продолжение
назад
главная
расследование "тм"

История эта давняя. Еще в Первую мировую войну печать обсуждала дерзкий полет немецких летчиков. Под покровом ночи они сумели проскользнуть чуть ли не до пролива Ла-Манш и вернулись обратно, так и не замеченные французскими наблюдателями. При этом газеты писали: «скрытности полета в немалой степени способствовала обшивка аэроплана, выполненная из материала высокой прозрачности».

В НЕБЕ - ПРИЗРАКИ

Зачем понадобилась прозрачная обшивка, коли полет совершался все равно ночью, - теперь остается лишь гадать. Ничего не известно и о том, как создатели того загадочного летательного аппарата решили проблему шума авиационного мотора. Да и вообще: каков смысл «круиза» в темноте, если фотоаппаратура тогда могла снимать, а летчики-наблюдатели - вести разведку лишь днем? Наконец, был ли этот полет на самом деле, или он - просто выдумка падких на сенсации газетчиков?..

Так или иначе, а уже к 20-м гг. невидимость (или, хотя бы, малозаметность) считалась важнейшей чертой идеального самолета-разведчика. Но как же ее добиться? Увы, окончательного ответа нет и по сию пору, хотя попыток было изрядно. Расскажем о некоторых из них.

История 1. ПРОЗРАЧНЫЙ, СЛОВНО СТЕКЛО...

В свое время в «ТМ» (№ 2 за 1977 г.), под рубрикой «Антология таинственных случаев», была опубликована статья И.Вишнякова об интересном эпизоде из истории отечественного самолетостроения. В ней приводились воспоминания бывшего авиатора, капитана А.В.Вагуля - о том, как в 30-е гг. он присутствовал на испытаниях самолета-невидимки.

Обычный самолет (а) мы видим благодаря лучам света, отражающимся от него. Предполагалось, что от «прозрачного» (б) свет отражаться не будет

По его словам, сама машина выглядела бы обычным небесным работягой - вроде какого-нибудь связного, санитарного или учебного аэроплана, если б не ее ярко блестевшая под солнцем обшивка. В остальном же она напоминала всем знакомый У-2 (только моноплан). Подкосы, расчалки, две кабины без фонарей, с козырьками. Скоростенка, надо полагать, километров 150-200, не больше... Вот только после запуска двигателя, одновременно с нарастанием оборотов, самолет начал исчезать из виду, по словам Вагуля - «истаивать, растворяться в воздухе...»

Что он разбегается, оторвался, набирает высоту - можно было определить уже только по перемещению звука к лесу и над лесом. Проводившаяся с земли и с воздуха киносъемка ничего не дала (или, если угодно, дала слишком уж много). Операторы наводили объективы на звук, все небо, говорят, обшарили, но ни в одном кадре потом не обнаружилось ничего, кроме облаков. Даже тени того самолета не оказалось.

Вскоре «невидимка» сел. Слышно было, как он катился по бетонке, как остановился невдалеке от группы командования и развернулся. Затем мотор стал затихать, и самолет опять «сгустился», словно джинн из арабской сказки. Попытки разобраться в этой загадочной истории, раскрыть особенности конструкции, разумеется, делались неоднократно. Хотя, собственно, никакой особой загадки здесь нет, достаточно открыть классический труд авиаконструктора и известного историка авиационной техники В.Б.Шаврова «История конструкций самолетов в СССР», том 1.

Там мы узнаем, что работы по созданию визуально невидимого самолета велись в Военно-воздушной инженерной академии им. Н.Е.Жуковского до 1935-1936 гг. (а не в 1937 г., как пишет Вишняков) под руководством профессора С.Г.Козлова. Для этого полотно обшивки АИР-3 заменили на прозрачный материал типа целлулоид, а точнее - оргстекло французского производства (родоид). Стенки силовых балок лонжеронов и поверхности других несущих большую нагрузку металлических элементов конструкции также оклеили родоидом, прикрытым с внутренней стороны зеркальной амальгамой. Капот, кабины, колеса и прочие части машины покрасили белой краской, смешанной с алюминиевым порошком, и отлакировали. Специально обработанные поверхности - прозрачные, зеркальные, белые, лакированные - должны были породить оптические погрешности, аберрации, искажающие вид самолета. Но стать только из-за этого полностью невидимым тело столь сложной формы едва ли могло. Да еще в движении - при разных поворотах, при различном освещении.

