Летающий автомобиль Lark-4

Информация предоставлена главным менеджером проекта Lark-4 Николаем Бабешко. 

ОКБ НАК при разработке это проекта изначально ставило перед собой задачу создать сверхлёгкий 4-х местный летательный аппарат (ЛА), значительно превосходящий ныне существующие ЛА аналогичного класса, прежде всего, по безопасности, а также лётно-техническим и экономическим характеристикам. Для успешного решения этой задачи конструкторы целенаправленно старались не идти по накатанному пути использования традиционных технических решений. Анализу подвергались возможные варианты новых и прежних решений, а также их комбинации. При этом исключительное внимание уделялось поиску и использованию новых технологий и современных материалов. 

Самое главное — самолёт задумывался, прежде всего, как летательный аппарат личного пользования, максимально мобильный, надёжный и безопасный в эксплуатации. Эти требования закладывались конструкторами в основу идеологии новой машины. 

Практическое применение аппарата мыслилось разработчиками в качестве массового транспортного средства нового поколения, своего рода "семейно-делового" мини-самолёта, беспрецедентно безопасного, удобного в эксплуатации, компактного, способного взлетать и садиться с использованием минимальных площадок. 

Так, по замыслу конструкторов даже принудительная остановка маршевого двигателя самолёта не только не должна была бы грозить аппарату неминуемой аварией, но и, что кажется невероятным, позволяла бы самолёту продолжать полноценный полёт, с маневрированием и набором высоты. 

Совершенно естественно напрашивается вопрос: "За счёт применения каких "фантастических" изобретений и открытий авторы разработки спроектировали летательный аппарат с таким уникальным сочетанием качеств и технических характеристик?" 

В конструкции самолёта в немалой степени заложены изученные ранее (в том числе, в аэродинамических трубах ЦАГИ) и проверенные практически (на моделях и экспериментальных летательных аппаратах) разработки 40-60-х годов, которые затем были значительно усовершенствованы и переработаны авторами проекта "LARK" с использованием современных решений, технологий и материалов. Одна из таких разработок — машущий предкрылок, изобретённый в 40-е годы инженером кафедры аэродинамики МАИ Александром Болдыревым. Крыло, оснащённое таким механизмом, обладает подъёмной силой, превосходящей обычное крыло в несколько раз, что и позволяет, по мнению авторов проекта, достигнуть столь высоких характеристик. 

Первое, что замечает глаз при взгляде на этот самолёт, — это неправдоподобно малые, по отношению к фюзеляжу, крылья. 

Аппарат не столько похож на "существо небесное", сколько напоминает обитателя морских глубин — акулу с некими полуплавниками-полукрыльями. 

Действительно, всякий мало-мальски опытный лётчик, глядя на этот самолёт, скажет Вам, что самолёт со столь небольшими крыльями и винтомоторной силовой установкой просто не сможет оторваться от земли. 

И он будет прав, если в самолёте просто использовать обычное, традиционное крыло. 

Однако, в первую очередь, именно применение в разработке ЛА крыла с новым видом активной механизации и оригинального взлётно-посадочного устройства (ВПУ) было положено разработчиками в основу конструкции нового самолёта. 

Использование этого крыла и ВПУ позволило уменьшить размах крыльев нового самолёта почти в два раза в сравнении с их размахом у традиционного самолёта. 

Столь значительное уменьшение размаха крыльев повлекло за собой уменьшение профильного сопротивления и облегчило вес конструкции самолёта. Кроме того, ряд других технических решений позволил намного снизить и индуктивные потери. В совокупности это дало возможность заметно уменьшить общие аэродинамические потери, и в итоге — резко снизить расход горючего и заметно увеличить скорость полёта ЛА. 

Во вторых, особые свойства нового крыла позволили сохранить его аэродинамическую эффективность до невиданно низких ранее скоростей, а именно, до 43 км в час. 

То есть, были получены беспрецедентно низкие взлётные и посадочные скорости самолёта. А это в свою очередь также повлекло за собой появление ряда новых достоинств машины. И прежде всего — резко увеличило безопасность при взлёте и посадке самолёта. 

Кроме того, низкие взлётные и посадочные скорости самолёта "Lark-4" позволили конструкторам отказаться от традиционных аэродромов. Появилась возможность использовать вместо них сверхмалые площадки — "пятачки" длиной всего около 27 метров. 

Здесь мы видим пример того, как значительное улучшение конструкторами свойств некоторых элементов самолёта — его крыла и ВПУ, повлекло за собой кардинальное улучшение многих характеристик машины: её безопасности, экономичности, компактности, скорости и т.д. А ведь такие значительные улучшения коснулись не только крыла и ВПУ, но и ряда других элементов самолёта. И все вместе они позволили спроектировать самолёт, совокупность характеристик которого будет не просто претендовать на какое-то место в "Книге рекордов Гиннеса", но я надеюсь, даст возможность сделать принципиально значимый шаг в массовой "самолётизации" нашей с Вами завтрашней жизни (по аналогии с сегодняшней её "автомобилизацией"). 

