Джеймс Бонд покидает логово злодеев на реактивном ранце, фильм «Шаровая молния», 1964 год

В самом конце 1965 года на мировые экраны вышел четвёртый фильм о Джеймсе Бонде. Назывался он «Шаровая молния», и среди прочих гаджетов непотопляемого секретного агента 007 был ранец с реактивными двигателями. Он был одной из главных фишек, засветился даже на постере. В самом фильме Бонд с его помощью эвакуировался после успешной операции.

Конечно, в массовой культуре это средство передвижения фигурировало задолго до фильма. В августе 1928 года в американском журнале «Удивительные истории» были напечатаны повесть Филипа Нолана «Армагеддон 2419 года» и первая часть романа Эдварда Смита «Космический жаворонок». По забавному совпадению в обоих произведениях упоминались неслыханные ранее фантастические устройства — реактивные двигатели, крепящиеся на спине человека и позволяющие ему летать. Но именно успех Бонда сделал реактивный ранец атрибутом лихого и малость отмороженного персонажа. Он не встречается в художественных произведениях повсеместно, но свою нишу занимает определённо.

Например, один из самых культовых персонажей «Звёздных войн», охотник за головами Бобба Фетт, летал на реактивном ранце. У героев видеоигровых боевиков это устройство стало распространённым средством передвижения. Любопытная история — среди фанатов игр Grand Theft Auto была настолько распространена теория о том, что в пятой части серии можно найти секретный реактивный ранец, что авторы в итоге действительно добавили его в одном из обновлений. Правда, только в онлайновый режим, но тем не менее. Изначально такой ранец можно было найти только в Grand Theft Auto: San Andreas, вышедшей за девять лет до пятой части.

Как и большинство вымышленных персонажей, главный герой Grand Theft Auto: San Andreas летал на реактивном ранце в обычной уличной одежде и без защитного шлема. В реальности так, увы, не выйдет

Особенность реактивного ранца в том, что, в отличие от многих гаджетов, он сначала был изобретён в реальности и только потом появился в фантастике, а не наоборот. В далёком 1921 году в Советской России, где в тот момент ещё шла Гражданская война, Александр Андреев подаёт заявку на патент «летательного аппарата с реактивным движителем». Он представлял собой две небольшие ракеты, соединённые решётчатой конструкцией, внутри которой располагался человек или сопоставимый по размерам и массе контейнер с грузом. В 1924 году заявка была удовлетворена, и изобретатель получил патент №4818.

В железе идею реактивного ранца, однако, начали воплощать лишь несколько десятков лет спустя и на противоположной стороне планеты — в США. Инженер Томас Мур, работавший с Вернером фон Брауном, предложил в 1952 году проект под названием Jet Vest («Реактивный жилет»). Задумка заинтересовала американских военных, и они выделили Муру грант на создание устройства. Впечатляющих результатов жилет не показал, финансирование не продлили, и проект угас.

В 1958 году инженеры корпорации «Тиокол» представили военным результаты своего проекта Grasshopper («Кузнечик»). Это был реактивный ранец Jump Belt («Прыжковый пояс») на сжатом газе, с помощью которого предлагалось ускорять перемещение — двигаясь длинными прыжками, оператор мог развивать скорость до 50 км/ч и преодолевать препятствия в несколько метров высотой. Военным, однако, что-то не понравилось, и от устройства они отказались.

Успеха добился проект Rocket Belt («Ракетный пояс»), созданный для фирмы Bell Венделлом Муром (не родственник упомянутого выше Томаса Мура, просто однофамилец). Работа началась в 1953 году, а в апреле 1961-го лётчик-испытатель Гарольд Грэм совершил с помощью «Ракетного пояса» первый в истории свободный полёт, то есть не в помещении и без страховочной привязи.