Шавров пишет: «Самолет в воздухе быстро исчезал с глаз наземных наблюдателей... На кинокадрах не получалось изображение самолета, а на больших расстояниях не видно было даже пятен. Впрочем, родоид довольно скоро потускнел, потрескался, и эффект невидимости снизился». Что же, выходит, все дело в качестве материала? Но ведь первые опыты были проведены в начале 30-х гг., и в дальнейшем органическое стекло стало лучше, прозрачнее, прочнее. Почему же не поднялась больше в воздух «невидимка»?

Несколько лет назад в архивах была найдена фотография прозрачного АИРа в воздухе - и нельзя сказать, чтобы он был уж очень невидим... Думается, и Шавров, и тем более - скрывшийся тогда под псевдонимом автор «ТМ» (авиаинженер и журналист И. Э. Чутко; как выяснилось много позднее, источником информации для его очерка и прототипом загадочного «конструктора Дунаева» стал авиаконструктор Р.Л.Бартини, но это - совсем другая история) сильно преувеличили эффективность принятых конструктивных мер. Обошлось же это дорого, и вот почему.

Современная «шапка-невидимка» И.А.Наумова, В.А.Каплуна и В.П.Литвинова. Цифрами обозначены: 1 - корпус самолета; 2 - световоды; 3 - объективы; 4 - окуляры; 5 - фон; 6 - изображение фона на поверхности самолета

Обшивку из оргстекла или целлулоида можно было установить вместо полотняной на форменную конструкцию. Но она не могла выдержать напор набегающего воздуха при скоростях более 200-300 км/ч, что в середине 30-х уже никого не устраивало. А рост скорости требовал применения полумонококовых и монококовых конструкций, несущей общивки, которая тогда могла быть только металлической... Идея создать малозаметный для глаз летательный аппарат не оставлена и по сию пору. А главным средством стала камуфляжная окраска. Уже традиционно нижняя поверхность военного самолета красится в голубой цвет безоблачного неба, а верхняя - расписывается бурозелеными или серо-белыми разводами в тон подстилающему ландшафту.

Сегодня активно разрабатываются краски-хамелеоны, которые бы меняли свой цвет. Управлять этим процессом можно, например, с помощью наведенного электрического или магнитного поля, а то и просто за счет интенсивности окружающего освещения (как в известных очках со светофильтрами переменной оптической плотности). Или - покрытия на основе жидкокристаллических пигментов, как в плоских мониторах для портативных дисплеев. Вот только стоить будут они, ох, недешево!

Впрочем, наши изобретатели предлагают иной вариант. Несколько лет назад москвичи И.А.Наумов, В.А.Каплун и В.П.Литвинов запатентовали этакую современную «шапку-невидимку» - систему световодов. Предположим, их линзы-объективы, расположенные на верхней части самолета, воспринимают окружающее небо, облака и транслируют все это на нижнюю часть летательного аппарата, к линзам-окулярам. В итоге наземный наблюдатель смотрит, что называется, в упор на объект, а видит вместо него лишь небо с облачками. И напротив, наблюдатель с вышелетящего самолета (или с орбиты) будет различать лишь поверхность земли, транслируемую по тем же световодам в противоположную сторону. Увы, и здесь практическое применение изобретения упирается в его стоимость и немалую громоздкость оптической системы.

Но нужен ли такой «прозрачный» самолет? Ведь современные средства ПВО ведут стрельбу, ориентируясь не на визуальные наблюдения, а по данным радара. А тут требуются иные критерии видимости. Кстати, первые радиолокаторы, будто нарочно, появились, судя по воспоминаниям «непризнанного пророка в своем отечестве» П.К.Ощепкова, почти одновременно с нашим прозрачным самолетом. Вот скорее всего почему эксперты, руководители оборонной промышленности и высшие военные чины СССР потеряли интерес к авиетке, уже тогда показавшейся им вчерашним днем авиации. Перед Второй мировой войной армии требовались уже совсем другие машины.

История 2. «СТЕЛС», КАЖЕТСЯ, НАКРЫЛСЯ...

Истории, говорят, свойственно повторяться. Это к тому, что и разрекламированная не так давно технология «стелс», призванная сделать «радионевидимками» современные самолеты, тоже, по большому счету, оказалась «липой». Судите сами...

