Завершая рассмотрение развития винтомоторных самолетов схемы «утка», отметим, что отдельные работы по созданию таких летательных аппаратов имеют место и в наши дни. Например, в 70-е годы американский конструктор Б. Рутан построил ряд легкомоторных самолетов с переднерасположенным горизонтальным оперением. Некоторые из них — двухместные «Вари Вигген», «Вари Эзе» (рис. 1) и «Лонг Эзе» — стали весьма популярны и строятся конструкторами-любителями разных стран.
Легкие самолеты схемы «утка» в настоящее время строятся также в ФРГ («Спид Канар»), Италии («Трензо»), Англии («Рэтлер»). Последний из указанных аппаратов предлагается использовать в качестве сверхлегкого ударного самолета, который можно быстро (за 15 мин) собрать из отдельных узлов в непосредственной близости от зоны боевых действий. Успешный опыт создания легкомоторных самолетов с переднерасположенным горизонтальным оперением побудил некоторых конструкторов к использованию схемы «утка» при разработке более тяжелых машин коммерческого назначения — административных и пассажирских самолетов местных линий. Еще в 1971 г. в Англии был построен одномоторный самолет «утка», рассчитанный на перевозку шести пассажиров. Этот простой и дешевый аппарат, LDA-1, имел прямое крыло с вертикальными килями на концах, фюзеляж прямоугольного сечения, толкающий пропеллер. Двигатель внутреннего сгорания мощностью 160 л. с. (118 кВ) обеспечивал полет со скоростью немногим
более 100 км/ч. Сейчас проходят испытания четыре самолета более совершенного типа — «Лазер» 300, «Старшип» 1 (рис. 2), «Лвтек-400» (все —США) и «Аванти» (Италия). «Аванти» помимо передней горизонтальной поверхности имеет также хвостовое горизонтальное оперение. По сообщению фирмы «Пиаджио», занимавшейся разработкой этого самолета, расположенная перед основным крылом поверхность служит, главным образом, для автоматического вывода самолета из критических углов атаки.
Все они снабжены двумя турбовинтовыми двигателями с толкающими пропеллерами, пассажировместимость составляет 6—10 человек, крейсерская скорость — около 600 км/ч, В конструкции широко используются композиционные материалы. Переднее крылышко самолета «Старшип» 1 не имеет обычных поверхностей управления. Оно сделано поворотным относительно вертикальной оси и может изменять угол стреловидности от 90 до 35°, а также снабжено закрылками для компенсации момента тангажа при выпущенной посадочной механизации на основном крыле. В качестве достоинства коммерческих самолетов схемы «утка» указывается на меньший шум в кабине из-за сдвинутого назад крыла и применения толкающих винтов. Укажем еще на одну, необычную область применения винтомоторных самолетов схемы «утка» в сегодняшней авиации. В связи со значительным обострением энергетических и экологических проблем были предприняты попытки создания таких самолетов, которые в полете вообще не расходовали бы горючего или использовали неистощимые виды энергии. Прогресс в области разработки новых материалов обеспечил появление ультралегких конструкций летательных аппаратов и позволил реализовать древнейшую идею в истории авиации — идею мускулолета. При разработке этих аппаратов вновь, как и 70 лет назад, возникла задача поиска такой аэродинамической схемы, которая позволила бы осуществить подъем в воздух при минимальной затрате мощности. И снова для решения этой проблемы была выбрана схема «утка». Эту схему имел самолет, совершивший полет, единственным источником энергии которого были мускулы пилота. Этот аппарат был построен американским конструктором П. Маккреди и получил название «Кондор». Конструкция «Кондора» состояла из легкого алюминиевого каркаса, полистироловых нервюр и пленочной обшивки. В качестве органов управления использовались цельноповоротный руль высоты впереди крыла и система перекашивания концов крыла. Для лучшей управляемости аппарат был сцентирован так, что не имел запаса статической устойчивости. Пилот с помощью педалей и цепной передачи вращал толкающий пропеллер. Несмотря на большой размах крыла (28,6 м), масса пустого аппарата составила всего 30 кг. В августе 1977 г. на мускулолете «Кондор» удалось совершить управляемый полет, траектория которого представляла собой восьмерку, описанную вокруг двух шестов, установленных на расстоянии полумили (приблизительно 0,8 км) друг от друга. Менее двух лет спустя (12 июля 1979 г.) пилот Б. Аллен, выполнивший полет в 1977 г., па мускулолетс пересек пролив Ла-Манш. Летательный аппарат «Альбатрос», также схемы «утка» (рис. 3), представлял собой незначительно модифицированный вариант «Кондора». Его масса была несколько больше, так как в качестве «горючего» для «мотора» на борт было взято 2 л питьевой воды. Кроме этого, пилот имел миниатюрный радиопередатчик. Весь полет занял 2 ч 49 мин, была пройдена дистанция 37 км на высоте от 0,5 до 2 м.
