В России вернулись к идее циклолёта
Циклолёт – демонстратор технологий, фото: fpi.gov.ru
В России вернулись к идее строительства циклолёта или циклокоптера.
В последние годы аппарат неоднократно демонстрировался на выставках. Впервые в новейшей истории модель циклолёта показали в рамках работы форума «Армия-2020». Тогда же сообщалась о том, что полноразмерный летающий образец должен быть готов в 2024 году.
Тогда Григорий Макеич руководитель проекта «Циклон» от ФПИ рассказывал журналистам ТАСС, что беспилотный летательный аппарат массой 60 кг уже проходит летные испытания. На аппарат планировалось установить гибридную силовую установку, которая позволила бы ему совершать полеты продолжительностью более часа.
Что такое циклолёт?
Циклолёт или циклокоптер – это конструкция летательного аппарата, в котором для создания необходимой подъемной силы применяются вращающиеся роторы. Подобные аппараты напоминают на вид гибрид современных квадрокоптеров и колесных пароходов из произведений Марка Твена. Подобная конструкция имеет всё те же плюсы и минусы, что и классические вертолёты, в первую очередь возможность совершать вертикальные взлет и посадку, а также зависать в воздухе.
Несмотря на то, что схема циклолёта впервые была представлена и изучалась ещё в начале XX века, до постройки летающих образцов дело дошло только в XXI веке. При этом сама схема циклолётов была достаточно проста и появилась на свет именно по аналогии с работой гребных колёс первых морских и речных пароходов.
Главным элементом конструкции любого циклокоптера является циклоидный пропеллер, который внешне напоминает гребное колесо. Шаг профилей лопастей (угол атаки) может устанавливаться как коллективно, так и индивидуально. В последнем варианте лопасти индивидуально корректируются и регулируются с помощью системы управления, установленной на летательном аппарате.
«Самолёт» Сверчкова, изображение из книги В. Б. Шаврова «История конструкций самолетов в СССР до 1938 г.», wikimedia.org
В нормальном режиме полета у циклолёта образуется подъемная сила и направленная вперед тяга. При этом схема летательного аппарата позволяет изменять тягу в любом направлении в плоскости, перпендикулярной оси ротора. Для поворота аппарата вокруг своей оси может использоваться дифференцирование тяги между двумя роторами (по одному с каждой стороны фюзеляжа летательного аппарата).
Попытки создания циклолёта предпринимались в России ещё в самом начале XX века, но дальше опытных образцов дело не сдвинулось. С определенными натяжками к подобным разработкам можно было отнести самолет военного инженера Сверчкова («Самолет Сверчкова»). Разработку Евгения Павловича Сверчкова называли также «колесный ортоптер».
Хотя по схеме аппарат мог называться циклокоптером или цикложиром весьма условно, некоторые сходства в проекте присутствовали. Для создания подъемной силы и тяги на своем самолете Сверчков планировал использовать «гребные колеса», состоящие из 12 лопастей и установленные в трёх группах. В движение колёса приводились двигателем мощностью 10 л. с. К интересным особенностям аппарата можно было отнести трехколесное шасси, которые было выполнено сбрасываемым, оно использовалось только для взлета.
Каркас летательного аппарат был изготовлен из тонкостенных стальных труб и бамбука, а обтяжка – из легкой хлопчатобумажной ткани, что обеспечивало пустому аппарату с двигателем вес порядка 200 кг. Аппарат, построенный на деньги Главного инженерного управления Петербурга, так никогда и не взлетел. Несмотря на то, что разработка демонстрировалась на выставке новейших достижений в 1909 году ещё до проведения испытаний и даже получила медаль, провал испытаний стал причиной появления обвинений в растрате казенных средств. На этом фоне Сверчков окончательно забросил свой проект.
Циклолет. Летные испытания, кадр из видео Фонда перспективных исследований (ФПИ)
Позднее в Российской империи ещё несколько раз возвращались к этой идее. Но проект 1914 года от Александра Николаевича Лодыгина сразу получил отказ от правительства. Ещё одному изобретателю А. К. Медведеву в том же году отказал уже Военно-промышленный комитет. В 1916 году перспективным для дальнейших научных изысканий был признан проект А. Г. Михайлова, но воплотить его в жизнь не удалось из-за войны.
Что известно о разработке ФПИ?
Ещё в 2017 году Фонд перспективных исследований провёл открытый конкурс под названием «Свободный взлёт». Целью конкурса был поиск лучших предложений по транспортному летательному аппарату вертикального взлета или сверхкороткого взлета и посадки. Преследовалась цель поиска нового по отношению к уже существующим авиационным средствам решения для обеспечения аэромобильности. Интерес к подобным проектам проявляют и гражданская, и военная сферы.
