«Верхом на урагане»
Идею подобной установки разработал еще в 30-е годы XX века известный наш конструктор П. И. Гроховский. Она была построена, использовалась в Ленинграде не только для подготовки парашютистов, — но и как увлекательный аттракцион.
Суть же ее заключалась в следующем. Мощный вентилятор, поставленный вертикально, создает мощный восходящий поток. Он настолько силен, что способен удержать человека в воздухе без всякого парашюта.
Затем эту идею подхватили и усовершенствовали в США, создав специальную камеру, внутри которой создается воздушный поток, движущийся со скоростью 130–200 км/ч. Он подхватывает людей, и они парят в воздухе, отрабатывая искусство владения собственным телом.
Недавно такую же установку построили в Подмосковье. Внутри здания становится слышен гул мощных вентиляторов, гоняющих воздух по замкнутому контуру. Здесь их четыре, каждый приводится двигателем мощностью 250 л.с. (180 кВт).
«Это одна из примерно полутора десятков вертикальных аэродинамических труб, спроектированных и построенных американской фирмой Sky Venture, первая в России, да и во всей Восточной Европе», — пояснил Иван Коробков, инструктор по безопасности полетов российской компании Free Zone.
Двухметровые пропеллеры и двигатели расположены на чердаке помещения. Контур системы почти замкнутый, но часть воздуха может обновляться — это нужно для поддержания комфортной температуры внутри, особенно летом. А вот специально греть воздух зимой не нужно — вполне хватает тепла, которое выделяют двигатели во время работы.
Основные посетители Free Zone — это спортсмены-парашютисты, которые отрабатывают здесь акробатические фигуры, выполняемые ими на соревнованиях во время свободного падения, учатся в совершенстве владеть своим телом.
По словам Владимира Останина, тренера команды по групповой акробатике Sky 45, труба — очень эффективный тренажер. Если во время обычных прыжков у команды есть меньше минуты свободного падения, за день можно совершить лишь с десяток прыжков, то час, проведенный в трубе, экономит примерно неделю тренировок.
Кроме того, в трубе можно ведь тренироваться круглый год и в любую погоду.
Впрочем, небольшие отличия потока воздуха в трубе от реальных условий свободного падения все же существуют. «Прежде всего, поток как бы более „плотный“, — поясняет Владимир Останин, — в настоящих условиях он абсолютно ламинарный, а в полетной зоне у самых стенок — турбулентный. Есть и свои плюсы: в реальных условиях в небе небольшая горизонтальная скорость может быть незаметна, а в трубе сразу видно малейшее смещение по горизонтали, и можно его скорректировать».
Кстати, в мире полеты в трубе уже успели стать самостоятельным видом спорта, который называют bodyflight, — вот уже второй год проводятся соревнования в нескольких дисциплинах. Кстати, летать в таких трубах может любой человек старше пяти лет, а это значит, что подобные аттракционы будут способствовать притоку талантливой молодежи в парашютные секции.
Крылатые люди
Ныне, впрочем, летают не только в аэродинамических трубах, но и непосредственно в атмосфере. По телевидению как-то показывали короткий сюжет о «человеке-самолете», который, прыгая с высоты, летает на особых крыльях.
Этого 34-летнего австрийца зовут Феликс Баумгартнер. Он собирается перелететь пролив Ла-Манш шириной около 35 км в спецкостюме, оснащенном крыльями.
И хотя многие СМИ подают эту идею, как из ряда вон выходящую, на самом деле ей, даже если не считать полета на крыльях мифического Икара, «в обед сто лет».
«Я первый человек, который летал! „Человек-птица“ — это уже кое-что да значит. Я прыгнул над Ториньи и приземлился на краю летного поля; значит перед тем, как открыть парашют, я пролетел по меньшей мере километров пять. Нотариус Беттиньи, поджидавший меня на летном поле, эти факты зарегистрировал. Я летал! Я был чертовски доволен!»
Это заявление французский парашютист Лео Валентен сделал в мае 1945 года. Он прикрепил к рукам и туловищу сделанные им и его друзьями крылья и, выпрыгнув из самолета, на некоторое время превратился в простейший планер.
