«Рожденный ползать – летать не может!» – эту прописную истину человечество пыталось опровергнуть еще с древнейших времен. И пример мифологического Икара, стремившегося к свободному полету к солнцу, вдохновлял изобретателей и конструкторов. Конечно, силу земного притяжения уже давно удалось преодолеть с помощью машин – самолеты и вертолеты давно перестали быть чем-то экзотическим, превратившись во вполне обыденное транспортное средство. Но одно дело громоздкая машина, и совсем другое – действительно свободный полет с лицом, открытым вольному ветру, или хотя бы гигантские прыжки, как у кузнечика.
Привет из будущего
Как и в случае со многими другими реальными изобретениями, впервые идея пришла в голову писателям-фантастам. Еще в августе 1928 года в новелле Филипа Нолана Armageddon 2419 A.D. появился вымышленный персонаж Бак Роджерс, случайно попавший в XXV век. Там, в далеком будущем, индивидуальные ракетные ранцы были, по замыслу автора, вполне обыденным делом, и герой рассказа обзавелся таким приспособлением.
В 1929 году карикатурист Дик Колкинс переработал это произведение в комикс; в 1932-м приключения авантюриста с ракетным ранцем были озвучены на радио (кстати, программа «Бак Роджерс» стала первой научно-фантастической трансляцией), а к концу 1940-х отважный летун появился и на киноэкране. Возможно, именно фильм о нем, ставший очень популярным, и натолкнул изобретателей на идею претворить в реальность необычное устройство для полета, выглядевшее, впрочем, несколько несуразно даже для тогдашнего уровня спецэффектов.
Занялся этим американский инженер Томас Мур. С реактивными двигателями он был знаком не понаслышке. Дело в том, что после Второй мировой войны в плен к американцам попал знаменитый создатель ракеты Фау-2 Вернер фон Браун вместе с частью своей конструкторской группы. Он взялся активно помогать своим заокеанским коллегам и делиться накопленными знаниями и опытом. Мур, работавший вместе с ним, выдвинул оригинальную идею: использовать ракетный двигатель в индивидуальном ранце. Военным мысль оснастить солдат компактным средством воздушного передвижения давно не давала покоя – в США еще во время войны даже активно разрабатывались вертолетные ранцы, признанные, к сожалению, слишком ненадежными и опасными. Так что средства на проект нашлось очень быстро. В 1952 году, получив грант на целых 25 тыс. долларов, Томас Мур принялся за работу.
В качестве топлива он решил использовать самую обычную перекись водорода, доверившись богатому опыту своего учителя Вернера фон Брауна. Дело в том, что концентрированная (не менее 80%) перекись в присутствии катализатора начинает стремительно разлагаться на водород и воду, да еще и при значительном выделении тепла, и это создает мощную реактивную тягу. Подобный эффект широко применялся для работы двигателей торпед и подводных лодок. На таком же принципе летал немецкий истребитель-перехватчик Me-163, развивавший скорость до 960 км/ч и за три минуты поднимавшийся на высоту в 12 км. Ну, а раз такого двигателя было достаточно даже для боевого самолета, то уж для легкого ранца, несущего всего одного человека, и подавно должно было хватить. Результат не заставил себя долго ждать – вскоре Jet Vest («реактивный жилет») был изготовлен и на стендовых испытаниях даже сумел на несколько секунд приподнять пилота над землей.
Но если с самим двигателем и топливом для него все вышло просто замечательно, то вот с системой управления Томас Мур не справился, и даже его учитель, занимавшийся все-таки гораздо более солидными конструкциями вроде ракет и самолетов, не смог ему помочь. В теории все выглядело достаточно тривиально. На груди пилота изобретатель разместил небольшую коробочку, от которой шли гибкие тросики к двум подвижным соплам ранца и регулятору тяги. Маховичок под правой рукой дозировал подачу перекиси водорода, а два таких же под левой рукой отклоняли сопла. Если требовалось повернуть, пилот вращал один из них, и направление реактивной струи менялось. А при повороте обеих одновременно сопла отклонялись так, что создаваемая тяга толкала всю конструкции вперед или назад. Но совершать все эти манипуляции в правильной последовательности было сложно даже просто стоя на земле. А уж балансируя на высоте нескольких метров на реактивной струе, даже самый опытный эквилибрист не смог бы справиться с такой непростой процедурой. Так что дальше стендового испытания на привязи дело не пошло. Разочарованные военные прекратили финансирование проекта, и работы были свернуты.
