О Сайте Об Агентстве Услуги предприятиям отрасли

Разные мысли о летательных аппаратах нетрадиционных схем

Когда обычный человек, даже часто летающий пассажиром, стоит у окна аэропорта и смотрит на стоящие внизу авиалайнеры, он видит длинный ряд совершенно одинаковых на его взгляд самолетов

Когда обычный человек, даже часто летающий пассажиром, стоит у окна аэропорта и смотрит на стоящие внизу авиалайнеры, он видит длинный ряд совершенно одинаковых на его взгляд самолетов. Ему обычно кажется, что европейский Эрбас А320 от американского Боинга 737 отличается только окраской - статистика свидетельствует, что большинство покупателей авиабилетов не интересуется типом самолета, на котором придется лететь. И действительно, Боинг 737 и А320 имеют одинаковую компоновку, и даже специалисту бывает сложно отличить - если не ему в данный момент не видно каких-то присущих именно этим изделиям "родовых признаков", например, разной конструкции остекления кабины летчиков. Но даже вроде бы запоминающиеся силуэты Ил-96, Ту-204, Боинга 747 и А380 как-то теряются в общем разноцветном строю себе подобных у перрона аэровокзала.

Но вот тот же самый человек попадает в авиационный музей или на выставку, например, в Ле-Бурже или на МАКС… Он видит там те же самые привычные самолеты, и их большинство. Но (о чудо!) - летательные аппараты, оказывается, бывают разные. И некоторые из них просто поражают воображение необычными, какими-то совершенно неземными формами. Как будто это космические корабли пришельцев или сказочные птицы из неведомых стран. Но почему конструкторы сделали их такими? Для начала надо сказать, что тот привычный облик самолета и вертолета сложился не сразу и не так просто, и обстоятельство, которое это определило, было не из приятных - называлось оно первой мировой войной. Семнадцатого декабря 1903 года человечество приступило к новому этапу штурма Пятого океана - воздушных пространств над своей планетой. В этот день впервые взлетел оснащенный мотором летательный аппарат тяжелее воздуха "Флайер I", построенный американцами братьями Уилбуром и Орвиллом Райт. К тому времени уже более века люди использовали воздушные шары. Появились управляемые аэростаты - дирижабли. Уже оторвались от Земли первые безмоторные аэродинамические летательные аппараты - планеры. Были построены и первые ЛА тяжелее воздуха с двигателями, но летали они до того только в воображении своих создателей да сочувствующих им журналистов, которым было все равно из чего делать сенсацию дня. Но вот свершилось - он на самом деле летит!

Американские предприниматели - люди серьезные, и братья Райт были именно таковы. Они сразу стали делать все по науке. Вот только она сама от них пока нос воротила, предпочитая поддерживать не каких-то там "велосипедистов" (почтенная семья Райт держала в Дайтоне в глуши штата Огайо веломагазин и ремонтную мастерскую), а собственные корпоративные интересы и "своих". Например, Самюэля Пирпонта Лэнгли - выпускника Английской и Бостонской Высших школ сотрудника Военно-морской академии США, Гарвардского и Питтсбургского университетов, Обсерватории Аллегейни, а также Смитсоновского института, учредившего приз за первый такой полет. Но дело не в их дрязгах и бесконечных судах по поводу приоритета, а в том, что никто, ни ученый Лэнгли, ни самоучки братья Райт, ни братья Фарман, ни братья Вуазен, ни братья Шорт, никто вообще из первых авиаторов не знали тогда, как должен выглядеть аппарат, который французы назовут аэропланом, а русский поэт Хлебников - самолетом. Потому в отношении первых образцов аэропланов говорить, что они были сделаны в какой-то нетрадиционной схеме, наверное, неправомерно за отсутствием в то время должных "традиций". Наоборот, сделанные в привычном сегодня виде бипланы с однокилевым хвостовым оперением Сикорский С-5 или монопланы Блерио XI и Этрих "Таубе" выглядели как раз необычно на фоне трудно поддающейся классификации пестроты инженерных перлов авиаконструкторов начала ХХ века, более напоминающих странную помесь арбы и книжной этажерки, нежели самолет.

