Опыты, продолжавшиеся в течение нескольких лет, показали, что двигатели на перекиси водорода не могут использоваться в составе полноценных реактивных ранцев. Подобные двигатели имели простую конструкцию, но совсем не отличались экономичностью. Так, двигатель одного из аппаратов фирмы «Белл» расходовал 7 галлонов (около 27 л) топлива всего за 30 с. Это означало, что единственным путем увеличения длительности полета является использование иного двигателя. Разработка нового проекта с применением новой силовой установки стартовала в 1965 году.
После пары неудач У. Мур смог убедить представителей военного ведомства в перспективах своего нового проекта. На этот раз предлагалось строить реактивный ранец на базе турбореактивного двигателя. Такой двигатель отличался от существующих, работающих на перекиси водорода, гораздо большей топливной экономичностью и позволял рассчитывать на высокие характеристики.
Аппарат Jet Belt в полете. Фото Rocketbelt.nlСпециалисты Пентагона согласились с доводами представителей компании Bell Aerosystems и открыли финансирование нового проекта. Перспективный реактивный ранец с новым двигателем получил название Bell Jet Belt («Турбореактивный пояс Bell»). По-видимому, название было выбрано по аналогии с одним из предыдущих проектов, Rocket Belt.
Главным элементом нового летательного аппарата должен был стать турбореактивный двигатель с рядом специфических особенностей. Требовалось создать мотор малого размера и веса, имеющий приемлемые показатели тяги и расхода топлива. За помощью в создании двигателя команда У. Мура обратилась к компании Williams Research Corporation. Эта организация имела некоторый опыт создания турбореактивных двигателей, который планировалось использовать в новом проекте.
Результатом работы специалистов компании Williams Research Corp. под руководством Джона К. Халберта стало появление двухконтурного турбореактивного двигателя WR19. Требования коллег по проекту были достаточно высокими, кроме того, на ходе работ сказались технологические трудности.
Коллективу Халберта заказали двухконтурный турбореактивный двигатель минимальных размеров. Использование двухконтурной схемы было связано с предполагаемым способом применения двигателя. Дело в том, что смешивание горячих реактивных газов из внутреннего контура с холодным воздухом контура низкого давления приводило к некоторому охлаждению реактивной струи. Такая особенность двигателя делала его менее опасным для пилота. Учитывая общую архитектуру ранца Jet Belt, можно считать, что это был единственный подходящий вариант силовой установки.
Разработка двигателя WR19 продолжалась несколько лет, из-за чего сборка опытного реактивного ранца стартовала только в конце 1968 года. Новый двигатель весил всего 31 кг и развивал тягу до 1900 Н (около 195 кгс). Таким образом, изделие WR19 могло без особых проблем поднять в воздух себя, другое оборудование ранца и пилота, в том числе, возможно, и с небольшой дополнительной полезной нагрузкой.
Реактивный ранец Bell Jet Belt разрабатывался с использованием некоторых наработок по предыдущим проектам, но с использованием нового двигателя и других агрегатов. Основой конструкции была опорная рама с корсетом и ременной системой, перераспределяющими вес ранца на тело пилота при нахождении на земле и наоборот в ходе полета. Сзади на раме крепился двигатель, по бокам от которого располагались два топливных бака. Над двигателем имелся сопловой блок, агрегаты которого предлагалось использовать для маневрирования.
Двухконтурный турбореактивный двигатель размещался воздухозаборником вниз. Для защиты от различных объектов, которые могут попасть в двигатель, воздухозаборник оснащался сетчатым фильтром. Сопло двигателя находилось вверху, на уровне головы пилота. Там же располагался специальный сопловой блок, конструкция которого, вероятно, создавалась с учетом наработок по старым двигателям на пероксиде водорода.
Двигатель Williams WR19. Фото Wikimedia CommonsРеактивные газы двигателя разделялись на два потока и направлялись в две изогнутые трубы с соплами на концах. Сопловой аппарат выводил две струи вниз, по бокам от пилота. Таким образом, с точки зрения общей компоновки новый Jet Belt почти не отличался от старого Rocket Belt. Для управления вектором тяги сопла устанавливались на шарнирах и могли качаться в двух плоскостях.
Система управления была с некоторыми изменениями заимствована у предыдущих экспериментальных аппаратов фирмы Bell. C подвижными соплами соединили два рычага, которые выводились вперед, под руками пилота. Кроме того, для большей жесткости конструкции к рычагам добавили пару подкосов. На вынесенных частях рычагов располагались рукоятки управления, при помощи которых пилот мог регулировать тягу и другие параметры работы двигателя. При помощи правой рукоятки менялась тяга двигателя. Левая рукоятка позволяла поворачивать вправо или влево при помощи специальных устройств на соплах. Синхронный наклон рычагов вперед или назад позволял совершать поступательный полет в нужном направлении.
По некоторым данным, в составе бортового оборудования сохранился таймер для определения продолжительности полета и предупреждения пилота о выработке топлива. Кроме того, за расходом топлива могли следить испытатели, находящиеся на земле. Для этого баки изготовили из прозрачного пластика. На стенках имелись мерные шкалы.