В объявленном ФПИ конкурсе приняли участие сибирские инженеры и ученые. Так, компания ООО «Флэш-М» и ученые из Института теплофизики Сибирского отделения РАН представили на конкурс концепцию циклолёта. В дальнейшем эта заявка вылилась в создание демонстратора технологий, который впервые был показан в рамках работы форума «Армия-2020».
По информации официального сайта ФПИ, сегодня над проектом создания циклолёта в качестве головного исполнителя работает Институт теплофизики Сибирского отделения РАН в кооперации с компаниями «Флэш-М», «АВАКС-Геосервис» (обе фирмы – Красноярск) и Сибирским научно-исследовательским институтом авиации имени С. А. Чаплыгина.
«Циклон-2020» на выставке «Армия-2021», фото: wikimedia.org (Kirill Borisenko)
В конце января 2022 года Дмитрий Маркович, занимающий пост директора Института теплофизики им. С. С. Кутателадзе Сибирского отделения РАН, рассказал журналистам, что работа по созданию демонстратора летательного аппарата на альтернативных принципах завершена. В интервью «Интерфаксу» Маркович отметил, что ученые из Новосибирска приступили к работе по созданию пилотируемого прототипа циклолёта, способного совершать вертикальный взлет и посадку, в том числе и на наклонные поверхности.
По словам Дмитрия Марковича, ученые и инженеры в настоящее время находятся на пути к созданию более крупного летательного аппарата весом примерно 2,5 тонны, который обладал бы полезной нагрузкой на уровне 600 кг. Данный аппарат можно было бы использовать для самых разных целей. Ранее в качестве самой отдаленной перспективы в СМИ упоминалась возможность создания транспортной версии аппарата массой порядка 10 тонн и грузоподъемностью 4 тонны.
По словам Марковича, получился бы полноценный летающий автомобиль для решения специальных задач, который заинтересовал бы МЧС, а в отдаленной перспективе, например, городские такси. При этом Маркович отметил, что для внедрения подобной техники необходимо будет менять российское законодательство, так как современное – никак не регламентирует и не предусматривает появление в российских городах летающих машин.
Отвечая на вопрос о сроках разработки, специалист назвал четыре года, отметив, что полноразмерный летающий образец может быть готов уже в 2025 году. В числе преимуществ разрабатываемого летательного аппарата с циклическими движителями, беспилотные образцы которого начали летать в конце 2020 – начале 2021 года, директор Института теплофизики Сибирского отделения РАН назвал низкий уровень шума. В плотной городской застройке низкий уровень шума может стать весьма приятным бонусом и преимуществом.
Циклолет. Летные испытания, кадр из видео Фонда перспективных исследований (ФПИ)
По словам Марковича, в области создания циклолётов сегодня в мире работают примерно пять-шесть государств, при этом наша страна на уровне создания подобных демонстраторов технологий занимает лидирующие позиции. Ранее уже сообщалось, что в России был испытан летающий образец циклолёта весом до 60 кг. Данная модель продемонстрировала хорошие показатели продолжительности полета, а также маневренности.
Какие преимущества есть у циклолёта?
У циклолёта, как и у любого летательного аппарата, есть свои преимущества.
К основным плюсам подобных летательных аппаратов относят компактные размеры, низкий уровень шума по сравнению с квадрокоптерами и вертолётами. Помимо этого, циклические движители позволяют летательному аппарату менять направление вектора тяги на 360 градусов. Такая особенность существенно повышает маневренность циклолёта.
По словам представителя ФПИ, циклолёт можно будет эффективно использовать в труднодоступной местности, в том числе в горной, а также в плотной городской застройке. Аппарат в состоянии совершать полеты среди препятствий, а также причаливать к вертикальным поверхностям и осуществлять взлет и посадку с наклонных поверхностей, что не могут делать вертолёт и квадрокоптер. Также к преимуществам разрабатываемого в России устройства относят периферийную защиту движителей при столкновении с препятствиями.
На форуме «Армия-2020» руководитель проекта «Циклон» от Фонда перспективных исследований Григорий Макеич рассказывал, что к новой разработке российских ученых проявляют интерес и военные. В частности, упоминалась возможность создания циклолётов наземного и палубного базирования, которые можно было бы использовать для проведения десантных операций. В военных версиях беспилотник можно будет использовать как в ударных, так и в разведывательных вариантах. При этом низкий уровень шума и здесь станет очень важным преимуществом летательного аппарата.
Информация