«Ракетный пояс» Венделла Мура — первый реактивный ранец, на котором удалось совершить успешный свободный полёт

Дальше начался путь к успеху — устройством заинтересовался Пентагон, где как раз искали лёгкий одноместный транспорт для программы SRLD (Small Rocket Lift Device, «малое ракетное подъёмное устройство). В 1962 году всё тот же Гарольд Грэм продемонстрировал «Ракетный пояс» президенту Кеннеди, затем совершил ряд показательных выступлений в США и за рубежом. Времена тогда были оптимистичные, именно тогда внезапно начало сбываться то, что до этого люди видели только в фантастике — полёты в космос, использование атомной энергии, первые компьютеры. Казалось, что и реактивные ранцы быстро войдут в обиход. Именно на волне хайпа Джеймса Бонда и оснастили данным гаджетом. Кстати, это был один из вариантов «Ракетного пояса», а помимо комбинированных съёмок использовались и кадры реальных полётов, выполненных пилотами фирмы Bell.

Брошюра фирмы «Белл» с наполеоновскими планами для американских военных. «Ракетный пояс» предлагалось использовать для разведки, патрулирования, поисковых работ и эвакуации раненых

Впрочем, восторги довольно быстро утихли, особенно у военных. В реальности реактивный ранец оказался далеко не так полезен, как в кино и романах. Во-первых, он был сложен в пилотировании. Речи о том, чтобы массово оснащать им солдат, не шло — времени и средств ушло бы не сильно меньше, чем на подготовку аналогичного количества «нормальных» лётчиков. Во-вторых, он был довольно опасен. Оснастить его стандартными для того времени средствами спасения типа парашюта возможности не было. К тому же высота и скорость полёта попадали в тот промежуток, когда разбиться уже можно и легко, а парашют при этом ещё не раскрывается. В-третьих, и это главное — характеристики ранца отнюдь не впечатляли. Топливный бак «Ракетного пояса» вмещал пять галлон (22,7 л) — больше не влезало. Этого хватало на 21 секунду полёта, позволяя преодолеть 100-120 метров расстояния. Понятно, что при таких раскладах речь не могла идти ни о чём, для чего ранец хотели приспособить военные — ни о патрулировании, ни о разведке, ни о десантах.

Стало понятно, что технологии пока не позволяют сделать реактивный ранец чем-то большим, чем выставочная диковинка для коротких демонстрационных полётов. Работы, конечно, продолжали идти, фирма Bell испытала несколько образцов. В 1969 году теоретическую продолжительность полёта довели до 25 минут, применив вместо ракетного двигателя турбореактивный, но и в таком виде ранец никому не пригодился. Оставалось лишь ждать, пока прогресс сделает своё медленное, но неумолимое дело.

Разумеется, идея индивидуального летательного аппарата развивалась, появлялись различные вариации. Не все конструкторы ограничивались схемой «ракета, пристёгнутая к спине оператора» — со временем появились варианты в виде ранцевого вертолёта, летающей платформы и даже чего-то вроде ступы Бабы-Яги. Впрочем, все они в итоге упирались во всё те же технологические ограничения и не обретали популярности.

Очередной подход к снаряду был предпринят в 1990-е. Но даже при том, что появились новые материалы, более лёгкие и прочные, а двигатели стали мощнее при меньшей массе, реактивные ранцы так и не смогли тогда выйти за рамки диковинок для показа на массовых мероприятиях. Типичный пример — мировое турне Майкла Джексона 1992-93 годов. В финале каждого концерта певец облачался в комбинезон с защитным шлемом, надевал реактивный ранец и улетал вдаль. Полёт не был хитрым спецэффектом — он проходил по-настоящему. Но летал, конечно, не сам Джексон — в последний момент, когда лицо уже было закрыто шлемом, его незаметно меняли на каскадёра.

Типичная судьба реактивного ранца с 1990-х и практически до наших дней — показательные полёты на мероприятиях. На фото каскадёр, изображающий Майкла Джексона на концерте, 1993 год

Ещё одна проблема была в том, что за прошедшие десятки лет никому так и не удалось придумать что-то более удачное, чем старый добрый «Ракетный пояс» Мура. Все создаваемые в то время ранцы были вариациями на тему конструкции 1960-х, отличающиеся в основном более широким использованием композитов и лёгких сплавов. Лишь десятилетие спустя, в начале 2000-х, начали происходить подвижки.