Да и существовала ли вообще способная твердо сказать "делай именно так!" авиационная наука в то время, когда аэроплан мог построить каждый, кому доставало смелости сесть за его рычаги самому или посадить товарища, а популярная книжка тех лет советовала первым долгом для этого "сходить в лавку к столяру и купить сосновых реек и бамбуку"? Наука-то была, да не совсем такая. Сопромат и строительная механика уже учили создавать легкие и прочные конструкции, аэрогидродинамика умела определять ветровую нагрузку на парус, считать сопротивление корпуса и тягу гребного винта судна. Тогда уже умели испытывать все это на моделях и натурных образцах, сравнительно перенося точно перенося результаты на реальные условия. Умели, наконец, проектировать и строить моторы внутреннего сгорания заданной мощности. Но это, пожалуй, и все. Причем все это пока применялось только для водного и наземного транспорта, и даже дирижабли строились по "нелетному канону". Создание авиационной науки Но вот рядом с кумирами дам и газетчиков красавцами-авиаторами в романтически пропахших бензином кожанках и пробковых шлемах стали появляться убеленные сединами профессора и солидные господа с дипломами инженеров. Они уже предпочитали не пачкать руки машинным маслом, и (боже упаси!) не садились сами за штурвал, но с энтузиазмом принялись за создание той самой авиационной науки и соответствующих ее статусу учреждений. В России сплотил вокруг себя преданных учеников Николай Егорович Жуковский, в Англию приехал румын Анри Коанда, в Германию, которая уже имела собственного теоретика авиации Людвига Прандтля - венгр Теодор фон Карман, в США успешно подвизался на ниве авиационной теории упомянутый уже Лэнгли.

В 1909 г. в Великобритании на призванном делать военные летательные аппараты Королевском самолетостроительном заводе (RAF) была проведена реорганизация и созданы административный отдел, конструкторское бюро, а также департаменты химии, физики, металлургии и беспроволочного телеграфа. Руководство предприятия и его суперинтендант (директор) офицер британской армии О’Горман поняли, что время интуитивного копирования полета птиц кончилось и надо опираться на науку. В том же году в Лондоне появился Консультативный комитет по аэронавтике - первое в мире государственное учреждение, которое должно было определять национальную политику в этой области. Эту систему стали копировать в той или иной мере и другие авиационные державы. Это было время не только первых полетов, но и преображения морского флота - появились подводные лодки, сверхскоростные крейсера и эсминцы с турбинными ходовыми машинами, были спущены на воду дредноуты, эти самые дорогие транспортные средства в мире. Сухопутные армии принимали на вооружение скорострельные ружья и пушки, сверхтяжелые гаубицы и мортиры, пулеметы, бронеавтомобили и бронепоезда, телефон и радио, нарождалась "военная химия". Все это с чудовищной силой пожирало бюджеты держав, пустившихся в безудержную гонку вооружений, и авиационная наука тоже оказалась далеко не дешевым удовольствием. Если раньше аэроплан можно было построить за неделю, и был даже один, называвшийся Seven Days Bus, "Семидневный автобус", то теперь дело занимало месяцы. А время, как сказал Карл Маркс, это деньги, и миллионер Морган с ним согласился. Тем временем, на ставших аэродромами бывших ипподромах и в превратившихся в авиазаводы мастерских между конструкторами и пилотами с горящими от возбуждения глазами стали деловито сновать люди совершенно иного сорта. Коммерсанты-кредиторы с бегающим взглядом, скучные адвокаты - представители заказчиков при деньгах, самоуверенные лощеные офицеры - те же заказчики, но в погонах, и точно знающие себе цену государственные чиновники теперь учили конструкторов, дипломированных инженеров и профессоров как им надо делать самолеты. И ведь кое в чем они были правы!

Но правота их стала видна не сразу. Только начавшаяся летом 1914 года кровавая и железная, насквозь провонявшая пироксилином и бензином Большая всемирная мясорубка расставила все по своим местам. Вот где все три закона диалектики, переход количества в качество, единство и борьба противоположностей и отрицание отрицания, показали всю свою мощь. В равной мере проявились эти жесткие законы природы и общества и в авиации. Она быстро росла количественно, и это неизбежно сказывалось на ее качестве - из искусства одиночек воздухоплавание превращалось в ремесло масс. Если раньше каждый авиатор был настоящим гением, то теперь "средний конструктор разрабатывал аппарат, который делал средний рабочий для среднего летчика" и стало их многие тысячи, каждый со своими достоинствами и изъянами. Конечно, заказчики в штабах и министерствах не забывали от конструкторов требовать, чтоб их новый самолет летал "выше, дальше, быстрее", но на первый план постепенно выползали условия простоты в управлении, безопасности, надежности, прочности, ресурса, ну и конечно - куда же денешься! - дешевизны и быстроты поставок.

