Автожири певною мірою виправдовують свою смішну назву: подібно до тучних людей, вони переміщуються в просторі занадто повільно. Однак є надія, що «товстунів» можна змусити літати зі швидкістю поршневих літаків. Техаський винахідник Джей Картер навіть знає, як це зробити.
Зоологам добре знайоме правило про те, що схрестити коня і віслюка можна, але їхні діти не будуть здатні до відтворення потомства. Причина - різна кількість хромосом: біля осла їх 62, у коня - 64.
Авіаконструктори знають інше правило: схрестити літак і вертоліт теоретично можна, але тим не менш жоден з подібних «мулів» поки особливим успіхом не користувався. Гібридний апарат, всупереч початковій задумці, брав від своїх батьків не тільки найкраще.
Але правила правилами, а деякі з них вдається порушувати. Всю другу половину минулого століття літаки з вертольотами не припиняли спарювати, а в XXI столітті рух за виведення здорового «авіаційного мула» ніби знайшов друге дихання. В авангарді армії авіаторів-селекціонерів крокує техаський винахідник Джей Картер. Багато шановних людей вважають, що недалекий той момент, коли цей авіаконструктор побудує машину свій мрії - недорогий літальний апарат, який, подібно літаку, буде покривати пристойні відстані з високою швидкістю, а злітати і сідати по-вертолітному - на будь-яких обмежених і непідготовлених майданчиках. Розробкою свого апарату Картер з командою ентузіастів займається вже близько 15 років, і за останню «п'ятирічку» досяг помітних успіхів. По-перше, Картеру вдалося розігнати свій автожир зі стрибковим зльотом до незвично високої для цього літального апарату швидкості 270 км/год і летіти на ній, витрачаючи вдвічі менше палива, ніж знадобилося б вертольоту. А по-друге, Картер здійснив свою давню мрію: він першим у світі вивів гвинтокрилий апарат на режим польоту з числом m, рівним 1, коли швидкість горизонтального переміщення машини дорівнювала швидкості законцовки лопаті несучого гвинта відносно повітря. Раніше швидкість польоту завжди була нижче швидкості законцовки лопаті несучого гвинта.
Дорога до автожиру з крилами
Хоча проектом крилатого автожиру Джей Картер став займатися приблизно в 1992 році, ідея створення такої машини народилася в голові винахідника набагато раніше. Просто раніше для її реалізації у Джея не було достатньо грошей.
З автожирами Картер познайомився ще школярем: його батько Джей Картер-старший теж був конструктором і в якості хобі конструював автожир. Син, зрозуміло, допомагав батькові в такому захоплюючому занятті, а коли побудований автожир нарешті почав літати, Джей Картер-молодший вирішив власноруч побудувати новий апарат, більш прогресивний в технічному плані. При будівництві апарату Джей використовував фюзеляж і лопаті з композитних матеріалів, маршовий гвинт у кільці... Джей не був впевнений, що польоти на цьому занадто передовому для свого часу апараті будуть безпечні, і композитний автожир жодного разу по-справжньому не літав. Справа була в 1967 році. Знову до розробки передового автожиру Джей повернеться тільки через 25 років.
У проміжку між цими двома подіями Джей закінчив Техаський технологічний інститут і вступив на роботу в компанію Bell Helicopter. Тут він працював над проектом Bell XV-15 Tiltrotor, який згодом призвів до появи військового конвертоплана Bell V-22 Osprey. Мабуть, під час цієї роботи Джей і захопився гібридною технікою. Бачачи недоліки конвертопланів, він став мріяти про іншу можливість об'єднання достоїнств літака і гвинтокрилої машини. Але незабаром Джей надовго розлучився зі світом авіації.
На початку 1970-х американський уряд почав боротьбу з автомобільними викидами. І Картери, батько і син, в дусі часу створили мініатюрний паровий двигун для автомобіля. У 1974 році розробка Картерів стала першим у США автомобілем, що відповідав посиленим вимогам Агентства з охорони навколишнього середовища (EPA). Однак машина Джеєв недовго приковувала суспільну увагу: грянула нафтова криза, і екологічна, але далеко не економічна машина Картера перестала вважатися перспективною розробкою. Картери зайнялися конструюванням вітряних електростанцій, і ця справа виявилася досить прибутковою. Незабаром Картер розбагатів, але душа його продовжувала рватися в небо.