Полеты на мускулолете требовали больших затрат энергии и были доступны лишь очень тренированным людям. Поэтому Маккреди снабдил свой новый сверхлегкий самолет схемы «утка» солнечными батареями. Солнечная энергия, преобразованная во вращательное движение пропеллера, обеспечивала полет аппарата. В августе 1980 г. на этом самолете пилот Д. Браун выполнил полет по прямой дальностью около 3 км. Самолет конструкции Г. Рохельтома (ФРГ) с силовой установкой на солнечных батареях, демонстрировавшийся на авиационной выставке в Ганновере в 1982 г., также имел схему «утка». С момента постройки (1980 г.) на самолете было выполнено около 50 полетов. Опыт проектирования сверхлегких самолетов был использован при создании специального самолета для облета земного шара без посадки и без дозаправки топливом в полете. Его конструктором был уже известный читателю Б. Рутан. Являясь убежденным сторонником схемы «утка», он применил данную компоновку и на этом экспериментальном аппарате. Самолет, получивший обозначение «Вояджер» (рис. 4), имел две обтекаемые гондолы по бокам фюзеляжа, в которых размещался основной запас топлива.
Крыло и переднее горизонтальное оперение имели очень большое удлинение (33,8). На концах крыла были установлены вертикальные поверхности для дополнительного уменьшения индуктивного сопротивления. Аэродинамическое качество «Вояджера» составляло рекордно большую для самолетов величину — 34. Планер самолета был почти полностью выполнен из композиционных материалов — панелей с обшивкой из углепластика и сотовым заполнителем из органопластика. Масса 1 м2 такой панели была чуть больше килограмма. Большая жесткость панелей позволила свести к минимуму внутренний силовой набор, и масса конструкции самолета составила всего 843 кг при максимальном взлетном весе 5137 кгс. В качестве силовой установки применялось два поршневых двигателя жидкостного охлаждения — один, в носовой части фюзеляжа, мощностью 110 л. с. (81 кВт), другой— в 130 л. с. (97 кВт), был расположен за кабиной и вращал толкающий винт. После большого числа испытательных полетов 13 декабря 1986 г. «Вояджер» с экипажем два человека (Д. Игер и Д. Рутан) и запасом топлива 3176 кг стартовал в кругосветный беспосадочный перелет. Не обошлось без неприятных неожиданностей: во время разбега тяжело груженный аппарат задел крылом за ВПП и повредил концевые вертикальные поверхности, что привело к увеличению аэродинамического сопротивления самолета на 3—4%; плохая погода на маршруте вынудила экипаж совершать полет на высотах больше расчетных; за несколько часов до посадки имели место перебои в работе заднего двигателя. Однако все закончилось благополучно. Потеряв по 5 кг веса и на время оглохнув от постоянного шума во время полета, Д. Игер и Д. Рутан благополучно приземлились, преодолев расстояние в 42 000 км. Полет продолжался 9 сут. 3 мин. и 44 с. Благодаря наличию на борту совершенной навигационной системы, позволявшей использовать попутные ветры, кругосветный перелет длился на сутки меньше, чем ожидалось. Средняя скорость составляла 190 км/ч. Опыт создания «Вояджера» используется при проектировании новых самолетов, над которыми работает сейчас Б. Рутан. По мнению конструктора, после 2000 г. возможно появление транспортного самолета полностью композиционной конструкции, имеющего дальность полета более 22 000 км.
