Реактивные ранцы — полеты на грани фантастики

Железный человек» в исполнении Роберта Дауни-младшего — один из самых популярных фантастических героев современности. Его костюм позволяет ему с легкостью перемещаться во всех направлениях. Но каково это — попробовать полетать с реактивным ранцем за спиной — в реальности? На сегодня существует лишь несколько человек, кому это удалось. Чем же привлекали изобретателей эти устройства?

Воплощение идей фантастов

Реактивный (ракетный) ранец — это персональный летательный аппарат, носимый на спине, позволяющий человеку подниматься в воздух посредством реактивной тяги, которая создается за счет выбрасываемой двигателем вертикально вниз реактивной струи. Подобная идея носилась в воздухе с 20-х годов XX века. Советский инженер Андреев еще в 1919 году сделал чертежи реактивного ранца и подал патент на разработку персонального летательного аппарата. Патент был рассмотрен и одобрен в 1924 году, но денег на подобные «прожекты» у Советов не было, и финансирования идея не получила.

Реальную жизнь научной фантастике дала, как это часто случается, война. Ученые фашистской Германии, экспериментируя с различными видами топлива, открыли уникальные свойства перекиси водорода. В 90%-ной концентрации она в чистом виде относительно устойчива, но при контакте с катализатором (например, с серебром) стремительно разлагается на воду и кислород, менее чем за 1 /10 миллисекунды, увеличиваясь в объеме в 5000 раз. Реакция протекает с выделением большого количества теплоты (-2500 кДж/кг), а образующаяся при этом парогазовая смесь имеет температуру 740 °С.

Немецкие конструкторы активно экспериментировали с жидкостными реактивными двигателями. Например, истребитель-перехватчик Ме-163 имел жидкостный ракетный двигатель, в который подавалась 80-процентная перекись водорода и жидкий катализатор. В камере сгорания перекись разлагалась с образованием большого объема перегретой парогазовой смеси, создавая мощную реактивную тягу. Серийный самолет имел скорость до 960 км/ч, мог подниматься на высоту 12000 метров за 3 минуты, с продолжительностью полета до 8 минут — невероятные для того времени результаты! Курировал эту работу легендарный немецкий конструктор Вернер фон Браун, который позже перебрался в США.

Пробные полеты

Один из работавших с Брауном американских инженеров, Томас Мур, использовав идеи шефа, придумал индивидуальный летательный аппарат, работающий на перекиси водорода, который он назвал «реактивным жилетом». В 1952 году Мур сумел получить грант в $25000 от армии США на создание и опробование своего устройства.

Однако «жилет» Мура имел крайне неудобную систему управления. На груди пилота размещалась коробочка, от которой шли тросики к регулятору тяги и двум управляемым соплам. Путем сложных манипуляций пилот «теоретически» мог контролировать свой полет. На практике «реактивный жилет» Томаса Мура так и не смог совершить самостоятельный полет, и армия, естественно, прекратила финансирование его проекта.

Тем не менее американские военные не утратили интереса к переносному летательному аппарату. Предполагалось, что они могут найти самое разнообразное его применение: для разведки, форсирования рек, высадки морских десантов, подъема на крутые горные склоны, преодоления минных полей, тактического маневрирования и так далее. Концепция получила название «Малое ракетное подъемное устройство» (Small Rocket Lift Device, SRLD). В 1958 году Гарри Бурдетт и Александер Бор создали «прыжковый пояс», который они назвали «Кузнечик». На поясе испытуемого крепились два небольших сопла. При открытии регулирующего клапана из баллона выпускался сжатый азот и «кузнечика» подбрасывало вверх на высоту до 7 метров. Наклоняясь вперед, можно было бежать со скоростью 45—50 км/ч. Однако и в этом случае военные остались недовольны.

Первый успех

Параллельно работу вела и компания Венделла Мура (однофамильца Томаса Мура) «Белл Аэросистемс». Создание двигателя к тому времени уже не представляло трудностей — применение перекиси водорода было хорошо отработано ракетчиками. Проблема состояла в достижении стабильного и устойчивого полета, а для этого требовалось разработать надежную и удобную систему управления ранцем в воздухе.

Был создана связка: испытатель с ранцем в воздухе, оператор с аппаратурой на земле, а между ними был протянут страховочный трос. Опытным путем было определено наилучшее расположение реактивных сопел относительно центра тяжести, их направление, способы управления ими. Первые полеты были больше похожи на короткие и резкие прыжки, но дальнейшие эксперименты оказались весьма успешными — в 1 958 году на «сборке» удалось добиться стабильного полета на высоте до 5 метров в течение трех минут. Именно эти успехи впечатлили военных, предопределив выбор в пользу компании «Белл».

