Он мог заменить спутники – суборбитальный самолет Proteus

Высотная дальнемагистральная модель с тандемным крылом разработана Бертом Рутаном — главным новатором в современном авиастроении. С самолетом было связано много планов, но их так и не смогли реализовать. Тем не менее техника достойна внимания и будет интересна каждому, кто неравнодушен к авиации.

Предыстория

Model 281 Proteus начали разрабатывать по заказу частной компании Angel Technologies. Но впоследствии его широко применяла NASA в рамках двух проектов: Environmental Research Aircraft and Sensor Technology (ERAST) и Dryden Flight Research Center.


На первых эскизах, сохранившиеся в архивах, модель выглядит традиционно, но позднее было принято решение использовать тандем, и самолет приобрел свой экстравагантный облик, сделавший его таким узнаваемым.

Основной задачей констрикторов было обеспечение высотных полетов увеличенной продолжительности. Поэтому Proteus сделали таким длинным, с большой площадью крыльев и уменьшенной нагрузкой на них (около 128 кг на кв. м.). Турбореактивные двигатели с пониженным расходом топлива и герметичная кабина полностью вписываются в выбранную концепцию. А костюмы пилотов больше напоминают скафандры астронавтов с системами жизнеобеспечения, чтобы исключить проблемы при разгерметизации.


Этот вариант примечателен тем, что конструкторские решения и характерные контуры впоследствии использовались практически во всех высотных моделях Берта Рутана. По сути, это родоначальник целого направления, который помог испытать ряд технических новинок и доказать их эффективность.

Цель создания

Самолет разрабатывался для того, чтобы буквально за час-два наладить беспроводную связь в любом регионе земного шара, а впоследствии создать целую сеть. Для этого на его нижней части крепили специальную антенну.

Proteus должен был стать основой глобального проекта HALO, который обеспечил бы высокоскоростную связь во всех мегаполисах. Развертывание такого варианта обходится в разы дешевле запуска спутников. Космические программы стоят миллиарды долларов, самолеты в этом плане намного доступнее.


Авиация могла курсировать в нужном месте на высоте 18-20 км на протяжении 14 часов. Диаметр покрытия по прогнозам составил бы около 100 км. Что важно, можно давать связь только на конкретный регион, чего не может обеспечить спутник, а это экономия ресурсов и энергии (электричества тратилось бы в 10 раз меньше).

Еще одно преимущество – возможность постоянно обслуживать технику и модернизировать аппаратуру, спутники обновить невозможно. При курсировании самолетов отпадает необходимость в телевизионных вышках и ретрансляторах, а это также большая экономия средств.

Характеристики

Корпус изготовлен из трехслойного композитного материала, скомпонованного таким образом, чтобы обеспечить высокую прочность при небольшом весе. При длине в 17,14 м и высоте 5,33 м размах передних крыльев составил 19,69 м, а задних – от 23,65 до 27,94 (благодаря использованию сменных законцовок). Общая площадь крыльев составила 44,5 кв.м.

При немалых габаритах пустой самолет весит всего 2,66 т. В снаряженном состоянии максимальная масса составляет 6,55 т, нормальная – 5,67 т. В баки умещается до 2,86 тонн топлива, чтобы обеспечить большое время полета.


Модель может перевозить до 900 кг груза, который размещается на внешней подвесной конструкции под фюзеляжем. Она рассчитана на двух пилотов, при необходимости внутри может расположиться еще один человек.

Силовая установка – два турбореактивных двухконтурных двигателя Williams FJ44-2 тягой 10,2 кН каждый. Они обеспечивают скороподъемность 1020 метров в минуту и разгоняют самолет до 518 км/ч при показателе крейсерской скорости в 351 километр.

При удалении на 925 км продолжительность полета 22 часа. Когда удаление от точки взлета составляет 3 705 км, топлива хватает на 12 часов. Практический потолок согласно инженерных расчетов — 19 510 м.

Испытания и использование

Планировалось, что после выпуска и тестов первого экземпляра будет собрана еще минимум сотня самолетов Proteus в рамках программы High Altitude Long Operation. Стоимость проекта оценивали в 760 миллионов долларов и предполагал создание глобальной телекоммуникационной сети. Но изготовили только одну единицу, в силу ряда проблем амбициозный проект так и не реализовали.


26 июля 1998 года самолет впервые поднялся в воздух, полет продлился 1 час 40 минут. Он набрал высоту в 3 600 м и поддерживал крейсерскую скорость 185 км/ч. Летные испытания продолжались в течение полутора лет и завершились ближе к концу следующего года.
Общественность впервые увидела Proteus летом 1999 г. на авиасалоне в Париже, куда самолет прибыл прямым перелетом из штата Мэн. Там он ежедневно поднимался в воздух и использовался как телекоммуникационная платформа.

Впоследствии модель использовалась не только для подъема ретрансляторов, ее применяли для сброса ракетоплана DARPA X-37. А в 2022 году «Протеус» поднимал мишень диаметром 10 метров, состоящую из тысяч оптических сенсоров для отработки систем лазерного наведения.

Еще один интересный проект, в котором использовался самолет – исследование перистых облаков. Для этого пригодилась возможность наращивания крыльев, это увеличило подъемную силу и позволило подняться на нужную высоту.


Модель налетала 126 часов над территорией Японии и Аляски, исследуя уровень загрязнения воздушного пространства над Тихим океаном. Она участвовала и в ряде других научных программ.

Что интересно, Proteus пилотируется как традиционным способом, так и дистанционно. За счет высокоскоростной спутниковой связи наземный оператор может корректировать курс, даже если самолет находится за линией горизонта.

Возможен полет в автоматическом режиме, НАСА протестировала ряд систем автопилота на этой модели. Также ее применяли для тестов оборудования DSA, предотвращающее столкновение с другим летательными аппаратами при опасном сближении.

В середине нулевых самолет приобрела компания Northrop Grumman, которая тестирует на нем системы автономных полетов и предоставляет технику в аренду для различных исследовательских программ.

Протеус установил несколько мировых рекордов. Так, 25 октября он поднялся на высоту 19 277 метров над уровнем моря. В тот же день он покорил еще одно достижение – высота горизонтального полета составила 19 015 м. А всего через 2 дня, 27 октября с нагрузкой в 1 тонну самолет поднялся на 17 067 м.


В конце 1998-го журнал Time включил Proteus в топ-100 лучших дизайнов года. И по сей день многие любители авиации считают эту разработку одной из самых красивых – эстетика просматривается в каждой линии, а сам самолет несмотря на большие размеры выглядит грациозно как в полете, так и на земле.

Ряд технических решений используются в других моделях и помогли конструкторам со всего мира при разработке новых самолетов. Несмотря на то, что планы по сборке Proteus не реализовали, проект можно считать удачным. Тем более, что он успешно эксплуатируется по сей день и выполняет ряд задач, которые не под силу другой авиации.