Статья о проекте Jet Belt в журнале Popular ScienceНесмотря на использование двухконтурного двигателя, температура реактивных газов оставалась слишком высокой. Из-за этого пилот должен был использовать защитный комбинезон и соответствующую обувь. Кроме того, безопасность головы, органов зрения и слуха обеспечивалась при помощи шлема со звукоизоляцией и очков. Шлем пилота оснащался гарнитурой, связанной с рацией для связи с наземной командой. Рация переносилась в подсумке на поясе.
На верхней части соплового блока установили посадочный парашют. Ввиду рисков, связанных с использованием турбореактивного двигателя, было решено оснастить аппарат средствами спасения. При необходимости пилот мог раскрывать парашют и опускаться на нем на землю. Тем не менее, эффективное применение этого средства обеспечивалось только на высотах более 20-22 м.
Сборка первого опытного «Реактивного пояса» завершилась только весной 1969 года. Вскоре после этого начались испытательные полеты в ангаре на привязи, по результатам которых аппарат выпустили в свободный полет. 7 апреля 69-го на аэродроме Ниагара Фоллс пилот-испытатель Роберт Коуртер впервые поднял аппарат в воздух без страховочных средств. В ходе первого полета испытатель поднялся на высоту около 7 метров и пролетел по кругу примерно 100 м. Максимальная скорость во время этого полета достигала 45 км/ч. Примечательно, что в ходе первого полета изделие Bell Jet Belt израсходовало лишь небольшую часть топлива, залитого в баки.
Реактивные ранцы фирмы Bell. Слева Jet Belt, справа - Rocket Belt. Фото Rocketbelts.americanrocketman.comЗа следующие несколько недель испытатели совершили ряд испытательных полетов. Во время испытаний постоянно увеличивались скорость и продолжительность полета. До конца испытаний удалось достичь продолжительности полета на уровне 5 минут. Проверки и расчеты показывали, что при максимальной заправке топливом «Реактивный пояс» может оставаться в воздухе до 25 минут, развивая скорость до 135 км/ч. Таким образом, характеристики нового персонального летательного аппарата позволяли строить планы по его использованию на практике.
В конце 1968 года Уэнделл Мур перенес сердечный приступ, последствия которого позже вновь дали о себе знать. 29 мая 69-го инженер скончался, что фактически поставило точку во всех проектах перспективных летательных аппаратов. Коллеги Мура после его смерти предприняли попытку завершить проект Jet Belt и выполнить условия контракта с военным ведомством. Вскоре аппарат представили представителям заказчика и получили официальный отзыв.
Вероятно, авторы проекта сомневались, что их разработка в существующем виде сможет заинтересовать военных и дойдет до серийного производства в интересах армии. Аппарат получился слишком тяжелым: порядка 60-70 кг с полной заправкой топлива. Кроме того, он был сложен в управлении и реагировал на движения рычагов с некоторой задержкой. Также отмечалась сложность посадки с тяжелым аппаратом на спине.
Полет на "Реактивном поясе" в представлении художника. Рисунок Davidszondy.comПредставители Пентагона ознакомились с изделием Bell Jet Belt и признали его превосходство над другими разработками компании-подрядчика. Тем не менее, и этот реактивный ранец не устроил военных. На решении заказчика сказались выявленные недостатки конструкции, а также ее низкая живучесть. В боевых условиях подобное транспортное средство, не имеющее никакой защиты, могло стать легкой мишенью для противника. Для его уничтожения не требовались какие-либо специальные средства. Даже стрелковое оружие могло нанести турбореактивному двигателю серьезнейшие повреждения, после которых он не смог бы продолжать работу. Кроме того, двигатель представлял опасность для пилота и окружающих людей при аварийной посадке. При деформации двигателя мог произойти отрыв лопаток с последствиями, подобными результату взрыва мины.
Смерть создателя и отказ военных привел к остановке проекта Bell Jet Belt. После завершения испытаний аппарат отправили на хранение, поскольку он больше не представлял интереса для заказчиков и руководства компании. Более того, проект и целое направление потеряли главного идейного вдохновителя и руководителя. Без У. Мура никто не хотел заниматься многообещающим, но сложным направлением. В результате все работы по персональным летательным аппаратам остановились.
К весне 1969 года был построен только один аппарат Jet Belt, который в дальнейшем использовался в недолгих испытаниях. После закрытия направления аппарат и документация по нему, так же как и документы предыдущих проектов, хранились компанией Bell, но вскоре были проданы. В 1970 году все чертежи и бумаги по всем проектам этого направления были распроданы. Кроме того, сменили хозяев некоторые аппараты-прототипы. Так, опытный «Реактивный пояс» и все соответствующие документы были проданы компании Williams Research Corp. Конструкторская документация позже использовалась в некоторых новых проектах, а единственный прототип Jet Belt вскоре стал музейным экспонатом и сохраняет этот статус по сей день.
По материалам сайтов:http://rocketbelts.americanrocketman.com/http://theverge.com/http://thunderman.net/http://stevelehto.kinja.com/
topwar.ru
Материал из свободной русской энциклопедии «Традиция»
Реактивный ранец (или ракетный ранец), (англ. jet pack, rocket pack, rocket belt и др.) — персональный летательный аппарат, носимый на спине, позволяющий человеку подниматься в воздух посредством реактивной тяги. Тяга создаётся за счёт выбрасываемой двигателем вертикально вниз реактивной струи.
