«Техника-молодежи» 2002 г №3, с.30-34
(отрывки)
Говоря об истории развития экспедиционных вездеходов нельзя обойти «Мальчика». Этот гусеничный персонаж повести братьев Стругацких «Страна багровых туч», естественно, ходил только на бумаге, но в плане развития идеи заслуживает и технического анализа.
Вот его описание: «Как было указано в руководстве, «Мальчик» являлся танком-транспортером высокой проходимости, предназначенным для передвижения по твердым, вязким и сыпучим грунтам и сильно пересеченной местности, в газообразной и жидкой среде при давлениях до двадцати атмосфер и температурах до тысячи градусов, способным нести экипаж до 8 человек и полезный груз до 15 тонн. Он был оснащен турбинами общей мощностью в 2000 л.с, питающимися от компактного урано-плутониевого бридера. На нем имелись инфракрасные прожекторы, ультразвуковая пушка, пара выдвижных механических рук-манипуляторов (почти таких же, какими водители атомокаров пользуются при перезарядке своих машин на базах энергопитания), внешние и внутренние дозиметры и радиометры и десятки других устройств и приборов, назначение которых Быков представлял себе пока очень смутно. Экипаж, груз, механизмы и приборы прикрывались надежным панцирем из прочной — более прочной, чем титан, — термостойкой и радиостойкой пластмассы».
Прочитав о тренировочном пробеге по ядерному полигону и рейде «Мальчика» по Венере (в повести она сильно отличается от себя настоящей, но об этом узнали только через 15 лет), трудно не согласиться с первым впечатлением, производимым транспортером: «Перед ним была самая совершенная машина из всех, когда-либо передвигавшихся на гусеницах. Она была огромна — не меньше гигантского танка-батискафа, который Быков видел несколько лет назад на Всесоюзной промышленной выставке, — но вместе с тем производила впечатление необычайной легкости, стройности, даже, пожалуй, грациозности. Длинный, округлый, слегка сплюснутый по вертикали корпус, приподнятая узкая корма, едва намеченные выпуклости люков и перископов, высокий клиренс... И нигде ни единого шва! Талант конструкторов слил в «Мальчике» огромную мощь тяжелой транспортной машины и благородные линии сверхбыстроходных атомокаров».
Сорок лет спустя мы можем оценить прогностический талант писателей, не являвшихся «технарями» (как известно, один из них — астроном, другой — японовед). Инфракрасная оптика и в то время была уже не редкостью; радиолокатор не прижился, но при необходимости ставится; герметичность, радиационная защита — какие хотите; комфорт — бывает разный. Обтекаемый, «облизанный» корпус — пробовали, правда, не в транспортерах, а именно в танках, однако он не прижился: особых преимуществ не дает, зато очень уж нетехнологичен. Пластмасса, описанная в повести, вряд ли вообще возможна, композиты есть, но пока — дороже золота. Путевая скорость 100 км/ч едва ли достижима, причем не из-за потребной мощности, а из-за особенностей именно гусениц. Словом, «Мальчик» — достаточно грамотный прогноз на недалекую перспективу, сегодня уже во многом реализованный. Но отдельно стоит сказать о двух его особенностях, по-своему уникальных.
К сожалению, крайне мало известно о применении на сухопутной технике атомных энергоблоков. В США проект атомного танка прорабатывался в 1955 — 1959 гг.
По расчетам, 70-тонная машина должна была оснащаться 350-мм броней и 105-мм пушкой. Однако отечественные серийные «изделия» в это время имели уже более мощное вооружение и сравнимую броню, а на полигонах ходили и лучше защищенные, но прекрасно обходящиеся без ядерного реактора. Бессмысленность такого атомного танка и, судя по опубликованной схеме, «никакая» радиационная защита собственного экипажа привели к отказу от дальнейших работ в этом направлении. У нас в начале 1960-х выпускалась мобильная АЭС на удлиненном шасси тяжелого танка Т-10, однако это была именно мобильная АЭС, а не атомный вездеход...
Зато другое предложение братьев Стругацких — как раз для танкостроителей. Это выдвижные опорные рычаги, практически — ноги. С их помощью фантастический «Мальчик» уверенно форсирует стенку высотой 15 — 20 м, сопротивляется «постоянно действующей» ударной волне «перманентного» ядерного взрыва, уверенно идет лагом к ураганному ветру... Суть идеи — для требующейся планетоходу абсолютной проходимости одних гусениц недостаточно.
Проходимость имеет строго научное определение, но нам достаточно принять ее как способность, во-первых, не проваливаться в грунт с низкой несущей способностью (ОПОРНАЯ проходимость), а во-вторых — преодолевать препятствия (каковыми могут быть стенка заданной высоты, подъем, спуск и боковой уклон заданной крутизны, ров или трещина заданной ширины, отдельный камень). Последнее называется проходимостью ПРОФИЛЬНОЙ.
Опорная проходимость (ОП) гусениц близка к максимально-возможной, а вот профильная (ПП) оставляет желать лучшего — практически, она определяется высотой самой гусеницы, а значит и машины в целом.. Наращивать последний параметр нежелательно.