Широкоизвестные ныне В-2 и F-117A имеют покрытие, не отражающее, а поглощающее радиоволны. Металлический корпус обшивается специальным материалом, взаимодействуя с которым электромагнитная волна радиолокатора теряет значительную часть своей энергии, «увязая» в обшивке, как пуля в подушке. К тому же, и форму самолета подбирают такую, чтобы падающие радиоволны отражались в сторону от приемных антенн радаров.
Плазменное облако сделает невидимым ЛЮБОЕ тело

Интересна история разработки покрытия. И поныне циркулирует легенда, что американцы воспользовались сведениями, полученными при изучении «летающих тарелок», попавших в их руки еще в конце 40-х - начале 50-х гг. и хранящихся в сверхсекретном ангаре. Поскольку я не знаю, ЧТО именно у них там хранится, то никак не буду комментировать ее. Потом в поле зрения падких на сенсации газетчиков попала другая, более правдоподобная версия. Дескать, в 70-е гг. американский биохимик Роберт Берг разработал краску на основе родопсина - светочувствительного пигмента палочковых клеток сетчатки глаза. Этот сложный белок, поглощая кванты электромагнитного излучения (света), распадается, а в темноте вновь восстанавливается.

Однако при внимательном рассмотрении этих работ выяснилось, что и натуральный родопсин и его синтетические производные - ротинол и хромофор - не так чудодейственны (в плане данной тематики), как казалось поначалу. И тогда возникла третья версия. «Сама идея создания самолета-невидимки F-117A принадлежит русскому, - утверждал Бен Рич, бывший главный конструктор корпорации «Локхид». - Однажды в мой офис ввалился 36-летний математик и специалист по радарам нашей фирмы Денис Оверхольцер, который и преподнес мне подарок - прорыв в технологии самолета-невидимки. Он открыл этот «самородок» в недрах большой сугубо технической статьи по радарам, опубликованной в Москве несколькими годами раньше. Автором ее был Петр Уфимцев, ведущий сотрудник одного из московских институтов»...

Так что же, выходит, мы могли стать первыми создателями технологии «стеле», приведшей к появлению самолетов-невидимок? Возможно, могли, но не стали. Нет, вообще-то, наши теоретики оказались на высоте. Еще в 1966 - 1969 гг. группе ученых во главе с Н.Кузьминым, наряду с В.Солнцевым, В.Зубаковым, другими талантливыми специалистами (в нее входил и П.Уфимцев), удалось разработать теоретические основы таких покрытий, которые делали летательный аппарат практически необнаруживаемым противовоздушной системой.

Но в СССР к нему остались равнодушны. Группа Кузьмина была распущена. Уфимцева пригласили читать лекции в США, потом ему предложили стать профессором одного из университетов в Калифорнии, где он работает и поныне. Американцы же, убедившиеся во Вьетнаме и на Ближнем Востоке, что противорадарные ракеты и системы радиоэлектронной борьбы отнюдь не всемогущи, ухватились именно за идею радиолокационной малозаметности.

Конечно, можно было пуститься вдогонку и ценой героических усилий «догнать и перегнать» американцев. Однако стоит ли? Как выясняется, самолеты-невидимки не так уж и невидимы. В частности, в московском научно-техническом центре «Резонанс» созданы локаторы, позволяющие распознавать малозаметные объекты, в том числе и самолеты, сделанные по технологии «стеле». Принцип их действия базируется на следующих эффектах.

Для обнаружения радиолокационных целей обычно используют дециметровые и сантиметровые волны. Это и понятно: чем короче волна, посылаемая радаром, тем с большей точностью она позволяет установить координаты «мишени».

Специалисты же «Резонанса» под руководством Э.Шустова попробовали увеличить рабочую длину волны нового локатора. Используя современную вычислительную технику, они подобрали оптимальные режимы излучения и обработки сигнала. Погрешности измерений тут практически такие же, как при сантиметровых волнах. И отраженный сигнал от «невидимки» оказывается не хуже, чем и от обычного, не покрытого защитной пленкой самолета. Более того, благодаря резонансу он даже усиливается. А чтобы поглотить подобное облучение, нужно покрытие такой толщины, что отяжелевшая машина вряд ли оторвется от земли. Зато оборудование «Резонанса» настолько легко и компактно, что пригодно, например, для установки на легком беспилотном аппарате. (Впрочем, иракцы и сербы наглядно показали, что F-117 вполне «по зубам» и традиционным средствам ПВО. Подробнее - в одном из ближайших номеров.)

При этом сами мы, оказывается, способны сделать радионевидимым практически любое твердое тело благодаря недавно рассекреченной разработке сотрудников Исследовательского центра им. М.В.Келдыша. Вот что рассказал его руководитель, академик А.С.Коротееев:

- Хорошо известная американская технология «стеле» использует для снижения радиовидимости специальные поглощающие покрытия. У нас принципиально иное - для тех же целей применяется искусственное плазменное образование, получаемое при выбросе в атмосферу электронных пучков.