Различают два основных типа реактивных ранцев:
Ракетные ранцы весьма просты по конструкции, поэтому именно они получили распространение. Классический ракетный ранец конструкции Венделла Мура может быть изготовлен в условиях частной мастерской, хотя для этого требуются хорошая инженерная подготовка и высокий уровень слесарного мастерства. Главный недостаток ракетного ранца — малая продолжительность полёта (до 30 секунд) и большой расход дефицитного топлива — перекиси водорода. Эти обстоятельства ограничивают сферу применения ракетных ранцев весьма эффектными публичными демонстрационными полётами. Полёты на ракетных ранцах всегда захватывают внимание зрителей и имеют большой успех. Например, такой полёт был устроен в ходе торжественного открытия летних Олимпийских игр 1984 года в Лос-Анджелесе, США.
Ранцы с турбореактивным двигателем работают на традиционном керосине, имеют более высокий КПД, бо́льшую высоту и продолжительность полёта, но они сложны по конструкции и очень дороги. Изготовить такой ранец в кустарных условиях невозможно. Был создан лишь один действующий образец такого ранца, он прошёл лётные испытания в 1960-х годах и в настоящее время уже не летает.
Ещё во время Второй мировой войны Германия широко применяла двигатели, работающие на перекиси водорода: в торпедах, подводных лодках, самолётах и ракетах. Например, истребитель-перехватчик Me-163 имел жидкостный ракетный двигатель, в который подавалась 80-процентная перекись водорода и жидкий катализатор (раствор перманганата калия либо смесь метанола, гидразин-гидрата и воды). В камере сгорания перекись водорода разлагалась с образованием большого объёма перегретой парогазовой смеси, создавая мощную реактивную тягу. Серийный самолёт имел скорость до 960 км/ч, мог подниматься на высоту 12 000 метров за 3 минуты, с продолжительностью полёта до 8 минут. Перекись водорода также применялась в ракетах Фау-2, но в качестве вспомогательного топлива — на ней работали турбонасосы, подававшие горючее и окислитель в камеру сгорания главного ракетного двигателя.
После окончания войны немецкие ракетные технологии вместе со знаменитым конструктором Вернером фон Брауном попали в США. Один из работавших с Брауном американских инженеров, Томас Мур (Thomas Moore), придумал индивидуальный летательный аппарат, который он назвал «реактивным жилетом» (англ. «Jet Vest»). «Реактивный жилет» работал на перекиси водорода. В 1952 году Мур сумел получить грант в 25 тысяч долларов от армии США на создание и опробование своего устройства. «Реактивный жилет» был изготовлен и на стендовых испытаниях сумел на несколько секунд приподнять пилота над землёй.
Однако «жилет» Мура имел крайне неудобную систему управления. На груди пилота размещалась коробочка, от которой шли тросики к регулятору тяги и двум управляемым соплам ранца. Справа и слева коробочка имела маховички: правый маховичок управлял тягой, а слева два соосных рулевых маховичка управляли левым и правым соплами. Каждое сопло могло отклоняться вперёд или назад. Если требовалось повернуть в сторону, пилот вращал один из маховичков, отклоняя одно сопло. Для того, чтобы лететь вперёд или назад, пилот вращал оба маховичка одновременно. Так это выглядело в теории. «Реактивный жилет» Томаса Мура так и не смог совершить самостоятельный полет, армия прекратила финансирование, и работы были свёрнуты.
В 1958 году Гарри Бурдетт и Александер Бор, инженеры компании «Тиокол» («Thiokol Corp.»), создали «прыжковый пояс» («Jump Belt»), которому они дали название «Кузнечик» (англ. Project Grasshopper). Тяга создавалась сжатым азотом высокого давления. На «поясе» были закреплены два небольших сопла, направленных вертикально вниз. Носитель «пояса» мог открывать клапан, выпуская из баллона сжатый азот через сопла, при этом его подбрасывало вверх на высоту до 7 метров. Наклонившись вперёд, можно было при помощи создаваемой «прыжковым поясом» тяги бежать со скоростью 45—50 км/ч. Затем Бурдетт и Бор опробовали и перекись водорода. «Прыжковый пояс» был продемонстрирован военным в действии, но финансирования не было, и дальше пробных экспериментов дело снова не пошло.
Тем не менее, американские военные не утратили интереса к переносному летательному аппарату. Управление транспортных исследований армии США (U.S. Army Transportation Research Command, TRECOM) предполагало, что персональные реактивные аппараты могут найти самое разнообразное применение: для разведки, форсирования рек, высадки морских десантов, подъёма на крутые горные склоны, преодоления минных полей, тактического маневрирования и так далее. Концепция получила название «Малое ракетное подъёмное устройство» (Small Rocket Lift Device, SRLD).
В рамках этой концепции Управление в 1959 году заключило с компанией «Аэроджет» («Aerojet-General») контракт на исследовательские работы по возможности создания SRLD, пригодного для армейских целей. «Аэроджет» пришла к выводу, что наиболее подходящим является вариант с двигателем на перекиси водорода. Однако вскоре военным стало известно, что инженер Венделл Мур из компании «Белл Аэросистемс» («Bell Aerosystems») уже несколько лет проводит эксперименты по созданию персонального реактивного устройства. Ознакомившись с его работами, военные в августе 1960 года решили передать заказ на разработку SLRD компании «Белл». Венделл Мур был назначен ведущим инженером проекта.