Справедливости ради нужно отметить, что и Валентен особой скромности в своем заявлении не проявил. И осведомленности тоже. И он — далеко не первый, кому пришла в голову идея стать человеком-птицей.
Предоставим слово для воспоминаний, к примеру, летчику Я. Солодовникову. «Было это в апреле 1935 года, — рассказывал он. — На аэроклубовском аэродроме, еще покрытом снегом, толпились пилоты, парашютисты тащили к машине сумки с собранными после прыжков парашютами. Внезапно в небе появился одинокий биплан У-2. Негромко стрекоча мотором, он медленно летел на высоте полутора километров, изредка скрываясь в легких облачках. И как только самолет оказался над центром аэродрома, от него отделилась фигура человека. Но что это? Стремительное падение неизвестного парашютиста явно замедлилось, затем произошло и нечто вообще невероятное — он сделал полупетлю. И только теперь мы заметили у его боков какие-то придатки.
— Это Шмидт совершает экспериментальный прыжок с крыльями, — пояснил руководитель полетов, — Какой молодец!
Вскоре недалеко от нас на поле опустился мастер парашютного спорта Георгий Александрович Шмидт: человек беззаветной храбрости, бывший боец Первой Конной, пограничник, воспитатель воздушных десантников, испытатель парашютов, совершивший сотни рискованных прыжков…»
Оказалось, Шмидт давно заметил, что, манипулируя руками и ногами во время затяжного прыжка, можно менять положение тела в воздухе. Эффект управления можно усилить, увеличив аэродинамические поверхности. А раз так, то парашютистов перестанут страшить штопор и непроизвольные перевороты через голову, они смогут уходить из неблагоприятных зон и совершать приземление с исключительной точностью.
Свои предположения Шмидт решил проверить на практике. Причем в своей работе он не допускал никакого трюкачества и кустарщины. Крылья дня опытов он сделал в институте десантного оборудования, которым руководил П. И. Гроховский, с помощью опытных мастеров. Объединенными усилиями они создали искусственные крылья, крепившиеся за спиной пилота с помощью телескопической раздвижной опоры, и перкалевые перепонки, вшитые, подобно «парашюту» белки-летяги, между рукавами, боковинами и штанам комбинезона. Меняя длину трубы, изобретатель тем самым менял размах крыльев, их подъемную силу. Разворачивался же он при помощи элеронов.
После Г. Шмидта искусственными крыльями занимался слушатель Военно-воздушной академии имени Н. Е. Жуковского воентехник второго ранга Борис Владимирович Павлов-Сильванский. Путь его в авиацию типичен для молодого человека той поры. Борис рано потерял родителей и после школы пошел работать. Трудился на ленинградской фабрике имени Б. Куна, потом — на «Красном треугольнике». Активно занимался общественной деятельностью — играл в оркестре, участвовал в спортивных соревнованиях и сам организовывал их. В 1927 году двадцатилетнего парня взяли в армию. Потом он учился на заводе-втузе, в военно-химической академии, а с февраля 1934 года — в военно-воздушной.
Здесь и пришла в голову Павлову-Сильванскому мысль сделать для удобства парашютистов устройство, похожее на крылья. Первые чертежи и расчеты Борис сделал вместе со своим другом Алексеем Быстровым, потом пришел за консультацией к преподавателю аэродинамики B. C. Пышнову.
Совместными усилиями была найдена оптимальная конструкция. Модель крыльев была продута в аэродинамической трубе. Изобретатели решили сделать аппарат ранцевым. Обтянутый полотном каркас крыльев складывался за спиной. После отдаления от самолета парашютист использовал специальный стабилизатор, который трепетал у него в ногах этаким ласточкиным хвостом, помогая управлять полетом. Затем за спиной расправлялись широкие полотняные крылья, и человек мог выполнять горки, виражи, развороты.
Спланировав до определенной высоты, Павлов-Сильванский сбрасывал крылья, и они плавно спускались на землю с помощью особого парашюта. Сам экспериментатор тоже открывал свой парашют и приземлялся.
