Я познаю мир. Авиация и воздухоплавание

Полетим вокруг света?

Идея сверхдальних беспосадочных перелетов родилась в 30-е годы. Как мы уже говорили, экипажи М.М, Громова и других советских пилотов летали из Москвы на Дальний Восток, через Северный полюс в Америку... А наш знаменитый летчик В.П. Чкалов мечтал даже «махнуть вокруг шарика». И оказывается, это были не просто мечты. Пилоты М.М. Громов и Г.Ф. Байдуков, конструкторы

А.Н. Туполев, А.Д. Чаромский, А.С. Москалев и другие стали участниками одного из самых смелых для того времени проектов. Не многим теперь известно, что в 1936—1941 годах при их деятельном участии был подготовлен сверхдальний полет самолета АНТ-25 по 56-й параллели (широта Москвы) протяженностью 22 500 км. Но осуществить планы помешала война.

На АНТ-25 должны были установить 2000-сильный дизель АН-1, разработанный в Центральном институте авиационного моторостроения и ставший затем базовым для модификации АЧ-ЗО, АЧ-ЗОБФ и АЧ-31. По экономичности он не имел равных: удельный расход топлива был вдвое ниже, чем у тогдашних, да и у нынешних бензиновых карбюраторных двигателей — 0,140—0,145 кг/л. с. час против 0,24—0,28 кг/л. с. час. А поскольку дизельное топливо дешевле бензина, выигрыш был еще большим.

Правда, советские дизели довоенной поры были недостаточно надежны. Но потом их усовершенствовали, и, установленные на бомбардировщиках Петлякова, Бартини—Ермолаева, Туполева, они хорошо зарекомендовали себя в Великую Отечественную. После победы дизели появились и на пассажирских самолетах Ил-12.

В тот период самолетостроители сосредоточились на разработке реактивной техники. С военной точки зрения это было оправданно. Но зачем гражданской авиации сверхзвуковые скорости? Если истребители-перехватчики выжимают 6 тыс. км/ч, то для «Аэрофлота» и 3 тыс. км/ч более чем достаточно. Сверхзвуковыми самолетами ныне летает менее 1 % авиапассажиров, да и в следующем столетии, по прогнозам, эта цифра вряд ли возрастет до 3—4 %. Для гражданской авиации оптимальны скорости 600—850 км/ч. И здесь наиболее выгодны турбовинтовые, турбовентиляторные и... дизельные двигатели.

Однако нас опередили. В 1986 году американский пилот Дик Рутан в компании с Джиной Йигер совершил первый кругосветный полет без посадки и дозаправки в воздухе на самолете «Вояджер», сконструированном его братом Бартом.

Впрочем, история на том вовсе не закончилась. Недавно в Москве состоялась научная сессия, посвященная 90-летию полета братьев Райт. Одна из секций обсуждала вопросы кругосветных полетов.

Известные специалисты В.А. Белоконь и B.C. Егер из Авиационно-космического центра МГУ выступили с идеей проведения воздушных беспосадочных гонок вокруг земного шара, вспомнив, что некогда весьма популярные авиагонки немало способствовали совершенствованию самолетов. Благо проекты уже имеются.

Кроме упомянутой: разработки МАИ в нашей стране проведены предварительные изыскания еще по двум конструкциям — В. А. Белоконя и Экспериментально-опытного механического завода имсени В. М. Мясищева. (ЭМЗ).

«Несколько лет назад нам предложили создать машину получше рутановской, — рассказал инженер-конструктор ЭМЗ имени Мясищева Е. Г. Комелев- — Дик и Джина ведь летели на пределе возможностей, в конструкции «Вояджера» практически не было предусмотрено запасов. Наш же самолет должен сделать такие полеты не подвигом, а повседневностью».

Действительно, в кабине «Вояджера» не было кислородных приборов, хотя, обходя грозу над Африкой, само.лет вынужден был подниматься выше Эвереста, а когда приземлился, в его баках оставалось всего 20 кг топлива. По проекту ЭМЗ самолет должен быть двухбалочной схемы (она уже опробована при создании высотных разведчиков М-17 и М-55) и иметь следующие характеристики: размах крыла — 31,88 м; Длина фюзеляжа— 9,5 м; масса — 5300 кг, причем около 4 тыс. кг из них приходится на топливо.

Будет ли он лучше рутановского? Ответить непросто. Наши конструкторы не имеют достаточного опыта применения новейших материалов. С ними работают, как с обычными изотропными, имеющими равную прочность в любом направлении. А ведь это далеко не так. Не потому ли в проекте ЭМЗ крыло самолета хоть и короче, чем у Рутана, а вес его больше? Правда, кабина у нашего лайнера попросторнее, предполагается установить кислородное оборудование. Сможет ли такой самолет одолеть без посадки намеченный маршрут Москва — Одесса — Босфор — Гибралтар — Панама — Индонезия — Красное море — Иран — Каспийское море — Москва общей протяженностью 40 500 км за 7 суток, покажет время.

Полет в лучах солнца

Не успокоились, впрочем, и зарубежные конструкторы. Некоторые из них решили отказаться от двигателя внутреннего сгорания, отдав предпочтение электрическим моторам. Тем более что, согласно современным проработкам, теперь можно обойтись и без тяжелых аккумуляторных батарей. Электричество будут вырабатывать пленочные фотоэлементы, которыми обклеивают верхнюю поверхность крыла вместо обшивки. Один из таких проектов ныне всерьез рассматривается американцами. Как пишет журнал «Popular Science», на базе Эдвардс, штат Калифорния, проходит испытания 8-моторный экспериментальный самолет, могущий в принципе облететь земной шар за 20 суток.

Конструкция выполнена из современных композитных материалов, и самолет весит всего около 100 кг, несмотря на то что имеет размах крыла больше, чем у «Боинга-737» (порядка 70 м). Пилоты могут размещаться каждый в своей отдельной кабине-пилоне, расположенной под крылом. Впрочем, их помощь в управлении машиной нужна лишь во время испытательных полетов. «Кругосветку» она способна совершить и в автоматическом режиме, управляемая дистанционно, с помощью самолетов сопровождения или спутников связи и навигации.

Таким образом, американские инженеры продолжают линию, начатую ими еще в 1980 году, когда в небо впервые поднялся солнечный аэроплан «Gossamer Penguin». Год спустя 15-метровый «Solar Challenger» перелетел через Ла-Манш. А ныне неугомонный американский конструктор Поль Мак-Криди, создавший уже несколько подобных аппаратов, похоже, решил оставить под крылом сразу весь Мировой океан.

Поскольку из-за малой скорости (порядка 145 км/ч) самолет не поспеет за движущимся Солнцем, в ночное время питание электромотора будет поддерживаться за счет топливных элементов, работающих на гидразине и кислороде. Поэтому, говоря строго, такой летательный аппарат имеет ограниченный ресурс полета — не более 2—3 тыс. часов. Но и этого, согласитесь, за глаза хватит для выполнения многих задач. Тем более, что в принципе ресурс может быть существенно повышен благодаря передаче энергии на борт самолета, допустим, по СВЧ-лучу.

Самолет движут микроволны

Несколько лет тому назад многие издания сообщили о том, что на полигоне исследовательского центра министерства связи Канады 6 октября 1987 года состоялся первый полет опытного варианта беспилотного самолета «SHARP» (Stationary High-Altitude Relay Platform), представляющего собой стационарную высотную платформу-ретранслятор с двигателем на сверхвысокочастотной (СВЧ) энергии.