Венделл Мур (Wendell F. Moore) работал в «Белл Аэросистемс» инженером-ракетчиком. Он начал работать над созданием реактивного ранца ещё в 1953 году (возможно, узнав о работах своего однофамильца Томаса Мура). Эксперименты начались в середине 1950-х годов («Белл» проводила эти исследования за свой счёт). Создание двигателя не представляло трудностей — применение перекиси водорода было хорошо отработано ракетчиками. Проблема состояла в достижении стабильного и устойчивого полёта, а для этого требовалось разработать надёжную и удобную систему управления ранцем в воздухе.
Была изготовлена экспериментальная «сборка» (англ. «the rig»), работавшая на сжатом азоте. Она имела раму из стальных труб, в которой был «подвешен» испытатель. На раме шарнирно устанавливались два сопла. К соплам гибким шлангом был подведён азот давлением 35 атмосфер (он подавался из цистерны). Инженер-оператор на земле регулировал вентилем подачу азота, а испытатель подплечными рычагами наклонял сопла вперёд-назад, пытаясь добиться стабильного зависания на небольшой высоте. Снизу был привязан страховочный трос, дабы «сборка» с испытателем не улетела слишком высоко.
Первые же испытания показали, что человек является весьма неустойчивым летающим объектом. Опытным путём было определено наилучшее расположение реактивных сопел относительно центра тяжести, их направление, способы управления ими в полёте. В испытательных «полётах» участвовал сам Венделл Мур и другие члены его группы. Первые полёты были больше похожи на короткие и резкие прыжки, но дальнейшие эксперименты оказались весьма успешными — в 1958 году на «сборке» удалось добиться стабильного полёта на высоте до 5 метров в течение трёх минут. Именно эти успехи впечатлили военных, предопределив выбор в пользу компании «Белл». Контракт с Управлением транспортных исследований предусматривал изготовление, полётные испытания и демонстрацию готового SRLD.
Для ранца изготовили ракетный двигатель с тягой 280 фунтов (127 кгс). Общий вес ранца вместе с топливом составлял 57 кг. Ранец имел твёрдый стеклопластиковый корсет, изготовленный по форме тела. К корсету жёстко крепились баллоны с топливом и азотом. Двигательная установка крепилась шарнирно и управлялась подплечными рычагами. Тяга двигателя изменялась регулятором, соединённым с рукояткой на правом рычаге. Рукоятка на левом рычаге управляла отклоняемыми соплами (jetavators). Пилот был пристёгнут к корсету ремнями.
Испытания созданного ранца начались в конце 1960 года. Полёты осуществлялись в большом ангаре, «на привязи» (т. е. со страховочным тросом). Первые двадцать «привязных» взлётов совершил лично Венделл Мур, проверяя функционирование систем управления, обнаруживая недостатки и совершенствуя конструкцию ранца. 17 февраля 1961 года из-за страховочного троса произошла авария. Во время полёта ранец резко пошёл в сторону, выбрал длину троса, и тот лопнул. Пилот вместе с ранцем упал на левый бок с высоты примерно два с половиной метра. В результате у Мура была сломана коленная чашечка, и летать ему больше не пришлось. После этого функции лётчика-испытателя принял на себя коллега Мура, инженер Гарольд Грэм (Harold Graham). 1 марта полёты были возобновлены. Грэм выполнил ещё 36 «привязных» испытательных взлётов, осваивая управление ранцем в воздухе. Наконец, ранец и пилот были готовы к настоящему полёту.
20 апреля 1961 года (через неделю после полёта Гагарина) на пустыре около аэропорта городка Ниагара Фоллс был совершён первый в истории свободный полёт на ракетном ранце (на открытом пространстве и без привязи). Пилот Гарольд Грэм поднялся на высоту примерно 4 футов (1,2 метра) и плавно полетел вперёд со скоростью примерно 10 км/ч. Он пролетел по прямой 108 футов (меньше 35 метров) и приземлился. Весь полет продолжался 13 секунд. Реактивный ранец перестал быть фантастикой.
В последующих полётах Грэм отрабатывал технику управления ранцем и осваивал более сложные приёмы пилотирования. Он научился летать по кругу и разворачиваться на месте, перелетал через ручьи, автомобили, десятиметровые холмы, летал между деревьями. Всего с апреля по май было совершено 28 полётов. Венделл Мур добивался абсолютно надёжной работы от ранца и уверенного пилотирования от Грэма, чтобы затем не оплошать перед публикой. В ходе испытаний были достигнуты следующие максимальные показатели:
8 июня 1961 года ранец был впервые продемонстрирован публично — перед несколькими сотнями офицеров на военной базе Форт-Юстис (Fort Eustice). Затем последовали другие публичные показы, в том числе знаменитый полёт во дворе Пентагона перед тремя тысячами сотрудников военного ведомства, которые с восторгом наблюдали, как Гарольд Грэм перелетает через легковую машину.
11 октября 1961 года (по другим данным — 12 октября) ранец был продемонстрирован лично президенту Кеннеди в ходе показательных манёвров на военной базе Форт-Брагг (Fort Bragg). 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 полётом, открыв рот от изумления.
