Одиннадцать лет назад, летом 1993 года, по бетону взлетной полосы полигона Саратовского авиационного завода пробежала и поднялась в воздух странная машина. Свидетели по-разному описывали ее форму, называя то «таблеткой», то «чечевицей», то «жуком», а то даже и «летающей кепкой», однако впоследствии, когда кадры полулюбительской съемки обошли буквально весь мир от Японии до США, об этом летательном аппарате стали отзываться как о «русском НЛО».
На самом деле полутораметровая в диаметре радиоуправляемая модель (РУМ Л-1), изготовленная по чертежам Концерна «ЭКИП» («Экология и прогресс», г. Королев), летала не силой антигравитации или аннигиляции материи. Принципы толстого крыла и управления пограничным слоем давно были известны и использовались в авиации, однако недостаточная экономичность этих аппаратов не позволяла говорить об их практическом использовании, и только предложенная генеральным конструктором «ЭКИПа» Львом Щукиным новая схема вихревой ячейки и проведенные под его руководством исследования позволили выжать максимум из известных явлений и сделать аппарат уникальным. «НЛО» с коротенькими крыльями и двумя килями выглядело как футуристический переросток, у которого от всей истории авиации остались только готовые исчезнуть рудименты. Полусферическая сверху и почти плоская снизу машина, покачиваясь, забрала круто вверх, пошла боком и, упущенная кинооператором из виду, скрылась в углу кадра.
Пришельцы из Библии
Если не считать странных изображений в Северной Африке и Южной Америке, которые уфологи толкуют как «картины с натуры», одно из первых в европейской истории упоминаний НЛО относится ко времени Александра Македонского. Источники свидетельствуют, что в 329 году до н.э. два светящихся «серебряных щита» спикировали на армию Александра, когда та пересекала реку в Индии; в 322 году до н.э., во время осады Тира, пять круглых «щитов», образующих треугольник, облетели город и разрушили стены и башни лучами света.
Некоторые исследователи Библии видят описание НЛО в словах пророка Иезекииля: «бурный ветер шел от севера, великое облако и клубящийся огонь, и сияние вокруг него...». А портрет обитателей «огня» и «сияния» расценивают как изображение «космонавтов» в тяжелых скафандрах: «крылья», под которыми были руки, – винты какого-то устройства, управлявшегося астронавтами; а «молния» и «вид лампад» – иллюминаторы космического корабля. Однако настоящий бум вокруг неопознанных летающих объектов или «ракет-призраков», которые имели или могли бы иметь вполне земное происхождение, разразился чуть более 50 лет назад. Тогда же родился и сам термин «летающая тарелка». В 1947 году американский бизнесмен, пилот-любитель Кеннет Арнольд сообщил, что видел в горах Кэскейдс на северо-западе США группу из девяти дискообразных аппаратов, летящих волнообразно, «словно тарелка по воде». Они двигались диагональным строем, выполняя невероятные маневры, а потом улетели в сторону Канады на сверхзвуковой скорости. Позднее стало понятно, что место и время встречи не случайны. Еще в 1933 году американский ученый-аэродинамик Чарльз Циммерман экспериментировал с круглым крылом. Через 11 лет начались испытания его самолета, получившего названние «Блинчик» (двигатели и кабина пилота располагались в единственном крыле). Тогда шла Вторая мировая, и деньги требовались для наращивания производства стоящих на потоке обычных истребителей и бомбардировщиков (примерно такие же аргументы и сейчас используются против развития нетрадиционных технических проектов). После войны финансирование программы «Блинчика» (или, как его тогда официально назвали в ВВС, «Шумовки») внесли в бюджет и… закрыли, а 15 изготовленных самолетов пустили на металлолом: деньги потребовались на перевооружение авиации и флота реактивной техникой. В те же годы в прессу просочились слухи, что в канадском отделении британской фирмы Avro разрабатывался летательный аппарат «тарелочной формы» Avrocar. Спустя 14 лет это «дисковое крыло с кольцевым соплом по периметру» выполнило первые полеты, которые показали низкую устойчивость, и вскоре работы были прекращены.
След Пенемюнде
Проекты «летающего крыла» известны с начала ХХ века. В 1904 году профессор Геттингенского университета Людвиг Прандтль ввел понятие пограничного слоя – благодаря этому стало ясно, как, улучшив условия обтекания, уменьшить лобовое сопротивление движущихся тел. Теоретическое обоснование планирования и механизма возникновения подъемной силы крыла обеспечил работавший перед Первой мировой войной совместно с немецкими физиками русский профессор Николай Жуковский. Результатом совместного труда стали дифференциальные уравнения пограничного слоя. Представить себе, что такое пограничный слой, проще всего на примере… чаепития. Нередко струя воды из носика попадает не в подставленную чашку, а на стол. Происходит это потому, что между внешней стороной носика и струей воды в результате затруднения поступления воздуха создается вихревой поток и пониженное давление, которое заставляет струю как бы «прилипать» к фарфору и отклоняться от вертикали. Вот так же и обтекающий крыло воздух «прилипает» к поверхности, замедляется над ней, отрывается, создает завихрения и препятствует созданию подъемной силы.