Рис. 1. Схема самолета В. Рутана «Вари Эзе»
Легкие самолеты схемы «утка» в настоящее время строятся также в ФРГ («Спид Канар»), Италии («Трензо»), Англии («Рэтлер»). Последний из указанных аппаратов предлагается использовать в качестве сверхлегкого ударного самолета, который можно быстро (за 15 мин) собрать из отдельных узлов в непосредственной близости от зоны боевых действий. Успешный опыт создания легкомоторных самолетов с переднерасположенным горизонтальным оперением побудил некоторых конструкторов к использованию схемы «утка» при разработке более тяжелых машин коммерческого назначения — административных и пассажирских самолетов местных линий. Еще в 1971 г. в Англии был построен одномоторный самолет «утка», рассчитанный на перевозку шести пассажиров. Этот простой и дешевый аппарат, LDA-1, имел прямое крыло с вертикальными килями на концах, фюзеляж прямоугольного сечения, толкающий пропеллер. Двигатель внутреннего сгорания мощностью 160 л. с. (118 кВ) обеспечивал полет со скоростью немногим
более 100 км/ч. Сейчас проходят испытания четыре самолета более совершенного типа — «Лазер» 300, «Старшип» 1 (рис. 2), «Лвтек-400» (все —США) и «Аванти» (Италия). «Аванти» помимо передней горизонтальной поверхности имеет также хвостовое горизонтальное оперение. По сообщению фирмы «Пиаджио», занимавшейся разработкой этого самолета, расположенная перед основным крылом поверхность служит, главным образом, для автоматического вывода самолета из критических углов атаки.
Рис. 2. Самолет Бичкрафт «Старшип» 1
Все они снабжены двумя турбовинтовыми двигателями с толкающими пропеллерами, пассажировместимость составляет 6—10 человек, крейсерская скорость — около 600 км/ч, В конструкции широко используются композиционные материалы. Переднее крылышко самолета «Старшип» 1 не имеет обычных поверхностей управления. Оно сделано поворотным относительно вертикальной оси и может изменять угол стреловидности от 90 до 35°, а также снабжено закрылками для компенсации момента тангажа при выпущенной посадочной механизации на основном крыле. В качестве достоинства коммерческих самолетов схемы «утка» указывается на меньший шум в кабине из-за сдвинутого назад крыла и применения толкающих винтов. Укажем еще на одну, необычную область применения винтомоторных самолетов схемы «утка» в сегодняшней авиации. В связи со значительным обострением энергетических и экологических проблем были предприняты попытки создания таких самолетов, которые в полете вообще не расходовали бы горючего или использовали неистощимые виды энергии. Прогресс в области разработки новых материалов обеспечил появление ультралегких конструкций летательных аппаратов и позволил реализовать древнейшую идею в истории авиации — идею мускулолета. При разработке этих аппаратов вновь, как и 70 лет назад, возникла задача поиска такой аэродинамической схемы, которая позволила бы осуществить подъем в воздух при минимальной затрате мощности. И снова для решения этой проблемы была выбрана схема «утка». Эту схему имел самолет, совершивший полет, единственным источником энергии которого были мускулы пилота. Этот аппарат был построен американским конструктором П. Маккреди и получил название «Кондор». Конструкция «Кондора» состояла из легкого алюминиевого каркаса, полистироловых нервюр и пленочной обшивки. В качестве органов управления использовались цельноповоротный руль высоты впереди крыла и система перекашивания концов крыла. Для лучшей управляемости аппарат был сцентирован так, что не имел запаса статической устойчивости. Пилот с помощью педалей и цепной передачи вращал толкающий пропеллер. Несмотря на большой размах крыла (28,6 м), масса пустого аппарата составила всего 30 кг. В августе 1977 г. на мускулолете «Кондор» удалось совершить управляемый полет, траектория которого представляла собой восьмерку, описанную вокруг двух шестов, установленных на расстоянии полумили (приблизительно 0,8 км) друг от друга. Менее двух лет спустя (12 июля 1979 г.) пилот Б. Аллен, выполнивший полет в 1977 г., па мускулолетс пересек пролив Ла-Манш. Летательный аппарат «Альбатрос», также схемы «утка» (рис. 3), представлял собой незначительно модифицированный вариант «Кондора». Его масса была несколько больше, так как в качестве «горючего» для «мотора» на борт было взято 2 л питьевой воды. Кроме этого, пилот имел миниатюрный радиопередатчик. Весь полет занял 2 ч 49 мин, была пройдена дистанция 37 км на высоте от 0,5 до 2 м.