Гарольд Грэм с обслуживающей командой объездили многие города США, побывали в Канаде, Мексике, Аргентине, Германии, Франции и других странах, каждый раз с огромным успехом демонстрируя ракетный ранец в действии перед широкой публикой.
Армия же была разочарована. Максимальная продолжительность полёта ракетного ранца составляла 21 секунду, дальность 120 метров. При этом ранец сопровождала целая команда обслуживающего персонала. За один двадцатисекундный полет расходовалось до 5 галлонов (19 литров) дефицитной перекиси водорода. По мнению военных, «Bell Rocket Belt» был скорее эффектной игрушкой, нежели эффективным транспортным средством. Расходы армии по контракту с «Белл Аэросистемс» составили 150 000 долларов, ещё 50 000 долларов потратила сама «Белл». От дальнейшего финансирования программы SRLD военные отказались, контракт был закончен.
Маленький видеоролик с записью одного из полётов Гарольда Грэма можно скачать тут. Размер 436 кбайт, формат asf, требует Windows Media Player.
Ракетный ранец «Bell Rocket Belt». Патент США № 3243144, 1966 г.
Все существующие ракетные ранцы основаны на конструкции ранца «Bell Rocket Belt», разработанной в 1960-1969 годах Венделлом Муром. Ранец Мура конструктивно состоит из двух основных частей:
Действие ракетного двигателя основано на реакции разложения перекиси водорода. Используется перекись водорода 90-процентной концентрации (это бесцветная жидкость плотностью 1,35 г/см³). Перекись водорода 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 объёме в 5000 раз.
2h3O2 → 2h3O + O2Реакция протекает экзотермически, то есть с выделением большого количества теплоты (~2500 кДж/кг). Образующаяся при этом парогазовая смесь имеет температуру 740 градусов Цельсия.
Принцип действия двигателя ракетного ранца На рисунке обозначены баллоны с перекисью водорода и баллон со сжатым азотом (давление около 40 атм). Пилот поворачивает рукоятку управления тягой двигателя, и клапан-регулятор (3) открывается. Сжатый азот (1) вытесняет жидкую перекись водорода (2), которая по трубкам поступает в газогенератор (4). Там она вступает в контакт с катализатором (тонкие серебряные пластины, покрытые слоем нитрата самария) и разлагается. Образовавшаяся парогазовая смесь высокого давления и температуры поступает в две трубы, выходящие из газогенератора (трубы покрыты слоем теплоизолятора, чтобы сократить потери тепла). Затем горячие газы поступают в реактивные сопла (сопло Лаваля), где сначала ускоряются, а затем расширяются, приобретая сверхзвуковую скорость и создавая реактивную тягу. Вся конструкция проста и надёжна, ракетный двигатель не имеет ни одной движущейся части.
Ранец имеет два рычага, жёстко связанных с двигательной установкой. Нажимая на эти рычаги, пилот заставляет сопла отклониться назад, и ранец летит вперёд. Соответственно, поднятие рычагов заставляет ранец двигаться назад. Можно наклонять двигательную установку и в стороны (благодаря шаровому шарниру), чтобы лететь боком.
Управление с помощью рычагов — довольно грубое, для более тонкого управления пилот использует рукоятку на левом рычаге. Эта рукоятка управляет наконечниками реактивных сопл. Наконечники (jetavators) подпружинены и могут с помощью гибких тяг отклоняться вперёд или назад. Наклоняя рукоятку вперёд или назад, пилот отклоняет синхронно наконечники обоих сопл, чтобы лететь прямолинейно. Если пилоту нужно выполнить поворот, он поворачивает рукоятку, при этом сопла отклоняются в противоположных направлениях, одно вперёд, другое назад, разворачивая пилота и ранец вокруг оси. Сочетанием различных движений рукоятки и рычагов пилот может лететь в любую сторону, даже боком, выполнять повороты, вращение на месте и т. п.
Управлять полётом ранца можно и по-другому — изменяя положение центра тяжести тела. Например, если согнуть ноги и поднять их к животу, центр тяжести сместится вперёд, ранец наклонится и тоже полетит вперёд. Такое управление ранцем, при помощи собственного тела, считается неверным и характерно для новичков. Опытнейший пилот Билл Сьютор утверждает, что во время полёта необходимо держать ноги вместе и прямо, а управлять полётом следует с помощью рычагов и рукояток ранца. Только так можно научиться грамотно пилотировать ранец и уверенно выполнять сложные маневры в воздухе.
На правом рычаге установлена поворотная «рукоятка газа». В неподвижном состоянии она полностью закрывает регулятор подачи топлива в двигатель. Поворачивая рукоятку против часовой стрелки, пилот увеличивает тягу двигателя. Во время заправки ранца сжатым азотом рукоятка фиксируется в запертом положении предохранительной чекой.
На этой же рукоятке расположен таймер. Поскольку ранец имеет запас топлива лишь на 21 секунду полёта, пилоту необходимо знать, что у него заканчивается топливо, чтобы не оказаться с пустыми баками на высоте в 10 метров. Перед полётом таймер взводится на 21 секунду. Когда пилот поворачивает рукоятку для взлёта, таймер начинает отсчёт и подаёт ежесекундные сигналы на зуммер в шлеме пилота. Через пятнадцать секунд сигнал становится непрерывным, сообщая пилоту, что пора идти на посадку.