Кмаю 1937 годаБ.В. Павлов-Сильванский совершил шесть удачных полетов-прыжков. Причем в одном из них время полета до раскрытия парашюта составило около трех минут! Эксперименты с «парапланом», как назвал свой аппарат изобретатель, сократив два слова — парашют и планер (вот откуда, оказывается, взяли свое название современные парапланы), заинтересовали многих. Об экспериментах писали «Красная звезда», «Авиационная газета», иностранная пресса.
Журналисты, кстати, и обратили внимание, что у Г. Шмидта и Б. Павлова-Сильванского были предшественники на Западе. Одним из них называли американца Клема Сона. Двадцатичетырехлетний американец в 1934 году пересек Атлантику и появился в Англии в поисках работы, ища спасения от кризиса, охватившего Новый Свет. Но и здесь, в Европе, увы, оказался никому не нужен опыт армейского летчика и воздушного десантника.
И тогда уж было отчаявшийся Клем придумал: «А что если повторить в XX веке древнюю легенду об Икаре — сыне Дедала?» Американец решил спрыгнуть с самолета, имея за спиной складные крылья. С их помощью можно продемонстрировать зрителям пилотаж в свободном полете, потом сбросить крылья и открыть парашют. Риск вроде бы невелик, особенно, если все тщательно взвесить и рассчитать, а гонорар можно получить солидный…
Однако для осуществления задуманного предприятия опять-таки нужны были деньги на крылья, на парашют, на оплату самолета. Однако предприимчивый американец нашел для затеи состоятельного импрессарио, получил аванс и с головой ушел в работу по изготовлению крыльев, костюма и подготовке к прыжку.
Работал Клем в обстановке строжайшей секретности. Диктовалась она двумя обстоятельствами: во-первых, по Лондону уже пошли слухи о необычном предприятии, а поскольку никто толком не знал, что именно будет показано, билеты раскупались нарасхват; во-вторых, видя, что затея может принести немалые барыши, Клем и его импрессарио имели все основания бояться конкурентов. Увидит кто-либо крылья и сделает себе точно такие же, а может, и еще лучше.
И вот, наконец, наступил день представления. Газеты с утра были полны кричащих заголовков: «Воздушный акробат над Лондоном!», «В воздухе — человек-птица!». На аэродроме Хениворт, в предместье английской столицы, собралась многотысячная толпа.
Клем оставил самолет на высоте 3000 метров. Пролетев несколько секунд в свободном падении, он осторожно отвел в сторону левую руку, расправляя крыло, а точнее матерчатую перепонку, которую он сам вшил между рукавом и боковиной комбинезона. Встречный поток тут же положил его на бок. Для компенсации парашютист расправил правое крыло и тут же закувыркался в воздухе! Лишь после того, как он ввел в действие стабилизатор — матерчатую перепонку между штанинами, беспорядочное падение сменилось управляемым планированием.
Клем Сон сделал несколько виражей в разные стороны, развернулся в воздухе и вскоре почувствовал, как велика нагрузка на руки. Еще немного и они не выдержат физической нагрузки. Тогда он прижал руки к бокам и раскрыл парашют. На высоте 300 метров вспыхнул раскрывшийся купол, и отважный парашютист опустился в центре аэродрома под рукоплескания толпы.
Получив причитающиеся ему деньги, Клем решил усовершенствовать свои крылья и повторить опыт уже в Америке. Жесткая основа из алюминия, покрытого полотном, с увеличенным стабилизатором, позволила ему не только парить, лихо разворачиваться, но и совершать кувырки в воздухе — своеобразные мертвые петли! Именно такой трюк увидели многочисленные зрители, собравшиеся 28 февраля 1935 года на флоридском пляже Дайсон-Бич.
Теперь Клем совершенно уверен в надежности своих крыльев. И потому, наверное, он решил сделать еще один прыжок на авиационном празднике под Парижем, а уж после этого заняться каким-нибудь другим бизнесом. Благо что деньги дня этого у него уже есть.
Стотысячная толпа с замиранием сердца следила за причудливыми фигурами, которые смельчак выписывал в небе. Вот он все ниже, ниже. Пора открывать парашют. Но что это? Вместо наполненного купола за Клемом Соном потянулась бесформенная масса — парашют не раскрылся. Клем попытался раскрыть запасной парашют, но и его купол запутался в стропах основного. Глухой удар о землю поставил последнюю точку в жизни отважного десантника.