В 2004 году испытал свой ранец швейцарский лётчик Ив Росси. Основным отличием его конструкции была несущая поверхность — вместо того, чтобы держать пилота в воздухе силой реактивной струи, ранец Росси работает аналогично обычному самолёту. Он представляет собой небольшое крыло, двигатели служат лишь для поддержания скорости (и, соответственно, подъёмной силы). Поначалу именно это было существенным недостатком конструкции — пилот с ранцем Росси не мог стартовать с земли, ему нужно было выпрыгивать с самолёта или вертолёта, набирать в падении необходимую скорость и только потом переходить в горизонтальный полёт. Но в декабре 2019 года Росси, которому на тот момент стукнуло уже шестьдесят, продемонстрировал улучшенную версию ранца, способную взлетать с места вертикально и перемещаться, подобно традиционному реактивному ранцу, исключительно на тяге двигателей.

Ранец-крыло Ива Росси

Конструкция Росси многими считается наиболее перспективным вариантом реактивного ранца. Она лишена практически всех недостатков, присущих традиционным ранцам ещё со времён первых экспериментов Венделла Мура. «Самолётная» схема позволяет развивать более высокую скорость и куда экономнее расходовать топливо. Соответственно, больше получается как продолжительность полёта, так и дальность. На демонстрационных полётах Росси и пилоты его фирмы находились в воздухе по 10-15 минут, развивали скорость свыше 300 км/ч и преодолевали по несколько десятков километров. Кроме того, ранец Росси гораздо безопаснее. У него четыре мелких двигателя вместо одного большого. Вероятность того, что откажут все сразу, крайне мала, а при сбое одного-двух можно совершить мягкую посадку. А ещё в ранец встроен парашют, так что, даже если сломается всё и сразу, пилот имеет солидные шансы спастись.

Однако не сдаются и разработчики ранцев более «классической» компоновки. Американская фирма JetPack Aviation Дэвида Меймана последние шесть лет предлагает всем желающим приобрести ранцы с турбореактивными двигателями, причём в качестве топлива годится даже обычное дизельное с любой бензоколонки. У последней на данный момент модели, JB-11, если верить официальному сайту, бака хватает на десять минут полёта, а максимальная скорость превышает 190 км/ч. Цену этого чуда, правда, в открытом доступе почему-то не называют — всё тот же сайт рекомендует обращаться в отдел продаж для уточнения.

JB-11 в полёте

Британец Ричард Браунинг, основатель фирмы Gravity Industries, представил в 2019 году Jet Suit («Реактивный костюм»). По сути, тот же ранец, только дополненный экзоскелетом и двумя блоками дополнительных двигателей, которые крепятся на запястья пилота. С их помощью можно рулить гораздо эффективнее, чем обычными средствами. Браунинг, кстати, предлагал своё устройство британскому министерству обороны и даже испытывал на нём турельную установку автомата с наведением взглядом пилота.

«Реактивный костюм» от фирмы Gravity

Продолжают развиваться альтернативные варианты реактивного ранца — например, не реактивные или не ранцы. Австралийская фирма CopterPack объявила о создании ранца с парой пропеллеров, приводимых в движение электродвигателем. Правда, информации пока крайне мало, а некоторые вообще находят в видеоролике об испытаниях признаки редактирования. Вроде как на кадрах можно различить не до конца замазанный трос, на котором на самом деле поднимали пилота. Зато у француза Фрэнки Запаты всё точно по-честному. Его летающая доска Flyboard Air не раз появлялась на публике, а в 2019 году он перелетел на ней Ла-Манш — правда, с промежуточной дозаправкой на борту специально дежурившего посередине пролива судна. Запата тоже не исключает военного использования своих гаджетов. На параде в честь Дня взятия Бастилии он рассекал на своей доске с винтовкой в руках. За что заслужил у прессы прозвище «Летающий солдат».

«Летающий солдат» Фрэнки Запата

Наши тоже не сидят без дела, что радует. Компания JetHackers Алексея Стаценко занимается и реактивными ранцами, и летающими досками. Болеем, переживаем, держим пальцы, чтоб всё шло благополучно и как можно скорее появились первые наглядные результаты.