Генерал Нивель не может ждать и переносить на май намеченное на апрель 1917-го грандиозное наступление на выгнутом крутой дугой фронте от Арраса до Реймса только лишь из-за того, что господа конструкторы Деляж на фирме "Ньюпор" и Бешеро на заводе SPAD слишком долго возятся со своими новыми самолетами и из-за этого воздушные силы до сих пор не перевооружены. Но как конструктору примирить противоположности указанных выше борющихся друг с другом требований и создать то гармоничное единство, которое именуется совершенством конструкции? Именно для решения этого вопроса и была создана авиационная наука. Это она, наука, выдвигает новую мысль - философы называют ее "тезисом". Эта мысль-тезис воплощается в изделие. Это изделие поступает на фронт, и там сталкивается даже не с одним, а со многими антитезисами в виде финансовых и производственных условий, в которых оно было создано, воздействия управляющих им людей и противостоящих ему стихий природы, в которых оно работает, наконец, оно оказывается среди других таких же идей-антитезисов - изделий, творений товарищей-конкурентов и противников, взаимодействует и борется с ними. В этом жестком, этом подчас смертельном столкновении рождается синтез тезиса и антитезиса, который представляет собой тоже идею, мысль, тезис, но уже качественно нового уровня - это и есть прогресс, отрицающий, отбрасывающий, да просто сметающий все преграды на своем пути.

Но вернемся от чистой философии к нашему примеру с генералом Нивелем. Его и союзников-англичан ждал полный провал. И катастрофа разразилась не только на суше, но и в воздухе - немецкая авиация разгромила объединенный воздушный флот Западной Антанты в боях кровавого апреля 1917 года. Из этого был сделан простой вывод: чтобы военно-воздушные силы поспевали вовремя и были, что называется, на высоте, надо поменьше экспериментировать, а уж если сделанный дорогостоящий и трудоемкий опыт удался, результаты его надо использовать повсеместно и по максимуму. Вне зависимости от "взглядов на жизнь" некоторых не в меру оригинальных конструкторов. На фронте никому не нужен массовый и дешевый, но никуда не годный "летающий гроб", однако и баснословно дорогое чудо техники, которое будет готово только "в шесть часов вечера после войны" военное министерство оплачивать резонно не хотело. Еще острее стоял вопрос пригодности новых самолетов к эксплуатации, их надежности и безопасности.

Чтобы не прогадать, авиаконструктор уже не мог создавать новый самолет "прямо на верстаке", ему нужен был аэродинамический, весовой и прочностной расчет, продувки, статические и частотные испытания и многочисленные эксперименты, и многое из этого он уже не мог сделать сам, а заказывал в специально организованных для этого учреждениях - институтах и лабораториях. Именно переход количества авиации в ее новое качество, единство и борьба противоположностей в лице требований, качеств, условий производства и применения, а также отрицание отрицания этих и противостоящих им тезисов, синтезирующих новое качество авиации, и привели к тому, что компоновка и конструкция самолета приобрели устоявшийся вид. Типовой самолет имел один фюзеляж, в передней части у центра масс которого находились крылья - одно или несколько с элеронами для управления по крену, а в задней - оперение для поддержания курсовой и продольной устойчивости и обеспечения управляемости в этих каналах. На углубленные исследования именно такой компоновки самолета были брошены все силы и средства, а остальные направления питались по остаточному принципу. Первый виток спирали развития авиации тем самым завершился. Дальше было много чего. Дерево замелил металл, а затем металл стали вытеснять композиты. На моторах появились редукторы, компрессоры, различная автоматика и электроника, а затем "поршни были заменены турбинами". Аэродинамика приспосабливалась ко все большим скоростям, высотам и величинам полетного веса и перегрузок. Все это заставляло меняться конструкцию и технологию производства. Пилот и пассажиры оказались закрыты кабинами - сначала просто от набегающего потока, потом герметичными с искусственной атмосферой - и так виток за витком, всего не перечесть. Но большинство самолетов по-прежнему вписывались в приведенный чуть выше стандартный облик. У развившегося вслед за самолетами весьма обширного ныне семейства вертолетов также быстро сформировалась своя классическая схема. В данном случае это один несущий винт над центром масс единого корпуса-фюзеляжа, один рулевой винт, компенсирующий реактивный момент винта несущего, хвостовое оперение и автомат перекоса, дающие вертолету устойчивость и управляемость. Даже комбинированные летательные аппараты - автожиры, винтокрылы, конвертопланы, экранопланы и экранолеты чаще всего выглядят так, как обычный самолет, вертолет или их "помесь".

Так что, все летательные аппараты в конце концов станут одинаковы и выхода из этой спирали нет? Отнюдь - кто ищет, тот всегда найдет, вот только зачем? Не лучше ли идти по накатанной дорожке, делать "все как у людей", и себе спокойнее, и заказчику привычней, и надзирающий за всем этим чиновник "от авиации" не раздражается лишний раз. Толкают конструктора сойти с привычной колеи по сути всего две причины - надежда достичь нового качества проектируемого летательного аппарата и желание выделиться из безликой толпы себе подобных. И то, и другое в конечном итоге обещают если не коммерческий успех, то хотя бы славу, жаль только - иногда посмертную.

