Обзор реактивного ранца  Что такое джетпак и кто его придумал

Идея, как часто бывает родилась в России, причем более ста лет назад. Колпинский механик, окончивший реальное училище, Александр Федорович Андреев, изобрел первый в мире реактивный ранец и даже получил патент! Он предполагал, что весить аппарат будет 42 кг плюс 8 кг топлива, и будет способен перенести по воздуху пилота весом в 50 кг на 20 км со скоростью 200 км/ч. Увы, проверить это уже невозможно – аппарат, даже в виде модели изготовлен не был. Изобретатель обращался за материалами и финансированием в Совнарком, в комитет по делам изобретений при Высшем Совете Народного Хозяйства, в Комитет по делам изобретений, но его переписка может разве что удивить тем, как быстро – даже в условиях гражданской войны – росла советская бюрократия.

А в 1928 году Андреев просил хотя бы о защите его комнаты от «уплотнения»: «По получении патента 23 августа 1928 г. мною приступлено к его осуществлению, т.к. большая часть работы по осуществлению протекает в квартире, где я проживаю, то я прошу содействия о не применении к имеющейся у меня площади 10 кв. м принудительного вселения…» 9 января 1929 г. Андреев получил окончательный отказ в выделении средств от ЦБРИЗ (Центрального бюро по реализации изобретений и содействию изобретательству).

О проекте Александра Андреева никто и не узнал бы, не будь он упомянут в брошюре «Ракеты и двигатели прямой реакции» профессора Николая Алексеевича Рынина, члена бюро ЛенГИРД (Группы Изучения Реактивного Движения), которую сами же участники в шутку расшифровывали «Группа Инженеров, Работающих Даром».

И профессор Рынин, и инженер Андреев погибли во время ленинградской блокады.

Что понадобится для создания реактивного ранца

Множество авторов, словно в режиме копи-паст, пишут, что изготовить реактивный ранец с ракетным двигателем совершенно несложно, пара пустяков – прямо в собственной мастерской или даже в гараже, только «нужно иметь инженерную подготовку и быть хорошим слесарем». Однако, на практике это значит, что нужно грамотно исполнить чертежи (некогда – кульман-ватман-циркуль-тушь, теперь – в компьютере, а стало быть, освоить специальные программы, да пригодится еще и хороший принтер), подобрать сочетающиеся и не всегда доступные материалы (не просто высшее техническое образование, а еще и конкретная специализация), совсем не маленький станочный парк (и много электроэнергии), множество контрольно-измерительных приборов (умение пользоваться) – и разумеется, очень много денег. Это мы еще не дошли до качества топлива. Ну и неплохо бы озаботиться термо- и влагостойким костюмом, штанами – во всяком случае. Но это если дойдет до запуска двигателя. Ну и каской с защитным экраном.

Как работали первые реактивные ранцы

Первый ранец с реактивным двигателем довели до стадии испытаний в США в 1952 году, но назвали его «реактивным жилетом». Его создатель Томас Мур предложил за основу изделия ракетный двигатель, аналогичный немецким РД, где окислителем служил 80-% пероксид водорода, а топливом смесь из ~57 % метанола, ~30 % гидразин-гидрата и ~13 % воды.

При слиянии эти компоненты немедленно вступали в реакцию, сделав ненужной систему зажигания. Грант министерства обороны США составил $25000 – однако неудачное решение управления устройством, и общая непродуманность конструкции позволили только поднять пилота над землей – на несколько метров и секунд. Правительство США прекратило финансирование.

В 1958 году инженеры Гарри Бэрдетт-младший и Александр Бор из Thiokol Chemical Corporation предложили иной подход: их аппарат назывался Jump Belt – «пояс для прыжка», и проходил под обозначением Project Grasshopper («Проект кузнечик»). Поясом к человеку прикреплялась несущая конструкция с жестко закрепленными на ней пятью баллонами, трубкой и двумя соплами. В баллоны под огромным давлением закачивался азот, и когда открывались вентили, газ вырывался из сопла, создавая тягу. Конструкторы рассчитывали, что такой пояс будет способен поднять человека в воздух на высоту 5-7 м, и позволит скачками (!) преодолеть несколько сотен метров со скоростью 50 км/ч, или на водных лыжах форсировать реки. О том, что будет с пилотом, который с максимальным ускорением (а проще говоря – «со всей дури») влетит, скажем, в столб, или потеряет равновесие и приземлится на голову, или упадет в воду с тяжеленным комплектом на поясе – задумались уже в министерстве обороны США, отказав проекту в финансировании наотрез.

Как прошел первый в мире полет на реактивном ранце

А вот однофамилец Томаса Мура, Венделл Мур, создал уже нечто вполне дееспособное. Образование он получил в двух университетах и Технологическом институте Индианы, в Форт-Уэйне, был специалистом по авиатехнике, ракетным двигателям и топливу. Военное учреждение U.S. Army's Transportation Research Command (TRECOM) (Управление транспортных исследований армии США) рассматривало проекты повышения мобильности живой силы. Работу над реактивным поясом Венделл Мур начал в компании Bell Aerosystems, в ходе испытательных полетов даже сломал коленную чашечку, упав на бетонный пол ангара с трехметровой высоты. Его первый ракетный пояс продержался в воздухе 21 секунду, и создавал шум 131 Дб (для сравнения: у сцены на рок-концерте шум составляет 120 Дб, а шум двигателей реактивного самолета в непосредственной близости – 140 Дб). Захромав и едва не оглохнув, Мур продолжил работы – но добился успеха!