В период между двумя мировыми войнами в Германии развернулись работы по преодолению отрицательного воздействия пограничного слоя из-за его отрыва. Экспериментируя с «летающим крылом» и сферическими летательными аппаратами, немецкие ученые пришли к выводу о необходимости «отсасывания» «мертвого» воздуха через мельчайшие отверстия в крыле. Рассматривалась также идея постройки летательного аппарата из пористого материала, работающего как губка. Ему даже придумали специальное название Luftschwamm («аэрогубка»).
Работы над проектом не прерывались в Германии даже во время Второй мировой войны. Самолеты-»диски» строили и испытывали под Прагой и на секретном полигоне в Пенемюнде до самой весны 1945 года. Сорок с лишним лет спустя некий Генрих Флейшнер рассказывал, что работал в Пенемюнде над проектом реактивного дисковидного самолета. А один из бывших узников концлагеря для советских военнопленных, разбиравший на полигоне оставшиеся после налета союзников руины, вспоминал, что еще в 1943 году случайно увидел там «похожую на перевернутый тазик машину» с каплеобразной кабиной в центре. Аппарат полетел, но неустойчиво. Порыв ветра перевернул его, он упал и взорвался.
Б?льшая часть документов и образцы техники были уничтожены специальными командами до того, как Германия была оккупирована. За каждым листком охотились все разведки стран-победительниц. К примеру, материалы Генриха Флейшнера оказались в руках американской компании. В интервью «ПМ» нынешний исполняющий обязанности генерального конструктора концерна «ЭКИП» Семен Зельвинский рассказал, что основателю «ЭКИПа» Льву Щукину было известно о зарубежных проектах, но «все предыдущие системы управления пограничным слоем требовали такой энергии, что выигранный эффект полностью скрадывался расходом мощности двигателя на работу самой системы. Заслуга Щукина в том, что «он сумел предложить принципиально новую схему и дал расчет, показавший, что расход энергии на устойчивые вихри составляет 3–6% от мощности двигателя, а выигрыш в подъемной силе и коэффициенте сопротивления движения – в 1,5–2 раза».
Ловушки для воздуха
Если бегло взглянуть на столбовую дорогу истории авиации, выяснится, что современные «Ту» или «Боинги» ничем не отличаются по конструктивной схеме от самолетов братьев Райт. Функции фюзеляжа и крыльев разделены. Фюзеляж несет людей и грузы, крылья с элеронами поднимают самолет, расположенное сзади оперение служит для стабилизации полета и управления. Попытки совместить крыло и фюзеляж, то есть создать так называемое «толстое крыло» (утолщение которого составляет 30–35% ширины в отличие от обычного крыла с соотношением 8–10%) наталкивались на проблемы с отрывом пограничного слоя на задней верхней поверхности. Именно это не позволяло обеспечить устойчивость и управляемость аппарата. Лев Щукин внес предложение отсасывать заторможенные слои воздуха на задней поверхности толстого крыла оригинальным способом.
Предшественники пробовали создавать системы отсоса медленного пограничного слоя внутрь крыла, но Щукин предложил сделать не просто вихревые ячейки, а несколько кольцевых каналов, расположенных параллельно в задней поверхности крыла-фюзеляжа. Внутри них размещалось центральное тело – полая «труба» с разрезом по всей длине, создававшая «ловушки» для заторможенных слоев воздуха. Тем самым вихревое движение упорядочивалось, а воздух из «трубы» (центрального тела) отсасывался при помощи соединенного с маршевыми двигателями эжектора или центробежного вентилятора.
Как объясняет Семен Зельвинский, если отобрать часть давления за турбиной реактивного двигателя и сделать обычный эжектор, в ячейках образуется область низкого давления, куда и отсасывается воздух «мертвого» слоя. При этом отсос настолько невелик, что на двигателе это не сказывается. После отказа от крестовидной схемы аппарата у него проявилась масса неожиданных достоинств, связанных с большой площадью крыла-фюзеляжа. Во-первых, б?льшая поверхность обеспечивает б?льшую подъемную силу, которая зависит от скоростного напора и площади. Благодаря этому, чтобы поддержать аппарат в воздухе, нужен маленький скоростной напор и, следовательно, меньшая скорость. Так что скорость посадки многотонных (до 300 т) аппаратов «ЭКИП» составляла бы не 250–260 км/час, как у обычных самолетов, а всего 95–100 км/час. Во-вторых, большая площадь позволяет, сделав под корпусом скеги-»полозья» и задний щиток, «поставить» аппарат на воздушную подушку, наддув которой осуществляется через плоское сопло в нижней передней части фюзеляжа при помощи дополнительных двигателей, эжектора или вентилятора. Воздушная подушка придает аппарату «ЭКИП» настоящую, в отличие от «крестообразных» самолетов (например, широко рекламируемого Бе-200), амфибийность – способность садиться как на воду, так и на болото или луг, а также самостоятельно выбираться на пологий берег. Малая скорость посадки уменьшает аварийность, связанную с наличием у других летательных аппаратов достаточно хрупких шасси. Даже при отказе системы наддува воздушной подушки худшее, что может случиться при посадке на небольшой скорости, это стирание скегов.