Не все проекты, конечно, доживают до успеха. Ранец-крыло Skyflash немца Фрица Юнгера, вдохновлённого работами Росси, был успешно испытан в 2013 году, но там и остался — официальный сайт с тех пор не обновляется, в новостях аппарат тоже больше не мелькал. Или вот новозеландец Гленн Мартин, разработал в 2008-м ранец, приводившийся в движение парой пропеллеров в кольцевых каналах. Устройство считалось крайне перспективным, обещало сочетать дешевизну в эксплуатации с простотой управления. Но годы шли, проект сменил нескольких руководителей (сам Мартин по неизвестной причине отошёл от дел в 2015 году), а в 2019-м закрылся. Было создано несколько моделей, но в продажу, несмотря на обещания, ни одна из них так и не поступила.

На первый взгляд может показаться, что за минувшие шестьдесят лет реактивные ранцы не сильно-то и продвинулись. Но это только на первый взгляд. Запас хода за это время вырос с 20-30 секунд до 10-15 минут, что уже позволяет говорить о практическом применении. Значительно улучшилась безопасность — как благодаря современным материалам, позволяющим делать двигатели более надёжными, так и благодаря компьютерным системам, помогающим в управлении устройством. Реактивными ранцами интересуются пожарные, спасатели, полиция и, конечно же, военные. Кто знает — возможно, уже через несколько лет эти аппараты войдут в обиход и мир станет ещё ближе к тому будущему, которое нам так долго показывали в фантастике.


НЛО прилетело и оставило здесь промокоды для читателей нашего блога:

— 15% на все тарифы VDS (кроме тарифа Прогрев) — HABRFIRSTVDS.
— 20% на выделенные серверы AMD Ryzen и Intel Core HABRFIRSTDEDIC.
Доступно до 31 декабря 2021 г.

Комментарии (16)


  1. fedorez
    19.11.2021 14:18
    +2

    >>>вмещал пять галлон (22,7 л)

    если разработка американская, то и галлоны, скорей всего американские - 5 галлонов - это привычный всем офисный ("19-литровый") бак для питьевой воды - 18.93 литра.
    вот за что я люблю Хабр - зацепился за странное значение привычного параметра, начал гуглить... узнал что-то новое - про английские галлоны, например, спасибо)


    1. drWhy
      19.11.2021 15:05
      +1

      Алаверды — мой взгляд зацепился за изображение циферблата на башне за спиной Шона Коннери. Оказалось — роза ветров, почему-то на португальском, хотя фильм снимался во Франции и на Багамах.


    1. KbRadar
      21.11.2021 20:04
      +1

      А меня смутила 21 секунда полёта на этом количестве топлива. Литр в секунду это за гранью добра и зла, так и пилота невзначай испарить можно.


      1. nero211
        29.11.2021 16:47
        +1

        21 секунда с 5 галлонами топлива на двигателе ракетного типа - это еще нормально. фау2 летела не больше 2 минут.


        1. drWhy
          29.11.2021 17:21

          Bell Rocket Belt всё же в какой-то мере был стим-панком — ведь выбрасывался перегретый до 740 °C перегретый водяной пар и кислород, образующиеся при разложении концентрированной перекиси водорода на катализаторе — нитрате самария. Так что он больше похож на Двигатель Вальтера, использовавшийся в торпедах и на подлодках.


        1. KbRadar
          30.11.2021 13:38

          У неё вес на старте раз в 100 больше чем у человека с реактивным ранцем и разгонялась она до 1.65 километров в секунду, на такие опыты пассажир ранца вряд ли согласится.


  1. Matshishkapeu
    19.11.2021 14:33
    +2

    Тащемта весь прогресс ранцев - переход с ракетного двигателя на низкоэнергичном однокомпонентном топливе к турбореактивным движкам на керосине с бОльшей топливной эффективностью и большим запасом энергии на килограмм топлива. Тащемта и весь прогресс. Гравитация и ньютоновская механика с тех пор не изменились, а больше там и нет ничего.


