На планере в космос

Несмотря на то, что Человек все активнее и агрессивнее вмешивается в Природу, есть множество процессов в недрах Земли, в Мировом океане, и в атмосфере, суть которых или недостаточно ясна, или вообще непонятна нашим ученым. Многие явления, в трех стихиях, до конца не изучены по ряду причин.

Например, гигантские волны, в существование которых, еще до недавнего времени не верили ученые. Волны-убийцы, возникающие в мировом океане, и достигающие высоты 20-30 метров, появляются не из-за землетрясений, как цунами, а вследствие сложных климатических процессов.

В атмосфере, окружающей нашу планету, тоже еще не все процессы хорошо изучены и понятны. К таким явлениям, к примеру, можно отнести горные волны, или подветренные волны. Это очень интересное атмосферное явление, которым и хотят воспользоваться планеристы-рекордсмены для достижения небывалой высоты на специально подготовленном планере.

Но обо всем по порядку. Что же такое горные или подветренные волны?

В тех случаях, когда длинный горный хребет расположен под углом, близким к прямому, относительно направления воздушного потока на подветренной стороне хребта могут возникнуть регулярные возмущения потока. Эти возмущения принимают характер стоячих волн, прослеживающихся на значительном расстоянии за хребтом (примерно равном двадцатикратной высоте хребта) и до высоты, в несколько раз превосходящей высоту самого хребта. Это явление чаще всего имеет место при устойчивом и достаточно сильном ветре скоростью не менее 10 м/с, оно бывает особенно четко выраженным при наличии плоской равнины на подветренной стороне хребта. Часто подветренные волны порождают характерные облака линзообразной (чечевицеобразной) формы, располагающиеся ярусами,- слоисто-кучевые, высококучевые и перисто-кучевые.

Линзообразные облака

Подветренные волны были достаточно давно известны планеристам, которые использовали их для подъемов на рекордные высоты. Изучая это атмосферное явление, ученые вплотную подошли к изучению еще одного метеорологического феномена – стратосферных полярных вихрей.

Первые серьезные исследования горных волн были проведены немецкими планеристами и учеными еще в 30-х годах прошлого столетия. Немецкий планерист-рекордсмен Ханс Дойчман в 1933 году впервые столкнулся с эффектом стоячих волн в горах Розенбирге. Позднее, в 1939г. эксперт по горной метеорологии Йоахим Кюттнер опубликовал работу с детальным анализом волн, образующихся с подветренной стороны горных систем. Долгие годы исследование Кюттнера было практически единственной и самой полной работой по этой теме.

Как это часто случается, заняться вплотную эффектом аномально мощных горных волн, вынудила сама природа. Весной 1950 года, на небольшой аэродром Бишоп (США, штат Калифорния) заходил на посадку двухмоторный P-38 Lightning. Восходящим ураганным потоком, самолет весом около 9 тонн, словно пушинку «выкинуло» на высоту 10 километров, где он парил еще около часа с выключенными двигателями. Эти места, на подветренных склонах гор Сьерра-Невада и раньше пользовались дурной славой среди летчиков. Полеты над этой местностью, с оживленным воздушным движением летчики окрестили «над крышкой гроба», за неожиданные и непредсказуемые восходящие и нисходящие воздушные потоки.

Подобная ситуация уже давно беспокоила военную и гражданскую авиационные администрации и Национальное бюро метеорологии. В 1951 году правительство, наконец, решило разобраться со странным и опасным феноменом и ассигновало на его изучение деньги. Руководителем проекта Sierra Wave назначили немецкого эмигранта, знатока горных воздушных потоков Йоахима Кюттнера, первого исследователя подветренных волн.

На маленьком аэродроме Бишоп, Кюттнер собрал самых опытных планеристов Америки, сюда же потянулись любители экстрима, планеристы любители, и серьезные исследователи. Возможность за считанные минуты вознестись на недосягаемую прежде высоту привлекали многих рекордсменов, любителей славы и приключений.

Именно здесь, у склонов Сьерра-Невада и рождалась наука о происхождении горных волн, а также искусство высотного безмоторного пилотирования. На специально оборудованных планерах, со специальной аппаратурой пилоты намеренно искали и входили в мощные вертикальные потоки, рискуя жизнью, привозили точные данные для исследований.

Ученые, благодаря ценным записям приборов на борту планеров выяснили, что статические горные волны возникают при пересечении воздушного фронта горной гряды, под углом равном или близком к 90 градусам. При этом огромные массы воздуха (это могут быть десятки миллионов тонн!) «подпрыгивают» и направляются вверх.

