Заслуженный летчик-испытатель объяснил особенности конструкции дрона
Над Марсом совершил свой первый «рейс» наш земной вертолет — американский беспилотник Ingenuity, доставленный на поверхность Красной планеты вместе с марсоходом. Экспериментальный аппарат стал первым летательным механизмом, совершившим автономное путешествие в атмосфере другой планеты. Некоторые особенности конструкции марсианского дрона помог оценить опытный вертолетчик.
Фото: nasa.gov
Судя по предоставленной NASA информации, нынешний «герой дня» вполне соответствует русской поговорке «Мал золотник, да дорог». Масса вертолетика Ingenuity всего 1800 граммов, два его углепластиковых винта, расположенные один над другим, имеют диаметр 120 сантиметров, высота конструкции в рабочем состоянии — 80 сантиметров, а для опоры четырем «ногам» аппарата вполне хватит площадки метр на метр. При этом проектирование и изготовление чудо-дрона обошлось в десятки миллионов долларов.
Самой заметной особенностью конструкции марсианского вертолета-разведчика являются два тянущих винта, установленные соосно. Но ведь, для его земных «старших братьев» используются различные варианты компоновки. Помимо машин с двумя винтами, установленными друг над другом, часто запускают в серийное производство модели, где имеется основной силовой винт и в дополнение к нему — вспомогательный, маленький, размещенный на выносной хвостовой балке. Самыми известными нам представителями этих двух типов являются современные отечественные вертолеты КА и МИ.
Американцы выбрали для своего марсианского геликоптера «камовский» вариант. Почему? Чем он лучше «милевского»?
Чтобы разобраться в этом, мы обратились к Заслуженному летчику-испытателю СССР Феликсу Воробьеву, который за почти полвека своей летной практики освоил без малого 30 типов отечественных самолетов и вертолетов.
— Конечно, у каждого из этих двух типов вертолетов — с вынесенным на хвостовой балке вспомогательным винтом либо с двумя соосными винтами, — есть свои преимущества. В данном случае мне совершенно ясно, какими соображениями руководствовались американские проектировщики, создавая конструкцию вертолета для Марса. Дело в том, что машины с соосными винтами гораздо надежнее ведут себя в ситуации, когда разыграется ветер, — пояснил Феликс Михайлович. — А ведь на Красной планете, судя по оценкам ученых, может задувать очень сильно.
Сужу по собственному опыту: вертолет «камовского» типа, оказавшись в зоне действия мощного ветрового потока, демонстрирует гораздо большую устойчивость. Он сам автоматически развернется против ветра, уменьшив тем самым парусность.
А вот летательный аппарат с компоновкой, аналогичной «милевским» машинам, в такой ситуации может приобрести крен. Выровнять его для опытного экипажа не сложно. Но ведь речь в данном случае идет об автоматическом летательном аппарате, которым управляют с Земли, расположенной в миллионах километров. Тут неизбежная задержка сигнала по времени весьма велика. Поэтому необходимость подавать каждую лишнюю команду на регулировку режима полета чревата серьезными проблемами для дрона.
Еще одно немаловажное преимущество вертолета с соосной компоновкой винтов в том, что он при прочих равных характеристиках имеет меньшие габариты, и следовательно ему требуется меньшая по размерам площадка для взлета и посадки. В марсианской ситуации это тоже очень важно.
Кроме того такие вертолеты надежно ведут себя в случае возникновения сбоев в работе двигателя, — для них отработана посадка на авторотации.
А вот требования к центровке всей конструкции в случае с машинами обоих типов — «камовского» и «милевского», — приблизительно одинаковые. Так что добиться каких-то ощутимых преимуществ для манипулирования распределением масс узлов вертолета и установленной на нем видеоаппаратуры конструкторам «марсианского геликоптера», выбравшим данный вариант, не удалось.
Пробный взлет своего Ingenuity специалисты из центра управления NASA решили подгадать к середине марсианского дня. Ученые, на основании уже накопленной информации о Красной планете, полагают, что в это время вероятнее всего можно ожидать наименьших по силе ветров непосредственно над поверхностью Марса.
Беспилотный вертолет впервые взлетел над поверхностью Марса: видео
Смотрите видео по теме
С учетом того, что марсианская атмосфера более разрежена по сравнению с земной, конструкторам этого геликоптера пришлось значительно добавить оборотов его винтам для создания необходимой подъемной силы. Если нашим земным вертолетам, чтобы взмыть вверх достаточно около 500 оборотов в минуту, то марсианскую «вертушку» раскрутили до 2500 оборотов.
Создатели предусмотрели также и то, что этому дрону придется испытать воздействие очень низких температур: по ночам на поверхности Марса может похолодать до минус 100 градусов. Чтобы узлы, агрегаты и приборы летательного аппарата работали нормально, внутри вертолет оснащен специальными обогревателями.
Судя по сегодняшним победным сообщениям из США, все эти ухищрения оказались не напрасными. Эпоха «марсианской авиации» стартовала.
