Кольцеплан Нарушевича: замкнутое крыло торжествует

Еще со времен братьев Райт, впервые поднявших летательный аппарат в воздух, человечество не оставляла мысль улучшить аэродинамические качества самолета. Добрались изобретатели и до замкнутого контура крыла. Один из пионеров авиации – Луи Блерио построил такой гидроплан, названный в честь самого себя. Машина в воздух (1906-й год) так и не поднялась, но идея получила право на жизнь!


Тогда конструкторы действовали наугад. Чуть позже, в 1909-м француз Живодан построил машину с парой крыльев в виде колец, между которыми находился летчик. Самолет с 40-сильным движком тоже не полетел: однако в 1980-х энтузиаст Э. Филлон создал макет этого необычного воздушного судна. И оно полетело! Видимо, в начале ХХ века тяга у кольцеплана была недостаточной – моторчик оказался слабоват.

Продолжение эпопеи

Известный немецкий конструктор Эрнст Хейнкель в 1944-м построил самолет с замкнутым, в виде девяти соединенных граней, крылом. Машина оснащалась парой моторов, вращавших винты, находившихся внутри кольца. Взлет осуществлялся с вертикального положения. Свой аппарат конструктор назвал Lerche, что в переводе значит «Жаворонок».


В металле машина так и не была построена. Сегодня увидеть этот странный самолет можно разве что в компьютерной игре.

Франция

В этой стране попытки создать воздушное судно с замкнутыми плоскостями оказались относительно более удачными. В 1959-м был построен самолет вертикального взлета SNECMA C.450 Coleoptere.


Вот он уже сумел подняться в небо, хотя и ненадолго. Приземление прошло жестко, но летчик-испытатель остался живым.


Дальнейшее испытание С-450 едва не превратилось в трагедию. Старт состоялся, самолет взлетел, однако при переходе от вертикального положения в горизонтальное аппарат начал падать. Пилот катапультировался, машина разбилась, а проект свернули.

США

Американцы тоже делали попытки создать свой самолет с кольцеобразным крылом. В 1967-м запустили проект Convair Model 49. В результате на свет появилось нечто, напоминающее одновременно и самолет, и вертолет.


Дело ограничилось постройкой небольшой модели. Правительство США дальнейшего хода идее не дало. Но на этом американцы не успокоились. Позже появляется проект авиалайнера от компании Lockheed с кольцеобразным крылом, замкнутым на хвосте.


Теперь просчеты конструкторов понятны. Хвост, соединенный с кольцом, мешал использовать подъемную силу на все «сто»: бока крыльев в процессе не участвовали. Жесткое их соединение с корпусом машины также ухудшало аэродинамику. Проект Ring Wing не был осуществлен. Но почему конструкторы всего мира «привязались» к кольцеобразному крылу – в чем его преимущества? Стоит разобраться подробнее.

Плюсы замкнутого контура

Обычный «классический» самолет испытывает индуктивное сопротивление, когда потоки из-под плоскостей, где повышенное давление, переходят наверх через законцовки. В ходе этого процесса сзади крыла формируются вихри, на создание которых тратится энергия. Как раз она и показывает индуктивное сопротивление. В замкнутом кольцеобразном крыле воздух, пройдя через контур, устремляется вниз (законцовок-то нет!), улучшая подъемную силу.


У машины может быть очень большой угол атаки – до 50°. Для сравнения: у обычных самолетов эта величина не превышает 22°. Находящийся в кольце воздух не дает срываться потоку с верха нижней части крыла. Все эти преимущества позволяют летать самолету без элементов механизации. Закрылки, предкрылки и т. п. ему не нужны. А это уменьшает массу машины. Оригинальная конструкция увеличила общую жесткость аппарата – ему не страшен боковой ветер. Есть и другие плюсы, которые стоит рассмотреть на примере действующего реального воздушного судна.

Самолет Нарушевича

Реализация идеи машины с овальным крылом стартовала в 1988-м. Тогда в технический клуб, существовавший при Минском заводе, производящем шестеренки для сельхозмашин, от аграриев пришла просьба построить самолет, способный летать при боковых порывах ветра. На просторах Краснодарского края, славящимся бескрайними нивами, это превращалось в серьезную проблему: помех-то воздушным потокам не было. Сильнейшие боковые порывы воздуха делали АН-2 неуправляемым и превращали его в «бешенного слона», как говорили летчики. Проектированием машины занялся авиатехник Аркадий Нарушевич и пилот Анатолий Гущин.


К ним присоединилось еще несколько энтузиастов. Сначала были произведены исследования. Выводы оказались неожиданными: согласно расчетам, выходило, что плоскости летательного аппарата должны быть кольцеобразными. Только в этом случае машина будет уверенно противостоять сильным боковым порывам ветра. Построили несколько моделей и проверили их на практике: все летало, расчеты оказались верными. Наконец, приступили к главному – приобрели нужные материалы и начали строить овальное крыло. А дальше – набивший оскомину сценарий: развал Советского Союза и прекращение финансирования. Построенное крыло сохранили.


В 1998-м о проекте вспомнили и им заинтересовалась частная компания, которая выделила необходимые средства для продолжения постройки самолета. С крыла «сдули пыль» и приступили к созданию фюзеляжа. Машина была готова к 2004-му году.


Начались испытания: самолет проверяли подлетами – при боковом ветре и в условиях полного штиля (для сравнения). Результаты оказались впечатляющими. Машина взлетала с полосы длиной всего 150 м. Благодаря кольцеобразному крылу, самолет практически не реагировал на порывы ветра, дующего со скоростью до 13 м/сек.


Но, был и еще один, может, самый главный плюс – соотношение максимального взлетного веса с полезной нагрузкой. Коэффициент оказался равным 0,45. К подобной цифре даже близко еще не подобрался ни один авиаконструктор! Для сравнения: у АН-2 – 0,27, Ту-134 и вовсе 0,177. Даже современный МС-21 имеет коэффициент 0,28.


Чтобы получить желаемый результат, необходимы точные расчеты. Только тогда овальные плоскости эффективно проявят свои лучшие качества. Нужно знать отношение размеров эллипсов друг у другу, особенности хорды и иных элементов. Авторы идеи подали документы на получение патента в РБ и РФ.

Почему не запускают в серию?

Изначально все упиралось в белорусские законы. Построенное в стране воздушное судно очень сложно поставить на официальный учет. Касательно машины Нарушевича и вовсе невозможно, т. к. его «детище» нельзя отнести ни к одному из существующих классов летательных аппаратов. Выручит Россия – есть договор с аэродромом в Воронеже. Однако для продолжения модернизации машины и постановке ее на конвейер требуется 12 млн долларов.


И здесь можно найти решение – например, показать самолет на одном из салонов МАКС: инвесторы почти наверняка найдутся. А пока аппарат, не летавший с 2004-го года, находится в авиационном музее г. Барановичи. Неужели никто не заинтересуется уникальным самолетом? Посмотрим…