вторник, 7 сентября 2010 г.

Икары ХХI века


На фото 1 вы видите древнегреческую чашу, на которой художник изобразил бога солнца Гелиоса, восседающего на небесной колеснице, запряженной четверней.

Согласно греческому мифу, юноше Икару удалось приблизиться к богу солнца на сделанных собственными руками крыльях, в которых перья были скреплены воском. Однако возмущенный его дерзостью Гелиос опалил эти крылья своими жаркими лучами, воск растаял и Икар погиб.

Человек рождается в поле тяготения. Собственный вес прижимает его к земле, а попытки поднимать тяжести очень быстро достигают пределов возможного. Поэтому желание летать – наверное, одна из самых могучих фантазий человека, с давних времен побуждавших его к научно-техническому поиску.

Но как только человек научился летать, рядом с бескорыстными любителями полета немедленно возникли прагматики, увидевшие множество задач, которые могут решаться с помощью летательных аппаратов.

Сначала их пытались решать с помощью аппаратов легче воздуха, однако получалось это, прямо скажем, плохо. Пассивный характер полета, его сильная зависимость от движения атмосферного воздуха ограничивали их возможности. Есть примеры осуществленных с их помощью героических проектов, но не было от них большой практической пользы. Хотя есть у них качества, неизменно привлекающие к себе коммерческий интерес. Это энергонезависимость полета и способность очень долго находиться на большой высоте.

Это те качества, которые требуются для решения весьма широкого круга задач. Назовем некоторые из них. Например, к их числу относятся мониторинг государственных границ с точки зрения отслеживания передвижения через них нелегальных мигрантов и террористических групп, охрана трубопроводов, мониторинг заповедников и мест обитания редких птиц и животных, многочисленные телекоммуникационные задачи, фотосъемка для картографии, и т.д. и т.п. В настоящее время эти задачи могут решаться и иногда решаются с помощью спутников, но спутниковые технологии дороги, а расходы на их использование далеко не всегда оправдываются полученными результатами.


 
Решать эти задачи с помощью самолетов? Посмотрите на фото 2. Изображенный на нем самолет называется Global Hawk и больше напоминает странное глубоководное животное. Пусть читателя не смущает его «слепой» вид – самолет беспилотный. Его еще называют «Великим ястребом». Он как раз предназначен для длительного пребывания на больших высотах. Если высота, на которую он забирается, довольно прилична (около 20 км), то продемонстрированная им продолжительность полета без посадки и дозаправки составила всего 31,5 часов. И это – пока что абсолютный рекорд для беспилотных самолетов. Что же касается стоимости его услуг… Достаточно на него посмотреть, что бы понять, что она велика. ВВС США используют его в качестве самолета-разведчика, о других применениях речь всерьез не идет. Видимо, для решения перечисленные выше и похожих задач классические самолеты могут использоваться только временно – от безвыходности.   

В то же время ХХI век привнес в авиацию новые идеи. В 2001 году NASA подняло над Гаваями тоже достаточно странный самолет, показанный на фото 3. Он назывался Helios. Это «летающее крыло», приводимое в движение 14 электродвигателями, питающимися от тонких солнечных батарей, сплошным слоем покрывающих поверхность его 82-метрового крыла. Полезный груз и навигационное оборудование находится в небольших гондолах, подвешенных под крылом. Этому самолёту принадлежит установленный ещё в 2001 году абсолютный пока рекорд по высоте подъёма среди крылатых летательных аппаратов — 29,5 км.

Его солнечные батареи развивают мощность в 40 КВт, в то время как для полета ему достаточно 10. Избыток энергии сохраняется в топливных элементах, которые питают Helios по ночам или в неблагоприятных погодных условиях. Конструкторы создавали его для того, чтобы он находился в полете месяцами (до 6 месяцев) на высоте примерно 30 км, и служил дешевой заменой для коммуникационных и исследовательских спутников. Этот самолет, в разработку которого NASA вложило $15 млн., погиб в 2003 году. Его буквально в клочья изорвала в очередном полете атмосферная турбулентность.
 

