Небеса и паруса: Парение

Через прозрачный фонарь вверху видно ясное небо с редкими облачками, в километре внизу — акватория Истринского водохранилища с отдыхающими на берегу и моторками, бороздящими водную гладь. Вокруг царят тишина и спокойствие, и единственная проблема, которая волнует меня в этот момент, — отсутствие у летательного аппарата, в котором я нахожусь, мотора…

История авиации началась с планеров — они были первыми пилотируемыми летательными аппаратами тяжелее воздуха

«Мотор? Кому нужен мотор?» — смеется сидящий сзади инструктор, мастер спорта по планеризму и президент Федерации планерного спорта России Сергей Рябчинский. Его совершенно не беспокоит, что после отцепки от буксира стрелка вариометра, показывающая вертикальную скорость, отклоняется вниз. Впрочем, скорость снижения — чуть больше 1 м/с, так что времени у нас еще много. Мы ищем термик — восходящий поток, который позволит планеру набрать высоту и дольше продержаться в воздухе. Но похоже, что в этот раз нам не повезло — пару раз стрелка вариометра дергается, застывая около нуля, но потоки оказываются слишком слабыми, чтобы удержать планер. И минут через пятнадцать, совершив эффектный проход над площадкой, Сергей заходит на посадку.

Оседлав поток

Согласно определению, планер, или планёр (фр.planeur, от лат. planum — плоскость) — безмоторный летательный аппарат тяжелее воздуха, поддерживаемый в полете за счет аэродинамической подъемной силы, создаваемой на крыле набегающим потоком воздуха. Но сухое определение не отражает всех достоинств планера. «Если судить с точки зрения аэродинамики, это самые совершенные летательные аппараты, которые были когда-либо созданы, — объясняет Сергей Рябчинский.- Существует такой показатель, как аэродинамическое качество, — это отношение расстояния, которое может пролететь ЛА с выключенным двигателем с некоторой высоты, к потере этой высоты. У легких самолетов он обычно составляет 10−15, а у планеров от 25−30 только начинается, то есть с высоты 1 км такой планер может пролететь по горизонтали 30 км. И это если только планировать и не использовать восходящие потоки».

На самом деле планеры летают намного дальше, если пилоту удается «оседлать» восходящий поток. Например, термик — термический поток в местах нагрева земной поверхности солнечным излучением. Обычно такие потоки образуются над пашнями, дорогами и местами городской застройки. Часто из-за конденсации паров воды в восходящем теплом потоке при попадании в более холодные вышележащие слои атмосферы термики «выдают себя» кучевыми облаками. Попав в такой восходящий поток, имеющий скорость несколько метров в секунду, планер может по винтовой линии снижаться относительно потока, но при этом подниматься относительно земли. Термики могут подниматься до 3000 м и дают возможность набрать высоту, необходимую для длительного планирования — до следующего восходящего потока. В средних широтах солнце прогревает воздух только с поздней весны до начала осени, так что планеризм здесь — спорт сезонный. Впрочем, термики не единственный вид восходящих потоков. При взаимодействии воздушных масс с элементами рельефа (холмы, крутые берега) возникают потоки обтекания, взбирающиеся на высоту в несколько сотен метров. А в горах можно встретить постоянные волновые потоки — одну из разновидностей стоячих волн (волн Ли) в атмосфере, которые образуются при обтекании воздушными потоками горных хребтов. Волновые потоки взбираются до высот в 10−15 км и поэтому используются планеристами для установления мировых рекордов высоты и дальности полета.

Оторваться от земли

Но для полета планеру нужно набрать первоначальную высоту. Классические безмоторные планеры самостоятельно сделать этого не могут, и для взлета используется буксировочная лебедка или буксировка за самолетом. Роль буксировщика, как правило, выполняет польский легкий самолет «Вильга-35А» (PZL-104 Wilga), оснащенный специальным замком для буксировочного троса. Замок есть и у планера, и при штатной буксировке именно планер, набрав высоту, «отпускает» свой конец троса. А вот в случае возникновения нештатной ситуации это может сделать и пилот буксировщика. «В моей практике были такие случаи, — рассказал «ПМ» замначальника взлетно-посадочной площадки «Шевлино» по летной подготовке и руководитель полетов Леонид Домбровский. — Например, один из планеристов при взлете слишком резко потянул за ручку управления и начал уходить вверх- возник риск того, что самолет «клюнет» при рывке троса. Одна из обязанностей летчика при буксировке планера — следить за вот такими ситуациями, и как только я заметил это, сразу же сбросил трос. Особенности пилотирования при буксировке? Не сложнее, чем буксировать автомобиль на земле — нужно просто учитывать наличие планера, выдерживать оптимальную скорость (скажем, для учебного чешского планера L-13 BlanТk это 115 км/ч) и не совершать резких маневров».

Некоторые современные планеры оснащаются собственными двигателями — такие аппараты называют мотопланерами. Отдельные модели способны взлететь и набрать высоту самостоятельно, после чего двигатель выключается, пропеллер складывается (для улучшения аэродинамики), а аппарат продолжает полет как обычный классический планер. Впрочем, для этого нужен достаточно мощный (а значит — тяжелый) двигатель. Поэтому чаще всего мотопланеры имеют маломощный маршевый движок, недостаточный для взлета, но способный предотвратить вынужденную посадку на неподготовленную площадку — если пилот не найдет восходящих потоков или, скажем, резко изменится погода. Такая посадка грозит как минимум серьезными неудобствами — в самом лучшем случае придется вызывать самолет-буксировщик (если площадка позволяет взлететь) или вовсе вывозить планер в разобранном виде (не говоря уже о более жестких вариантах посадки). Впрочем, есть и обратная сторона медали — мотопланеры имеют большую массу, и для парения им требуются более сильные восходящие потоки.

