С ветерком по полям
Разработка отечественных автомобилей на воздушной подушке

Постановлением Совета Министров СССР от 22 августа 1959 г. за № 971-419 Научно-исследовательскому автомобильному и автомоторному институту (НАМИ) было поручено проведение конструкторских разработок для создания в 1961 г. действующего макета летающего автомобиля на воздушной подушке – автолета.

Макет автолета должен был не только действовать, но и иметь грузоподъемность 0,5–1 т. В 1960 г. военно-промышленная комиссия при Совете Министров СССР рассмотрела итоги первого этапа работ по созданию летающего автомобиля. Своим решением от 17 января 1961 г. комиссия обязала провести в первом полугодии дополнительные научно-исследовательские и экспериментальные работы по отработке более высоких параметров летающего автомобиля.

Работы по разработке летающего автомобиля выполнялись ЦАГИ и НАМИ по совместным планам с Горьковским автомобильным заводом (ГАЗ) и авиационным заводом № 21 Горьковского совнархоза (ныне ОАО «Нижегородский завод «Сокол»).

НАМИ выполнил две компоновки автолетов, получивших названия автомобилей на воздушной подушке – АВП. Автолет модели 067-А снабжался двумя авиационными поршневыми двигателями общей мощностью 360 л.с., которые приводили в действие два вентилятора осевого типа. Предполагалось, что максимальная высота висения на воздушной подушке составит 300 мм. Горизонтальную тягу для движения АВП предполагалось получать с помощью двух реактивных сопел (РСУ). Четырехколесное шасси, убираемое в полете, обеспечивало необходимый тормозной эффект при опускании колес на землю. Собственная масса автолета должна была составлять 1080 кг, полезная нагрузка – 150 кг.

На основании анализа и проработки проекта 067-А была создана вторая компоновка – 067-Б, предполагавшая улучшение первоначальной схемы. Вторая компоновка отличалась от первой расположением двигателей и изменением схемы шасси – использованием велосипедной схемы.

Примерно по схеме 067-А, но с одним двигателем ГАЗ-13 «Чайка» и пассажирской кабиной в центре была запроектирована и построена на заводах ГАЗ и № 21 в г. Горьком модель автолета ГАЗ-16 с максимально допустимой высотой висения 15–170 мм. На первом образце ГАЗ-16, выполненном в соответствии с расчетами ЦАГИ, движение и управление на воздушной подушке осуществлялось, как и на 067-А, за счет реакции выходящего воздуха через специальные каналы, снабженные управляемыми заслонками. Машина из-за малого давления и количества выходящего воздуха плохо двигалась и вяло управлялась, к тому же она теряла при движении и так небольшую высоту подушки (153 мм), не имела тормозов и заднего хода. Из-за высокого температурного режима испытания ГАЗ-16 были кратковременными – после 15 минут работы двигателя температура масла поднималась до 120 °С.

Позже ГАЗ-16 был модернизирован. Для движения и управления на АВП установили два толкающих винта диаметром 1200 мм и воздушные рули поворота, заключенные в направляющие кольца. В движение винты приводились двумя мотоциклетными двухцилиндровыми двигателями Ирбицкого завода М-61С мощностью по 28 л.с. каждый. Постройку модернизированного автомобиля закончили в первом квартале 1962 г. На следующем образце использовался турбовинтовой двигатель (ТВД-350) мощностью 350 л.с.

Для проверки устойчивости и действия РСУ в 1960 г. в НАМИ были построены две полунатурные модели. Модель 067-М4 предназначалась для стендовых испытаний. Масса модели составляла 368 кг, длина по контуру сопел – 3676 мм, ширина – 1870 мм, высота – 770 мм. Модель приводилась в движение электродвигателем мощностью 9 кВт. Наибольшая высота свободного висения модели 067-М4 составила 15 мм. Испытания должны были показать соответствие расчетных и экспериментальных характеристик, апробировать и уточнить конструкционные решения. Испытания модели 067-М4 выявили невозможность эксплуатации одноконтурного АВП даже с регулируемыми по ширине соплами из-за отсутствия устойчивости.

Для испытаний над местностью использовали модель 067-М7. Эта модель представляла собой упрощенный вариант АВП. Ее полетный вес составлял 820 кг. Длина аппарата равнялась 4060 мм, ширина – 2160 мм, высота – 1115 мм. На модели 067-М7 использовались четыре вентилятора типа УК-2М (как на модели М4). Они приводились клиноременной передачей от двух двигателей ЗАЗ-966 общей мощностью 52 л.с.

На модели 067-М7 оценивалась эффективность системы РСУ, и одновременно проверяли предложенную ЦАГИ схему сопел для обеспечения устойчивости. АВП 067-М7 показала хорошую устойчивость. Система РСУ продемонстрировала очень низкий КПД, она нарушала работу сопел, приводила к значительной потере высоты. АВП с помощью РСУ очень плохо управлялся, имело место большое запаздывание после действий водителя.

АВП 067-М7 кроме перечисленных недостатков не имел погрузочной площадки. Поэтому было решено создать макетный АВП модели 067-М10 грузоподъемностью 0,5 т с центральным расположением грузовой площадки. Одновременно необходимо было проверить возможность применения вентиляторов с осью, расположенной не вертикально, а горизонтально, чтобы устранить конические передачи в редукторе привода.

Работы НАМИ продолжались по следующим основным направлениям:

• разработка конструкции и постройка автолета с повышенными параметрами (067-М10);
• разработка конструкции автолета образца 1962–1964 гг. (067-М15);
• создание осевого вентилятора с повышенным КПД;
• разработка метода инженерного расчета автолета (аэродинамического и тягового);
• испытание и исследование построенных моделей автолета и их узлов (067-М4, 067-М7 и др.).

При создании автолетов НАМИ учитывался опыт постройки автолетов за рубежом. Проект 067-М10 был выполнен в первом полугодии 1961 г., после чего приступили к его реализации. Опытный образец был собран 30 мая 1962 г. Масса аппарата составляла 2000 кг. Длина модели по наружному контуру сопел – 6000 мм, ширина – 3000 мм, высота корпуса по верхней палубе – 565 мм, габаритная высота – 2335 мм. На М-10 установили два ДВС с номинальной мощностью по 200 л.с. Тягу давали два винта диаметром 1500 мм, с регулируемым углом установки лопастей. Каждый винт развивал 130 кг тяги вперед и 60 кг – назад. Для парирования боковых сил по бортам предполагалось установить два двулопастных винта диаметром 800 мм, с максимальной тягой по 30 кг, также с регулируемыми лопастями, однако эти винты так и не были установлены.

Кроме этой модели институт приступил к разработке компактного одноместного автолета НАМИ-032СК. В 1962 г. была построена масштабная модель для продувки. Сам экспериментальный одноместный автомобиль построят в 1966 г. Воздушная подушка использовалась как устройство для регулирования нагрузки на колеса. Масштабную модель М-10 в пропорции 1:5 также изготовили и испытали. Построенный аппарат М-10 в течение ряда лет проходил испытания. Модернизированная версия получила так называемые кольца Тауненда вокруг тяговых винтов. Проектируемый АВП 067-М15 должен был состоять из трех элементов: грузового и двух энергетических, создающих общую воздушную подушку. Каждый энергетический фюзеляж снабжался двумя вентиляторами, работающими на общее сопловое устройство, которое состояло из контурного сопла и двух продольных сопел устойчивости. Таким образом, сопловое устройство АВП состояло из ряда секций, что в значительной степени упрощало доводку автолета и его последующее производство. Тяга осуществлялась с помощью винтов реверсивного типа в кольце с переменным шагом, установленных на вращающих пилонах. По проекту АВП 067-М15 имел длину 10 м, ширину 5,6 м, высоту 2,7 м. Полетный вес составлял 4,5 т. Номинальная мощность силовой установки – 2400 л.с. Этой мощности должно было хватить для висения машины на высоте 50 см. В полезную нагрузку (1,5 т) включалась масса топлива. Винты создавали расчетную тягу 2x300 кг, достаточную для достижения аппаратом скорости 70 км/ч.

Для народного хозяйства НАМИ предлагался аппарат на воздушной подушке сельскохозяйственного назначения грузоподъемностью 1,5 т. Институт подготовил технический проект этой машины, получивший обозначение АВП М19. Предполагалось, что аппарат полной массой 4,5 т будет иметь двигатель вентилятора мощностью 430 л.с. (АИ-26В – звездообразный двигатель воздушного охлаждения от вертолета МИ-1) и тяговый (АИ-14 – рядный 9-цилиндровый воздушного охлаждения от самолета АН-14) мощностью 220 л.с. Для низко летающего «механизатора» использовали кабину вертолета МИ-1. АВП должен был иметь длину 10 м, ширину 5 м, высоту с выпущенными шасси 4,03 м, разгоняться до 25 км/ч при работе на полях и до 94 км/ч в транспортном режиме. АВП М19 потреблял высокооктановый бензин Б-91. Его требовалось 170 кг на час работы или 800 л на 100 км при скорости 25 км/ч. Другими словами, больше половины грузоподъемности «полуторки» отбирал дневной запас топлива.

Сельскохозяйственный АВП не мог хорошо управляться при малых скоростях движения (до 25–30 км/ч) без контакта колес с грунтом. Колеса предполагалось использовать стандартные, от вертолета МИ-2. Громадное транспортное средство не могло преодолеть подъемы и косогоры круче 6°. Пустячок, конечно, для сельскохозяйственного транспортного средства – трактором затащат. Разработчики НАМИ понимали, что создание такого аппарата, даже на стадии экспериментальных работ, не позволяет ориентироваться на возможность изготовления подобных АВП в автомобильной промышленности, что в целом верно для всех АВП. На этом можно и закончить – летать не будет.