Проблему длительности полета и сложности управления ранцем довольно оригинально решил швейцарский летчик и изобретатель Ив Росси. Он просто объединил реактивный двигатель с крылом. Правда, получившийся «гибрид» утратил возможность старта с земли, зато продолжительность полета достигла 10 минут. И это только с включенным двигателем – кроме того, на «Грифоне» вполне можно продолжать парить, как на обычном дельтаплане! Мало того, эта оригинальная конструкция вполне способна выполнять фигуры высшего пилотажа и развивать скорость до 300 км/ч. На своих крыльях Ив Росси пересек Ла-Манш, пролетел над Большим Каньоном и даже над швейцарскими Альпами.
Секретное оружие Рейха
Многие исследователи сомневаются в праве Томаса Мура на первенство в реализации летающего ранца и отдают его немецким ученым. Это вопрос довольно деликатный, так как установить достоверно, были «небесные штурмовики» Третьего Рейха просто очередной пропагандистской уткой или реальностью, до сих пор не удалось. Хотя сомнений в том, что этот проект существовал, не возникает, а вот насколько далеко удалось в нем продвинуться и каковы были результаты – до сих пор остается тайной. По утверждению американца Роба Арндта, потратившего много времени на исследования секретных разработок нацистской Германии, отряд «летающей пехоты» действительно был: ракетные ранцы испытывались немецкими солдатами в конце 1944 года.
А своим появлением они были обязаны незаслуженно забытому пульсирующему воздушно-реактивному двигателю, изобретенному, кстати, еще в 60-х годах XIX века российским предпринимателем и конструктором Николаем Афанасьевичем Телешовым. Пульсирующим его называли из-за довольно оригинального принципа работы.
Похожий на большую металлическую бутылку, он имел в толстой части камеру сгорания, соединенную клапанами с воздухозаборником и топливными баками. Попавшая в нее смесь паров горючего и воздуха воспламенялась от свечи зажигания, резко возросшее давление перекрывало клапаны, раскаленные газы устремлялись через узкую трубу в горлышко-сопло, создавая реактивную тягу, а после выгорания из-за создавшегося вакуума клапаны открывались и цикл повторялся снова. То есть, в отличие от других двигателей, он давал струю импульсами.
Пульсирующий воздушно-реактивный двигатель был такой очевидной конструкцией, что идея его создания или усовершенствования одновременно приходила в голову многим. Так, наряду с Телешовым за первенство в изобретении соперничал французский конструктор Шарль де Луврье, удовлетворившийся, правда, патентом на первый реактивный самолет. Да и в Германии Пауль Шмидт судился с Argus-Werken о праве на усовершенствованную конструкцию двигателя до апреля 1945 года. В конце концов, было принято соломоново решение – механизм получил название «труба Аргуса и Шмидта».
По мнению Арндта, немцы еще перед началом Второй мировой войны активно взялись за усовершенствование этой оригинальной конструкции. Инженер Роберт Люссер, соблазненный в первую очередь очень низкой стоимостью и простотой в производстве, выбрал именно ее для своего неуправляемого самолета-снаряда Фау-1. Фирма Argus-Werke быстро освоила технологический процесс, и с 1941 по 1945 год выпуск Argus As-014 составил более 10 тыс. экземпляров.