20 апреля 1961 года близ городка Ниагара Фоллс пилот Гарольд Грэм (коллега Мура) провёл первый в мире полет на реактивном ранце, высота составила 4 фута (1,2 м), скорость около 10 км/ч, дистанция полета 35 м, время – 13 секунд. Расход топлива – 20 л.

А вскоре дистанцию удалось увеличить до 120 метров, и в июне продемонстрировать реактивный ранец представителям командования во внутреннем дворе Пентагона, а в октябре на военной базе Форт Брэгг – президенту Джону Кеннеди. Но шум остался нерешаемой проблемой, а в разведку с таким ревом уж точно не полетишь. Приводимые данные для всех таких реактивных ранцев не могут быть абсолютными, ведь каждый полет зависит от метеоусловий, температуры воздуха и индивидуальных данных пилота – имеет значение и вес, и рост, и площадь поверхности тела. Управление таким реактивным ранцем ведется двумя ручными рычажками, отклоняющими сопла в нужную сторону, на левом рычаге имелась кнопка передвижения сопел вперед-назад. На правом – рукоятка газа.

В 1968 году Мур создал Bell-Williams Jet Belt – первый турбореактивный пояс. В апреле 1969 года скорость достигла 45 км/ч, продолжительность полета - 5 мин. Венделл Мур был уверен, что добьется 20 минут полета на скорости 120 миль в час (120 км/ч), однако 29 мая 1969 года неожиданно умер в возрасте 51 года. Все чертежи и экспериментальные аппараты были проданы, и оказались в музее компании Williams Research Corp.

Кстати, в 1965 году в фильме «Шаровая молния» Джеймс Бонд летает на реактивном ранце – на «Джет Белте» Венделла Мура! Это не монтаж, только летает не Шон Коннери, а каскадер Билл Сьютор – сам актер так и не сумел освоить управление. Кстати, Сьютор провел демонстрационный полет на Олимпийских играх 1984 года в Лос-Анджелесе, приземлившись на открытии перед трибуной президента США Рональда Рейгана.

Как появились ранцы с турбореактивными двигателями

Следующим этапом развития реактивных ранцев стало освоение турбореактивных двигателей. О них есть у инженеров поговорка: «Каждый ТРД (турбореактивный двигатель) – реактивный, но не каждый реактивный – турбо». ТРД поддерживает сгорание при помощи наружного воздуха, что увеличивает массу топлива и не требует искусственных, часто токсичных, взрывоопасных, или дорогих, как та же перекись водорода, окислителей. ТРД может самостоятельно «тронуться с места», такой двигатель позволяет работать точнее и на малых скоростях, заправляется недорогими видами топлива – керосином или ДТ, разгоняется до 110 км/ч и поднимается приблизительно до 2 км – теоретически. Хотя на таком реактивном ранце тоже не полетишь в разведку, ревет он громко, но ему уже находится применение. Например, он может доставить врача в труднодоступные горные районы или в места, отрезанные потоками воды во время стихийных бедствий. Спасательные службы проявляют к таким разработкам большой интерес.

Недостатки таких ранцев тоже очевидны: ТРД это очень сложная и дорогая штука, он требует сложных систем охлаждения, запуска, дорогой электронной начинки, без которой управление – просто каменный век. Разрабатывали и альтернативные варианты: индивидуальный дрон, ранцевый вертолет и другие системы. Но у реактивного ранца преимущество в точечной посадке.

Новозеландская компания Martin Aircraft после 27 лет разработок представила 29 июля 2008 года сверхлегкий летательный аппарат Martin Jetpack. Он мог подниматься до 2,5 км, развивать скорость до 100 км/ч, длительность его полета должны был быть около 30 минут. Комплект на основе V-4 бензинового двигателя в 200 лс при производстве мог бы стоить от $250000. Однако основатель компании Гленн Нил Мартин внезапно ушел в отставку в 2015 году, а в 2019-м компания и вовсе закрылась.

Про летающие ранцы Gravity Industries

Реализацию первого доступного для серийного производства реактивного ранца взяла на себя компания Jetpack Aviation Corporation (JPA), основанная изобретателями Дэвидом Мейманом (David Mayman) и Нельсоном Тайлером (Nelson Tyler). Их наиболее совершенная разработка JB12 при весе 52 кг развивает скорость до 190 км/ч, продолжительность полета примерно 10 минут, на жесткой раме расположены три ТРД. Компании удалось продать два комплекта DB 12 по цене $400000 каждый. Однако пока применение аппаратам нашлось только во время авиашоу.

А в 2020 году Королевский Флот Великобритании в течение 3 суток тестировал реактивный ранец от компании Gravity Industries. Основатель компании и ее генеральный директор Ричард Браунинг сам пилотировал «ранец».

Также он был использован в реальных условиях британской службой спасения. Летающие ранцы Gravity Industries уже продаются. Это 5 ТРД, из которых три крепятся на жесткой конструкции, а два – на руках пилота. Стоит все вместе $444000, весит 27 кг, скорость до 50 км/ч, забирается на высоту 3,6 км, в режиме свободного парения сжигает 4 л топлива в минуту. Тем, кто выразит желание приобрести один из этих персональных летательных аппаратов, Gravity Industries предлагает бесплатное обучение и пилотирование на своем полигоне. Сам Браунинг считает, что ранец в полете ведет себя «спокойно и мягко». Оформить заказ можно здесь. Лицензии пилота от вас не потребуют.

Читайте также, чем хорош летающий автомобиль, который уже поступил в продажу: