О двух режимах полета планера и самолета

Планер — безмоторный летательный аппарат (ЛА) тяжелее воздуха, который поддерживается в полете за счет подъемной силы, создающейся на крыльях потоком воздуха. Самолет — ЛА тяжелее воздуха, предназначенный для полетов с помощью двигателя, создающего тягу, и крыльев, на которых создается подъемная сила.
Без крыльев ни один ЛА не летает. Напомним, что лопасти у вертолета и автожира — это, строго говоря, тоже крылья. Крыло — несущая поверхность ЛА, создающая подъемную силу — имеет сложную конструкцию.
Даже при создании простейших планеров для соревнований в Коктебеле в 1920 — 1930-х годах нужно было учитывать очень многое. Например, однажды планер не летал из-за того, что через мельчайшие отверстия в полотняной обтяжке крыла проходил воздух, и подъемная сила из-за этого была небольшой. Пропитали ткань крахмальным клейстером, и планер полетел, так как клейстер закупорил поры ткани. «Решето» превратилось в нормальное крыло. Пока думали над этой проблемой, прошел год до следующего коктебельского сезона.
Планер имеет два режима полета: планирование и парение. Планер для планирования сначала поднимают на высоту буксировщиком. Затем планер отцепляется и планирует, медленно теряя высоту.
А самолет? Попробуем разобраться. Самолет тоже может планировать. Ведь планирование — это полет ЛА со снижением по наклонной траектории с углом наклона менее 20 градусов с выключенным или работающим на малой тяге двигателем. К данному определению обычно добавляют фразу: «Практически все самолеты могут совершать посадку из режима «планирование». Таким образом, планирует самолет при неработающих двигателях. Есть у авиаконструктора и талантливого писателя Олега Константиновича Антонова об этом рассказ «Самолет стал падать».

Здесь к месту заметить, что до середины 1920-х годов самолеты должны были садиться с принудительно (!) отключенным двигателем. Однако со временем скорость и масса самолетов росли — наступили времена, когда подъемная сила их крыльев стала считаться недостаточной для безопасной посадки. Появилось общественное мнение, что, как только в полете остановится двигатель, самолет упадет. Так ли это?
О. К. Антонов писал: «Двадцать два километра до аэродрома, высота три тысячи метров, оба двигателя остановлены (по вине курсанта-ученика. — С. Е.), тяги нет. Запустить двигатели не удается. Богдасаров (летчик. — С. Е.) переводит самолет на режим планирования. В молодости Арам Богдасаров летал на планерах, и для него безмоторный полет — не новинка. (…)
Правда, этот планер весит не двести килограммов, а двадцать тонн. Да и качество (отношение подъемной силы к силе сопротивления воздуха. — С. Е.) Ан-24 на планирование примерно вдвое ниже, чем на длиннокрылых изящных «игрушках» из дерева и полотна.
Но штурвал в руках опытного пилота. Машина послушна его воле и летит, снижаясь со скоростью 4 метра в секунду. Два разворота, и самолет точно нацелен на полосу (…) аэродрома. По радио сообщено, что самолет будет садиться на полосу прямо с первого захода. С неработающими двигателями в случае «промаза» на второй круг не уйдешь!
Точный расчет, хладнокровие и умелые действия командира корабля — и вот уже Ан-24 катит по родной земле. Полет завершен благополучно. (…)
Зная повадки некоторых охочих до сенсаций журналистов, любящих сочные, леденящие душу подробности, беру слово и я.
— Товарищи, прошу запомнить, что любой современный самолет с остановившимися двигателями не падает, а плавно переходит в режим планирования. Пожалуйста, не сгущайте красок! Экипаж сработал отлично, но самолет — это планер с двигателями. Понимаете: пла-а-а-нер!»
И все равно появилась статья с названием: «Самолет начал падать…» Журналистам нужна сенсация. Они профессионалы в своей области. Летчики — в своей области тоже профессионалы. Им нужна безопасность полета (как и всем нам), которая зиждется в том числе и на умении летчика посадить самолет с неработающими двигателями, а без планерной подготовки не у всех это может получиться. Имитацию на тренажере таких посадок летчики проходят, но этого не для всех из них достаточно.
