Реактивный ранец
«Человек полетит, опираясь на силу разума» Н.Е. Жуковский.
На протяжении многих веков в умах человечества живет мысль о полете. В известных нам сказках, легендах, преданиях существует множество прообразов персональных летательных аппаратов. Например, всем знакомые Икар, Баба-Яга, Алладин безстрашно бороздят небесные просторы на искусственно созданных крыльях, ступе и волшебном ковре-самолёте. А люди в серебристых комбинезонах парящие в небе, о которых так много писали фантасты? Сегодня этих супергероев можно увидеть в современных фильмах и компьютерных играх.
Благодаря развитию науки, полёты человека стали реальностью. Конструкторы продолжают совершенствовать индивидуальные воздушные средства передвижения. Собранная и изученная информация позволяет сделать предположение, что у ранцевых летательных аппаратов в перспективе есть будущее.
История создания ранцевых летательных аппаратов.
Реактивный ранец (или ракетный ранец; англ. jet pack, rocket pack, rocket belt и др.) — персональный летательный аппарат, носимый на спине, позволяющий человеку подниматься в воздух посредством реактивной тяги. Тяга создаётся за счёт выбрасываемой двигателем вертикально вниз реактивной струи.
В 1921 году в СССР А. Ф. Андреев представил проект портативного ракетного аппарата, который человек надевал на себя в виде ранца. В сосудах этого аппарата находятся сжиженные газы: метан и кислород, которые, сгорая, дают реакцию. При помощи последней человек может совершать прогулки на 20 км со скоростью 200 км/ч. Вес всего аппарата с горючим около 50 кг. Вес горючего – 8 кг.
Химмельштурмер (небесный бунтарь) был создан немцами в конце войны. Это устройство состояло из двух маломощных ракет, которые закреплялись на груди и спине пилота, позволяя ему пролетать до 55 метров. Предполагалось, что это устройство поможет инженерным подразделениям перелетать через реки и минные поля. Чертежи – отсутствуют. Как и многие другие немецкие технологии, Химмельштурмер после 1945 года оказался в руках армии США. Компания «Белл Аэросистемс» проводила испытания с ним, и он послужил толчком для дальнейшего исследования реактивных ранцев.
После окончания войны германские ракетные технологии вместе с Вернером фон Брауном попали в США. Один из работавших с Брауном американских инженеров, Томас Мур, создал ЛА, который он именовал «реактивным жилетом». Он работал на перекиси водорода. В 1952 году Мур получил грант в 25 тысяч долларов от армии США на создание и испытание собственного устройства. «Реактивный жилет» был сделан и на стендовых испытаниях смог на несколько секунд приподнять пилота над землёй.
В 1958 году Гарри Бурдетт и Александер Бор создали «прыжковый пояс» (Jump Belt), которому они дали название «Кузнечик». Тяга создавалась сжатым азотом высокого давления. На «поясе» были закреплены два сопла, направленных вертикально вниз. Носитель «пояса» мог подпрыгнуть вверх на высоту до 7 метров. Наклонившись вперёд, можно было бежать со скоростью 45 – 50 км/ч.
В 1958 году журнал Life опубликовал фотографии перспективного персонального летательного аппарата фирмы «Тиокол». Пилотом-испытателем нового реактивного ранца, разработанного в рамках программы Grasshopper, был Эд Курчевски. «Прыжковый пояс» был продемонстрирован военным в действии, но финансирование – отсутствовало.
Управление транспортных исследований армии США предполагало, что персональные реактивные аппараты могут найти применение в разведке, при форсировании рек, высадки морских десантов, подъёма на крутые горные склоны, преодоления минных полей, тактического маневрирования и так далее. Концепция получила название «Малое ракетное подъёмное устройство».
В рамках этой концепции Управление в августе 1960 года заказало разработку SLRD компании «Белл». Венделл Мур был назначен ведущим инженером проекта. Он служил инженером-ракетчиком в «Белл Аэросистемс». Была создана экспериментальная «сборка», работавшая на сжатом азоте. Первые полёты были больше похожи на короткие и резкие прыжки, однако потом удалось достигнуть равномерного полёта на высоте до 5 метров на протяжении трёх минут. 20 апреля 1961 года был совершён первый в истории свободный полёт на ракетном портфеле без привязи. Испытатель поднялся на высоту порядка 1 метра и полетел со скоростью 10 км/ч более 30 метров. Весь полет длился 13 секунд. Реактивный рюкзак перестал быть фантастикой.
В последующих полётах Грэм отрабатывал технику управления портфелем и осваивал более сложные приёмы пилотирования. В процессе испытаний были получены следующие показатели: длительность полёта – 21 секунда; дальность полёта – 120 метров; высота — 10 метров; скорость – 55 км/ч.
8 июня 1961 года рюкзак был продемонстрирован на публике – перед офицерами на военной базе Форт-Юстис. Однако, армия была разочарована. Наибольшая длительность полёта ракетного портфеля составляла всего 21 секунду, а дальность 120 метров. При всем этом рюкзак обслуживала целая команда персонала. Военные отказались от дальнейшего финансирования программы, контракт был завершён.
В 1965 году «Белл Аэросистемс» заключила новый контракт с военными на разработку ранца с турбореактивным двигателем. Проект получил название «Jet Flying Belt». Над проектом нового ранца работали Венделл Мур и Джон Налберт. К 1969 году новый ранец был создан. 7 апреля 1969 года на аэродроме Ниагара Фоллз состоялся первый свободный полет турбореактивного ранца «Jet Belt». Пилот Роберт Куртер пролетел около 100 метров по кругу на высоте 7 метров, достигнув скорости 45 км/ч. Следующие полёты были более продолжительными, до 5 минут. Теоретически новый ранец мог находиться в воздухе до 25 минут и развивать скорость до 135 км/ч. Однако, ранец был сложным в обращении, слишком тяжёлым и опасным в эксплуатации.
Проект по созданию ранцевого ЛА продолжила компания Martin Aircraft.
Летательный аппарат был рассчитан на вертикальный взлёт и посадку. Конструктивно и по принципу действия он довольно схож с предшественниками. Современные композитные материалы позволили существенно снизить вес устройства. Пустой аппарат весит 113 кг при габаритах 152х152х168 см. Двигатель в 200 л. с. получился мощный и прожорливый. Расход бензина – 38 литров в час. Аппарат способен нести вес до 127 кг.
Рассматривая старинные картины, где изображены ангелы, например, картину Pietro Perugino, на которой изображён Архангел Михаил, напрашиваются аналогии с реактивными ранцами. Может быть мы пытаемся повторить то, что использовалось в конце 18, начале 19 века? Ещё в 1838 году генерал-адъютант, начальник инженеров действующей армии в Царстве Польском Шильдер испытывает ракеты с управляемой траекторией полёта. Многие изобретения Шильдера значительно опередили современное ему состояние техники, а потому только теперь могут получить надлежащее применение. Чертёж подводной лодки Шильдера помещён в книге Мазюкевича. Испытания этой первой в мире цельнометаллической подлодки, включая первый подводный запуск ракет, были осуществлены на Неве. С подводной лодки под командованием самого Шильдера запускались 4-дюймовые зажигательные ракеты, уничтожившие учебные цели – парусные шаланды, стоящие на якорях.
Краткое изложение историко-исследовательской работы Ильи Луцкого «Есть ли перспективы в развитии ранцевых летательных аппаратов?»