Для тех, кто не читал упомянутых публикаций, коротко доложу суть дела. Самолет бы выполнен в масштабе 1/8 натуральной величины, имел крыло с размахом 4 м. На взлете и посадке питание электродвигателя с воздушным винтом осуществлялось за счет энергии бортовых никель-кадмиевых батарей. После взлета и подъема на высоту 90 м батареи отключались, и в дальнейшем полет осуществлялся за счет передачи на борт аппарата СВЧ-энергии с помощью наземного передатчика с параболической антенной. На борту самолета находилась специальная приемная антенна, которая обеспечивала преобразование принимаемого СВЧ-излучения сначала в постоянный, а затем и в переменный ток, необходимый для питания электродвигателя.

Далее сообщалось, что в перспективе предлагается создать усовершенствованный вариант самолета больших габаритов и испытать его уже на высотах 2,5—3 км. Однако такой самолет до сих пор не появился. Почему?

Оказалось, что затраты на его создание оказались существенно выше, чем предполагалось вначале. Ведь в окончательном варианте, по мнению разработчиков, самолет должен иметь размах крыла 36,6 м, длину фюзеляжа 23,8 м, диаметр диска с антеннами-выпрямителями 9,1 м и массу полезной нагрузки около 90 кг.

Чтобы обеспечить эффективный прием передаваемой энергии, на борту самолета предполагается установить около 10 тыс. антенн-выпрямителей. Они будут располагаться под консолями крыла и фюзеляжа, а также непосредственно на диске. Управление аппаратом обеспечит бортовой компьютер.

Чтобы передаваемой на борт самолета СВЧ-энергии хватило для поддержания полета, необходимо, чтобы ширина сфокусированного луча не превышала 30 м, давала мощность на ходе бортового электродвигателя не менее 30 кВт, а стало быть, плотность энергии на нижней части самолета должна составлять порядка 500 Вт/кв. м при полете на высоте до 21 км.

С этой целью выбрана частота передаваемого излучения 2,45 ГГц; при этом меньше потери энергетического пучка в воздушной среде. А чтобы передаваемый луч достиг приемной антенны, не распыляясь в пространстве более чем на 30 м в окружности, диаметр передающей антенны должен быть не менее 70 м.

Чтобы выбрать оптимальный вариант, разработчики предполагали рассмотреть несколько конструкций передающего оборудования — как в виде одной большой антенны, так и антенной системы. Одно из предложений предусматривает также использование системы из 260 параболических антенн с диаметром отражателя 4,6 м с механическими и электронными средствами управления пучком энергии.

В общем, трудностей оказалось предостаточно. Тем не менее разработчики полагают, что коммерческий самолет такого типа будет создан в начале следующего столетия.

Согласно расчетам, он должен выполнять барражирующие полеты по кругу диаметром 4,5 км на высоте 21 км при скорости 220 км/ч, охватывая площадь диаметром около 600 км. Продолжительность такого полета составит от 6 месяцев до 2 лет, а сам аппарат предполагается использовать как летающую антенну для ретрансляции программ регионального радиовещания, ведения прямых телепередач и обеспечения телефонной связи с подвижными транспортными средствами, наблюдения за океанской акваторией и для дальнего радиолокационного обнаружения низколетящих целей, ведения круглосуточного наблюдения за границами и т.д.

«Бензоколонка» на орбите

Снабжение энергией летательных аппаратов, кстати, может осуществляться не только с поверхности Земли, но и из космоса. Так, во всяком случае, полагают директор Исследовательского центра имени М.В. Келдыша (бывший Институт тепловых процессов), академик А.С. Коротеев и его сотрудники В.Н. Акимов, Ю.М. Еськов и В.Ф. Семенов. Суть же дела они пояснили следующим образом.

Ныне очень модно говорить о возобновляемых источниках энергии. Однако энергия ГЭС, как выяснилось, обходится нам отнюдь не столь дешево, как считали еще недавно. Ветры дуют в определенных, не столь уж многочисленных регионах страны. Для солнечных же электростанций, учитывая северное расположение основных территорий России, характерна низкая плотность энергии (в среднем за год не более 100 Вт/кв. м) и большая неравномерность, вплоть до полного отсутствия солнечного света зимою в Заполярье.

Поэтому если уж использовать даровую энергию нашего светила, то станции надо строить на околоземной орбите, где солнце светит круглые сутки и круглогодично, причем плотность энергии почти в 15 раз выше, чем не поверхности планеты.

Сама по себе идея создания орбитальных электростанций — не бог весть какая новость; она муссируется в специальной и научно-популярной литературе добрых лет тридцать. Во всяком случае, первую работу на эту тему наш соотечественник П.А. Варваров опубликовал еще в 1960 году, а его коллега П.Е. Глейзер из США — в 1968 году. Отметим вкратце основные преимущества и недостатки подобного способа получения энергии.

Несомненным достоинством идеи, как уже говорилось, является наличие такого «бесплатного» источника, как наше светило. Однако, чтобы преобразовать солнечный свет в электричество, а потом переправить электроэнергию на поверхность планеты, человечество должно затратить определенные усилия. Необходимо доставить на орбиту и развернуть там огромные конструкции солнечных элементов — как говорят предварительные расчеты, речь здесь идет о площадях 100 х 100 км и более. Ныне существующие преобразователи солнечной энергии имеют довольно низкий КПД, но солидную массу. Так, ныне в основном используются батареи, имеющие отношение массы к вырабатываемой энергии порядка 100 кг/кВт, когда хотелось бы иметь соотношение хотя бы на два порядка поменьше. Подобные конструкции на основе аморфного кремния, могущие дать в перспективе порядка 1 кг/кВт, разрабатываются в США и Японии, но исследования пока не вышли за стены лабораторий.

Тем не менее наши специалисты, по словам академика А.С. Коротеева, рассмотрели несколько вариантов передачи энергии на Землю из космоса. На сегодняшний день наиболее реальны два способа: передача энергии по лазерному или СВЧ-лучу. Японские исследователи отдают предпочтение первому, наши — второму. И вот почему. КПД лазерных систем в лучшем случае составляет 15—20%, СВЧ-систем — до 90%. Кроме того, производство лазеров технологически значительно сложнее, а с точки зрения экологии они ничуть не безопаснее.

Конечно, СВЧ-луч будет определенным образом воздействовать на атмосферу, проделывая в ней ионизированные каналы. Причем ионизацию можно будет использовать в полезных целях, например для выжигания фреона в ионосфере Земли с целью уменьшения парникового эффекта. Что же касается воздействия излучения на нижние слои атмосферы и непосредственно на поверхность планеты, то проектировщики надеются свести вред от него к минимуму. Надежды их покоятся вот на каком основании.

Во-первых, само по себе СВЧ-излучение не более вредно для экологии, чем нынешние запуски ракет-носителей: ведь при их запусках, как известно, тоже образуются ионизированные каналы, которые держатся в атмосфере несколько часов, а то и суток. Во-вторых, подобные каналы будут меньшего диаметра и точно нацелены на приемные антенны; интенсивность же излучения за пределами канала сразу же резко уменьшается в тысячи и более раз. Так что суммарный вред от применения такой энергетической системы будет куда меньший, чем, скажем, от нынешних тепловых электростанций.

«Летающие крылья»

Использоваться же подобные энергетические станции могут, например, для питания двигателей вот таких перспективных летательных аппаратов.

При первом же взгляде на модель сразу бросается главное отличие этого летательного аппарата от привычных глазу — у него нет фюзеляжа. Равнобедренный треугольник модели кажется почти плоским, как-то даже не верится, что внутри смогут разместиться люди и грузы.