Рис. 3. Мускулолет П. Маккреди «Альбатрос»
Полеты на мускулолете требовали больших затрат энергии и были доступны лишь очень тренированным людям. Поэтому Маккреди снабдил свой новый сверхлегкий самолет схемы «утка» солнечными батареями. Солнечная энергия, преобразованная во вращательное движение пропеллера, обеспечивала полет аппарата. В августе 1980 г. на этом самолете пилот Д. Браун выполнил полет по прямой дальностью около 3 км. Самолет конструкции Г. Рохельтома (ФРГ) с силовой установкой на солнечных батареях, демонстрировавшийся на авиационной выставке в Ганновере в 1982 г., также имел схему «утка». С момента постройки (1980 г.) на самолете было выполнено около 50 полетов. Опыт проектирования сверхлегких самолетов был использован при создании специального самолета для облета земного шара без посадки и без дозаправки топливом в полете. Его конструктором был уже известный читателю Б. Рутан. Являясь убежденным сторонником схемы «утка», он применил данную компоновку и на этом экспериментальном аппарате. Самолет, получивший обозначение «Вояджер» (рис. 4), имел две обтекаемые гондолы по бокам фюзеляжа, в которых размещался основной запас топлива.
Рис. 4. Самолет Б. Рутана «Вояджер»
Крыло и переднее горизонтальное оперение имели очень большое удлинение (33,8). На концах крыла были установлены вертикальные поверхности для дополнительного уменьшения индуктивного сопротивления. Аэродинамическое качество «Вояджера» составляло рекордно большую для самолетов величину — 34. Планер самолета был почти полностью выполнен из композиционных материалов — панелей с обшивкой из углепластика и сотовым заполнителем из органопластика. Масса 1 м2 такой панели была чуть больше килограмма. Большая жесткость панелей позволила свести к минимуму внутренний силовой набор, и масса конструкции самолета составила всего 843 кг при максимальном взлетном весе 5137 кгс. В качестве силовой установки применялось два поршневых двигателя жидкостного охлаждения — один, в носовой части фюзеляжа, мощностью 110 л. с. (81 кВт), другой— в 130 л. с. (97 кВт), был расположен за кабиной и вращал толкающий винт. После большого числа испытательных полетов 13 декабря 1986 г. «Вояджер» с экипажем два человека (Д. Игер и Д. Рутан) и запасом топлива 3176 кг стартовал в кругосветный беспосадочный перелет. Не обошлось без неприятных неожиданностей: во время разбега тяжело груженный аппарат задел крылом за ВПП и повредил концевые вертикальные поверхности, что привело к увеличению аэродинамического сопротивления самолета на 3—4%; плохая погода на маршруте вынудила экипаж совершать полет на высотах больше расчетных; за несколько часов до посадки имели место перебои в работе заднего двигателя. Однако все закончилось благополучно. Потеряв по 5 кг веса и на время оглохнув от постоянного шума во время полета, Д. Игер и Д. Рутан благополучно приземлились, преодолев расстояние в 42 000 км. Полет продолжался 9 сут. 3 мин. и 44 с. Благодаря наличию на борту совершенной навигационной системы, позволявшей использовать попутные ветры, кругосветный перелет длился на сутки меньше, чем ожидалось. Средняя скорость составляла 190 км/ч. Опыт создания «Вояджера» используется при проектировании новых самолетов, над которыми работает сейчас Б. Рутан. По мнению конструктора, после 2000 г. возможно появление транспортного самолета полностью композиционной конструкции, имеющего дальность полета более 22 000 км.