Трагедия повторилась несколько лет спустя, 21 мая 1956 года, когда на аэродроме близ Лондона совершал свой очередной показательный полет Лео Валентен. Тот самый, с которого мы начали свой рассказ о крылатых людях. Основной купол не раскрылся, запасной запутался в нем, и в последний раз Валентен посмотрел в «лицо смерти — лицо земли», как он сам писал в книге, вышедшей незадолго до этого.
Еще раньше погиб американец Девис, попытавшийся повторить полеты своего соотечественника Клема Сона. Погибли братья Ги и Жерар Меслен во Франции. Погиб и Павлов-Сильванский.
Впрочем, были и эксперименты, которые завершались вполне благополучно. Удачно слетал В. Хараханов в 1935 году. Тридцать лет спустя скопировал и испытал конструкцию Б. Павлова-Сильванского французский парашютист Жиль Деламар.
Но все это не более чем единичные попытки. Почему увлечение такими полетами не приобретает массовости? Ответ на этот вопрос дал в свое время еще Георгий Александрович Шмидт. Совершив свой 106-й прыжок буквально через день после гибели американца Девиса, Г. Шмидт сказал после приземления: «Я не могу никакими словами передать совершенно потрясающее чувство восхищения и наслаждения парящим полетом».
Однако практические его выводы были далеко не в пользу полетов на искусственных крыльях. Скорость снижения весьма велика, неосторожное движение, того и гляди, грозит срывом в штопор, считал Шмидт. Да и при всем умении далеко на таких крыльях все-таки не улетишь. И он рекомендовал искать наслаждение парящим полетом при помощи других технических средств. Полеты на дельтаплане, параплане, том же парашюте, когда его буксирует на длинном тросе быстроходный катер — все это позволяет получить наслаждение парящим полетом практически без всякого риска.
И все же даже в наши дни в мире осталось еще достаточно отчаянных сорви-голов, которые не могут жить без риска.
Современное западное парашютное мифотворчество приписывает изобретение нынешних костюмов-крыльев (wing suit) основателям флоридской компании Bird Man Роберту Печнику и Яри Куосмо.
Однако и у них был предшественник — француз Патрик де Гайардон. Он начал летать в 1990 году, используя костюм-крыло собственной конструкции. А в 1998 году, испытывая очередную модификацию своего костюма, де Гайардон тоже погиб.
Несмотря на столь трагические последствия, французы заразили идеей полета парашютистов во многих странах мира. Уже в 1999 году российские энтузиасты стали шить такие костюмы по собственным выкройкам. А Печник и Куосмо — серийно производить аналогичные комбинезоны с крыльями во Флориде.
«Все, кто летает в винг-сьютах, мечтают летать как птицы и в конце концов приземлиться на крыльях, без парашюта, — говорит профессиональный испытатель парашютов Владимир Шилин. — Однако людям тяжело летать: посмотрите, как устроены птицы и как устроен человек: у птичек легкие кости и мощные грудные мышцы. У людей же тяжелые кости и мало грудных мышц. Но зато мы умеем изобретать!»
Ныне более всего винг-сьюты привлекают бэйсеров — парашютистов, прыгающих с относительно невысоких объектов: скал, зданий, вышек, труб или мостов. Дело в том, что объектов, пригодных для бэйс-прыжков, в мире немного. Основное требование — они должны быть отвесными и не иметь опасных выступающих частей. Прыжки в костюмах-крыльях существенно расширяют диапазон таких объектов, позволяя огибать препятствия во время прыжка и менять направление полета вплоть до разворота на 180 градусов.
Проблема заключается в том, что поведение винг-сьютов недостаточно изучено и, стоя у края скалы, трудно оценить, хватит ли горизонтальной скорости для того, чтобы облететь гранитный выступ. А цена ошибки — жизнь…
Все это отлично известно Феликсу Баумгартнеру. Ведь он и сам из племени бэйсеров. Ранее он уже совершал аналогичный прыжок со статуи Иисуса Христа в Рио-де-Жанейро, а до этого — с 452-метровой башни Petronas Tower в Куала Лумпур. (Этот трюк, кстати, повторенный нашей каскадершей, вошел в недавний фильм «Код Апокалипсиса».)