В обшей сложности на двух ярусах смогут занять свои места 936 пассажиров. Здесь же разместится их багаж, другие грузы. Столь большая вместимость перспективного авиалайнера весьма кстати. Во всем мире перевозки людей и грузов, в том числе и по воздуху, растут быстрыми темпами; к 2000 году планируется их увеличение в 2,5 раза. Однако ни одна страна не может себе позволить во столько же раз увеличить количество аэропортов и самолетов — для этого не хватит ни территории, ни производственных мощностей, ни средств. Таким образом, остается увеличивать вместимость каждого самолета. То есть идти по пути, намеченному уже сегодня, когда на смену обычным самолетам, вмещающим 100—150 пассажиров, все чаще приходят широкофюзеляжные аэробусы, берущие на борт сразу 300—350 человек.

Впрочем, проект специалистов ЦАГИ имени Н.Е. Жуковского интересен не только большой вместимостью. Согласно расчетам получается, что схема «летающее крыло» обладает еще рядом преимуществ по сравнению с обычной. Оказывается, с точки зрения аэродинамики фюзеляж — ненужная часть самолета, создающая излишнее аэродинамическое сопротивление. Его существование обусловлено чисто практической необходимостью — где-то ведь надо размещать пассажиров и грузы. И как только внутри крыла окажется достаточно места, конструкторы постараются обойтись без этого «довеска». Не так уж нужно «летающему крылу» и хвостовое оперение — создатели самолетов давно уже научились обходиться без него, управляя полетом с помощью расположенных на концах крыла закрылков и элеронов.

Тут надо, наверное, сказать, что работу свою наши конструкторы начинали отнюдь не на пустом месте. Еще на заре авиации, в 1876 году, французам А. Пено и Э. Гоо был выдан патент на летательный аппарат, имевший все характерные признаки «летающего крыла» или «бесхвостки». Однако проект этот осуществлен не был. О нем вспомнили лишь в 1890 году, когда французский же изобретатель К. Ад ер построил по такой схеме самолет «Эол» с паровым двигателем. Но и этот самолет, как вы уже знаете, не полетел...

В нашей стране теоретические разработки подобных конструкций были начаты

В.В. Котовым, сделавшим в 1896 году обстоятельный доклад на заседании Русского технического общества, где подчеркнул достоинства «летающего крыла». Они затем были полоясены в основу расчетов и чертежей конструктора Б. И. Черановского. Начиная с 1921 года он проектирует и строит ряд экспериментальных планеров и самолетов. Наилучший из них — одноместный спортивный самолет БИЧ-21 — в январе 1941 года показал рекордную для того времени скорость полета 320 км/ч.

Вторая мировая война притормозила работы над «летающими крыльями» в Hanieil стране. А вот в Германии конструктор А. Липиш сумел к 1945 году наладить массовое производство «бесхвосток». В самом конце войны на секретных заводах третьего рейха было изготовлено 370 самолетов-истребителей Ме-163В по схеме «летающее крыло», оснащенных жидкостными реактивными двигателями. Правда, из-за непомерно большого расхода топлива такие самолеты летали очень недолго и активного участия в воздушных боях не принимали.

За прошедшие десятилетия конструкторы еще доработали схему, смогли преодолеть один из ее главных недостатков — плохую устойчивость «бесхвосток» на малых скоростях полета. Теперь за управлением проследят быстродействующие ЭВМ, которые не допустят аварии.

Впрочем, это не единственный проект создания самолетов-гигантов типа «летающее крыло». Американские специалисты, например, предлагают летающую громаду, способную вместить до 5 тыс. пассажиров. По мысли конструкторов, такое «крыло» будет состоять как минимум из трех фрагментов, каждый из которых может взлетать и садиться по отдельности. Состыковавшись в воздухе, такая армада сможет барражировать месяцами, совершая витки вокруг земного шара. Горючее же, пассажиров, припасы на борт супергиганта будут доставлять небольшие самолеты-челноки. Они же станут переправлять в аэропорт назначения и пассажиров, уже добравшихся, куда им нужно.

Самолет назвали «Аякс»...

«Не удивляйтесь, химику в авиации ныне дел больше, чем когда-либо. Особенно если речь идет о гиперзвуковых самолетах...»

С такого вот неожиданного признания началась беседа с начальником лаборатории систем управления и навигации научно-производственного предприятия (НПП) гиперзвуковых систем А.П. Фроловым. Того самого петербургского СКБ «Нева», которое не столь давно вызвало переполох среди авиаконструкторов своей если не сенсационной, то, во всяком случае, нетрадиционной работой.

Вызван же проект к жизни вот какими обстоятельствами.

Люди словно одержимы идеей: все дальше, все быстрее, все выше!.. Так что вслед за сверх- и гиперзвуковыми истребителями и бомбардировщиками в небо обязательно поднимутся и пассажирские самолеты аналогичного класса. Над их созданием конструкторы работают уже сегодня. Проект «Аякс» — одна их таких работ.

И он, безусловно, прав. Если Россия хочет оставаться в числе ведущих авиационных держав мира, то уже сейчас в наших КБ должны рождаться дерзкие проекты. Из-за рубежа, например, просачиваются слухи о полетах над пустыней Мохаве неких самолетов-призраков, способных за 8 часов облететь весь земной шар. Ну-ка прикиньте скорость такого гиперзвукового самолета...

Правильно, гиперзвуковым называют летательный аппарат, могущий развивать скорость выше 4—5 М, где М — скорость звука в воздухе, равная примерно 1 тыс. км/ч. Именно на такие самолеты, похоже, делают ставку специалисты США, в свое время благоразумно не ставшие ввязываться в гонку — кто первым создаст пассажирский «сверхзвуковик». Но теперь они выходят из тени: проанализировав чужой опыт, поучившись на ошибках европейцев, конструкторы США оповестили мир о планах создания не только «шаттла» нового поколения, но и высотно-космического самолета NASP (National Avation Space Project).

Работы, ведущиеся с 1986 года, предусматривают постройку самолета, который при взлетной массе около 180 т должен поднимать не менее 9 т полезной нагрузки, иметь габариты стратегического бомбардировщика В-1 и вместилище для груза, сравнимое с соответствующим отсеком «Спейс шаттла».

В общем, как это у человечества водится, «впереди планеты всей» выступают военные. И Фрайштадт со своей командой это отлично понимают. И затевают свой проект не только для того, чтобы покатать любителей острых ощущений...

Однако вспомните, следом за реактивными бомбардировщиками появились и реактивные пассажирские самолеты. Аналогично обстояло дело со сверхзвуковыми машинами. Вряд ли традиция будет нарушена и при выходе на гиперзвук. Поэтому на фирме «Нева» закладывают сразу несколько модификаций своего проекта, чтобы самолет можно было использовать на все случаи жизни.

Причем специалисты СКБ вполне справедливо полагают, что нет смысла придерживаться проторенного другими фарватера. Действовать так — значит вечно быть в роли догоняющих. Нужен качественный рывок, позволивший бы обойти конкурентов. Именно это и обещает проект «Аякс».

Он необычен хотя бы тем, что вопреки привычным канонам решает задачу создания гиперзвукового летательного аппарата «от противного». Судите сами. Стремительно мчащийся самолет в результате трения о воздух, как известно, может разогреться до сотен, а то и тысяч градусов. Чтобы избежать разрушения конструкции, обычно прибегают к соответствующим мерам — применяют особо жаропрочные сплавы, защитные покрытия и системы термоохлаждения. Петербуржцы же решили реализовать принцип активного энергетического взаимодействия конструкции с внешней средой. Тепло пропустят внутрь летательного аппарата, причем зло при этом обратится во благо!

И это еще не все хитрости. Часть обтекающего аппарат воздушного потока поступает в тракт уникальной по своей концепции двигательной установки. Она — магнитоплазмодинамическая. Говоря упрощенно, к прямоточному воздушно-реактивному двигателю добавляют еще МГД-генератор и МГД-ускоритель. Гиперзвуковой воздушный поток, набегающий на аппарат, сначала резко притормаживается в искусственно созданном магнитном поле, тратя часть своей энергии на наведение ЭДС. При этом, согласно расчетам, должно выделяться около 100 МВт — электростанция такой мощности в состоянии обслужить город средней величины.

Затем заторможенный и ионизированный воздушный поток поступает в камеру сгорания, где полыхает обогащенный водородом и кислородом керосин. Продукты сгорания устремляются через сопло наружу, создавая реактивную тягу. Если ее на данном режиме полета недостаточно, в действие вступает МГД-ускоритель. Он убыстрит истечение продуктов сгорания за счет энергии бортовой электростанции и доведет скорость аппарата до 25 М, то есть до первой космической скорости. Так что при желании «Аякс» можно будет выводить и на околоземную орбиту.

Вот только когда это будет?

Осталось, таким образом, одно — доказать реальность проекта постройкой опытного образца. Но на это у молодой фирмы не хватает самой малости — денег. А их надо немало. Конечно, не 17 млрд долларов (именно в такую сумму, по свидетельству экспертов, обойдется проект NASP), но все же довольно круглую сумму. Государство же наше, увязшее в долгах, раскошелиться не торопится. Между тем американцы, имеющие весьма тонкий нюх в подобного рода делах, проявляют отнюдь не альтруистический интерес к отечественным разработкам в области гиперзвука. Цену светлым умам наших специалистов за рубежом хорошо знают и не стесняются переманить их при случае. Или, на худой конец, умыкнуть сами идеи.

Так неужто и на сей раз мы останемся на бобах? И вновь, в который уж раз, повторится та же история, что была с Ту-144 и «Бураном»? Сначала надеемся на российское авось, потом, второпях копируя чужое изделие, выкидываем на ветер миллиарды и триллионы...

Так не дешевле ли все-таки финансировать петербургский проект? Тогда, глядишь, к 2015 году у нас появится собственный «гиперзвуковик», которому и американцы позавидуют!

Так полетим ли на «ядре»?

И в заключение этой главы надо, наверное, сказать хоть коротко о попытке создания ядерного реактивного двигателя (ЯРД) для самолета, предпринятой в конце 50 — начале 60-х годов группой пермских инженеров во главе с Н.М. Цыпуриным.

В заключение слово взял Курчатов:

Однако Курчатов остался непреклонен.

На том и порешили. Но придумать эффективную защиту оказалось непросто. Она в значительной степени утяжеляла конструкцию, сводила на нет все достоинства ядерного двигателя перед обычным авиационным. А вскоре Курчатов умер. К власти в стране пришел Н.С. Хрущев, относившийся к стратегической авиации отрицательно. Существовавшие в то время самолеты и те начали уничтожать. Где уж тут помышлять о новых?..

Группа была расформирована. Многие вернулись в Пермь, на старые места, занялись другими делами. Проект попал в секретный архив, где и пролежал невостребованный несколько десятилетий. Лишь недавно он был рассекречен, и появилась возможность рассказать еще об одной странице в истории отечественной авиации.

Хорошо бы, выехав как-нибудь за город, достать из рюкзака и распаковать некий аппарат с крыльями. Затем надеть лямки подвесной системы, напрячь мускулы и... взмыть в небо. Да, неплохо бы иметь портативный му скул о лет, который позволял бы взлетать с места и садиться на пятачок, пролетев дистанцию порядка 1 км на высоте 4—7 м. Что же мешает осуществлению желания? Да и существует ли принципиальная возможность создания такого аппарата?

Испытания «золотого орла»

Ныне есть два типа мускулолетов: орнитоптеры с машущим крылом, подобные птицам, и схожие с планерами — с неподвижными крыльями, которые тянет пропеллер, вращаемый ногами пилота.

Правда, еще ни один орнитоптер, скажем сразу, не поднялся в воздух выше чем на 2—3 м, не пролетел и километра. В сравнении с ним планерный мускулолет имеет неоспоримые преимущества. Апогеем стал перелет на нем с острова Крит до материковой Греции. Согласно древнегреческому мифу, то же некогда сделал Дедал, отец знаменитого Икара, поэтому и мускулолет назвали «Дедалом». Расстояние в 96 км он прошел со скоростью примерно 20 км/ч на высоте от 2 до 7 м.

Такие характеристики — дальность, высота, да и вес (75 кг) — вполне устраивают. Но... «Дедал» не запихнешь в багажник автомобиля, не провезешь в электричке — он неразборный. Да и размах крыльев такой, что на дачных шести сотках мускулолет разместится только по диагонали. Чтобы взлететь, ему необходимо шоссе. А стоимость... Она пока сравнима с ценой подержанного «боинга».

«Стало быть, остается уповать на махолеты-орнитоптеры», — полагает изобретатель из Подмосковья Денис Воронин. Они, в свою очередь, делятся на два подвида. Одни обладают кабиной, шасси, относительно сложной системой управления и напоминают самолет. Другие обходятся без колес — наподобие ранца крепятся прямо к пилоту. Такие мускулоле-ты довольно редки — видимо, сказывается привычка конструкторов к проверенной самолетно-планерной схеме.

Орнитоптеры с кабиной и шасси хороши тем, что освобождают ноги пилота-двигателя для работы педалями. Но вращение «звездочки» нужно как-то передать крыльям. Эта задача решается дорогой ценой — с помощью механизма, который преобразует вращение в возвратно-поступательное движение. Причем на трение расходуется до половины всей энергии живого «двигателя». К тому же мускульное усилие, за исключением непродолжительного времени, когда ступицы педалей, связывающих их с осью «звездочки», перпендикулярны ногам, тратится на то, чтобы просто сдавливать или растягивать сталь, из которой они сделаны. Полезной работы при этом не производится.

Ранцевые орнитоптеры привлекают возможностью транспортировки и малым весом. Однако у них свои минусы — ноги с их мощными мускулами оказываются не задействованы. Любопытную подсказку дает искусница природа. К полету, как известно, способны не только птицы, комары, бабочки, но и такие млекопитающие, как летучие мыши. А в мезозойскую эру летали архозавры, птеродактили, археоптериксы. На спине у них, по свидетельству исследователей, могли бы уместиться несколько слонов. Стало быть, появляется робкая надежда — уж если такие гиганты поднимались в воздух, то тем более это должно быть доступно человеку: ведь в расчете на единицу мышечной массы он куда сильнее того же архозавра. В чем же состоит секрет летающих гигантов?

Если всмотреться в рисунки-реконструкции, полистать зоологическую литературу, станет ясно, что их крылья, как, кстати, и крылья летучих мышей, имеют особое строение. Все четыре конечности связаны между собой соединительной тканью — перепонкой — и почти на равных участвуют в передвижении крыльев. Таким образом, каждый мускул тут в действии. Вот и в ранцевом орнитоптере следует включить в работу ноги.

Человек-стрекоза

В 1987 году на авиационном празднике в Москве Владимир Топоров демонстрировал «Истину» — полноразмерный махолет с мотоциклетным двигателем. Машина разгонялась по бетонке Тушинского аэродрома, задирала нос... но так и не взлетела. Конструктор обещал исправить ее недостатки и в следующий раз полететь по-стрекозиному.

Через два года Владимир привез в Ригу на очередной слет солидную модель махолета. Семикилограммовая стрекоза с игрушечным моторчиком взлетала с рук, поднималась на 50-метровую высоту и порхала до тех пор, пока был бензин. Она по всем параметрам превосходила модели, о которых шумела западная пресса. Зарегистрирован почти пятиминутный полет махолета.

И наконец, в 1993 году Топорову все-таки удалось взлететь самому. Вот как это было...

Воткинск, где живет Владимир Топоров, — небольшой зеленый городок с сапфировым озером посередине. Это родина Петра Ильича Чайковского. Здесь, казалось бы, не махолеты придумывать, а сочинять музыку да стихи.

Впрочем, теперь уже все знают, что именно здесь расположен завод, выпускающий самые совершенные ракетные комплексы средней дальности — предмет черной зависти западных инженеров. Клуб «Алые паруса», которым руководит Топоров, до недавних пор действовал при этом заводе. Да и сам Владимир работал на нем конструктором и расчетчиком.

На лето клуб переехал за город. На опушке берендеевского леса Топоров и 12 его юных помощников разбили лагерь, построили ангар.

Жили, сочетая приятное с полезным, но главным занятием оставался махолет. Прогоны по тихому шоссе, ставшему взлетно-посадочной полосой, доработки, снова прогоны...

Потом в тихое солнечное утро машину вывели из ангара, донесли до шоссе, покатили на соседнее поле. Пилотировал махолет сам конструктор, а разгоняли всей командой с помощью лебедки. Взявшись за пропущенный через нее трос, ребята помчались по полю. Пилот пустил в ход крылья. Скорость возросла, и после короткого разбега машина взмыла в воздух. Топоров начал яростно махать крыльями, и гигантская стрекоза какое-то время набирала высоту. Она летела сто, двести метров, но силы пилота небеспредельны. Махолет снизился и плавно сел на край поля. Конечно, победа, но Топоров не очень доволен. Подлеты, считает он, только начало.

Потомки Дедала

Впрочем, не надо думать, что Топоров и его команда — единственные в своем роде. Работы над орнитоптерами и махолетами ведут и другие конструкторы.

Началось все еще со времен Леонардо да Винчи, в архивах которого обнаружены довольно подробные чертежи орнитоптера — летательного аппарата с машущими крыльями, С тех пор, если не раньше, человеческая мысль бьется над решением этой технической задачи. Модели птиц-парителей строили и изучали пионеры авиации А.Ф. Можайский, О. Лилиенталь, Н.Е. Жуковский. Еще в прошлом веке лейтенант В. Спицын замерял подъемную силу построенной им машущей модели с пружинным приводом. В 1908 году русский летчик А. Лиуков испытывал в Тифлисе мускулолет своей конструкции с ножным приводом, а спустя 25 лет совместно с В. Андреевым построил моторный орнитоптер АШ-1. Но машущее крыло не помогло поднять машину в воздух. Поэтому на несколько десятилетий в этой области авиации наступило затишье. Но с середины 50-х годов у махолетчиков начался новый бум. Инженер А. Монацков подрессорил крылья планера А-9. И в итоге аппарат, названный «Кашук», летал в Тушине на параде, качая крыльями с амплитудой 4 м.

Стали строить орнитоптеры и в Германии, Франции, но более всего — в США. Инженер-исследователь Мемориального института в городе Колумбусе, штат Огайо, Т. Харрис и преподаватель авиакосмического машиностроения Принстонского университета Д. Деларье создали двухметровую радиоуправляемую модель, но каких-либо выдающихся результатов не добились. Потом они попробовали построить пилотируемый аппарат с размахом крыла 18 м, однако проект так и не был реализован.

В конце концов Деларье заявил, что изучение аэродинамики малых скоростей, характерных для махолетов, может само по себе дать богатую информацию по целому ряду дисциплин, но в коммерческое применение орнитоптеров он не верит.

Параллельно над проблемой машущего полета работал руководитель летно-исследовательской лаборатории имени Распета при университете штата Миссисипи Д. Беннет. Он испытывал радиоуправляемые орнитоптеры, поднимавшиеся на тросе за автомобилем. Беннет также пришел к невеселому выводу: «Должно быть, существует веская причина, объясняющая, почему братья Райт не построили махолет». Уже в наше время за дело взялись профессионалы из британских ВВС во главе с Роем Андервудом. Используя лучшие материалы и технологии, воссоздали птицу Леонардо, но она так и не полетела. Идею машущего полета пыталась реализовать группа американских инженеров под руководством Д. Фицпатрика. После очередной неудачи он подвел печальный итог: истрачено полмиллиона долларов, а итоги — кот наплакал.

Самые серьезные попытки создать махолет предпринял известный ученый Пол Мак-криди. Лет пятнадцать тому назад профессор, успешно работавший в НАСА, вдруг отошел от ракетных дел и организовал лабораторию, где для начала построил мускулолет, на котором Брайн Аллен перелетел Ла-Манш. Затем создал небольшую модель летающего ящера-птеродактиля. Она успешно прошла испытания в планирующем полете, и это вдохновило ученого на строительство большого махолета. В 1989 году на авиабазе Эндрюс под Вашингтоном состоялся первый демонстрационный полет. Спустя несколько секунд после отделения буксировочного троса отчаянно хлопающий крыльями птеродактиль перевернулся несколько раз и начал камнем падать на землю. Замешкавшиеся операторы слишком поздно передали команду выпустить парашют, и напичканная электроникой пластиковая модель стоимостью 700 тыс. долларов распласталась на бетоне взлетно-посадочной полосы.

Когда мы полетим, как стрекозы и мухи?

Итак, как видите, особыми успехами махолетчики похвастаться пока не могут. Так быть может, и ну их — орнитоптеры? Жили же как-то без них. И дальше проживем. Но...

Сознаюсь, историю с совещанием я придумал. Но то, что муха, как и многие другие насекомые, обладает уникальными летными качествами, — истина. Даже птицы — эти врожденные летуны — не способны проделывать те фигуры «высшего пилотажа», что без труда выполняют мухи, стрекозы, бабочки... А уж о разных наших механических летунах и говорить не хочется. Сравните: гиперзвуковой перехватчик пролетает в минуту не более 5— 6 тыс. длин своего корпуса, стрекоза же — свыше 100 тыс. длин! Полет насекомых — чрезвычайно сложный процесс. Он таит в себе множество загадок; некоторые из них решены лишь недавно, другие еще только ждут своих первооткрывателей.

Взгляните на крыло мухи через увеличительное стекло. С точки зрения современных специалистов самолетостроения, оно — форменное аэродинамическое безобразие. Все в желобках, вмятинах, микроскопических волосках... Шиферная крыша и то глаже. Такое крыло, вместо того чтобы сглаживать воздушный поток, похоже, специально его завихряет.

Любопытные сведения на этот счет сообщила мне старший научный сотрудник Института эволюционной морфологии, кандидат биологических наук О.М. Бочарова-Месснер:

— До сих пор считалось, что во время полета крылья насекомых погружены в так называемый ламинарный пограничный слой воздуха, который как бы сглаживает их поверхность. Теперь эту точку зрения приходится пересматривать: результаты исследований говорят о том, что на крыльях насекомых ламинарный пограничный слой, судя по всему, отсутствует. Видимо, так выгоднее при машущем полете... Похоже, сложный рельеф крыла, расчленяющий поток на отдельные струи, делает движение воздуха более упорядоченным. Конечно, для авиационного инженера в рисунке рельефа много непривычного. Например, даже то, что желобки идут не поперек, а вдоль крыла, от основания к краю. Но эксперименты показали, что при полете насекомого скорость потоков у основания крыльев выше, чем у краев. Значит, крыло как бы засасывает воздух у основания, а затем, распределив его по желобкам, направляет к краям, создавая дополнительную подъемную силу.

Это не единственная тайна, окружающая полет насекомых, в частности той же мухи. При скоростной кино- и видеосъемке заметно, что крыло насекомого весьма эластично — изгибается, скручивается, может даже сложиться, словно веер...

Крыло пронизано нервами и системой «кровообращения», по которой течет геомолимфа — жидкость, подобная крови человека. Кроме того, здесь огромное количество микродатчиков — своеобразных органов чувств. Щетинки, колбочки, заметные только под микроскопом, и регистрируют скорость встречного потока воздуха, и отмечают всевозможные крутящие моменты, и помогают насекомому ориентироваться в пространстве... Остается лишь сожалеть, что подобными приборами человек пока не может оснастить крылья своих летательных аппаратов.

А каков «двигатель» у насекомого! Целый день висеть в воздухе не уставая, развивать скорость до 150 км/ч, покрывать в сутки расстояние 1200 км... Сколько бы горючего потребовали на это современные авиационные моторы! Бабочки же, стрекозы, мухи обходятся всего лишь несколькими каплями нектара или крохами с нашего стола.

Любопытно: мышцы, дающие движение крылу, вовсе с ним не связаны! Дело в том, что крыло прикреплено к мягкой перепонке, которая разделяет спинной и боковой отделы спинного панциря. На ней крыло может двигаться почти свободно, опираясь лишь на небольшой «столбик» — маленький, но очень крепкий вырост в верхней части бокового отдела груди. При этом та самая мягкая перепонка, к которой крепится пластинка крыла, позволяет перемещаться вверх-вниз спинной части панциря. При таких движениях, совершаемых за счет мышц, панцирь тянет за собой внутренние кончики крыла. И хотя такие перемещения еле заметны, за ними следует большой взмах лопасти крыла благодаря неравномерности плеч его рычага. Такая сложная система имеет определенные преимущества. Известно ведь, что сокращение мышцы вызывается нервным импульсом. Так вот, ни у одного живого существа планеты нервная система не способна дать более 500 импульсов в секунду. Некоторые же насекомые, например мелкие комарики цератопогониды, способны совершать до 1 тыс. взмахов в секунду. Каким образом? Есть предположение, что растянутые мышцы возвращаются в первоначальное положение самостоятельно, без команды нервной системы.

Благодаря координированной работе датчиков и мышц крылья насекомого выписывают в полете сложные фигуры. Ударяя своими краями о воздух, словно веслами о воду, они позволяют двигаться вперед и назад, неподвижно зависать в воздухе или лететь боком, выполнять головокружительные маневры... Уникально и «навигационное оборудование» мух, стрекоз, бабочек и прочих летунов из мира насекомых.

Известно, что пчелы, «загрузившись» нектаром, летят к своему улью по прямой. Как они вычисляют правильное направление? Говорят, ориентируются по солнцу даже в том случае, если оно скрыто сплошной облачностью, поскольку глаза-фасетки умеют определять поляризацию света, а следовательно, местоположение его источника. А там уж природный компьютер мгновенно определит и нужное направление...

И наконец, еще одна придумка природы, на которую, думается, стоит обратить внимание конструкторам летательных аппаратов, — мушиное «шасси». Оно ведь намного совершеннее, чем колесные тележки современных самолетов. Последним подавай гладкую бетонную полосу, муха же бегает по какой угодно поверхности, и не только горизонтальной, но и вертикальной. Ей ничего не стоит прогуляться и по потолку. Почему она не падает?

Точного ответа на этот вопрос у исследователей пока нет. Одни полагают, что муху держат присоски на кончиках лап. Другие считают, что все дело в специальном клее. Третьи склоняются к тому, что дело не обходится без специальных электрореологических жидкостей... А еще биологи выяснили: мухи теми же лапками проводят доскональный химический анализ поверхности, по которой ступают. И уж, конечно, не пропустят ничего съестного...

В момент опасности шесть лапок — исследовательских зондов — мгновенно превращаются в упругие пружинки. Миг — и муха уже в воздухе, словно подброшенная катапультой.

- Только никакая современная катапульта не обладает такой скорострельностью, компактностью и экономичностью...

А теперь вернемся к тому совещанию, которое я описал вначале. Скорее всего, оно закончится безрезультатно. Конструкторы констатируют, что до природы им еще далеко, разойдутся по своим рабочим местам, где на кульманах чертежи все тех же самолетов и вертолетов. А может, пора уж переходить к созданию мухолетов и стрекозокрылов? Ведь такую идею еще в 1969 году подал инженер В. Филиппов из Северодвинска и даже представил фантастический полет. Вот строки из его описания:

Как видим, идея витает в воздухе. Правда, ее осуществление, похоже, в ближайшее время не предвидится. Хоть первые робкие попытки и предпринимаются. Вспомним хотя бы о тех же махолетах из Воткинска. Но чтобы рукотворные аппараты летали столь же виртуозно, как насекомые, нам еще предстоит учиться и учиться. У мух и стрекоз.

Если вы думаете, что созданные или проектируемые землянами летательные аппараты годятся лишь для нашей планеты, то глубоко ошибаетесь. Ныне конструкторы думают и даже делают самолеты, воздушные шары и дирижабли и для других планет. И вот что у них получается.

Полеты над красной планетой

Добывать данные о строении Марса должны не только планетоходы, но и планетолеты, полагают исследователи России и США. Например, по первоначальному плану Российского космического агентства в 1996 году была предусмотрена доставка на Марс и аэростата, сделанного во Франции.

Он состоит из двух оболочек, объемом около 4 тыс. м каждая. По прибытии на место одна из них — герметизированная — будет автоматически накачана гелием. Другую же — негерметичную — наполнит марсианский воздух, состоящий в основном из углекислого газа. Поэтому, естественно, она, став тяжелее первой, расположится ниже гондолы с приборами, выполняя роль своеобразной балластной камеры.

Ночные часы аэростат проведет на поверхности планеты, так как создаваемой гелием подъемной силы не хватает, чтобы его приподнять. С восходом же солнца газ в «балласте» разогревается, объем его увеличится, и он частично выйдет наружу. Масса «балласта» уменьшится, и когда, согласно расчету, разница температур внутри и вне его достигнет 30 °С, подъемная сила верхнего баллона окажется достаточной, чтобы вся конструкция взмыла вверх.

Специалисты полагают, что за световой день аэростат, увлекаемый силой ветра, пролетит около 500 км. Наступившая ночь заставит его снова опуститься на поверхность планеты. Так что научная аппаратура в гондоле-контей-нере, прикрепленной к верхней оболочке, будет проводить обследования не только атмосферы, но и различных точек поверхности Марса. Такие взлетно-посадочные циклы продолжатся 10—15 суток.

Американцы же полагают, что для обследования красной планеты с воздуха лучше использовать не аэростатический, а аэродинамический летательный аппарат. По сведениям зарубежной печати, эксперты рассматривают три варианта самолета для Марса: крейсерские с гидразиновым либо с электрическим двигателем и посадочный. Все они будут иметь одну и ту же базовую конфигурацию, напоминающую планер.

Как же самолеты будут доставлены на Марс? Три «шаттла» выведут на околоземную орбиту по одному контейнеру и двухступенчатому межорбитальному буксиру. В каждом контейнере — 4 самолета, компактно уложенные и упакованные в персональные капсулы, и спутник связи, предназначенный для ретрансляции передаваемой на Землю информаций. Первая ступень буксира, сработав, выведет контейнер на дорогу к Марсу. Прибыв к месту назначения, он с помощью второй ступени будет переведен на орбиту красной планеты с перицентром 500 км и периодом обращения четверо марсианских суток. В верхней точке орбиты, апоцентре, отделится связной спутник, который, оперируя собственными гид-разиновыми двигателями, займет стационарную эллиптическую орбиту с периодом обращения 1,5 суток. Это необходимо для того, чтобы он практически постоянно висел над районом десантирования.

