Дирижаблі можуть піднімати великі вантажі без зусиль, але для руху по горизонталі їм потрібні двигуни. Планери - навпаки, роблять довгі безмоторні рейси, але для початкового підйому на висоту їм потрібна енергія. Що буде, якщо схрестити два типи апаратів?
Називається апарат Gravity Plane або навіть більш страхітливо - Gravity-powered aircraft, однак ні про яку антигравітації в проекті не йдеться.
Це гібрид аеростата з планером, принцип дії якого нагадує чаклунство - законів збереження, начебто, машина не порушує, однак летить без використання палива.
Отже, перед нами двокорпусний аеростат-катамаран, з великими крилами змінної стріловидності.
На початку польоту середня щільність машини менше щільності повітря. Гелій в балонах піднімає апарат у повітря.
До речі, цікавий факт - інженер передбачає, що ще кращих результатів його дітище досягне використовуючи для підйому НЕ гелій, а вакуум.
У надбудові, розташованої в середній частині корпусу - вітряні установки, які можуть запасати енергію при плануванні вниз і, навпаки, створювати реактивну тяги при наборі висоти (ілюстрація з сайту gizmo.com.au).
Забавно, тому, що давно над ідеєю вакуумного дирижабля б'ються гарячі голови, але розбиваються об той факт, що необхідна в такому випадку міцна (читай - важка) оболонка з'їсть весь виграш в архимедовой силі, який, взагалі-то, в порівнянні з гелієм зовсім невеликий.
Хант же вважає, що з сучасними матеріалами (типу вуглецевих композиційних матеріалів) він зможе забезпечити належну міцність оболонки при низькій масі.
Залишимо на його совісті такі розрахунки і повернемося до більш правдоподібного варіанту з гелієм.
У Gravity Plane застосоване нововведення, що кардинально відрізняє апарат від звичайних дирижаблів.
Коли машина з вантажем та пасажирами набрала бажану висоту, з нею відбувається перетворення - компресори починають закачувати атмосферне повітря в проміжок між корпусами «катамарана» і знаходяться всередині них гнучкими гелієвими балонами.
Балони стискаються, щільність гелію зростає, а загальна вага машини ще й доповнюється вагою прийнятого повітря - все як у субмарини, яка для спуску закачує в проміжок між міцним і зовнішнім корпусом забортну воду.
Додамо, у випадку з вакуумним варіантом - повітря просто впускается всередину корпусу, а в наступних циклах відкачуватиметься насосами. Реалізація такої ідеї сумнівна, але зараз не це головне.
Так чи інакше, літак стає важче повітря і починає падати. Тут-то вступають в дію крила - машина працює як планер, перетворюючи падіння в ковзання і горизонтальний рух.
Вітряк, який Хант має намір застосувати в своїй машині. На горизонтальному диску встановлені «віконниці», які відкриваються, коли їх штовхає потік повітря і закриваються на протилежному боці диска, коли вони йдуть проти потоку (фото з сайту fuellessflight.com).
При цьому вбудовані в корпус вітряки (оригінальна конструкція, знову-таки, Ханта; з вертикальними осями обертання) ще й запасають енергію. Знову-таки, у вигляді стислого повітря, що зберігається в окремих балонах.
Вона пізніше буде використана для прискорення руху по горизонталі, або полегшення підйому.
Вітряки ці - оборотні. Коли потрібно, вони перетворюються в повітряні гвинти. А в якості двигунів Хант задумав застосувати також оборотні машини - компресори і пневмодвигуни в одній особі.
Отже, наш планер набрав високу швидкість і перейшов в горизонтальний політ. Незабаром його кінетична енергія вичерпується. Тоді насоси відкачують повітря з порожнини, що прилягає до гелієвим балонів.
Гелієві «мішки» знову розправляються. Планер перетворюється в аеростат - набирає висоту, щоб почати цикл заново.
Неозброєним оком в проекті видно слабкі місця.
Гелієві мішки надуваються і стискаються усередині жорстких сигароподібних корпусів, які, оскільки мають значні розміри (це ж все-таки аеростат), мають помітним опором повітрю.
Цей факт не може позначитися на аеродинамічному якості апарату, як би не досконалі були його крила. І зміна кута стреловидности залежно від режиму польоту - не сильно допоможе.
Балони з гелієм стислі, крила складені і каменем вниз (ілюстрація з сайту gizmo.com.au).
А адже саме висока аеродинамічна якість допомагає звичайним планерам здійснювати дивовижні рейси.
Так світовий рекорд для планування по вільному маршруту становить 2,1745 тисячі кілометрів.
Аеродинамічний якість цього планера дорівнює 60, що чи не найкращий показник серед всіх крилатих машин світу.
До речі, якщо ви розділите дві тисячі кілометрів на 60, то отримаєте нереальну початкову висоту для старту, але тут потрібно врахувати - планер летить по «пилкоподібної» траєкторії, періодично заповнюючи втрату висоти за рахунок підйому в висхідних потоках повітря, що існують над нагрітими ділянками суши, під купчастими хмарами або поблизу гірських схилів.
Крім сумнівів в аеродинаміці революційного гібрида від Hunt Aviation, потрібно зауважити, що одночасне використання плануючих властивостей машини і зарядка повітряних акумуляторів компресорами, які приводилися в рух вітряками, які працюють, в свою чергу, від потоку, що набігає - явно суперечать один одному.
Взагалі, баланс енергії (набір необхідної швидкості і витрати на приводи повітряних насосів і так далі) - той ще питання.
І все ж хід думок пана Ханта заслуговує на увагу. Згадаймо, до речі, що ідея поєднання в одній машині аеростатичних принципів підтримки і підйомної сили крил - далеко не нова.
Але ніхто, здається, ще не придумував використовувати ці сили в одному апараті не паралельно, а послідовно.
Чи зможе гравітаційний літак перекинути традиційні уявлення про авіацію і стати символом другого століття моторних польотів, як заявляють творці цього гібриду? Ледве.
Ось як екзотичний апарат зі специфічними сферами застосування, типу патрулювання лісових масивів або розважальних рейсів ... Можливо, з затії американської компанії і будуть люди.