Конечно, кто не рискует, тот не пьет шампанского, и здесь всплывает еще один вопрос - психологический. Конструктора ведь тоже люди, а все люди от природы разные, каждый со своим темпераментом и подходом к делу. Но личные особенности - это не все, накладывает свой отпечаток и то обстоятельство, где и как работает тот или иной творец очередного нетрадиционного проекта, от одного взгляда на который захватывает дух.

Все первые авиаконструкторы, даже те, которые уже основали собственное узаконенное юридически предприятие или собирались это сделать в самом ближайшем будущем, как только капитал найдется, были любителями. Но по описанным выше причинам, проистекающим из первого закона диалектики, они рано или поздно оказывались перед выбором - любителями так и оставаться и творить свободно и безоглядно и дальше, или же надеть на себя ярмо, называемое "предприятие". Так и видится сцена из замечательного английского фильма "Первый среди многих", где директор фирмы "Супермарин" бракует новый не в меру прогрессивный, по его мнению, проект знаменитейшего в будущем конструктора Реджинальда Митчелла и отправляет его работать в цех серийного производства со словами "…вот там и набираются настоящего опыта!" Окончательно провел черту между авиаконструкторами-любителями и профессионалами все тот же 1914 год, год начала первой мировой войны. Ни те, ни другие никуда не делись, они просто оказались в разных областях человеческой деятельности. Это действительно разные области, хотя они делают вроде бы одно и то же - летательные аппараты. Мало того, конструктор-профессионал, повесив после работы белый халат и сдав пропуск на проходной своего завода, становится совсем другим человеком, натянув легкомысленную курточку и войдя в гараж, где им лично строится, обретая свои фантастически прекрасные черты, его собственный летательный аппарат. Строится исключительно для себя, для души, а не для Заказчика с большой буквы.

И он тоже становится авиаконструктором любителем. Такому человеку жить легко и просто - над ним не висят грозовой тучей начальники множества рангов, заказчики, эксперты и коллеги из сотрудничающих организаций, поставщики комплектующих, чиновники и конкуренты. Ему никто не приказывает, как и что делать. Но и риск весь его. С другой стороны, среди таких смелых куда больше, а смелось - она города берет, если после всех передряг остается жива конечно. Потому-то и чаще всего можно встретить особенно необычные проекты на каком-нибудь фестивале сверхлегких летательных аппаратов или в книге-каталоге СЛА, чем в аэропорту, на стоянке строевого авиаполка или на страницах справочника по "большой" авиации. Но что же - конструкторы-профессионалы никогда не делают необычных конструкций? Нет, делают - еще и как! Вот только итог получается в каждом конкретном случае разный. Работая в принципе одинаково по науке и в рамках требований и правил, каждый из таких "иноходцев" получает свой результат в зависимости от собственных способностей, окружения и обстоятельств. Вот, например, двухфюзеляжные самолеты - ставший классикой Локхид Р-38 "Лайтнинг" американца Кларенса Джонсона и тоже серийный, но сейчас почти забытый Фоккер G.1 голландца доктора Эриха Шацки. Или самолеты с подвижным крылом - Воут F-8 "Крусейдер" с изменяемым углом его установки так и остался единственным таким в серийном производстве, зато изменяемая стреловидность себе дорогу пробила надолго - до сих пор служат Микоян МиГ-23 и МиГ-27, Сухой Су-22 и Су-24, Туполев Ту-22М и Ту-160, PANAVIA "Торнадо", Грумман F-14 и Рокуэлл В-1В…

От чего зависит успех того или иного нетрадиционного проекта - вопрос сложнее, чем кажется. И не только тогда, когда он - шаг в неизведанное, но даже если это в какой-то мере повторение уже кем-то пройденного пути. Ведь опять же, как учат нас философы, нельзя в одну и ту же реку войти дважды, а история идет не по кругу, а по спирали - поднимаясь вверх по ступеням прогресса, или наоборот, проваливаясь вниз с надеждой снова пойти вверх. Вопрос не в том, нашел создатель летательного аппарата нетрадиционной схемы какой-то новый никем еще не испробованный прием - важно лишь что это даст. Практика критерий истинности теории и именно она покажет, что же вышло. Так было и на заре авиации, когда самым мощным вычислительным инструментом была логарифмическая линейка, и в наш век суперкомпьютеров ничего здесь не изменилось.

А это значит, что авиация продолжает идти по своему пути все тем же методом проб и ошибок. Но тот, кто ее по нему ведет, не должен нестись, сломя голову - наоборот, успех сопутствует тому, кто взвешивает каждый шаг....
Авторские права на данный материал принадлежат «Наука и техника». Цель включения данного материала в дайджест - сбор максимального количества публикаций в СМИ и сообщений компаний по авиационной тематике. Агентство «АвиаПорт» не гарантирует достоверность, точность, полноту и качество данного материала.

Загрузка