Срабатывает тормозной двигатель контейнера, и четыре капсулы, одна за другой выходя из него, начинают свой путь с орбиты вниз. Войдя в атмосферу под углом 15°, они сначала затормаживаются за счет собственных аэродинамических качеств, а потом на высоте 9,5 км над каждой раскроется тормозной парашют.

На высоте 7,5 км скорость снизится до 60 м/с, да и плотность атмосферы уже достаточна, чтобы капсула раскрылась и расправивший крылья самолет мог отправиться в самостоятельное путешествие. Выполнившая же свою задачу оболочка упадет на поверхность Марса. Крейсерская скорость самолета любого типа— 60—100 м/с, полезная нагрузка — 40—100 кг, продолжительность и максимальная дальность полета — до 31 часа и 10 тыс. км соответственно.

Дюжина, по мнению экспертов, как раз то оптимальное число самолетов, которое необходимо для объективного сравнения полученных данных и выявления каких-либо закономерностей. Мы уж не говорим о повышении надежности выполнения всего эксперимента — есть надежда, что хоть часть аппаратов не будет изломана марсианскими бурями и свою задачу выполнит.

...Таковы планы исследования красной планеты. Что из них исполнится, смогут ли страны-участницы преодолеть как финансовые, так и технические затруднения, станут ли координировать свои усилия или каждая пойдет своим путем — все это мы узнаем в ближайшее время.

Дирижабль для Венеры

Если на Марсе лучше всего использовать аэропланы, то для Венеры, как показывают расчеты, больше подойдут долговременная летающая лаборатория и исследовательские зонды, наделенные некоторыми свойствами... глубоководного батискафа.

Как известно, температура у поверхности Венеры достигает 500 °С, а давление 100 атм. Кроме того, поверхность планеты покрыта плотнейшим облачным покровом, обрекающим Венеру на вечные сумерки. И наконец, в атмосфере планеты кроме огромного количества углекислого газа (до 98%) есть смеси соляной и фтористой кислот. Все это делает сколько-нибудь длительное пребывание исследовательских аппаратов поверхности Венеры весьма проблематично. Как же тогда исследовать ее поверхность? «А примерно так же, как мы ныне изучаем поверхность океанского дна», — предполагают ученые. И далее развивают свою мысль следующим образом.

Плотную атмосферу Венеры из врага можно превратить в союзника. На высоте примерно 50 км плотность и температура венерианской атмосферы вполне сравнимы с земной. Здесь, наверное, и имеет смысл разместить постоянно действующую научную базу. Она может представлять собой нечто вроде гигантского аэростата, а еще лучше — дирижабля, могущего избирательно перемещаться в тот или иной район планеты, зависать над избранной точкой.

Причем для заполнения оболочки такого дирижабля вовсе не надо везти с Земли, скажем, традиционный гелий. Как показывают расчеты, вес этого газа составит примерно 9% от массы всего аппарата, а вот баллоны, в которых он содержится под давлением 300— 350 атм., будут весить столько же, сколько и сам аппарат целиком. Иное дело, если мы возьмем с Земли баллоны низкого давления, заполненные аммиаком или даже обыкновенной водой. Весить они будут куда меньше, а на месте, под действием высоких венерианских температур, такие жидкости без каких-либо дополнительных затрат энергии превратятся в пар, который и послужит рабочим телом для аэростата.

Понятное дело, аэростат, заполненный водяным паром, существенно тяжелее дирижабля, оболочка которого заполнена гелием. Но этот избыток с лихвой компенсируется отсутствием массивных баллонов высокого давления. И в итоге «водяной» аэростат будет брать на борт большую полезную нагрузку, чем гелиевый. Не забывайте, летать ему ведь придется в условиях Венеры, а не Земли.

С борта такой летающей долговременной лаборатории непосредственно на поверхность планеты можно будет время от времени запускать исследовательские зонды, напоминающие собой земные глубоководные батискафы. Только на Земле такие аппараты бывают полыми внутри или, в крайнем случае, заполняются легкой жидкостью (например, керосином). На Венере же, согласно прикидкам кандидата технических наук Г. Москаленко, логичнее использовать двухкомпонентное рабочее тело, например смесь паров воды и паров аммиака или метилового спирта.

Чтобы вы поняли, в чем тут выигрыш, давайте подробнее рассмотрим условия «аэростатического плавания» в атмосфере Земли и в атмосфере Венеры. В земной атмосфере количество рабочего тела, необходимое для уравновешивания аэростата, должно быть тем больше, чем выше мы хотим подняться. Дополнительно даже приходится сбрасывать балласт. А на Венере все наоборот: чем на большей высоте должен зависнуть аппарат, тем меньшее количество рабочего тела должно быть в его оболочке — таковы соотношения давления, плотности, температуры газов на разных высотах.

Теперь представим себе, что в летательном аппарате используется два разных газа, два рабочих тела — основное и вспомогательное. Основной газ обеспечивает подъем аппарата до некоторой максимальной высоты. Но еще до того, как эта высота будет достигнута, вспомогательное рабочее тёло, рабочие характеристики которого выбраны как раз с таким расчетом, начнет переходить из газообразного состояния в жидкое, превращаясь в балласт. Аппарат начнет снижаться.

Причем если конденсат собрать в баллон и не дать ему превращаться в газ по мере снижения и повышения температуры, то можно осуществить спуск до самой поверхности. А когда нужно будет подняться, достаточно будет выпустить жидкость из баллона, где она содержалась под давлением. Она тотчас станет превращаться в газ — не забывайте, за бортом около 500° жары, — и исследовательский зонд снова взмоет вверх.

Понятное дело, процесс этот можно сделать и плавно регулируемым; тогда зонд сможет зависать на любой заранее заданной высоте. И все это совершенно бесплатно: никакого расхода балласта или рабочего газа не предвидится.

Более того, Москаленко предлагает весьма остроумную идею, как при спуске попутно запастись электроэнергией. Для этого достаточно выставить наружу, в набегающий поток газа, крыльчатку. Она станет вращаться, электрогенератор будет вырабатывать электрический ток. Запасая энергию в аккумуляторах, ее можно затем использовать, скажем, для подсветки ландшафтов Венеры с помощью прожекторов или фотовспышек. Ведь на поверхности, как мы уже говорили, царит вечный полумрак.

Стартовать же и возвращаться такие аппараты будут на «летающие острова», свободно плавающие в верхних слоях венерианской атмосферы, на высоте примерно 50 км, где условия примерно такие же, как и на нашей планете.

Гигантская круглая платформа (несколько сотен метров в поперечнике) будет сооружена из прочных и легких пластмассовых конструкций. Ее покрывает слой почвы, на котором произрастают земные растения. Домики поселка разбросаны среди садов и парков. Основные жилые помещения— в толще платформы.

К краям платформы крепится огромная сферическая оболочка, ограничивающая воздушное пространство острова. Она прозрачна, и сквозь нее видно белесое небо Венеры, вечно покрытое толщей облаков. Оболочка сделана из нескольких слоев синтетической пленки. Между ними циркулируют газовые составы, содержащие вещества-индикаторы. Они сигнализируют о возможных проколах оболочки, могут содержать и герметики.