    1. alexzeed
      19.11.2021 15:51
      +3

      Ну во-первых не зря упомянуты системы управления. Современный квадрокоптер с IMU и контроллером умеет поддерживать положение в пространстве без вмешательства пилота, тогда как на старых вертолетах от пилота требовалось "держать равновесие". Гироскутер или моноколесо решают задачу удержания равновесия перевернутого маятника в реальном времени. По энергии - ну тут рулит известный принцип размена площади винта на мощность, чтобы лететь экономично - нужно отбрасывать вниз большую массу воздуха с меньшей скоростью. Крайний случай - вертолет AeroVelo, вообще чуть больше полкиловатта потребляет в висении (0.8 л.с.) при 130 кг веса.

      Кстати, исходя из этого, вижу перспективным транспортное средство в виде большого горизонтального направленного вниз вентилятора на высокооборотистом (для уменьшения веса) ДВС с редуктором. Размер условно метр в диаметре для компактного варианта, или полтора для более экономного по топливу. Винт закрыт снизу и сверху сеткой для безопасности, под ним быстродействующие направляющие плоскости типа жалюзи для быстрого создания горизонтальных сил в любом направлении, наподобие как в автомобильных дефлекторах обдува. И эти плоскости управляются сервоприводами от контроллера с гиродатчиком, аналогично сигвею/гироскутеру, но только в двух направлениях. т.е. при наклоне в какую-то сторону наклоняем вектор тяги в противоположную, возвращая равновесие. А человек просто становится на эту штуку сверху и, перенося свой вес в нужную сторону, перемещается по горизонтали. Ну а по вертикали - управляет газом этого единственного двигателя. Ну и компенсация вращения любым классическим методом (маленькие боковые пропеллеры или 2 соосных винта в разные стороны)

      Вроде как ховерборд получается, но только большой - ну тут уж извините, таки гравитация и ньютоновская механика, маленький VTOL аппарат обязан жрать энергию как не в себя.

      Можно и не ДВС, а электромотор, но тогда автономность сразу понизится. А еще наверное можно автомат перекоса использовать прямо на винте вместо жалюзи, если это окажется лучше по быстродействию.


      1. Matshishkapeu
        19.11.2021 16:09

        > Кстати, исходя из этого, вижу перспективным транспортное средство в виде большого горизонтального направленного вниз вентилятора на высокооборотистом

        Перспективное средство летало ещё в 1954 году.

        https://en.m.wikipedia.org/wiki/De_Lackner_HZ-1_Aerocycle

        Тащемта приговор любому такому средству виден в соотношении веса и полезной нагрузки любого воздушного транспортного средства. Двухсоттонный бомбер тащит хорошо если тонн 40 нагрузки. Собственно любой 'ранец' с практичными характеристиками потребует или трех-четырехкратного веса от нагрузки (полутонный ранец) или источника энергии с на порядок более высокой плотностью (чтобы можно было свободно жертвовать эффективностью ради упрощения конструкции).


        1. samoanman
          19.11.2021 16:58
          +4

          Офтоп. Прекращайте уже употреблять странные слова. Не красит. Уберите своё "тащемта", ни к месту абсолютно. В конце концов, замените на "...по моему мнению". Извините. Глаз дёргает.


          1. Matshishkapeu
            19.11.2021 17:55
            +1

            Ходить со своим уставом по интернетам и приставать к незнакомым людям, требуя соблюдения вашего устава, тоже украшение сомнительное, не находите?


          1. Squoworode
            21.11.2021 07:06

            странные слова

            Это мемы


        1. alexzeed
          19.11.2021 20:05

          Да ладно, в авиации масштабирование нелинейно, и меньшим объектам всегда летать легче. И вот кстати ваш пример HZ-1 - просто отличный, спасибо. Аппарат 1954 года, с мотором 40 л.с., баком на 3.8 л способен пролететь 24 км со скоростью 90 км/ч. Для сравнения, современный реактивный Flyboard Air от безбашенного Френки Запаты кушает 23 литра за 10 мин - мощность у нее 1000 л.с. Скорость правда повыше, 150 км/ч.