Теперь о втором режиме — парении. Парение возможно при использовании ЛА подъемной силы, создаваемой восходящими потоками воздуха. Парение может испытать и самолет, хотя это происходит очень редко. Мощные восходящие потоки — явление неожиданное и для бывалых летчиков. История авиации знает случаи, когда даже большие самолеты подхватывал мощный восходящий поток и быстро приподнимал на два и более (до десяти в 1950 году) километра относительно заданного эшелона. Таким образом, самолет тоже можно назвать парящим, хотя и условно.
В парящих полетах фиксируются рекорды высоты. Крайний из них установлен американцем Стивом Фоссетом на планере Airbus Perlan II. 9 сентября 2018 года Фоссет с напарником достиг на «Перлане» над аргентинскими Андами высоты 23 202 метра. «Перлан» — это дорогой современный планер, похожий на чешский «Бланик», на котором летают некоторые наши планеристы. Размах крыла «Перлана» 25,6 м, фюзеляж длиной чуть больше 10 м. Масса — 816 кг.
Экипаж «Перлана» проговорился журналистам о «секрете» рекорда. Оказывается, он стал возможен благодаря «тщательному погодному планированию». Поражает время, в течение которого Фоссет «ждал у моря погоды» — пять лет! Попытки слетать на рекорд делались им в Новой Зеландии, США и, наконец, удачно — в Аргентине, где нашлись грандиозные восходящие потоки.
Российские планеристы тоже строят планы достичь больших высот парения, но над территорией России, в районе Эльбруса все-таки не так парит, как в Андах. Известно, что наш путешественник, художник, воздухоплаватель, альпинист, яхтсмен и православный священник Федор Филиппович Конюхов (1951 г. рождения) в июне 2017 года учился летать на «Бланике» под Кисловодском. Поговаривали, что он хотел перелететь на планере через Эльбрус (5642 м). Для человека, совершившего кругосветное путешествие на воздушном шаре за 11 дней, это, видимо, не проблема. (23 июля 2016 г. был зафиксирован данный мировой рекорд по скорости «кругосветки».)
Сейчас Федор Конюхов находится в Тихом океане. А между тем планер с солнечными батареями уже строится. Кто полетит на нем вокруг земного шара?
Первыми сделали самолет из планера братья Райт. Они полетели на планере с бензомоторчиком в 1903 году. А первым, кто установил на свой планер реактивный двигатель в 1932 году (по другим данным — 1937 году), был наш соотечественник С. П. Королев.
О. К. Антонов вспоминает: «Мне довелось видеть на станции «Планерная» под Москвой его (Королева. — С. Е.) опыты полетов на планере, снабженном небольшим жидкостным реактивным двигателем, который он и его друзья мастерили сами в своем ГИРДе». (ГИРД — группа изучения реактивного движения.) Это был уже не планер, а реактивный самолет. Первый в мире! Потому что планер — безмоторный летательный аппарат, а самолет есть планер с мотором (двигателем).
В XXI веке все перемешалось. Так, на одном из видеороликов можно видеть, как наши два умельца садятся в планер, который вытаскивается на высоту буксировщиком. Планер отцепляется и начинает самостоятельный полет. Потом вдруг позади его второй кабины выдвигаются на штанге два турбореактивных двигателя, они включаются, и планер-самолет несется на высоте 500 метров над мобильными операторами со скоростью не менее 300 км/ч. Затем следует посадка по-планерному. Что это? Некоторые говорят, что это мотопланер, но и самолет как будто тоже мотопланер. А на аэросалонах нам демонстрируют еще и суперпланеры с закабинными моторчиками и даже солидными моторами с пропеллерами.
В заключение еще об одном. При посадке с отказавшими двигателями летчик ощущает и в какой-то степени использует экранный эффект. Экранный эффект применяется в экранопланах — ЛА, летающих вблизи воды и ровных участков земли. Эффект ощущается при нахождении летательного аппарата от земли на высоте, примерно равной половине средней ширины крыла (половине хорды). При этом возрастает давление снизу. Возникает динамическая подуш­ка. На ней-то и летает экраноплан — новое явление в развитии ЛА тяжелее воздуха.
Сергей Елисеев.