При определенных сочетаниях нескольких факторов, на высоте 10-15 км может возникать так называемая «волна столетия», обладающая огромной скоростью и чудовищной кинетической энергией. Скорость вертикального потока, достигающая 25 м\сек (90 км\час), для наблюдателя находящегося внутри волны, практически не ощущается, но на границе с «медленным» воздухом окружающим восходящий поток, образуются роторы, буквально рвущие в клочья «обычный» воздух.

Одним из немногих, кому удалось спастись, попав в пограничный ротор, был Опытный пилот и рекордсмен Ларри Эдгар. В 1955 году его планер попал в такую мясорубку. Ослепший от чудовищной мгновенной перегрузки (приборы показывали 20G, которые летчик перенес в течение 0,4 сек!) Эдгар чудом выжил.

Мечта Эйнара Эневолдсона

Эйнар Эневолдсон, пилот ВВС США и Великобритании, бывший пилот NASA много лет вынашивал идею оседлать горную волну и достичь стратосферы на планере. Официальный рекорд высоты в продолжительном горизонтальном полете принадлежал самолету-разведчику Lockheed U-2, он пролетел на высоте 73 736 футов (22 475 метров). Некоторые самолеты достигали и большей высоты, но они не летели на этой высоте, а скорее просто выскакивали как пробка из шампанского, и тут же начинали снижение.

Долгое время считалось, что граница тропопаузы и стратосферы, проходящая на высоте 10-15 км, это потолок высотности для планера, но Эйнар был уверен, что это не так. В начале 1990-х годов, после посещения Института атмосферной физики, что находится неподалеку от Мюнхена, он получил неоспоримые доказательства существования стратосферной горной волны.

Эти волны аналогичны тропосферным горным волнам, которые уже давно используются планеристами. Только стратосферная волна более высотная, и распространяется уже в стратосфере, что понятно из названия. Возникает эта волна в определенное время года, при вполне определенных климатических условиях на полюсах земного шара. Так у Эйнара Эневолдсона возникла идея вознестись на специально подготовленном планере в стратосферу, используя несколько горных волн, так сказать с пересадкой. Но только в 1999 году, после знакомства с известным искателем приключений, установившем несколько мировых рекордов на земле, на море, и в воздухе, миллиардером Стивом Фоссетом, мечта Эйнара стала обретать реальные черты.

Perlan – Первый прыжок

Perlan, это специально построенный для прыжка в стратосферу, планер. Это некий гибрид планера и космической капсулы. Перлан имеет специальный профиль очень удлинённого крыла, который помогает аппарату держаться в практически безвоздушном пространстве.

 Благодаря деньгам и связям Фоссета, опыту и навыкам Эневолдсона, уже в 2002 году оба энтузиаста пытались покорить стратосферу. Для такого прыжка есть всего три места на Земле: Кируна (Щвеция), Омарама в Новой Зеландии, и горные хребты Патагонии.

Несколько попыток были неудачными. Команда меняла места старта, пока не осела в Эль-Калафете, на берегу ледяного озера Аргентино в Патагонии.

Патагония – часть Южной Америки, включающая Аргентину и Чили и Анды. Абсолютно точного определения границ не существует. Магеллан использовал слово patagon (гиганты) для описания туземцев теуэльче, населяющих эти места. Их средний рост составлял 1,8 метра, в то время как средний рост испанцев не превышал 1,55м!

Летом 2006 года, несмотря на технические проблемы на высоте 10,5 км, экипажу Фоссет-Эневолдсон удалось после снижения поймать вторую волну и подняться до высоты 15 460 метров. Это был новый мировой рекорд, но потолок самого Перлана 1 был достигнут. Конструкция исчерпала себя. Проект оказался на грани закрытия. В 2007 году, разбился на одноместном самолете Стив Фоссет. Эйнару, которому на то момент было уже за 80, дорогу в небо закрыли врачи.

Perlan 2

Но упрямый потомок викингов не оставил свою мечту. 9 долгих лет строился Perlan 2, деньги на который команда Эневолдсона собирала по всему миру. В июле 2014 года, официальным и полным спонсором проекта Perlan 2 стала корпорация Airbus.

Схема, поясняющая стратегию и план прыжка в стратосферу.

В данный момент, как заявили специалисты отделения Airbus, которые отвечают за постройку и испытания второго варианта высотного планера Perlan 2, планер уже испытан и готов к новому рекордному полету. В августе планер перебросят в Аргентину, к месту наиболее перспективному для подъема на высоту 27 000 метров. Именно такую высоту намереваются достичь в новом рекордном броске в стратосферу специалисты программы Perlan.

Нам остается только ждать новостей об этом небывалом подъеме.

20 июля 2016 года пресс-служба Airbus объявила, что экспериментальный планер Perlan 2 отправлен в Аргентину на борту контейнерного судна.

Специально для портала Avia.Pro Валерий Смирнов.