          Основные жалобы на HZ-1 - креши в результате столкновения винтов, сложное управление. Ну и 4.7 метра диаметр и 78 кг сухого веса для "ранца" многовато. Но столкновение винтов можно исследовать и устранить. Управление сменить на электронное, обеспечив устойчивость. Вес уменьшить применением современных материалов. Сместиться по шкале "компактность - экономичность" в сторону компактности. В конце концов, летающей ванне с известного ролика на ютубе http://sustainableskies.org/when-you-wake-up-hungry-fly-to-the-bakery/ вроде как 60 кВт хватило для полета, а роторы у нее совсем маленькие, по 0.6-0.7 м судя по видео, ометаемая площадь как у одного ротора 0.7*sqrt(6) = 1.7 м. Т.е. хоть сейчас можно взять какой-нибудь серийный Rotax 912 на 100 л.с., сопрячь его редуктором с винтом диаметром 2.5 м и это по идее сможет поднять себя, человека и полсотни литров горючего. А горючего этого ему хватит на 2 часа полета, это вам не 10 минут на реактивных. Вопрос возможности работы его в вертикальном положении пока не рассматриваем, это однозначно решаемо.

          Но соглашусь, насчет одного винта метрового диаметра и установки, которую может взять в руки человек - это я размечтался. Не получится. Компактное - только на реактивных с диким расходом и низким ресурсом. На поршневом - ну мне кажется, можно уложиться в 60 кг сухого веса, 2 м диаметра и условно 80-100 л.с., но понадобится специально оптимизированный под эту задачу мотор. Ротакс оптимизировался под самолеты, он большой и тяжелый для "авиаскутера".


          1. Matshishkapeu
            19.11.2021 22:55

            >> Т.е. хоть сейчас можно взять какой-нибудь серийный Rotax 912 на 100 л.с.,

            И к нему автомат перекоса, или параллельную электрическую систему, а редуктор не простой а два винта в соосной схеме или рулевой винт по классике? Ну и в итоге вы получаете вот такой вертолет на том самом стосильном 912 ротаксе - https://www.youtube.com/watch?v=PkJUOFy171E

            Он конечно легкий, песец какой легкий в 265 кг сухого веса, 430 максимальный взлетный, минус пилот и мы приближаемся к моему описанию в 3-4 веса пилота. Примерно вот так и будет выглядеть "ранец" для реальных требований чтобы на нем можно было не зависать над матами в школьном спортзале и пилот вместе с аппаратом могли бы пережить более 10 полетов. Смотрю на движок и сильно сомневаюсь что даже его можно упихать в ранец. Ну разве только для Сарычева. Сарычев такой движок поднимет (и даже весь вертолет целиком). Но такой движок не поднимет Сарычева :)


            1. alexzeed
              20.11.2021 13:39

              Отсюда логичный вывод, что если человек вроде меня, не сильно разбирающийся в области, что-то "не имеющее аналогов" в ней изобретает, то оно оказывается либо было известно ранее, либо не сильно жизнеспособно :).

              Но всё-таки 265 кг не предел, вот вариант полегче https://en.m.wikipedia.org/wiki/Mosquito_Aviation_XE. Сухой вес 135, макс. взлетный 277. И это у него все ещё есть кабина. Вот пожалуй, это и есть оптимальное индивидуальное транспортное средство. Уменьшать ему винт - будет расти требуемая мощность для висения, а с ней вес энергоустановки и расход топлива.

              Кстати, вот ещё вариант от дилетанта. В летающую ванну, которая электрогексакоптер с 6х10кВт моторами, одну турбинку от ховерборда Запаты, уменьшить ее - до 70-80 кВт и превратить в турбовальный движок с генератором. Весом килограммов 15-20. Можно даже 8 моторов поставить. И батарейки на 10 мин полета. Получится достаточно безопасная система (отказ одного мотора не страшен, отказ двух приведет к плавной аварийной посадке), батарейка на каждый мотор отдельная. Может и взлетит...


  1. BiW
    19.11.2021 18:03

    Эх, не видать нам ховерборда, похоже...