Этот момент запечатлен на фото 4. Это-то фото и напомнило автору легенду об Икаре. Вероятно, именно большие размеры сделали Helios очень уязвимым для атмосферных турбулентностей. Сообщений о возобновлении проекта как будто не поступало, хотя аппарат создавался как прототип для целой их серии.

В одной из романтических песен 60-х годов были слова: «Но кто-нибудь опять начнет атаки, чтоб засветить открытий фонари…» В том же 2003 году британская компания QinetiQ – предприятие британского министерства обороны – уже готовила к запуску стратосферный самолёт Zephyr, являющийся «родственником» погибшего. В нем применены сверхлёгкие конструкции и оборудование. Крылья, набранные из нервюр, изготовленных из углеродных композитов, обтянуты майларом. Масса аппарата не превышает 12 килограммов, а размах крыльев составляет 12 метров. Конструкторам аппарата пришлось решить целый ряд проблем – от обеспечения работы двигателей на большой высоте до надежности конструкции в условиях резкого перепада температур: верхняя плоскость крыла очень сильно нагревается солнцем, тогда как температура нижней поверхности может достигать -50°С. Мощность его солнечных батарей, расположенных, как и у Helios-а, на крыле, - всего лишь 1 КВт. 


Запускается Zephyr человеческими руками (фото 5). Несмотря на «игрушечные» (по сравнению с Helios-ом) параметры, он предназначен для полетов на совершенно недосягаемых для других самолетов высотах – до 40 км. В сентябре, 2007-го года новая модификация этого самолета в первом же полете поставила рекорд продолжительности беспилотного полета, пролетав 54 часа и перекрыв рекорд, поставленный Global Hawk. Правда, этот рекорд не засчитан, так как на секретные испытания своего самолета компания QuinetiQ не пригласила официальных представителей Международной федерации аэронавтики.

"Аппарат летел на солнечной энергии, днем зарядил батареи, разрядил их ночью и, оставаясь в воздухе, повторил этот цикл в течение следующего дня", - сказал представитель компании-производителя Пол Дэйви. Самолет вручную управлялся с земли на протяжении первых трех километров полета. После этого ответственность за полет взял на себя автопилот. «У нас есть вся аппаратура, которую пилот видит на обычном самолете", - пояснил Крис Келлехер, управлявший Zephyr. – «Есть панель управления, вид из передней кабины (передаваемый камерой), мы получаем все телеметрические данные".



Беспилотные самолеты, имеющие размах крыла 6 метров и массу 195 кг, уже используются бельгийским правительством для перехвата танкеров, незаконно выкачивающих нефть в Северном море. Конечно, 12 кг – не 195, а солнечные батареи – не бензиновые двигатели, так что самолеты, сделанные по технологии Zephyr вполне могут стать устройствами нового поколения для тех же целей. Европейская комиссия хочет использовать беспилотные самолеты для патрулирования средиземноморского побережья и Балкан, где нелегальные иммигранты пытаются проникнуть в ЕС. "Мы убеждены, что это очень хороший способ применения военных технологий с невоенными целями", - заявил высокопоставленный чиновник комиссии. Чиновники в Брюсселе инициировали ряд исследовательских проектов по разработке новых технологий по борьбе с терроризмом, наведению порядка и охране границ. Среди них - сканеры, которые позволяют видеть сквозь одежду и выявлять пояса со взрывчаткой, огнестрельное или химическое оружие, портативные устройства, позволяющие "смотреть" сквозь стену и обнаруживать людей, передвигающихся внутри зданий, а также маленькие радиожучки, которые можно прикреплять к людям в зданиях, находящихся под наблюдением.

Такой самолет уже используется американским министерством иммиграции для патрулирования мексиканской границы, через которую каждый год в США проникают миллионы нелегальных рабочих. По данным британского издания, российское правительство тоже близко подошло к тому, чтобы запустить беспилотные самолеты вдоль своих границ.

По материалам Интернет-сайтов, 2007 год

Комментариев нет:

Rambler's Top100 Полный анализ сайта Всё для Blogger(а) на Blogspot(е)! Закладки Google Закладки Google Закладки Google Delicious Memori БобрДобр Мистер Вонг Мое место 100 Закладок