Американцы испытали сложнейший педальный вертолёт

11 мая 2011 года была предпринята попытка завоевать приз Сикорского. Он давно ждёт смельчаков, которые сумели бы устойчиво воспарить на вертолёте с мускульным приводом. Пока чуда не произошло, но штурм продолжится сегодня, 12 мая. Состоится исторический прорыв, или нет, в любом случае, созданная за океаном машина заслуживает внимания.

Как и предыдущие попытки взлететь на мускульном вертолёте, нынешняя прошла в закрытом помещении – университетском спортивном зале (фото Matt McClain/Washington Post).

Вертолёт Gamera построила команда из полусотни студентов и аспирантов университета Мэриленда. Они назвали аппарат в честь Гамеры — гигантской летающей черепахи из серии японских фильмов, второго по популярности монстра после Годзиллы.

Летающая огнедышащая черепаха — что может быть безумнее? Разве что надежда выиграть приз Сикорского (Sikorsky Prize), учреждённый американским вертолётным обществом (AHS) более 30 лет назад.

Схема «Гамеры» и её части. Разработчики аппарата особенно гордятся углепластиковыми деталями, созданными по оригинальной методике с выравниванием углеродных волокон в одном направлении, что повышает отношение прочности к весу (иллюстрации University of Maryland).

Требования приза (PDF) вроде просты: полёт должен продолжаться минимум 60 секунд, максимальная высота полёта должна составить хотя бы три метра, при этом аппарат должен оставаться в пределах 10-метрового квадрата. Но всё это — только за счёт силы пилота, включая раскрутку ротора до скорости отрыва машины от земли.

Самолёты на мускульной тяге летают давно и очень успешно, минувшей осенью удачно полетел и махолёт, приводимый в движение пилотом. Но теоретические расчёты говорили — аналогичное достижение для вертолёта едва ли возможно. Слишком нерационально он использует доступную энергию.

Подготовка «Гамеры» к полёту (фотографии Matt McClain/Washington Post).

Немало попыток выиграть соревнование было предпринято за последние годы, но приз и ныне там. А ведь в 2009 году благодаря компании Сикорского (Sikorsky Aircraft) размер вознаграждения вырос с $20 тысяч до $250 тысяч.

Но лучшее, что до сих пор было показано официально — 0,2 метра высоты подъёма и 19,46 секунды времени. Так отличился японский аппарат Yuri I ещё в 1994 году.

Рекордный полёт Yuri I (фотографии с сайта humanpoweredhelicopters.org).

Неофициально Yuri I поднимался на 0,7 метра и летал 24 секунды кряду, но и этого, понятно, слишком мало для получения приза. С тех пор никто японцев не обошёл. И вот американцы делают серьёзную заявку.

На проектирование и постройку «Гамеры» ушло два года. В качестве материалов использовались традиционные для подобных конструкций лёгкие бальса, углеволокно, майлар и пенопласт.

Летающая машина из Мэриленда оснащена винтами на каждом из четырёх концов её Х-образной рамы. Место пилота находится посередине. Каждая перекладина рамы достигает 18,3 метра в длину. Диаметр каждого ротора — 12,8 метра.

Вместе со своим пилотом аппарат весит примерно 95 килограммов (сама машина тянет чуть больше, чем на 45 кило, пилот — около 49). Человек вращает подъёмные винты при помощи ручного и ножного педального привода. Усилие на лопасти передаётся через цепи, шестерни, шкивы и струны.

Хотя введение дополнительного силового привода от рук усложнило вертолёт, команда посчитала, что таким способом можно получить порядка 10% от суммарной мощности, а в сочетании с тренировками пилота — нарастить тягу мускульного аппарата.

Кроме того, ометаемая площадь несущих винтов новой машины на 70% больше, чем у лучших мускульных вертолётов — предшественников.

Наконец, авторы аппарата расположили его лопасти поближе к земле, чтобы использовать экранный эффект.

Пилотом выступила аспирантка университета Мериленда Джуди Векслер (Judy Wexler) — биолог и тренированный велосипедист, откликнувшаяся на предложение студенческой команды помочь в установлении мирового рекорда.

Перед попыткой взлёта Векслер разогревалась на велосипеде (фото Matt McClain/Washington Post).

Первый запуск «живой машины», предпринятый утром 11 мая закончился поломкой аппарата. Университетская команда на месте починила «Гамеру» и штурм приза Сикорского продолжился.

По информации Washington Post, в ходе лучшей из целой серии попыток взлёта Джуди сумела разогнать роторы своей машины до 16 оборотов в минуту, но от земли аппарат так и не оторвался. По оценке команды, скорость винтов для обеспечения отрыва должна составлять 17-18 оборотов в минуту.

Джуди отметила, что ей трудно было подобрать верный темп набора скорости: мол, если наращивать обороты слишком медленно — тратишь драгоценные силы, а слишком быстро — в «воздушной» конструкции вертолёта можно что-нибудь сломать (фотографии Matt McClain/Washington Post, AP/Jose Luis Magana).

В конце концов даже зрители устали ждать и разошлись. Было решено сделать перерыв и продолжить попытки на следующий день. По московскому времени это будет вечер 12 мая.

«Если мы даже просто оторвёмся от земли, мы будем номером три, — заявил один из создателей машины Брендон Буш (Brandon Bush). — Мы просто должны сделать это.» Похоже, о трёх метрах высоты полёта речи уже не идёт. Или всё-таки самый крупный и сложный педальный вертолёт возьмёт заветную планку? Посмотрим.