Но Баумгартнер все же решил пойти (точнее, полететь) еще дальше. Он спрыгнет с самолета на высоте 9000 метров над британским берегом и пролетит 35 километров до побережья Франции. Во время полета человек-птица, согласно расчетам, достигнет скорости свыше 360 километров, а температура воздуха в начале полета будет около минус 80 градусов по Цельсию. Так что Баумгартнеру без специального скафандра не обойтись. К нему и будет прикреплено углеродное крыло с размахом 1,8 метра. Спланировав до высоты 300 метров, он затем спустится на парашюте.
Проект носит имя «Икар-2» в память о герое античного мифа. Баумгартнер, похоже, не боится повторить судьбу древнего Икара и других своих предшественников. Он амбициозно заявил, что хочет войти в историю как «Бог Небес».
Улыбнется ли ему удача? А может, его постигнет судьба портного, некогда прыгнувшего с Эйфелевой башни, или муллы в белых одеждах, сиганувшего с минарета на потеху султану?.. Это мы с вами еще узнаем.
Пока же скажем: единственные, кому эта затея может принести практическую пользу — это военные и представители спецслужб. Им-то, наверное, пригодится способ забросить агента на какую-то территорию незаметно даже для радарного наблюдения. Человека-птицу в ночной тьме никак не разглядеть…
Человек-ракета
Так иногда друзья называют 48-летнего швейцарца Ива Росси, пишет журнал Popular Mechanics. И это прозвище не случайно. Время от времени он поднимается в небо, на высоте около 4 км отделяется от самолета и раскрывает… крылья. Но и этого ему мало. В дополнение он включает четыре расположенных под ними реактивных двигателя и в течение 4 минут летит, как самый настоящий, только очень маленький реактивный самолет.
Для чего ему понадобился такой «цирк в небе»?
Он мечтал стать пилотом с раннего детства. В 20 лет Росси поступил в ВВС родной Швейцарии и стал военным летчиком. За годы службы он пилотировал истребители Hunter и Tiger F-5, налетал более тысячи часов на Mirage III со скоростью, вдвое превышающей скорость звука.
Закончив служить, Росси стал гражданским пилотом, летал на Douglas DC-9 и Boeing 747 компании Swissair. В настоящее время Ив — командир экипажа огромного Airbus.
А в свободное от работы время Ив Росси перепробовал немало экстремальных видов спорта. Он — опытный парашютист, скайдайвер и скайсерфер, пара- и дельтапланерист.
В 1996 году Ив попал в Книгу рекордов Гиннесса как первый скайсерфер, прыгнувший с вершины купола воздушного шара. В том же году он вновь поставил еще один экстремальный рекорд: совершил полет, держась руками за крылья двух бипланов.
Эффектное шоу Ив продемонстрировал в фильме «Сверхзвуковой серфер», пролетев верхом на масштабной модели сверхзвукового истребителя Mirage III вместо серфа.
С 1999 года Росси разрабатывал надувное крыло собственной конструкции, которое в 2002-м позволило ему преодолеть 12 км, разделяющие берега Женевского озера. Тогда же спортсмен вплотную подошел к идее установить на крыло двигатель.
Немецкая компания JetCat, которая производит турбореактивные и газотурбинные двигатели для масштабных радиоуправляемых моделей самолетов и вертолетов, предоставила ему несколько двигателей для экспериментов.
Первая попытка совершить полет состоялась в марте 2003 года. Однако надувное крыло, которое казалось удобным потому, что России мог надуть и расправить его, после того как выпрыгнет из самолета, в данном случае было непригодно. Оно недостаточно жестко, чтобы нести на себе реактивные двигатели.
К 2004 году Ив Росси завершил разработку складного жесткого крыла. Однако попытавшись продемонстрировать его на крупнейшем авиашоу в Аль-Аине (ОАЭ), Ив вошел в штопор и с трудом вышел из положения, приземлившись лишь на запасном парашюте, — основной купол был порван вышедшим из повиновения крылом.
Лишь 24 июня 2004 года пилот достиг успеха. Он выпрыгнул из самолета над швейцарским городком Ивердон на высоте 4000 м и, спустя пару секунд раскрыл крыло с двумя реактивными двигателями. Планируя, он снизился до 2500 м над землей и включил двигатели. На высоте 1600 м он вышел на стабильный горизонтальный полет, развил скорость около 190 км/ч и поддерживал ее в лечение четырех минут. Затем Ив сложил крылья, раскрыл парашют и благополучно приземлился.
«Я испытывал абсолютную свободу в трех измерениях, — делился впечатлениями Ив. — Я был птицей!»
Реактивное крыло доказало свою работоспособность и в тот же день было запатентовано. Однако предстояло еще много работать, чтобы довести революционный летательный аппарат до совершенства.
Целый год работы ушел на создание новой модели крыла с четырьмя двигателями JetCat Р200. Установка дополнительных двигателей — это серьезный риск для пилота. Температура выхлопных газов «игрушечного» Р200 достигает 690 °C, при этом сопла двигателей находятся в непосредственной близости от ног летчика. В одном из экспериментов Росси пилотировал крыло с шестью двигателями, однако эта попытка завершилась неудачей.
Новое крыло с размахом три метра и четыре реактивных двигателя обеспечили аппарату ожидаемую маневренность и стабильность. Полет в швейцарском городе Бексе в ноябре 2006 года длился 5 минут 40 секунд.
В настоящее время Ив Росси работает над постройкой новой модели летательного аппарата. Он собирается взлететь на нем прямо с земли и выполнить несколько фигур высшего пилотажа. Если это ему удастся, тогда, возможно, вскоре мы сможем говорить о возникновении нового вида личного транспорта.
Спасительный «волан»
Специалисты не однажды пытались заменить парашютный купол каким-либо иным приспособлением. Однако многочисленные приспособления оказывались малопригодными практически. Но вот, похоже, ныне кое-что начинает получаться.
Способствовали тому космические полеты. Ведь подняться в космос — лишь половина дела. Здесь, как и в горах, подняться вверх проще, чем затем благополучно спуститься. Поэтому и в СССР и в США — ведущих космических державах мира — издавна вкладывались огромные средства в разработку технологии эвакуации астронавтов и дорогостоящего научного оборудования с орбиты.
Первоначально для спуска с орбиты применялись (и применяются поныне) баллистические капсулы «Радуга», «Бор-5» и другие. Суть такого спуска заключается в следующем. Груз закладывается в прочный контейнер, который сбрасывается с борта спутника или орбитальной станции с таким расчетом, чтобы он летел вниз, подобно камню. На заключительной стадии скорость падения может быть уменьшена с помощью тормозных парашютов. Но в основном расчет на то, что капсула сама притормозит за счет трения о воздух в плотных слоях атмосферы. А также на то, что и она сама и помещенный в нее груз достаточно прочны, а потому выдержат жесткое приземление. Понятное дело, таким образом десантировать с орбиты, скажем, людей нельзя. Кроме того, к недостаткам такого способа можно отнести малую вместимость капсул и невозможность достаточно точно направлять их спуск в заданный район.
Поэтому в пилотируемых полетах спуск осуществляется с помощью спускаемых аппаратов, которые имеют аэродинамическую поверхность, позволяющую более-менее управлять спуском при входе в плотные слои атмосферы. На заключительном этапе раскрывается парашютная система. И наконец, жесткий толчок о землю смягчается с помощью твердотопливных ракетных двигателей, включающихся в самую последнюю секунду спуска.
Однако и здесь есть свои недостатки. Парашютный спуск тоже плохо управляем, требует тщательного слежения за состоянием куполов, не всегда надежен. Так, скажем, гибель космонавта-испытателя В. М. Комарова отчасти можно отнести и на счет парашютной системы.
Появление космических кораблей многоразового использования, казалось, решило проблему доставки и возвращения грузов в принципе. Но и тут все оказалось не так просто. Дело в том, что запуск одного «шаттла» — сверхдорогое удовольствие. Одно «шоу» на мысе Канаверал стоит примерно 500 млн долларов. Поэтому специалисты и поныне продолжают поиски альтернативных технологий доставки грузов с орбиты.
Одна из них — использование надувных конструкций. Ее еще в середине 80-х годов XX века предложили специалисты Научно-исследовательского центра имени Г. Н. Бабакина. За два десятилетия в результате многолетних экспериментов здесь был разработан аппарат «Демонстратор-2».
По словам одного из разработчиков этой конструкции, начальника сектора проектного отдела НИЦ Олега Власенко, в рабочем положении «Демонстратор» напоминает перевернутый зонт или большой волан для игры в бадминтон. При вхождении в плотные слои атмосферы пластиковые «спицы» этого «зонта» наполняются газообразным азотом, и он раскрывается. В сложенном виде аппарат помещается в защитную капсулу, где и хранится до момента использования.
Схема использования устройства такова. После отделения контейнера от спутника, космического корабля или орбитальной станции одноразовый тормозной двигатель должен дать импульс, чтобы направить контейнер на заданную траекторию спуска.
При входе в верхние слои атмосферы капсула с «Демонстратором» сбрасывает защитный кожух. Благодаря рациональной форме капсулы, на этом этапе происходит так называемая закрутка устройства вокруг продольной оси со скоростью 70 град/сек. Таким образом «Демонстратор» летит как пуля, не кувыркаясь, и входит в атмосферу под расчетным углом.
Затем надувное тормозное устройство отделяется от капсулы и начинает собственно процесс торможения. Первый каскад наполняется азотом и раскрывается центральная часть «волана». При вхождении в плотные слои атмосферы перед лобовым участком устройства образуется ударная волна, набегающий поток воздуха нагревается до нескольких тысяч градусов. Поэтому специалисты снабдили «колпачок» волана жестким теплозащитным покрытием и металлическим экраном.
Остальные части тормозного устройства сохраняются благодаря гибкой тепловой защите, состоящей из термостойкого покрытия и теплоизолирующего слоя. Такая защита от высокотемпературных потоков позволяет поддерживать температуру внутри самого аппарата на уровне 25–30 градусов по Цельсию. Служебная и научная аппаратура, расположенная внутри приборного контейнера и предназначенная для исследований и для управления полетом, остается неповрежденной.
Второй надувной каскад наполняется азотом при входе в более низкие слои атмосферы, на высоте 15 километров. «Волна» как бы распушает свои «перья». Благодаря этому скорость падения к моменту посадки снижается до 15–17 м/с.
Так, побеждая атмосферные силы и используя энергию сопротивления атмосферы, «космический парашют» приземляется в обозначенном месте. Для обнаружения аппарата после его приземления используются радиомаяки комплекса бортового оборудования, сигнал которых можно поймать с помощью радиокомплексов, установленных на борту поисковых вертолетов.
Одним из достоинств новой технологии является ее относительная дешевизна. Для доставки надувного тормозного устройства на космическую станцию планируется использовать транспортно-грузовой корабль «Прогресс». Он придаст надувному тормозному устройству импульс торможения, затем в определенный момент отстыкуется и будет «затоплен». Производство «Прогрессов» является серийным процессом, что снижает издержки. Кроме того, у «Демонстратора» лучшее соотношение веса полезной нагрузки и веса аппарата. Сегодня на используемых средствах оно составляет 1:4, на «Демонстраторе» его можно довести до 1:1. Размеры надувного тормозного устройства подходят для размещения его на борту космических станций и транспортных кораблей. Диаметр устройства в сложенном виде равен 1 м.
По словам Олега Власенко, новая технология может иметь достаточно широкое применение. Аппарат с надувным тормозным устройством помимо того, что сможет решить проблему доставки грузов на землю с Международной космической станции, может использоваться и для исследования других планет. Кстати, эта идея фигурировала и в рамках программы «Марс-96», где надувному тормозному устройству отводилась задача доставки научной аппаратуры на поверхность Красной планеты. К тому же решится вопрос с возвращением на землю выработавших свой технический ресурс орбитальных спутников, что даст возможность использовать их вторично после переоборудования или капитального ремонта.
«Русская спасательная шлюпка»
Так иногда называют устройство для мягкого спуска с высоты, над совершенствованием которого работает уроженец Кавказа, Герой России, летчик-испытатель Магомет Талбоев. Когда-то он принимал участие в разработке, испытаниях и внедрении ряда образцов авиационной и космической техники. Готовился к полету на космическом самолете «Буран». Сопровождал его в первом автоматическом спуске с орбиты. Ныне он стал инициатором создания беспарашютного устройства, которое можно было бы использовать при разного рода катастрофах.
Магомет Талбоев готов доказать, что человек может мягко приземлиться с высоты от 20 м до 40 км с помощью оригинального спасательного средства.
«За основу мы взяли разработки мягкого спуска аппарата из программы „Марс-98“, — рассказывает он. — Там использовалась беспарашютная система, которая обеспечивала мягкую посадку научного оборудования на поверхность Красной планеты.
Ныне она переделана, модифицирована. Один аппарат уже отработал свой срок, выполнив 31 сброс с подъемного крана и один с воздушного шара, с высоты 1000 м».
Прежде всего подобная система имеет значение для престижа России, поскольку с ее помощью можно установить ряд мировых рекордов приземления без парашюта с максимальной высоты (более 40 км), по прохождению с максимальной скоростью плотных слоев атмосферы и т. д.
Но не менее важна и вторая задача — спасение людей из высотных зданий в случае пожара, землетрясения и прочих неприятностей. Для этого в офисе на каждого человека можно будет держать в шкафах или прямо под столами по рюкзаку с таким спасательным устройством.
Первоначальная стоимость в 2000 долларов очень быстро может быть снижена при серийном выпуске подобных устройств и дальнейшем их усовершенствовании.
При спуске спасаемый объект помещается внутрь устройства, которое по внешнему виду в надутом состоянии напоминает бадминтонный волан достаточно больших размеров.
«Проект называется „Потолок мира“, — продолжает свой рассказ Талбоев. — Выше 50 км вряд ли кто способен подняться с земли на самолете или стратостате. Выше можно поднять лишь на ракете. Тем не менее наши испытания показали, что на „волане“ возможен спуск даже с орбиты. Во всяком случае, два спуска с высоты 220 км прошли удачно».
Не менее важен и другой аспект проблемы. При пожаре выше 5-го этажа спасти людей становится проблематично, поскольку в нашей стране практически нет высотных лестниц. Да и к горящему зданию подъехать бывает не просто. Наконец, ни одна лестница не может достать, скажем, до 20-го этажа и выше.
А вспомним хотя бы о трагических событиях 11 сентября 2001 года во Всемирном торговом центре. Если бы обитатели небоскребов-близнецов имели при себе такие спасательные устройства, то, как полагает Талбоев, как минимум 1000 человек, то есть треть погибших, успели бы спастись.
Для этого нужно было лишь надеть рюкзак с устройством, встать на подоконник и прыгнуть вниз, нажав красную кнопку. Все остальное бы сделала автоматика.
Если парашюту для раскрытия необходимо не менее двух секунд времени и порядка 100 м высоты, то здесь вовсе не нужно времени для набора скорости и возникновения достаточного воздушного потока. Поэтому устройство способно исправно работать уже на 20-метровой высоте. Поскольку оно надувается принудительно с помощью встроенного баллона, то нет необходимости выжидать, пока спасающийся наберет достаточную скорость в воздушном потоке. Парашют же на месте раскрыть нельзя, его купол и стропы попросту опутают человека и он погибнет.
Спуск волана в раскрытом состоянии идет со скоростью 8 м/с. А учитывая, что человек приземляется еще на батутную сетку, смягчающую удар, то получается, что действительная скорость спуска составляет как бы 6 м/с, То есть столько же, как и при обычном парашютном спуске.
Однако в данном случае никого не надо учить приземляться, как учат парашютистов. Человек лежит внутри волана и приземляется на спину, При этом получается распределение удара на большую площадь, и организм переносит его значительно легче, чем при парашютном приземлении.
Талбоев надеется, что волан в скором будущем позволит ему самому и другим нашим испытателям поставить еще не один мировой рекорд по спуску с запредельных высот. А пока идут испытания…