Так что идея очередного супероружия на основе уже отлаженного серийного механизма выглядит вполне правдоподобной. При этом, по утверждению Роба Арндта, другой немецкий конструктор, Пауль Шмидт, предложил использовать в качестве индивидуального реактивного ранца свою конструкцию. Простой, дешевый и надежный механизм, да еще и хорошо зарекомендовавший себя в военно-воздушных силах, действительно заинтересовал пехоту. Так как этот двигатель был именно воздушно-реактивным и без набегающего потока работать не мог, Шмидт просто добавил в устройство дополнительный баллон с кислородом. Небольшая труба за спиной должна была дать толчок, достаточный для прыжка на расстояние до 50–70 метров! Некоторую корректировку траектории должна была обеспечить вторая маленькая труба, размещенная на уровне пояса и направляемая рукой. Пилотам рекомендовалось включать тягу, высоко подпрыгнув, чтобы избежать травм и ожогов от реактивной струи. В конструкции использовались самые дешевые материалы, никаких дизайнерских изысков не предусматривалось, как и средств защиты. Это должна была быть простая и массовая конструкция, предназначенная, в первую очередь, для инженеров и пехоты. Действительно, в качестве дополнительного снаряжения такая микроракета открывала весьма заманчивые перспективы. Те самые 50–70 м давали возможность перепрыгивать минные поля и заграждения из колючей проволоки, быстро преодолевать водные преграды и завалы. Ну, а пропаганда начала усиленно раздувать слухи о «летающих штурмовиках», способных обрушиться на врагов Рейха прямо с небес.
Насколько успешными были испытания, до сих пор не известно, а ученые в отношении немногочисленных фотографий высказываются довольно скептически. Во всяком случае, представители компании «Белл Аэросистемс», которым на исследование достался действующий экземпляр, сочли данную конструкцию слишком опасной, и ни один американский солдат так и не решился испытать ее на себе.
Летуны для Пентагона
Но сама идея показалась конструкторам из США не менее перспективной, чем немецким. Так что инженеру-ракетчику Венделлу Муру (однофамильцу создателя первого известного ракетного ранца) удалось убедить руководство компании «Белл Аэросистемс» продолжить работы, несмотря на закрытие финансирования проекта правительством и армией. И когда Управление транспортных исследований армии США заключило с компанией «Аэроджет» контракт на исследовательские работы по возможности создания «Малого ракетного подъемного устройства», пригодного для армейских целей, у «Белл» уже было фактически готовое решение – неудивительно, что грант на разработку получили именно они, а сам Венделл Мур стал руководителем многообещающего проекта.
К своей работе талантливый инженер отнесся весьма серьезно. От использования пульсирующего воздушно-реактивного двигателя он отказался из-за его опасности, отдав предпочтение изобретению своего однофамильца, работавшему на той же перекиси водорода. Ошибки предшественника в системе управления он учел, и еще до получения финансирования провел ряд экспериментов, используя стендовую модель, работавшую просто на сжатом азоте. Кстати, именно азот был применен в окончательной конструкции – им вытеснялась перекись в газогенераторы. Такое решение оказалось наиболее безопасным и технологичным.
Первые же результаты несколько поубавили оптимизма – человек оказался весьма неустойчивым в полете объектом, а амбиции Мура требовали именно свободного перемещения, а не просто прыжков. Но довольно быстро ему удалось найти оптимальное расположение сопел относительно центра тяжести. На смену маховичкам пришли регулирующие рукояти: правая – для управления тягой двигателя, а левая – для изменения направления реактивной струи. Пилота заковали в прочный стеклопластиковый корсет, к которому жестко крепились баллоны с топливом и азотом. Сопла были выведены на управляемых трубах на рассчитанное до миллиметра расстояние. Кропотливая работа дала отличный результат – уже в 1958 году на Bell Rocket Belt удалось добиться стабильного полета на высоте до 5 м в течение 3 минут.
Испытателем экспериментальных конструкций до 17 февраля 1961 года работал сам изобретатель. К сожалению, несчастный случай при сбое в работе системы управления стоил ему разбитой коленной чашечки, так что дальнейшие тесты проводил его коллега инженер Гарольд Грэм, ставший благодаря этому всемирно знаменитым. Именно он 20 апреля 1961 года на пустыре около аэропорта городка Ниагара Фоллз совершил первый в истории свободный управляемый полет на ракетном ранце, поднявшись на высоту примерно 1,2 м и плавно пролетев 35 м вперед со скоростью примерно 10 км/ч. И хотя он пробыл в воздухе всего 13 секунд, именно после этого реактивный ранец окончательно перестал быть фантастикой.