Вблизи обшивки создаются плазменные облака, активно поглощающие электромагнитные волны, благодаря чему дальность обнаружения самолета радаром падает более, чем в 100 раз. Такая технология намного дешевле американской, не ухудшает аэродинамики (скорее, наоборот), не требует особых обводов самолета и позволяет сделать невидимым практически любой из ныне существующих или только проектируемых летательных аппаратов. Мы просто экранируем его с помощью специального устройства, весящего порядка 150 кг. Выбрасываемые генератором в атмосферу электроны разбивают атомы воздуха и полученный поток ионов прикрывает, словно невидимым покрывалом, весь самолет.

К сказанному остается добавить, что это лишь одна из разработок - та, на которую получено разрешение для публикации.

История 3. СВЕРХ ЗВУКА. НО БЕЗ ГРОХОТА?..

Весть об этом изобретении произвела среди специалистов эффект разорвавшейся, хотя и беззвучной, бомбы. Еще бы: американский аэродинамик Леонард Грин запатентовал конструкцию бесшумного сверхзвукового самолета. Одна из причин, почему до сих пор не получили широкого распространения сверхзвуковые авиалайнеры, - производимый ими гром среди ясного неба. Единственным ныне летающим сверхзвуковым «Конкордам» разрешено проявлять свою прыть лишь над пустынными районами Атлантики. Над материками же они должны лететь со скоростью обычного воздушного корабля (интересно, что американский закон запрещает полеты на сверхзвуковой скорости над территорией США ГРАЖДАНСКИМ, но не ВОЕННЫМ самолетам). Иначе создаваемая ими даже на 20-километровой высоте ударная волна может оказаться настолько интенсивной, что у людей на земле полопаются барабанные перепонки,а из домов повылетают стекла.
Ударные волны сопровождают любой аппарат, летящий со сверхзвуковой скоростью. Теоретически от них можно избавиться. А как на практике?

Новый же аппарат, не создавая подобного грохота, пересечет за полтора часа всю территорию США со скоростью, втрое превышающей быстроту распространения звука в воздухе. «Такие самолеты быстро вытеснят обычные авиалайнеры с дальних трасс, поскольку намного сократят продолжительность полетов», - говорит Грин. Однако в своем сообщении хитрый изобретатель и словом не обмолвился, каким же образом ему удалось справиться с задачей. Поскольку он аэродинамик, за объяснением мне пришлось отправиться в МАИ, на кафедру аэродинамики летательных аппаратов. Начальник одной из лабораторий, кандидат технических наук Г.Ф.Чернов и его коллеги к моему сообщению отнеслись с интересом. «Ну что же, давайте попробуем прикинуть, в чем заключается «изюминка» гриновского изобретения»...

Бесшумный сверхзвуковик для аэродинамиков - не новость. Теоретики давно уж показали принципиальную возможность его существования. Для этого надо «всего лишь» сгладить скачок уплотнения, не дать ему оторваться от корпуса самолета.

Всякое быстро летящее тело испускает акустические волны или микроскопические уплотнения воздуха, распространяющиеся со скоростью звука. И пока оно движется с дозвуковой скоростью, вызываемые им возмущения воздушной среды обгоняют его, постепенно рассеиваясь в атмосфере. Когда же объект догоняет звук, все мелкие уплотнения сливаются воедино, в монолитный фронт, который и получил название скачка уплотнения. Он обрушивается на землю с такой силой, что с домов сносит крыши, а людей сшибает с ног. И все-таки ударную волну в принципе можно укротить сказали мне специалисты. Для этого надо подобрать самолету такие аэродинамические формы, чтобы он проходил звуковой барьер также легко, как иголка сквозь ткань. Причем портняжная аналогия тут более глубока, чем может показаться на первый взгляд, - недаром многие сверхзвуковые самолеты имеют игольчатые носы и острые кромки оттянутых назад крыльев. Но опытная швея знает: на шитье определенной ткани швейную машину нужно настраивать - иначе будет мука, а не работа. А как «настроить» летательный аппарат? Изменяемая геометрия крыла, перестраиваемые воздухозаборники и регулируемые сопла - лишь часть решения проблемы...

Сочетание акустики с аэродинамикой, по мнению моих собеседников, настолько капризно, что Грин мог добиться беззвучности, точнее малошумности, лишь при каком-то, строго определенном режиме полета. И то, насколько удачно его решение, покажет не сам факт выдачи патента, а конкретная конструкторская практика. Ну а шумиха, поднятая в прессе, - всего лишь один из способов привлечения внимания к своему детищу. Американец хорошо усвоил одну из азбучных истин нашего времени - без шума даже бесшумный самолет не протолкнешь!

Станислав НИКОЛАЕВ,
инженер

техника-молодежи 5'1999
продолжение
назад
главная