ЛЕТАТЕЛЬНЫЕ АППАРАТЫ ДЛЯ ИНВАЛИДОВ

В наши дни в России около десяти миллионов инвалидов. Конечно, в этом огромном обществе людей с ограниченными физическими возможностями у каждого страждущего свой социальный статус. Здесь есть слабовидящие и люди пенсионного возраста после сердечно-сосудистых заболеваний, с поражением нервной системы и даже прикованные к постели. Речь пока не о них. Но полумиллионную армию инвалидов составляют крепкие, выносливые молодые люди, которые на инвалидных колясках играют в баскетбол, участвуют в соревнованиях на максимальную скорость езды, покоряют Эльбрус не только летом, но и зимой на специально оборудованных лыжных колясках. Совершают пробег из Владивостока в Санкт-Петербург, за время которого успевают "износить" три комплекта резины, потому что она не способна выдержать такой нагрузки. Бывшие воины-десантники успешно прыгают с парашютом, летают на мотодельтапланах и легких самолетах.

Во время международного перелета на ультралегких летательных аппаратах (УЛА) из Киева в Одессу французский пилот, например, приезжал на аэродром на инвалидном автомобиле, пересаживался в кресло-коляску, подъезжал на ней к мототележке дельтаплана, затем пересаживался на место летчика, а затем все как у нормальных пилотов. А вот в районе посадки французского пилота должны были встречать друзья с инвалидной коляской. Конечно, это вызывает большие трудности в обеспечении полета летчиков с ограниченными физическими возможностями и создает для них значительные неудобства.

И, тем не менее, пилоты-инвалиды успешно летают в Германии, в России, на Украине, во Франции и в других странах. Ведь бывшему летчику, парашютисту, десантнику, конструктору легких самолетов, тем более уже имеющему высокую профессиональную квалификацию, летать не запретишь, и, несмотря на жизненные невзгоды, таких людей отлучить от неба невозможно.

Для упрощения конструкции и летной эксплуатации предлагаемых летательных аппаратов для инвалидов в качестве рабочего места пилота оператора используется стандартная инвалидная коляска спортивного типа. Такие коляски упрощенной конструкции и повышенной прочности имеют вес 7...9 кг.

Для снижения взлетной массы указанных летательных аппаратов их конструктивно-силовая схема и аэродинамическая компоновка предусматривают использование инвалидной коляски в качестве взлетно-посадочных устройств. Этому способствует высокая надежность и прочность инвалидной коляски и ее колес, которые подтверждены многими горными восхождениями и многотысячекилометровыми спортивными пробегами.

Здесь следует сказать, что современные ультралегкие летательные аппараты имеют завышенные основные параметры для того, чтобы в качестве взлетно-посадочного устройства использовать инвалидное кресло-коляску спортивного типа.

Например, для мотодельтапланов размах крыла стабилизировался в пределах 10...11 м. Взлетная масса (одно-двухместный вариант) - 220...235 кг. Мощность двигателя в 65 л.с. уже никого не удивляет. Основные параметры ультралегких самолетов также завышены. А взлетные массы более 200 кг при весе конструкции около ста килограммов, с большими габаритами конструкции и мощностью силовой установки 30...35 л.с. ("Буран", как минимум) не очень-то соответствуют представлениям о летательном аппарате, взлетно-посадочным устройством которого является спортивная инвалидная коляска. Даже здоровому человеку трудно справиться с тяжелыми и громоздкими агрегатами при их сборке, погрузке и подготовке аппарата к полету.

Хотя о возможности снижения габаритов и веса конструкции мотодельтапланов журнал "АОН" уже писал неоднократно. Но специально конструкцию УЛА под таким углом зрения, вероятно, никто не рассматривал. Поэтому при разработке летательных аппаратов для инвалидов были использованы специально спроектированные устройства УЛА, которые защищены российскими патентами на изобретения.

Эти ультралегкие летательные аппараты, имеющие минимальные основные параметры, легко трансформируются не только в аппараты различного назначения, но и в аппараты нового класса (об этом в другой статье).

А в данном случае они удачно интегрируются с инвалидной коляской, что позволяет создать УЛА для профессиональной реабилитации дипломированных пилотов, избежать дискриминации в самостоятельных полетах лиц с ограниченными физическими возможностями или хотя бы дать им возможность морально ощущать равенство с человеком летающим.

Рассмотрим несколько конкретных типов летательных аппаратов для инвалидов.

МИКРОСАМОЛЕТ ДЛЯ ИНВАЛИДОВ

Этот летательный аппарат является развитием микросамолета ранцевой схемы (рис.1) с двигателем мощностью 8...10 л.с. с аэродинамическим управлением и лежачим положением летчика. Микросамолет имеет металлический каркас и крыло малого удлинения. Показанная форма крыла в плане обеспечивает малый вес конструкции и хорошую устойчивость микросамолета на больших углах атаки.

Такая аэродинамическая схема и особенности конструкции микросамолета позволяют закрепить на силовых элементах модифицированного самолета кресло-коляску (рис.2) и превратить его в УЛС для инвалидов. Общий вид этого микросамолета показан на рис.3. Самолет имеет фонарь и обтекатель кабины пилота.

Кресло-коляска перед полетом крепится к силовым элементам. Подготовка к полету осуществляется за 5...7 мин. Перед сиденьем пилота установлен штурвал, который обеспечивает управление самолетом по всем каналам, так как педали на нем отсутствуют.

