Александр Розов - Притяжение неба Миф об Икаре Политэкономия полета

«SpaсeShipOne», США, 2003 год, space-plane Барта Рутана. Самолет-бесхвостка, длина 5 метров, размах крыльев 5, пустой вес 1200 кг, полетный — 3600 кг. Схема полетов SSO такова. Сначала — подъем на самолете-носителе на высоту около 15 км. После отделения от носителя, включается реактивный движок. За 15–80 секунд он разгоняет SSO, до 1–3,5 км в секунду. Далее — баллистический полет на высоте от 20 до 112 км, в стратосфере или в космосе. Финальная фаза — полет в режиме стратосферного, и далее — обычного планера, за счет изменения ориентации крыльев, и приземление на обычную полосу. SSO провел 17 полетов за 2003–2004 год. Это — первый пилотируемый космический ЛА, построенный без участия государства, по принципам свободной «любительской» авиации.

История «SpaсeShipOne» так скандальна, что в mass-media ее стараются как можно реже приводить целиком. SSO — это космический ЛА, рожденный в модельном ряду ультра-легких самолетов «home-build». Его первый предок — «VariEze» построенный Рутаном в 1975 году за 4 месяца, «very easy» — типичный любительский сверхлегкий самолетик, по конфигурации — «утка — бесхвостка» с вертикальными рулями на крыльях с толкающим винтом за кормой. ЛТХ«VariEze»: длина 4,3 метра, размах крыльев 6,8, пустой вес — 263 кг, движок 100 л. с., скорость 295 км в час (максимальная — 340), дальность — более 1000 км. «VariEze» — первый в модельном ряду маленьких пластмассовых самолетиков EZ. Далее следуют: «Long-EZ» (1976) и реактивная «EZ-Rocket» (2001). Два реактивных движка на корме вместо винта (стоявшего на «VariEze» и «Long-EZ») разгоняли «EZ-Rocket» до 360 км в час. На нем достигнуто несколько рекордов по быстрому набору высоты и скорости, и по дешевизне реактивного полета. Но главное — нем отработаны элементы движения, которые в 2003–2004 использовались в ходе стратосферных и космических полетов «SpaсeShipOne» — четвертого самолета в модельном ряду EZ.

Краткое объяснение сути скандала. Барт Рутан с коллегами реализовали альтернативную историю авиации и космонавтики: от продвинутых любительских авиеток 30-х годов до «космических челноков» (space-shuttle) многоразового использования. В этой истории не было огромных полигонов, с которых взлетали в небо на титанических столбах пламени стальные монстры чудовищной мощности, на строительство и пуски которых затрачены астрономические ресурсы. Великая Космическая Гонка, которую отчаянно, на износ, вели крупнейшие страны мира, оказалась полувековой цепью грубых стратегических ошибок, театром технического абсурда, фабрикой экспонатов для всемирного шоу машин-уродов. Исходная доктрина космической гонки, согласно которой, полеты выше 100 километров (за пределы атмосферы) это нечто принципиально иное, чем обычные полеты, оказалась глупейшей догмой — а на ней строились все национальные космические программы. На самом деле, как доказал Рутан, космические полеты — это «very easy». Просто надо было идти естественным разумным путем — от легких винтомоторных планеров перспективной конструкции, путем их усиления, установки реактивного бустера, и последовательного наращивания высоты полета. Между атмосферой и космосом нет стены. Орбитальный космический полет — это просто полет на несколько большей высоте, только и всего.

Рутан разрушил другую догму: что реактивная авиация это, якобы, совершенно иное, чем винтовая, и реактивный полет требует тяжелых, супердорогих машин. Модельный ряд EZ показал: ничего подобного. Воздушный винт (в т. ч., с «любительской» мощностью до 100 л. с.) и реактивный двигатель (в т. ч. ракетный) — применимы внутри одного класса хорошо спроектированных летательных аппаратов. Легкий и дешевый аппарат (при условии, что у него качественная конструкция) способен летать и как винтовой, и как реактивный, и как баллистическая ракета. К последнему замечанию напрашивается маленькая НФ-новелла.

Представим себе 5-метровый ЛА типа «EZ», имеющий и воздушный винт, и бустер. Он взлетает с поля (или с воды), как легкий винтовой самолет и поднимается до 10 тысяч метров. Условно, это — нижняя граница стратосферы, где воздух в 3 раза менее плотный, чем у поверхности Земли, и оказывает соответственно, меньшее сопротивление. Там ЛА ориентируется под 45 градусов к горизонту и на 3 минуты включает бустер, разгоняясь с ускорением 3 g до 5400 метров в секунду. (Примечание: такое ускорение безопасно, на аттракционе «американские горки» петли проходятся с ускорением до 4 g, на SSO бустер работал 60–80 секунд, а ускорение было 3–4 g). Затем, ЛА движется по баллистической траектории. В начале, вертикальная и горизонтальная составляющие скорости одинаковы, и равны 3800 м/сек. За счет ускорения свободного падения, вертикальная скорость будет падать, но не на 9,8 м/сек за секунду, а лишь на 7,6 — т. к. горизонтальная скорость создает центробежный эффект. Будь горизонтальная скорость равна 8000 м/сек, ЛА превратился бы в спутник Земли, а так он улетит за 500 секунд на 950 км в космос, и за следующие 500 секунд вернется к поверхности Земли, описав баллистическую параболу. За 1000 секунд, горизонтальная скорость (остающаяся постоянной) переместит его на 3800 километров от точки старта. Вернувшись в стратосферу, ЛА гасит скорость путем маневра «shuttlecock», отработанного на SSO (планирование на развернутом крыле, работающем и как несущая плоскость, и как воздушный тормоз). Погасив скорость до 100 м/сек, на высоте ниже 10 тысяч метров, ЛА включает воздушный винт. Он снова превращается в простой легкий винтовой самолет, но уже в 4500 километрах от точки, где 1360 секунд назад он включил бустер. 3800 км пройдено по баллистической траектории, и дважды по 350 км — за время разгона и за время торможения. Теперь ЛА осталось только выбрать подходящее поле или водоем, и приземлиться (приводниться). Если вылет был из Парижа на Запад, то сейчас ЛА находится над канадской провинцией Квебек (где тоже говорят по-французски). Если ЛА стартовал из Киева на юго-восток — он над Гималаями, а если из Новосибирска на юг — то над Мальдивами. Из Питера можно полететь на Кубу — с промежуточной посадкой на Азорских островах, или в Микронезию — с промежуточной посадкой в Улан-Баторе.