боевом снаряжении составляет 36 градусов в секунду – как у самых маневренных истребителей-бипланов конца 1930-х годов! Массовый американский истребитель F-16С, сконструированный специально для воздушного боя на коротких дистанциях, способен лишь на 10,6 градуса в секунду…

Перспективы приобретения АРЕСа для ВВС США неясны, но он вполне может быть куплен развивающимися странами, которым «не по карману» приобретение классических современных боевых самолётов. Стоимость же этого штурмовика в серийном производстве должна составить, в зависимости от комплектации, 1–2 млн. долларов, что очень недорого для сегодняшнего дня.

Много, очень много образцов летающей техники создал выдающийся авиаконструктор современности, единственный в своем роде Альберт «Берт» Рутан. Образцов, исключительная новизна которых всегда была средством для решения конкретных и очень непростых проблем переднего края аэрокосмической науки и техники. Велик список его наград и учёных степеней в многочисленных институтах и университетах, причём последние присуждались ему, как правило, «гонорис кауза» – по совокупности достижений. Он имеет колоссальный авторитет и глобальную известность в авиационно-космических кругах.

А в 1986 году состоялся качественный переход – «широкая известности в узких кругах» превратилась в общемировую популярность. Произошло это благодаря действительно эпохальному событию – первому в мире кругосветному беспосадочному, без дозаправок в воздухе, перелёту очередного детища Берта Рутана – самолёта Модель 76 «Вояджер».



К этому времени у квалифицированных «болельщиков» уже не было сомнений, что Рутан вышел на лидирующую позицию в этой гонке. Его соперники трудились в основном над простейшими системами: ракета с вертикальным стартом и посадка на парашюте или параплане. Были проекты и позамысловатее: со стартом с буксира за Боингом-747 или с подвески аэростата; немногие планировали горизонтальный взлёт и посадку на аэродром либо на воду. Российские участники намеревались использовать в качестве носителя для взлёта высотный исследовательский самолёт М55 «Геофизика» конструкции КБ имени Мясищева, а для посадки – тот же параплан.

Схема Рутана – сложнее и совершеннее. «Белый рыцарь» представляет собой экзотического вида двухбалочный моноплан с крылом, подобным заднему крылу упоминавшегося «Протеуса» – «обратная чайка», – только законцовки у «Рыцаря» отогнуты вверх. Т-образное хвостовое оперение установлено на боковых балках причудливой формы, которые несут также колеса шасси. Самолет имеет два реактивных двигателя; вряд ли стоит говорить, что его конструкция – как, впрочем, и у космической ступени –почти полностью композитная.



Потом начинается спуск, он занимает около 20 минут, проходит в режиме планирования и завершается самолётной посадкой. Скорость на спуске порядка трёх звуковых, так что специальной системы термозащиты конструкции, подобной известным плиткам шаттла и «Бурана», не требуется. Спуск – самый сложный этап полёта с точки зрения аэродинамики и управления, выдерживание заданного положения аппарата – примерно 70° к направлению полёта носом вверх – обеспечивается конструкцией крыла, задняя половина которого отклоняется и играет роль балансировочного щитка. На высоте 24 километра крыло принимает первоначальное положение, далее происходит обычный спуск с необходимым маневрированием и посадка.

Всё это было впервые произведено 21 июня 2004 года, управлял кораблем Михаэль Милвилл. А в октябре того же года, после пары полётов, выполненных в соответствии с правилами конкурса, Берт Рутан по справедливости – и отнюдь не неожиданно – стал обладателем «Х-приза».

***

Что же дальше?

На рубеже тысячелетий в обиход человечества вошло новое словосочетание – космический туризм. Может быть, учредители и попечители «Х-приза» поначалу и не имели в виду чего-то подобного, но после 2001 года информация о событиях, относящихся к конкурсу, стала тесно увязываться в прессе с темой космического туризма. Оно и понятно: успех кого-то из соревнующихся обещал дешёвое транспортное средство, без которого массовый «вывоз» досужих непрофессионалов за пределы атмосферы не мог бы состояться. Немецкий эксперт Фабиан Айлингсфельд в 2003 году так и определял задачу конкурса: привлечь внимание общественности, добиться крупных инвестиций и на основе победившей конструкции разработать транспортные системы для суборбитальных или даже орбитальных круизов, а также для дешёвого выведения спутников и сверхбыстрой доставки почты и пассажиров.

Теперь победившая конструкция имеется, и её создатель всерьёз увлёкся идеей коммерческого освоения околопланетного пространства в качестве новой среды для экстремального отдыха. Развитием «Спейс Шип-1» станет «Спейс Шип-2» (Space Ship Two), уже на восемь пассажиров. Нашелся и инвестор; характерно, что им стал тот же Ричард Бренсон, который, как мы помним, финансировал затею Стива Фоссета с одиночным перелетом вокруг света. Видимо, успех «Глобал Флайера» окончательно убедил его в надёжности бизнес-планов «Скэйлд Композитс» и достоверности предначертаний её главного конструктора.

А главный конструктор проектирует следующий суборбитер, который будет значительно лучше предыдущего. Мало того, что он будет брать в четыре раза больше пассажиров; этим пассажирам будут предоставлены значительно более комфортные условия: шаг кресел будет больше, их можно будет откинуть в горизонтальное положение, чтобы пожилым людям было легче переносить перегрузки. Правда, туалета не будет и в новом корабле; зато он будет подниматься на 135–140 километров, что даст туристам дополнительные полторы минуты космических впечатлений.

Под новые планы сэр Ричард организовал специальное отделение своей фирмы – «Вирджин Галактик». Он уже заказал Рутану флот из пяти восьмиместных аппаратов, начать эксплуатацию которых собирается в 2008 году. А в 2007-м Брэнсон начинает строительство первого коммерческого космопорта в штате Нью-Мексико – соглашение с властями уже достигнуто, и проект космопорта разработан.



А что же сам Берт Рутан? Пишут, что после завершения работ по «Спейс Шипу-2» он собирается сделать перерыв в конструировании и заняться коммерческой стороной проекта. Интересно, сможет ли это получиться у человека, который за 30 лет создал 30 моделей летательных аппаратов – и каких моделей! А тут ещё у «Х-приза» появилось продолжение: американский предприниматель Роберт Бигелоу собирается заплатить уже 50 млн долларов частной компании, которая сможет без участия государства построить аппарат, способный выйти на устойчивую околоземную орбиту. Неужели великий Берт останется в стороне от такого дела?

Честно говоря, не верится…