Лететь впереди планера

Соревнования по планерному спорту для парителей предусматривают набор различных упражнений, среди которых — полеты по заданному маршруту (в том числе через назначенные области). При этом оценивается точность следования, средняя скорость, время прохождения маршрута. «Длительность маршрутов составляет обычно сотни километров, и все это без единой капли топлива! — говорит Сергей Рябчинский. — Мастерство пилота-планериста состоит не только и не столько в управлении планером — это как раз самая простая часть, она мало отличается от управления легким самолетом. Но в отличие от пилота самолета, у которого есть мотор, планерист должен быть стратегом — условно говоря, он должен лететь впереди планера, предусматривая различные альтернативные варианты маршрутов. Ведь полеты длятся по несколько часов, за это время погода может измениться. Поэтому перед стартом планеристы тщательнейшим образом изучают прогноз погоды по маршруту полета, предоставленный метеорологами аэродрома. А серьезные и достаточно богатые команды даже могут позволить себе собственного метеоролога».

Романтики неба

Спортивные планеры классифицируются по размаху крыла и максимальной взлетной массе: 15-метровый (525 кг), 18-метровый (600 кг), 20-метровый (750 кг). Существует также стандартный класс — это 15-метровые планеры с максимальной разрешенной взлетной массой 525 кг, в крыльевые отсеки которых разрешено заливать водяной балласт (до 250 л). Такое утяжеление повышает нагрузку на крыло и тем самым увеличивает горизонтальную скорость. А если восходящие потоки оказываются недостаточно сильными или погода меняется — воду можно слить, облегчив планер и уменьшив скорость снижения.

Но настоящей элитой планерного спорта является открытый класс, в котором ограничена лишь взлетная масса (не более 850 кг), а на размах крыла никаких ограничений не накладывается. Такой планер — настоящее произведение инженерного искусства, в его конструкции используются самые современные сверхлегкие и сверхпрочные материалы. «У современных планеров открытого класса с размахом крыла более 25 м аэродинамическое качество может достигать 60 и выше! И стоимость соответствующая, они гораздо дороже легких самолетов, — говорит Сергей Рябчинский. — Правда, и управлять таким летательным аппаратом может только очень опытный пилот-планерист: чем больше размах крыла, тем меньше ошибок прощает ЛА». Именно на планерах этого класса установлены абсолютные мировые рекорды высоты (29 августа 2006 года Стив Фоссетт и Эйнар Эневольдсон на планере Glaser-Dirks DG-505 с крылом в 22 м и установленным на месте двигателя кислородным оборудованием достигли высоты 15 460 м над Аргентиной) и дальности полета (21 января 2003 года Клаус Ольманн на планере Schempp-Hirth Nimbus 4 DM с размахом крыла 26,5 м пролетел 3009 км над аргентинскими Андами). «Да, более трех тысяч километров, — подтверждает Сергей, когда я переспрашиваю его, чтобы убедиться, что не ослышался. — Да, без единой капли топлива, только с использованием волновых восходящих потоков в горах. Планеры — как парусные яхты, ведь не зря же в английском языке их называют sailplanes — парусные самолеты. Наверное, пилоты планеров — это последние настоящие романтики неба».

В кресле пилота

Пилот в кабине

Планера располагается почти лежа. Парашют обязателен и вполне может пригодиться, скажем, в случае столкновения планеров в воздухе — на соревнованиях такое случается.

Приборы и органы управления почти идентичны самолетным, за исключением ручек управления двигателями — у планера их нет.

• Нитка на фонаре кабины показывает направление обтекания потоком воздуха
• Компас
• Вариометр отслеживает вертикальную скорость
• Барометрический альтиметр показывает текущую высоту
• Многофункциональный электронный вариометр может определять вертикальную скорость, высоту или другие параметры
• Указатель воздушной скорости
• Педали управляют рулем направления
• Ручка управления позволяет управлять планером с помощью элеронов и руля высоты
• Управление воздушными тормозами

Аэродинамическое совершенство

Планер довольно прост по конструкции, но имеет свои особенности, выделяющие его среди других летательных аппаратов.

Крыло большого удлинения с двояковыпуклым или S-образным профилем обеспечивает максимальное аэродинамическое качество. Такая схема — не для высокоскоростных аппаратов, так что типичная крейсерская скорость планера составляет порядка 100 км/ч. Для уменьшения лобового сопротивления шасси убирается после взлета, а кабина и фюзеляж имеют веретенообразную форму с как можно меньшим миделем. В качестве аэродинамических управляющих поверхностей выступают рули высоты и направления, элероны и аэродинамические тормоза (интерцепторы).

Высший пилотаж

Спортивные планеры делятся на две большие группы: парители и пилотажные. Парители, как ясно из названия, предназначены для парения, то есть длительных перелетов на относительно небольших скоростях с использованием восходящих потоков. А пилотажные — для выполнения сложных фигур пилотажа. Они более скоростные и маневренные, имеют не слишком большой размах крыла и позволяют выполнять пилотаж с достаточно серьезными перегрузками (до 7−10g). Любимец чемпионов — польский планер Swift S-1 с размахом крыла 12,7 м, аэродинамическим качеством 30 и максимальной скоростью до 280 км/ч (в пике - до 320 км/ч), выполняющий «бочку» за 4 секунды.

Двухместный учебный планер L-13 Blanкk, созданный в Чехии в конце 1950-х годов, — самый массовый в мире (выпущено более 3000 штук). С полета на этом аппарате начинали свою карьеру практически все планеристы мира.