С апреля по май было совершено 28 полетов, в которых Грэм освоил сложные приемы пилотирования, а Мур окончательно доработал систему управления. Теперь помимо регулирования рычагами положения самих сопел стали возможны тонкие манипуляции их наконечниками, осуществляемые с помощью рукоятки на левом рычаге. Сочетание различных движений рукоятки и рычагов давало возможность лететь в любую сторону, выполнять повороты, вращение на месте и даже двигаться боком. Кроме того, сам пилот научился виртуозно чувствовать реактивную струю и изменять положение в воздухе – и даже направление движения, просто смещая центр тяжести.
Так как человек в ранце обладает очень низкой устойчивостью в полете, малейшее изменение положения тела способно сместить центр тяжести, а значит, и направление усилия реактивной тяги. Допустим, полететь вперед можно, даже не прибегая к средствам управления соплами ранца: достаточно лишь подтянуть ноги к животу – и из-за смещения вся конструкция наклонится, направив струю газов для движения вперед. Однако профессиональный пилот Билл Сьютор утверждает, что это совершенно неверно и опасно. По его мнению, необходимо держать ноги вместе и прямо, а управлять полетом следует только с помощью рычагов и рукояток ранца. Его богатый опыт убедительно доказывает, что этого достаточно, чтобы уверенно выполнять сложные маневры в воздухе. Но ведь и в традиционной авиации долгое время крен считался губительным для машины, а теперь многие самолеты совершают виражи только за счет него. Так что вопрос правильности самих аэродинамических принципов управления ранцем все еще открыт – это слишком молодой и малоисследованный транспорт.
В ходе испытаний были достигнуты рекордные для того времени показатели. Продолжительность полета составила 21 секунду, дальность – 120 м, высота – 10 м, а скорость достигла 55 км/ч. И вот, 8 июня 1961 года, настало время публичной демонстрации перед несколькими сотнями офицеров на военной базе Форт-Юстис.
Далее последовали одно шоу за другим: полет во дворе Пентагона перед 3 тыс. сотрудников военного ведомства, которые с восторгом наблюдали, как Гарольд Грэм перелетает через легковую машину; турне по США, Канаде, Мексике, Аргентине, Германии, Франции. В октябре 1961-го в ходе показательных маневров на военной базе Форт-Брагг пилот взлетел с амфибии LST, перелетел через полосу воды, приземлился в нескольких метрах перед президентом Кеннеди и лихо отдал честь открывшему рот от изумления Главнокомандующему армии США.
Но то, что оказалось отличным рекламным проектом и замечательным реквизитом для показательных выступлений, у самих заказчиков вызвало только разочарование. 12 секунд полета, за которые агрегат весом в 57 кг съедал 19 л перекиси водорода, были очень скромным результатом. Особенно если вспомнить, что на разработку было потрачено 150 тыс. долларов из бюджета и 50 тыс. из собственных средств корпорации «Белл Аэросистемс». По мнению военных, Bell Rocket Belt оказался, скорее, эффектной игрушкой, нежели эффективным транспортным средством. От дальнейшего финансирования программы «Малого ракетного подъемного устройства» военные отказались, контракт был разорван. Три экземпляра нашли свои места на полках музеев, а четвертый и вовсе был разобран на запчасти.