От краев платформы за оболочку уходят площадки аэродромов. Отсюда стартуют к черным глубинам Венеры телеуправляемые аппараты, исследующие ее поверхность, сюда прилетают гости с соседних островов, «приземляются» спускаемые аппараты космических кораблей.

Мощные пропеллеры способны перемещать остров по воле его обитателей.

Выдуйте ... космический корабль

И наконец, еще об одном, казалось бы, совсем фантастическом проекте, разработанном юными техниками под руководством Николая Хлебникова.

Началось все лет двадцать тому назад. Николай Хлебников работал тогда в Казахстане, в городе Лисаковске, на станции юных техников. И готовился с ребятами к очередному, тогда еще всесоюзному конкурсу «Космос». Строили модель космического корабля пофантастичней.

В общем, ребята работали, лишь один хитровал — Иван Варфоломеев — затеял мыльные пузыри пускать.

Лишь в неспокойной земной атмосфере мыльные пузыри живут недолго. А вот в космосе, в условиях невесомости и абсолютного покоя, такой пузырь будет куда более долговечен. В особенности если вместо обычного мыла и воды использовать для его изготовления специальный пластик, твердеющий после выдувания в условиях космического пространства.

Тут уж всеобщая мысль заработала. И за несколько минут в результате спонтанного мозгового штурма ребята накидали с десяток идей по доработке первоначального предложения. Вот хотя бы некоторые из них.

Если внутри первого шара выдуть еще второй и третий, то получится многослойная конструкция, которой, вероятно, будут не страшны даже микрометеориты: несколько слоев подряд пробить не так-то просто.

Если перед тем, как надувать оболочку, ее заготовку поместить внутри какого-то объема (скажем, куба, грани которого сделаны из проволоки или иного материала), то и шар получится уже не круглым, а кубичным. Аналогично можно получить оболочку в виде параллелепипеда, цилиндра, конуса и т.д.

Если сделать необходимое количество отдельных модулей, «врезав» в их стенки переходные люки, тамбуры и т.д., можно затем собрать их в соответствующую конструкцию: хотите — орбитальную станцию, хотите — космический корабль...

Если отправиться на таком корабле, скажем, к Марсу, то можно продолжить возведение подобных конструкций и на самой планете. Купола, надежно прикрепленные, приклеенные к почве, сделанные из прочного пластика, способного противостоять марсианским бурям, послужат первым прибежищем для марсианских колонистов.

Честно сказать, не понимаю членов того жюри. И зря. Ребячью идею стоило поддержать даже и в том случае, если бы в ней действительно было маловато здравого смысла. Помните, что говорили великие: только из сумасшедших идей получается что-то стоящее. А тут... В общем, отбили людям руки, охоту заниматься данным проектом дальше.

Правда, упорный Хлебников как-то при случае поинтересовался у химиков: можно ли создать пластик, удовлетворяющий предъявляемым требованиям. «В принципе химия все может, — сказали они. — Только заявок на подобные разработки пока не поступало...» Таким образом, круг замкнулся. Идея не может быть реализована, потому что нет пластика. А пластика нет, поскольку его никто не заказывал...

Но вот что интересно. Не так давно мне под руку попался старый выпуск журнала «Америка». Так там среди прочего рассказывалось и об идеях известного американского дизайнера, архитектора и инженера Ричарда Бакминстера Фуллера. Он не только разработал конструкцию легких и прочных «геодезических куполов» — пространственных сооружений из прямых стержней (один из таких куполов был затем использован в качестве выставочного павильона на международной выставке в московских Сокольниках), но и создал несколько вариантов... надувных конструкций!

Один из них предназначен для перекрытия пространства над городом, расположенным, скажем, за Полярным кругом. Второй вариант — летающие поселения — представляет огромные «мыльные пузыри», которые будут плавать, скажем, в плотной атмосфере Венеры, обеспечивая своим обитателям — выходцам с Земли — оптимальные условия для жизни.

Интересно, Фуллера тоже называли «беспочвенным фантазером»?

Тут уж меня совсем заело, и я стал копать дальше. Со временем обнаружил и еще один проект. Германский журнал «Хобби» рассказал своим читателям об американском проекте спасения космонавтов из корабля, потерпевшего аварию на орбите. Людей, оставшихся без скафандров, «упаковывают» опять-таки в пластиковые сферы и перевозят через безвоздушное пространство из аварийного корабля в спасательный.

Правда, в американском варианте предполагалось использовать заранее припасенные сферы диаметром около метра. Человека помещают внутрь через специальное отверстие, которое тут лее герметизируется застежкой-«молнией». Но ведь куда проще и быстрее надуть такую сферу из застывающего пластика, который будет образовывать прочную пленку сразу вокруг человека...

Наконец, выяснилось, что подобные конструкции существуют не только в чертежах и описаниях, но и проверены действительностью! Те же американцы лет пятнадцать тому назад запускали экспериментальный спутник «Эхо-1». Он представлял собой огромный шар из тонкой металлизированной пленки, отражающей лучи радара. Эксперимент прошел удачно, спутник просуществовал в космосе заданный срок, исполнив свою миссию.

К сказанному остается добавить, что одним из существенных новшеств в проекте космической станции «Альфа» может стать следующее. НАСА приостановило работу, которую вели специалисты «Боинга» над жилым модулем для этой станции, и подумывает о его замене облегченным надувным домом — так называемым «трансхабом». (Название составлено из первых слогов двух слов «транс» — транспортировка и «хабитата» — жилище.) Он может стать основной квартирой для жильцов орбитальной станции. Окончательное решение по этому поводу будет принято в 2003 году.

Вместо металлического корпуса «трансхаб» будет состоять из облегченной сердцевины, изготовленной из композитных материалов. Она будет окружена коконом из гибкой, но прочной материи — из такой ныне делают пуленепробиваемые жилеты.

Если конструкция выдержит испытания, то такие же «трансхабы» можно будет использовать в качестве жилых модулей на Луне, Марсе и других планетах Солнечной системы, полагают разработчики этой конструкции из Центра имени Джонсона в Хьюстоне. «Мы проектируем надувное космическое жилище, которое будет надежнее, дешевле и качественнее своих предшественников, — говорит руководительница проекта Донна Фендер. — Мы не проектируем оборудование специально для Марса, но думаем, что наше надувное жилище можно будет использовать без существенной переделки и на красной планете».

В грузовом отсеке космического «челнока» такой модуль будет находиться в компактном состоянии — его внешнюю оболочку обернут вокруг сердцевины. Получится этакий кокон диаметром чуть более 3 м. В космическом пространстве «трансхаб» расправится под действием поданного внутрь воздуха, раздуется до 7,5 м в диаметре. Длина кокона составит порядка 8 м.

Так в пространстве будет развернуто нечто вроде 3-этажного дома, в котором с удобствами смогут разместиться 6 человек. При весе 5 т такой модуль будет вдвое легче того, который пытались спроектировать специалисты «Боинга», используя традиционные технологии. А поскольку он будет еще и втрое объемнее, то астронавты при таком раскладе смогут получить не только комфортабельные помещения для работы и отдыха, но и собственный спортивный зал. Кроме того, появится возможность значительно усилить радиационную защиту модуля от космических излучений за счет дополнительного экрана.

Проектировщики предлагают окружить центральную часть модуля, где большую часть времени и будет находиться экипаж, водяной рубашкой толщиной 12—15 см. Она и преградит путь радиоактивным частицам, входящим в состав космического излучения, и потокам ионов, вылетающих при солнечных вспышках.

Такой щит в особенности понадобится при полете к красной планете и на самом Марсе. Ибо эта планета, в отличие от Земли, практически лишена магнитосферы, защищающей нас от вредного излучения.