Маршевые двигатели, расположенные в заднем отсеке аппарата, оказываются доступны для ремонта прямо в полете, а применение в обивке двигательного отсека активных шумопоглощающих материалов делает аппарат малошумным даже при использовании российских турбореактиных моторов (например, Д-436Т), которые в последнее время становятся из-за шумности препятствием в международных полетах российских лайнеров. Еще одно важное качество «ЭКИПов» состоит в том, что маршевые двигатели выполнены по стандартной схеме, но с плоским поворотным соплом, как, например, у американского F-22 или отечественного СУ-35. Поворотное сопло используется для управления аппаратом по тангажу (угловому движению летательного аппарата относительно оси, проходящей через центр его массы перпендикулярно продольной плоскости симметрии), а кроме того, струя газа из него распадается быстрее, чем из круглого, и она холоднее. Поэтому в случае использования такого аппарата в качестве разведчика обнаружить его при помощи локаторов труднее. Другими словами, не планировав того, «ЭКИПу» придали свойства технологии Stelth.
НЛО на приколе
Русскую «летающую тарелку» готовили к большому будущему. Ей прочили как мирные, так и военные специальности. Например, одним из ее применений могла стать перевозка пассажиров прямо из центра Москвы в центр Питера: 12-тонный «ЭКИП» с 40 пассажирами на борту мог бы стартовать прямо с Москвы-реки возле Международного центра торговли и приводняться на Неве. Даже при меньшей, чем у рейсовых самолетов, скорости общие затраты времени, учитывая ненужность проезда в Шереметьево и из Пулкова, были бы одинаковыми, если не меньшими. Авиалесоохрана, финансировавшая проект на одном из этапов, рассчитывала получить значительно более пригодную для тушения лесных пожаров машину. В отличие от самолетов-пожарных (например, тех же Бе-200), «ЭКИП» брал бы на борт мощную технику и доставлял ее к кромке огня, что куда эффективнее распыления над очагом воды, часть которой испаряется от жара, еще не долетев до земли. Военные видели в проекте будущие самолеты-разведчики…
После испытаний моделей аппарата в аэродинамических трубах предприятия «Геодезия», Казанского авиационного института и в ЦАГИ прошли летные пробы радиоуправляемой полутораметровой модели на Саратовском авиационном заводе (САЗ), владеющем значительной долей в уставном капитале «ЭКИПа». Там же началось строительство экспериментальной автоматической 9-тонной модели, которую позже армейские специалисты предложили использовать как самостоятельный автомат-разведчик.
Шли 90-е, менялись гражданские и военные чиновники, сливались и разделялись министерства и ведомства, финансирование то открывалось, то закрывалось, и даже вмешательство президента Ельцина не помогло: выделенные в федеральном бюджете 1999 года деньги «потерялись» в бюрократической «черной дыре». А тем временем вокруг проекта продолжались научные и околонаучные споры, которые в «ЭКИПе» оценивают как противостояние групп интересов: российское гражданское и военное авиастроение испытывает дефицит готовых к реализации идей, разработок и денег. Средства, выделенные государством или за-работанные коммерческими структурами, уходят на доводку моделей 10–30-летней давности, на которых авиастроители могут пока зарабатывать.
И тут на пороге Саратовского авиазавода (САЗ) стали появляться «варяги». Три года шли вялотекущие переговоры с потенциальными китайскими заказчиками, а в сентябре прошлого года на САЗ приезжала делегация из Исследовательского центра Военно-морской авиации США (NAVAIR’s Research and Engineering Sciences Department), подписавшая протокол о намерениях. Российская пресса утверждала, что американцы заинтересованы в доводке и использовании «ЭКИПов» как беспилотных летательных аппаратов-пожарных. Однако директор центра Джон Фишер признается: «У этой технологии есть потенциал использования в новом типе летательных аппаратов, подходящих для стратегических целей NAVAIR – внедрения технологий следующего поколения в Военно-морских силах». Цели же, поясняет бюллетень командования ВМС, таковы: новые летательные аппараты, системы связи и вооружений.
По поводу этих планов генеральный директор САЗа Александр Ермишин заявил в интервью «ПМ», что предупредил американцев о необходимости согласования всех дальнейших шагов по проекту с правительством и соответствующими ведомствами. С тех пор интерес американской стороны не проявлялся.
Основатель «ЭКИПа» Лев Щукин умер в 2001 году, а его первое воплощенное в металле детище стоит в цехе САЗа – пустой корпус со снятыми двигателями…