Пилот ранца облачён в защитный комбинезон из термостойкого материала, поскольку и реактивная струя, и трубы двигателя имеют очень высокую температуру. На голову в обязательном порядке надевается защитный шлем (он также имеет внутри сигнальный зуммер).
При работе ракетного двигателя сверхзвуковая реактивная струя издаёт оглушительно громкий звук (силой до 130 дБ), больше напоминающий пронзительный визг, чем рёв реактивного двигателя. Ракетный ранец — очень шумный летательный аппарат.
Как правило, выходящая реактивная струя прозрачна и в воздухе не видна. Но в холодную погоду водяной пар, составляющий большую часть парогазовой смеси, конденсируется вскоре после выхода из сопл, и тогда пилота окутывает целое облако водяного тумана. Именно по этой причине самые первые «привязные» полёты ранца «Bell Rocket Belt» выполнялись в ангаре — дело было зимой. Также реактивная струя бывает видна, если топливо в газогенераторе разлагается не полностью, что случается, например, при плохой работе катализатора или при загрязнении перекиси водорода примесями.
| Bell Rocket Belt | RB 2000 Rocket Belt | |
| Продолжительность полёта | 21 с | 30 с |
| Тяга двигателя | 136 кгс (расчетная 127) | 145 кгс |
| Максимальная дальность полета | около 250 метров | |
| Максимальная высота полета | 18 м | 30 м |
| Максимальная скорость | 55 км/ч | 96 км/ч |
| Снаряжённый вес | 57 кг | 60 кг |
| Запас топлива | 19 л | 23 л |
В 1995 году конструкция ранца была усовершенствована. Трое инженеров из Техаса, Брэд Баркер, Джо Райт и Ларри Стэнли, пригласив профессионального изобретателя Дуга Малевики (Doug Malewicki), построили новую версию ракетного ранца, который они назвали «RB 2000 Rocket Belt». Ранец «RB 2000» в основном повторяет конструкцию Венделла Мура, но сделан из лёгких сплавов (титан, алюминий) и композитных материалов, имеет увеличенный запас топлива и повышенную мощность. В результате максимальная продолжительность полёта увеличена до 30 секунд.
В 1965 году «Белл Аэросистемс» заключила новый контракт с военным агентством ARPA — на разработку ранца, который по полному праву назывался бы реактивным, — ранца с настоящим турбореактивным двигателем. Проект получил название «Jet Flying Belt», или просто «Jet Belt». Над проектом нового, турбореактивного ранца работали Венделл Мур и Джон Налберт (John K. Hulbert), специалист по газовым турбинам. Специально для нового ранца компания «Williams Research Corp.» по заказу «Белл» спроектировала и изготовила турбореактивный двигатель WR-19, с силой тяги 195 кгс и весом 31 кг. К 1969 году новый ранец был создан.
7 апреля 1969 года на аэродроме Ниагара Фоллз состоялся первый свободный полет турбореактивного ранца «Jet Belt». Пилот Роберт Куртер (Robert Courter) пролетел около 100 метров по кругу на высоте 7 метров, достигнув скорости 45 км/ч. Следующие полёты были более продолжительными, до 5 минут. Теоретически новый ранец мог находиться в воздухе до 25 минут и развивать скорость до 135 км/ч.
Несмотря на успешные испытания, армия снова не проявила заинтересованности. Ранец был сложным в обращении и слишком тяжёлым. Приземление пилота с таким грузом на плечах было небезопасным. Кроме того, при повреждении двигателя лопатки турбин могли разлетаться с высокими скоростями, угрожая жизни пилота.
Ранец «Bell Jet Flying Belt» так и остался экспериментальным образцом. 29 мая 1969 года Венделл Мур умер от болезни, и работы по турбореактивному ранцу были свёрнуты. Единственный экземпляр ранца «Белл» продала компании «Williams» вместе с патентами и технической документацией. Этот ранец в настоящее время находится в музее «Williams Research Corp.»
Ранец «Jet Belt» имеет турбореактивный двигатель WR-19. Масса двигателя 31 кг, тяга 195 кг, диаметр 30 см. Двигатель установлен вертикально, воздухозаборником вниз (1). Входящий воздух сжимается турбиной и разделяется на два потока. Один поток идёт в камеру сгорания. Второй поток проходит между двойными стенками двигателя, затем смешивается с потоком выходящих горячих газов, охлаждая их и защищая пилота от высокой температуры. В верхней части двигателя смешанный поток разделяется и поступает в две трубы, ведущие к реактивным соплам (2). Конструкция сопел позволяет отклонять реактивную струю в любую сторону. Топливо (керосин) находится в баках (3) по бокам двигателя.
Управление турбореактивным ранцем похоже на управление ракетного ранца, но пилот уже не может наклонять всю двигательную установку. Маневрирование выполняется только отклонением управляемых сопел. Наклоняя рычаги, пилот отклоняет реактивную струю обоих сопел вперёд, назад или в стороны. Поворотом левой рукоятки пилот поворачивает ранец. Правая рукоятка, как обычно, управляет тягой двигателя.
Запуск реактивного двигателя осуществляется с помощью порохового пиропатрона. На испытаниях для запуска использовали передвижной стартер на специальной тележке. Имеются приборы для контроля работы двигателя и рация для связи и передачи телеметрической информации наземным инженерам.
Сверху на ранце установлен парашют (4) (используется стандартный десантный запасной парашют). Он эффективен только при открытии на высоте более 20 метров.
В 60-х годах ракетный ранец «Bell Rocket Belt» находился на пике популярности. Компания «Белл» устраивала демонстрационные полёты в США и других странах, каждый раз вызывая восторг публики.
в 1965 году на экраны вышел новый фильм из серии про Джеймса Бонда, «Thunderball». Бонд (в исполнении Шона Коннери) проникает во французский замок, где укрывается агент таинственной организации «SPECTRE». Бонд ликвидирует противника, затем удирает от охраны на крышу замка и улетает на заранее спрятанном ракетном ранце.
В съёмках фильма было задействовано два ранца. Один, бутафорский, можно увидеть на Шоне Коннери в крупноплановых сценах. Второй был самым настоящим ранцем «Bell Rocket Belt» и летал вживую. Им управляли пилоты компании «Белл» — Билл Сьютор и Гордон Йегер (Gordon Yaeger). Сцены с Шоном Коннери и ранцем пришлось снимать дважды, потому что в первый раз его отсняли с непокрытой головой, а дублировавший его Билл Сьютор наотрез отказался взлетать без защитного шлема.
При озвучании фильма настоящий пронзительный рёв двигателя ранца заменили шипением огнетушителя — «для пущего правдоподобия».
Ещё одно знаменитое появление ранца произошло на открытии Летних Олимпийских игр в Лос-Анджелесе в 1984 году. Пилотировал ранец всё тот же Билл Сьютор, легендарная личность (всего на его счету свыше 1200 полётов — больше, чем у любого другого пилота по сей день). Билл взлетел из-за трибун, пролетел над рядами зрителей, которые от неожиданности прикрывали головы руками, и приземлился напротив президентской трибуны, где сидел Рональд Рейган. Полет наблюдали 100 000 зрителей на трибунах и около 2,5 миллиардов телезрителей по всему свету (кроме СССР, который бойкотировал Олимпиаду).
В 2001 году пилот Эрик Скотт заявил, что ему удалось подняться на ранце на высоту 46 метров. Однако подтверждения этому рекорду не последовало.
В последние годы ракетный ранец становится популярен у энтузиастов, которые строят его своими силами. Конструкция ранца довольно проста, но секрет пригодного для полётов ранца заключается в двух ключевых узлах: газогенераторе и клапане-регуляторе тяги. Именно их когда-то доводил до ума Венделл Мур в ходе долгих испытаний.
Распространение ранцев сдерживается и дефицитом концентрированной перекиси водорода, которая уже не производится крупными химическими компаниями. Ракетчики-любители строят собственные установки по её производству методом электролиза.
На настоящий день в мире насчитывается не более 5 успешно летающих ракетных ранцев. За сорок с лишним лет со дня первого полёта Гарольда Грэма лишь одиннадцать человек (включая его самого) летали на ранце в свободном полёте (без страховочной привязи). Самым известным из них, как уже упоминалось, является Билл Сьютор, который когда-то жил по соседству с Венделлом Муром и попросил возможности полетать на ранце, который Мур привёз домой в багажнике.
К сожалению, все информативные сайты по ранцам — на английском языке.
При написании этой статьи использовались материалы страницы «Реактивный ранец» Русской Википедии.
traditio.wiki
Предложения по созданию такого типа Л.А. возникали еще в 80- е годы прошлого века. Энтузиастами из Харьковского авиационного института, был испытан первый самолет, в сложенном виде умещавшийся в заплечный ранец, вернее, его реальный прототип! В данный момент развитие двигателестроения (современные двигатели для парамоторов по своим параметрам в состоянии успешно применятся на подобных Л.А.), авионики, композиционных материалов , позволяют создать недорогой высокоэффективный Л.А., как спортивного типа так и специального применения. При этом стоимость подобного аппарата может находиться в пределе от 5 тыс долл до 15 тыс. долл.( в зависимости от назначения, используемого двигателя и авионики). Грузоподьемность(кроме массы пилота и топлива) составит до 30-45 кг., радиус действия с нормальным запасом топлива до 200-300 км. Максимальная скорость может превышать 350-400 км/ч., а эксплуатационные (маневренные) перегрузки от –3 до +6 единиц. Рабочий потолок 5000-7500 м. (при использовании индивидуального кислородного оборудования). Ранцевый самолет «Москит» прикрепляется к телу пилота как парашют. При этом руки человека держат ручки управления рулей и силовой установки .Взлет и посадка совершаются вертикально, при этом пилот стоит на ногах. Аппарат не требует специальных взлетно-посадочных полос и может храниться на стене гаража (габариты в сложенном состоянии 2х1х0.6 м) , а взлетать способен и со двора! В отличии от реактивных ранцевых аппаратов, этот самолет способен планировать, в случае неполадок в силовой установке, что в первом случае-невозможно!!! Он может применяться для спортивно-развлекательных полетов, для дорожного и пограничного патрулирования, войсковой разведки и спасательных работ, и т.д. Разработан также боевой вариант для войск специального назначения и десантников. На ранцевом самолете «Москит» предусмотрена установка парашютной системы спасения в критических ситуациях. Аппарат будет изготавливаться из высокопрочных радиопрозрачных композитных материалов и снабжен двумя двигателями JPX M25Y.
Геометрические характеристики:
Диаметр винтов, м - 2,2
Размах крыла , м - 3
Удлинение крыла , м - 3
Длина аппарата, м - 2,3Характеристики силовой установки:
Двигатель JPX M25Y, л.с. - 2х25
Запас топлива, кг - 20Летно-технические характеристики:
Максимальная скорость, км/ч -300
Крейсерская скорость, км/ч - 215 Скорость взлета-посадки, км/ч - 0 Дальность полета, км - 300 Дальность перегоночная , км - 550 Потолок практический, м - 5000Характеристики массы:
Масса пустого, кг -35-45
Взлетная масса, кг - 165
Между прочим, если мы первыми в мире начнем производство ранцевых самолетов или «спинокрылов», то вполне возможно мы создадим новый вид весьма популярного спорта. Что-то вроде биатлона, где вместо лыж – ранцевые ЛА. А что такое подобный вид спорта? Не что иное, как массовая подготовка бойцов специального назначения. Вспомним, какую роль сыграли биатлон, планеризм и парашютный спорт для подготовки супербойцов Второй мировой войны. Сегодня нужны новые виды спорта. Очень интересные, захватывающие, привлекательные. Нам ведь нужно воспитывать новую молодежь: сильную, волевую, исполненную гордости за нашу страну. Буквально – крылатых людей. А вот – довольно-таки недорогой способ сего достичь. Главное – начать наш проект создания «ранцевой авиации». Как можно скорее!!! Мы что, глупее Американцев, что стягивают себе гениев и изобретателей со всего мира? По-хорошему, мы должны спасать передовые разработки и их творцов, обреченные на нищету и прозябание в условиях затяжного Украинского кризиса. Ибо это – достояние не пронатовских «самостийников», а всего Русского мира. Должно ли заниматься этим государство? Должно, но… Мы хотим запустить наш ранцевый летательный аппарат в серию. Наш ранец в 3 раза лучше (смотри характеристики) по скорости, экономичности, безопасности, стоимости, чем ранец Martin Aircraft.
Желающие участвовать в проекте просьба заполнить короткую анкету.
1.Ф.И.О., год рождения, страна, город проживания.
2.Хочу участвовать в проекте (интересен проект) как:
Спонсор (поддержать проект финансово)
Инвестор (вложить деньги и получить прибыль)
Купить проект (финансировать полностью)
Организовать свое производство ранцевых ЛА
Организовать прокат и обучение на своей базе
Поставлять комплектующие
Организовать техническое обслуживание и ремонт
Использовать для рекламных целей, организации шоу, прогулки
Заказать, купить ранцевый ЛА.
3. Контактный телефон (електронный адрес)
bons.ucoz.ru
Технические характеристикиОбъем двигателя, см3 66.5 Тип двигателя SOLO 2-х тактныйМощность двигателя, кВт/л.с. 2,1 / 2,9 при оборотах 5750 min-1Объем резервуара, л 13 (451) – 20 (451-02)Производительность 1400 м3/часДальность распыления горизонтальная, м 11,5Вес, кГ 11,8 / 12 Праймер +Покрытие ЦПГ Никасил +
В двигателях SOLO используються поршневая группа от фирмы MAHLE Aftermarket которая поставляет комплектующие для моторов Формулы-1, и прокладки из материала Viton от фирмы DuPont, что гарантирует долговечность и отказоустойчивость моторов SOLO.
ОписаниеМоторный ранцевый распылитель создан на основе воздуходувной системы. Модель предназначена для профессионального использования, для ухода за растениями и высокими садовыми деревьями. Широко применяется в сельскохозяйственных работах, на фруктовых плантациях и в виноградниках. Также незаменим в дезинфекционно-санитарных работах, может применяться при обработке крупных производственных площадей, цехов, оборудования, элеваторов, крупных рефрижераторов, судовых рыболовецких трюмов и т.п. Используется при тушении локальных пожарных очагов спасательными службами. Ранцевый моторный распылитель способен также распылять сухие сыпучие смеси, если на него установлено соответствующее оборудование. При использовании ранцевого мотораспылителя 451 может возникнуть необходимость работать в вертикальном направлении для обработки высоких деревьев, потолков. Ввиду того, что рабочий раствор подается из бака самотеком, возникает проблема при поднятии форсунки на уровень выше бака. Для того, чтобы этой проблемы избежать, существует возможность установки дополнительного насоса. С установкой данной опции работать можно в любом положении распыляющей трубки.
Преимущества• Распылитель создан на базе двухтактного двигателя немецкого производства SOLO и оснащен каталитическим нейтрализатором отработанных газов• Соответствует всем европейским нормам по токсичности выхлопа• Модель является профессиональной, поэтому имеет комфортное оснащение амортизирующей и регулируемой ранцевой системой• Возможно удлинение трубы и установка вспомогательного насоса на вал для работы на высоты до 7-10 метров по вертикали• Минимальный объём остаточного раствора менее 100 г.• Модель может применяться как мощный воздуходув• Производительность по воздуху 1400 м3/час
solo-eurasia.ru