"Я хотів, щоб у моєму житті з'явилося щось, що наповнювало б її сенсом. Мені потрібна була причина, щоб вставати о п'ятій годині ранку ", - говорить Джей про той час. Нарешті, конструктор зважився побудувати автожир з крилами, про який він давно думав. "Я сказав дружині, - пригадує Картер, - що мені знадобиться пара років і пара сотень тисяч доларів, щоб змусити цю штуку літати. Яким же я був оптимістом! "
Але зате Джей отримав те, про що давно мріяв. Він вставав о п'ятій ранку, часом ночі напролет займався розробкою свого дітища. У ньому він бачив прототип популярного літального апарату майбутнього.
У гонитві за швидкістю
Мета Джея - створити пристрій, який при багатьох вертолітних достоїнствах зможе літати втричі швидше звичайного цивільного вертольота і володіти в п'ять разів більшою дальністю польоту без дозаправок. Домогтися цього Джей збирається за рахунок переведення свого апарату з автожирного режиму роботи на літаковий у міру зростання швидкостей, коли крила апарату зможуть забезпечувати достатню підйомну силу.
Завдання може здатися відносно простим, якщо забути про несучий гвинт, який буде перешкоджати руху апарату на високій швидкості. Чим вища частота обертання гвинта, тим вищий створюваний ним опір польоту, тому в автожирі Джея Картера зі зростанням швидкості ротор переходить на режим повільної авторотації. Пілот зменшує до нуля кути атаки лопатей, і несучий гвинт втрачає підйомну силу. «Зниження в три рази частоти обертання несучого ротора приблизно в 27 разів знижує його опір руху», - заявляє конструктор. При цьому, щоб лопаті зберегли керованість і жорсткість, Картер обважнив їх законцівки - це робить їх постійно «натягнутими», подібно до рибальської ліски, до кінця якої прив'язали грузило. Під час польоту на своєму експериментальному апараті в червні 2005 року пілоту вдалося досягти швидкості 270 км/год, а також на кілька секунд вийти на режим польоту з m = 1, проте в той же день апарат постраждав при невдалому приземленні, що призвело до закінчення серії випробувань.
Зараз команда Картера зайнята будівництвом нових експериментальних машин. У найближче майбутнє в небо повинні помити двомісна і чотиримісна моделі. Перший літальний апарат буде зовні і по конструкції нагадувати попередній прототип, але літати трохи повільніше. Крило стане більше - для стійкого польоту на високих швидкостях при уповільненому обертанні несучого гвинта. Чотиримісна модель зможе летіти зі швидкістю 370 км/год, але надалі Картер збирається представити ще більш потужні версії. Наприклад, 1200-сильну, обладнану газовою турбіною, яка розвиватиме швидкість 480 км/год. І це тільки початок: Джей Картер вважає, що в майбутньому його апарати зможуть літати зі швидкістю до 800 ‑ 900 км/год, але це вже межа: якщо летіти швидше, то законцівки лопатей чинитимуть занадто високий опір.
Далеко не всі фахівці вірять в успіх проекту Картера. Мартін Холлман, відомий у Сполучених Штатах розробник вертольотів, налаштований скептично. "Головна проблема, - говорить він, - у лопатях несучого ротора. Занадто легковажно вважати, що при польоті на високій швидкості вони будуть спокійно молотити повітря, не створюючи відчутного опору. Такий апарат навряд чи коли-небудь зможе стати серійним ".
Спантеличує і питання безпеки. Як би не приваблювали людей висока швидкість і економічність автожиру Картера, ніхто не буде літати на ньому, якщо він проявить себе менш надійним, ніж інші апарати. Так що серійне майбутнє крилатих автожирів конструкції Джея Картера - Carter-Copter - поки залишається під питанням. Безсумнівно лише одне: світ продовжить стежити за розробками Картера з непідробним інтересом.