Размах крыла самолета 4,5 м, его площадь 10 кв.м, взлетный вес - 140 кг. Мощность двигателя - 18 л.с., максимальная скорость микросамолета 120 км/час. Посадочная скорость его около 45 км/час, что обеспечивается малой нагрузкой на несущую поверхность крыла.

МОТОДЕЛЬТАПЛАН ДЛЯ ИНВАЛИДОВ

Современный мотодельтаплан с традиционной конструкцией крыла и стандартной аэродинамической компоновкой невозможно представить с мототележкой, у которой была бы небольшая колея и малая колесная база. Да и без амортизации практически не обойтись. Тяжелая ВМГ с редуктором и винтом большого диаметра за спиной пилота, а перед ним внушительная трапеция. Все это - стандарт для мотодельтаплана, который уже отрицательно влияет на дальнейшее развитие летательных аппаратов с балансирным управлением.

Может показаться удивительным, но дельтаплан способен иметь большее аэродинамическое качество при меньшем размахе крыла и меньшей его площади. А это значит, что он будет иметь меньшую взлетную массу и, следовательно, двигатель в 1,2...2 раза меньшей мощности.

Проект такого дельтаплана был разработан в МАИ в 1987 г. (а.с.N16007280) (рис.4). Вариант мотодельтаплана указанной компоновочной схемы довольно просто сочетается со спортивным креслом-коляской (рис.5), над которым установлена Л-образная мачта с карданным шарниром для стыковки его с крылом малого удлинения. Крыло мотодельтаплана имеет размах 4,5 м, его площадь 8 кв.м, аэродинамическое качество мотодельтаплана (с крылом указанной формы в плане при удлинении 2,53) будет около 9, что может оказаться выше, чем у мотодельтаплана традиционной аэродинамической компоновки. Вес конструкции мотодельтаплана 40 кг, его взлетный вес 120 кг, двигатель имеет мощность 15 л.с. и обеспечивает максимальную скорость полета 120 км/час. Посадочная скорость аппарата - 40 км/час благодаря малой нагрузке на несущую поверхность, большим посадочным углам и обдуву верхней поверхности крыла воздушным потоком от винта.

Трапеция мотодельтаплана выполнена в виде подкоса крыла, что снижает аэродинамическое сопротивление аппарата, как и отсутствие мачты и множества расчалок. Кресло-коляска может иметь дополнительные опоры, которые иногда устанавливаются на спортивных колясках.

УЛЬТРАЛЕГКИЙ ВЕРТОЛЕТ ДЛЯ ИНВАЛИДОВ

Вертолет выполнен в виде навесного блока, состоящего из двухтактного двигателя, редуктора и колонки с двухлопастными соосными несущими винтами. Блок устанавливается на кресле-коляске, снабжен дополнительным опорным устройством - полозковым шасси.

Благодаря простоте трансмиссии и компактности блока двигатель-редуктор, микровертолет имеет небольшой вес конструкции (рис.6).

Диаметр несущих винтов - 3,6 м, мощность двигателя - 18 л.с., взлетный вес - 115 кг.

Управление вертолетом по курсу осуществляется торможением верхнего или нижнего несущего винта. Отклонением колонки несущих винтов обеспечивается продольное управление микровертолетом и управление им по крену.

Система управления лопастями несущих винтов вертолета не имеет автомата перекоса. Управление общим шагом лопасти осуществляется автоматически под действием центробежных сил посредством изменения оборотов мотора. Это достигается тем, что ось горизонтального шарнира лопасти расположена под углом 45 градусов к ее оси, а сама лопасть не имеет осевого шарнира. Это так называемая втулка Болдырева А.И., разработанная им в 1946 г.

При максимальных оборотах двигателя углы установки лопастей будут максимальными. В случае остановки двигателя лопасти автоматически переходят на минимальный шаг, чем обеспечивается безопасный переход на режим авторотации. Такая втулка имеет малый вес, простую конструкцию. Она обеспечивает простоту и надежность системы управления.

ЭКРАНОЛЕТ ДЛЯ ИНВАЛИДОВ

Аппарат предназначен для полетов на высоте 1,5...2 метра над поверхностью воды или земли. Экранолет имеет корпус-лодку, крыло малого удлинения, над которым расположен двигатель с толкающим винтом. На двухкилевом вертикальном оперении установлен стабилизатор с рулем высоты. В носовой части корпуса-лодки расположена аппарель для заезда в кабину пилота на кресле-коляске. Кабина рассчитана на двух пилотов, которые могут (рис.8) управлять экранолетом, сидя в инвалидных креслах. Управление экранолетом ручное. Взлетный вес двухместного аппарата 420 кг, мощность двигателя - 40 л.с., размах крыла - 5,2 м, площадь - 12,5 кв.м, максимальная скорость полета - 120 км/час, посадочная скорость - 45 км/час.

На все эти устройства получены шесть российских патентов. В 1997 г. летательные аппараты для инвалидов были удостоены золотой медали и почетного диплома на 25-м Международном салоне изобретений в Женеве.

Но самое главное - это большая заинтересованность посетителей и гуманитарных организаций, работающих с инвалидами, которые убедительно проявились во время работы выставки в Женеве.

Ю.В. Макаров, старший научный сотрудник МАИ