Радикальный способ повышения ПП предложил в свое время К.Э. Циолковский: нужно поставить на планетоход ракетные двигатели! Это блестяще описано у Александра Беляева в «Звезде КЭЦ», но чертовски неэкономично даже на Луне. На Земле, как уже отмечалось, вообще лучше летать, но, напомню, что именно недостатки авиации и вызвали к жизни идею дальнего экспедиционного вездехода. И все же идея Циолковского была использована, причем именно на Земле: в 1980 г. на вооружение Советской армии поступила 17-тонная инженерная разведывательная машина «Жук»; для самовытаскивания на ней используются твердотопливные ракетные двигатели 9М39 тягой по 312 кг.
А вот выдвижные (как и любые другие) «ноги» на вездеходах пока не появились. Причина предельно проста: при сегодняшнем весе машины и применяемых материалах это должна быть куда более монументальная, а значит, более тяжелая конструкция, нежели та, что описана в повести Стругацких и показана на иллюстрациях к ней. Вспомните массивные опоры, на которые при работе встают автомобильные краны или подъемники. Представьте теперь, что их длину нужно увеличить раз в пять и снабдить приводами соответствующей мощности... Нет, для повышения профильной проходимости гусеничных машин конструкторы нашли совершенно иной способ.
2. Мобильная лунная база, проект 1993 г. Цифрами обозначены: 1 — гусеничная тележка; 2 — выдвижная опорная стойка; 3 — шлюзовая камера; 4 — гермоотсек; 5 — оборудование для работы на лунной поверхности; 6 — стыковочный узел; 7 — защитная обсыпка (лунный грунт); 8 — ректенна. |
В 1960 г. группой проектантов ОКБ-1 С.П. Королева прорабатывался марсианский исследовательский комплекс. Корабль орбитальной сборки планировался с электроракетными двигателями и ядерным энергоблоком — таких потом было много. А вот то, что предполагалось доставить на поверхность Марса, было абсолютно уникальным!
По пустыням Красной планеты в течение года (земного, а не марсианского) должен был двигаться, ни много ни мало, пятизвенный колесный автопоезд. На одном звене должны были размещаться кабина экипажа и исследовательское оборудование с манипуляторами и буровой установкой. На другом — атомный энергоблок. А три оставшихся представляли собой настоящий подвижной космо- и аэродром: две ракеты (одна из них запасная) для возвращения на корабль, остающийся на околомарсианской орбите, и конвертоплан (кто забыл — винтовой самолет вертикального взлета и посадки) для полетов над Марсом...
Практически все элементы комплекса предстояло создавать заново, никто не мог предсказать, сколько это займет времени, поэтому проект в работу не пошел.
Проектов экспедиционных луно— и марсоходов известно немало (в 1989 — 1993 гг. автор этих строк участвовал в разработке «Лунного многоцелевого транспортного средства» в СКВ «Галактика» Куйбышевского авиационного института имени С.П. Королева). Остановимся на последнем из известных — предложенной в 1995 г. конструктором И.А. Козловым и астрономом В.В. Шевченко из Государственного астрономического института имени П.К. Штернберга мобильной лунной базе (МЛБ). Кстати, В.В. Шевченко возглавлял группу, выбиравшую место для лунной базы КБ общего машиностроения еще в 1960-х гг.
Собирать МЛБ предлагалось на орбитальной станции и лишь отдельные блоки ставить уже на лунной поверхности. Основой лунохода были три 7-метровых вертикальных цилиндра диаметром по 5 м, соединенных пятью стыковочно-переходными узлами в двухъярусную конструкцию. К 1-му ярусу (служебные помещения) горизонтально пристыковываются шлюзовая камера и два модуля для стыковки с другими сооружениями лунной инфраструктуры, 2-й занимают шесть одноместных кают, два санитарных узла и столовая. Над одним из цилиндров устанавливается небольшой гермоотсек с огромным прозрачным куполом — для наблюдения и управления движением, но основной обзор обеспечивается телекамерами.
Уникальная особенность базы — защита от радиации и микрометеоритов, а также стабилизация теплового режима обеспечиваются... метровой толщины обсыпкой из лунного грунта.
Весь этот «самоходный дзот» монтируется на трех гусеничных (вполне возможно, что при дальнейшей проработке они стали бы колесными) тележках, установленных на концах трех вертикальных «ног», высота которых может меняться. Этим обеспечивается горизонтальное положение МЛБ при перемещении по неровностям лунной поверхности; ПП такого гусенично-шагающего привода — лучше не придумаешь. Скорость аппарата по горизонтальной поверхности должна составлять 8 км/ч, по 15-градусному подъему — 4 км/ч.
Сверхоригинально решается энергообеспечение МЛБ: в 500 — 800 м от нее должен двигаться самоходный ядерный энергоблок, передающий необходимые 100 кВт по микроволновому лучу. Огромная приемная антенна — ректенна — базы установлена на мачте, проходящей по оси конструкции.