Но Венделл Мур не унывал. В 1965 году ему удалось заключить новый контракт. На этот раз на разработку ранца, который по полному праву назывался бы турбореактивным двигателем. Проект получил название Jet Flying Belt, или просто Jet Belt («реактивный пояс»). Он подключил к работе Джона Налберта, специалиста по газовым турбинам. А компания Williams Research Corp. специально по заказу «Белл» спроектировала и изготовила турбореактивный двигатель WR-19. В 1969 году новый ранец был создан и отлажен, а 7 апреля на аэродроме Ниагара Фоллз пилот Роберт Куртер выполнил первый свободный полет на расстояние около 100 м по кругу на высоте 7 м, достигнув скорости 45 км/ч. Характеристики новинки выглядели уже очень убедительно. Теоретически, возможная продолжительность полета достигла 25 минут, а максимальная скорость 135 км/ч. Но, несмотря на успешные испытания, армия снова прекратила финансирование. Ранец был все-таки слишком сложным в обращении оборудованием и вдобавок довольно тяжелым, что не позволило бы солдату взять более-менее значительную полезную нагрузку. Приземление пилота даже без груза было небезопасным. Кроме того, при повреждении турбореактивного двигателя жизни человека уже угрожала реальная опасность – не только от возможности возгорания топлива, но и от лопаток турбины, которые могли разлетаться с высокими скоростями. Так что Bell Jet Flying Belt так и остался экспериментальным образцом, переданным впоследствии вместе с патентами и проектной документацией компании Williams Research Corp.» в музей. Там его можно увидеть и по сей день. 29 мая 1969 года Венделл Мур умер от болезни, и все официальные работы по турбореактивному ранцу были свернуты.
Одна из самых больших проблем реактивных ранцев – ограниченный запас топлива. У лучших моделей Bell Rocket Belt баков хватало только на 23 секунды полета. Во время одного из шоу пилот Билл Сьютор решил покрасоваться и дал слишком много газу. Только на высоте 40 м он обнаружил, что топлива осталось всего на несколько секунд. К счастью, все обошлось – вовремя начав экстренное снижение, он остался с пустыми баллонами, когда до земли оставалась всего пара метров. Но после этого на оригинальных ранцах стали всегда ставить специальный таймер, который перед стартом взводился на 21 секунду. Когда пилот поворачивал рукоятку для взлета, начинался обратный отсчет с ежесекундным сигналом в наушники в шлеме. Через 15 секунд сигнал становился непрерывным, сообщая, что пора идти на посадку.
Трюкачи для Голливуда
Но то, от чего отказались военные, пришлось по вкусу Голливуду. В конце концов, ведь если показательные выступления собирают такие огромные аудитории, то почему бы это и не использовать. Дело Гарольда Грэма продолжил Билл Сьютор – пилот-испытатель все из той же «Белл Аэросистемс». В 1965 году он снялся с реактивным ранцем в фильме о Джеймсе Бонде. А на церемонии открытия летних Олимпийских игр в Лос-Анджелесе в 1984 году со страшным грохотом пролетел над трибунами стадиона и, приземлившись перед правительственной ложей, вынудил открыть рот от изумления еще одного президента США – Рональда Рейгана.
Впрочем, несмотря на слова Джеймса Бонда о том, что «каждый хорошо одетый мужчина должен иметь такое», ранец так и не вошел в моду и не стал широко применяться. Все-таки слишком уж это опасный и непредсказуемый агрегат. Даже Голливуд до сих пор больше надеется на красочные спецэффекты, сделанные на компьютере – как-то это надежней и, как ни парадоксально, реалистичней. Но работы энтузиастов продолжаются, ведь лавры Икара до сих пор манят людей. Так что, возможно, Филип Нолан не настолько уж и ошибался: с современными материалами личные летающие ранцы уже не являются фантастикой, а их массовое распространение вполне возможно задолго до XXV века.
Хотя добиться финансирования от серьезных компаний конструкторам не удается, работы энтузиастов не прекращаются и поныне. Уже в 1995 году Брэд Баркер, Джо Райт, Ларри Стэнли и Дуг Малевики создали усовершенствованную модель реактивного ранца. Не став изменять оригинальные конструкцию, управление и двигатель от «Белл Аэросистемс», они просто использовали легкие современные сплавы и композитные материалы. Даже этого стало вполне достаточно, чтобы продолжительность полета возросла до 30 секунд.