Отвечу на часто задаваемый вопрос: "Так почему всё же именно самолёт, а не вертолёт?" 

Действительно, разве вертолёт заслуживает меньшего доверия, в качестве "летающего авто"? На первый взгляд именно вертолёт обладает большей гибкостью в своих возможностях, как летательный аппарат для каждодневного применения современным деловым человеком. 

Да, вертолёт имеет свою неоспоримую нишу для ряда случаев специфического использования. Однако самолёт, особенно такой, как "Lark-4", в значительно большей степени подходит на роль универсального средства ежедневного "воздушного авто". Прежде всего, по критериям безопасности, экономичности, скорости и дальности. Объясню, почему. 

Безопасность. Вертолёт может планировать и приземляться на режиме "авторотации" при аварийной остановке двигателя. Но при одном "маленьком" условии — в том случае, если остановка двигателя произошла при наличии определённого запаса высоты (то есть выше "мёртвой зоны", а это для лёгких вертолётов обычно не менее 50 — 80 метров). В противном случае "приземление" станет банальным ударом аппарата о землю со всеми вытекающими из этого фатальными последствиями. Кроме того, механическая надёжность основных несущих плоскостей и элементов у вертолёта, ввиду подвижности их соединений и большой скорости вращения почти всегда значительно меньше, чем у самолёта. А аварийное покидание вертолёта экипажем, как в воздухе, так и на земле, сопряжено с опасностью, попасть под вращающиеся с большой скоростью лопасти несущего винта машины. 

Экономичность. Вертолёт "генетически", по своему происхождению менее приспособлен к горизонтальному полёту. Он изначально создавался, как ЛА для висения или вертикального подъёма и спуска в воздухе. Но в горизонтальном полёте он многократно менее эффективен в сравнении с самолётом. Не зря затраты при полёте из одного пункта в другой на вертолёте часто в 5 — 8 раз дороже, чем при таком же полёте на самолёте. 

Скорость и дальность. Горизонтальная скорость вертолёта всегда в 2 — 3 раза меньше, чем скорость самолёта аналогичной грузоподъёмности. Дальность полёта вертолёта меньше дальности полёта самолёта в 3 — 5 раз. 

Именно исходя из этих соображений конструкторские симпатии руководителя КБ были отданы работе над летательным аппаратом самолётной схемы. 

Более подробно о характеристиках 

В традиционной авиационной классификации "Lark-4" является низкопланом, нормальной самолётной схемы, со значительно укороченными крыльями, с турбовальным двигателем и толкающим винтом, расположенным в хвосте самолёта. Винт самолёта — изменяемого шага. Самолёт имеет герметичную кабину, рассчитанную на 4 человек (пилот и 3 пассажира) для полёта на высотах до 12 000 м. 

Самолёт должен обеспечивать высокую безопасность и достаточный комфорт при полёте, как на небольшие, так и на значительные, до 3400 км, расстояния. 

Бортовой компьютер аппарата способен будет предотвращать ошибочные действия пилота. Например, случайное сваливание в штопор. Он сможет также осуществлять штатные операции взлёта, полёта по маршруту и приземления (по посадочным маркерам). А в критических ситуациях (возникновение каких-то неисправностей, потеря сознания пилотом, захват самолёта злоумышленником и т.п.) сумеет полностью взять управление аппаратом на себя и посадить его в заранее назначенную точку. 

Тройное дублирование двигателей, высокопрочная, короткокрылая конструкция машины, сверхмалые скорости взлёта и посадки, а также компьютерная подстраховка управления аппаратом – это четыре основополагающих «кита» безопасности, которые позволят сделать решающий шаг в создании летательного аппарата для самого массового, личного и семейного пользования". 

Как известно, для воздушных судов около 90 % аварий приходится на взлёт (30 %) и посадку (60 %). И тяжесть последствий таких аварий растёт в квадрате от роста скоростей взлёта и посадки. Поэтому, наверное, пассажирам предпочтительнее будет пользоваться самолётом "Lark", чтобы даже в самом серьёзном аварийном случае отделаться лёгким синяком или ушибом на скорости 43 км в час, чем быть размазанным по взлётно-посадочной полосе на скоростях 110 — 200 км в час при пользовании самолётами с традиционным крылом. 

Оставшаяся степень риска (10% аварий), приходящаяся непосредственно на процесс самого полёта, также будет максимально нейтрализована способностью летательного аппарата, даже при полном отказе основного двигателя, продолжать достаточно полноценный полёт к ближайшему пункту посадки на двух небольших, вспомогательных двигателях, расположенных в консолях крыльев и выполняющих в штатном полёте ряд других специальных функций. При этом, использование воздушного винта, как основного движителя, в таком режиме не требуется. 

Прорабатывается также вариант оборудования аппарата четырьмя катапультируемыми креслами сверхлёгкой системы аварийного покидания самолёта СКС-94 (разработки НПО «Звезда»"). 