После травмы Мура функции испытателя взял его коллега Гарольд Грэм. 20 апреля 1961 года на пустыре около аэропорта городка Ниагара-Фоллс был совершен первый в истории свободный полет на ракетном ранце (на открытом пространстве и без привязи). Грэм поднялся на высоту чуть более метра и плавно полетел вперед со скоростью примерно 10 км/ч. Он преодолел по прямой около 35 метров и приземлился. Весь полет продолжался 13 секунд. Так реактивный ранец перестал быть фантастикой. 11 октября 1961 года ранец был продемонстрирован лично президенту США Кеннеди.

Грэм взлетел с амфибии LST, перелетел через полосу воды, приземлился в нескольких метрах перед президентом и лихо отдал честь главнокомандующему армии США. По свидетельству очевидцев, президент наблюдал за полетом, открыв рот от изумления. Армия же была разочарована. Максимальная продолжительность полета ракетного ранца составляла 21 секунду, дальность — 120 метров. За один двадцатисекундный полет расходовалось до 19 литров дефицитной перекиси водорода. Bell Rocket Belt оказался всего лишь эффектной игрушкой. От дальнейшего финансирования этой программы военные отказались.

С водорода на керосин

Постигнутые результаты не охладили изобретательский зуд инженеров компании Bell Aerosystems, а американский ВПК все-таки не оставил мысль заполучить новый вид оружия. В 1965 году Пентагон заказал новый ранец с турбореактивным двигателем, получивший название Jet Flying Belt. Главным конструктором вновь стал Венделл Мур. На новый ранец был установлен специально для этой цели разработанный турбореактивный двигатель с силой тяги 195 кгс и весом 31 килограмм, работающий на авиационном керосине, имеющем более высокий КПД.

В апреле 1969 года начались испытания Jet Flying Belt. Были достигнуты следующие показатели: скорость полета —45 км/ч, продолжительность — 5 минут. Мур утверждал, что это не предел. Но в мае инженер внезапно умер, и работы по доводке Jet Flying Belt были свернуты.

Современные Икары

Классический ракетный ранец конструкции Венделла Мура может быть изготовлен «в гараже», правда, для этого требуется определенная инженерная и слесарная подготовка. За полвека со дня первого полета Гарольда Грэма лишь одиннадцать человек летали на ранце в свободном полете. Распространение ранцев сдерживается дефицитом концентрированной перекиси водорода, которая уже не производится крупными химическими компаниями. Ракетчики-любители либо строят собственные установки, либо экспериментируют с другими видами топлива.

В 1995 году инженеры из Техаса — Брэд Баркер, Джо Райт, Ларри Стэнли и изобретатель Дуг Малевики — построили новую версию ракетного ранца, который они назвали RB 2000 Rocket Belt. Он сделан из легких сплавов (титан, алюминий) и композитных материалов, имеет увеличенный запас топлива и повышенную мощность.

Реактивные ранцы нового типа с 2004 года разрабатывает и швейцарец Ив Росси. Это монокрыло, подобное дельтаплану, с двумя турбореактивными двигателями, работающими на авиационном керосине. У крыла отсутствует механизация —пилот изменяет траекторию, двигая руками, ногами и головой. Взлет с земли на монокрыле Jet Man не предусмотрен. Пилот поднимается на необходимую для старта высоту на самолете, вертолете или воздушном шаре. Приземление после выработки горючего происходит на парашюте. Размах крыла последней модели Jet Man — 2 метра, вес в заправленном топливом состоянии — 55 кг. Запаса горючего хватает на 10 минут полета на скорости до 300 км/ч. Изобретение Росси подтолкнуло и других конструкторов: например, немецкая компания SPELCO выпустила реактивное крыло «Грифон», которое по своим параметрам мало отличается от швейцарского Jet Man, и попыталась продать его бундесверу. Однако до сих пор ни одно из военных ведомств мира этими аппаратами не заинтересовалось.

Таким образом, военного значения реактивные ранцы не получили. Малая продолжительность полета и большой расход топлива ограничивают сферу их применения публичными демонстрационными полетами, которые, конечно, всегда захватывают внимание зрителей и имеют большой успех.

Зато реактивный ранец оказался необычайно полезен Голливуду. Еще бы, ведь на нем летали и Бонд в исполнении Шона Коннери («Шаровая молния»), и Робокоп в исполнении Роберта Берка («Робокоп 3»), да и сам Роберт Дауни-младший («Железный человек», «Мстители»). Так что в сердцах массового зрителя реактивный ранец навсегда останется неотъемлемым атрибутом настоящего героя или злодея.