Малые габариты, в том числе, небольшой рамах крыльев (всего 5,8 м) и, как результат, повышенная прочность всей конструкции, дадут аппарату возможность, при необходимости, без механического разрушения выдерживать в полёте даже 10 — 12 кратные перегрузки. 

"Всеядность" турбовального двигателя (использующего керосин, дизельное топливо, газ), его лёгкий запуск даже при низких температурах и надёжная работа — также обеспечат удобство эксплуатации аппарата и безопасность его полёта. 

Встроенная система спутниковой связи и навигации, автопилот и система кондиционирования воздуха в салоне — создадут необходимую комфортность и будут способствовать большей безопасности полёта. 

Кроме защиты от своенравия стихии "пятого океана", самолёт "Lark-4" защитит Вас и от агрессивных действий человека. Он сможет успешно противостоять нападению и преследованию с земли и воздуха. Это реализуется уникальным набором его лётно-технических характеристик: значительной скороподъёмностью (24 м/сек), высотой полёта до 12.000 м, прежде недостижимой для машин такого класса диапазоном скоростей полёта (от 43 до 750 и более км/час) и возможностью взлёта и посадки с использованием площадок очень малых размеров. 

Благодаря изменяемому вектору тяги аппарат будет обладать уникальными на сегодняшний день маневренными характеристиками. А в совокупности с большой горизонтальной и вертикальной скоростями (в том числе, непосредственно после отрыва от поверхности) это обеспечит быстрый и безопасный выход ЛА из зоны, досягаемой для обстрела с земли. 

Диапазон скоростей от 43 до 750 км/час — уникален. Его сочетание со сверхманёвренностью позволит машине без труда уходить как от тихоходных летательных аппаратов (например, вертолётов), так и уклоняться от преследования современными скоростными истребителями. 

Необычно малые габариты аппарата (5,85 х 6,85 х 2,24 м), органо-, стекло- и угле-пластиковые материалы, преобладающие в его конструкции, дают малую радиолокационную заметность самолёта. Энергосиловая установка на ряде режимов имеет низкий уровень шума, сравнимый с уровнем шума среднего грузовика. Всё это, в сочетании с возможностью полёта как на предельно низких, так и на максимально больших скоростях и высотах, способно при необходимости сделать перемещение летательного аппарата малозаметным или же неожиданным для потенциально враждебных лиц и групп. 

Гидравлически поднимающиеся после посадки за 2 — 3 секунды крылья и предельная лёгкость самого аппарата (вес пустого — 385 кг) позволят даже одному человеку, при необходимости, в течении 1,5 — 2 минут убрать аппарат в любое укрытие размерами не менее 7 х 2,3 х 2,3 м. 

Значительная грузоподъёмность аппарата (более 600 кг) позволит заправить его количеством горючего, обеспечивающим, при наличии четырёх человек на борту и некоторого багажа, полёт на расстояние до 1510 км, а при наличии двух человек — до 3400 км. 

Летательный аппарат будет способен взлетать и садиться с использованием площадок необычно малых размеров (27 х 6 м), в том числе площадок, зажатых со всех сторон лесом, горами или строениями, поскольку в отличие от обычных самолётов он может использовать крутые глиссады посадки (до 30 градусов, вместо 3 градусов у обычных самолётов). 

Аппарат сможет без разборки перевозиться в стандартном морском 40-футовом контейнере различными видами морского, железнодорожного и автомобильного транспорта. Проработан вариант дооборудования такого контейнера отсеками для вахтовой работы экипажа в полностью автономном режиме, при полноценном инженерном обслуживании самолёта, а также устройством старта летательного аппарата через открывающиеся верхние створки контейнера, в том числе, и на ходу движения контейнера при его транспортировке. 

Уже в ближайшие годы модификации самолёта безаэродромного базирования "LARK-4", как класса "люкс", так и "стандарт", могут занять значительную долю отечественного и зарубежного рынка авиации личного и делового назначения. Надеемся, что по безопасности, мобильности, экономичности и лётно-техническим характеристикам самолёт "Lark-4" будет отвечать самым взыскательным запросам потенциальных потребителей, в первую очередь, руководителей высокого ранга и деловых кругов российского бизнеса. 

Как сообщил главный менеджер проекта «Ларк» Николай Бабешко, уже проведён 500-часовой цикл стендовых испытаний маршевого двигателя со сверхзвуковым винтом. При мощности 560 л.с. двигатель весит менее 90 кг и будет «съедать» всего 11 кг солярки на 100 км полёта. 

Дальнейшие работы по планеру «Ларка» будут ускорены в ближайшее время, после утверждения одного из спонсоров в качестве генерального инвестора проекта. 
 

Расчётные характеристики  

http://www.youtube.com/watch?v=TZ2vqy0miU8

http://www.youtube.com/watch?v=DOBt2nsGw1U

Источники: http://www.ecoteco.ru/id123/ , http://vtol.boom.ru/rus/Lark-4/index.html .