На шоу 3D-пілотажу глядачі завмирають остовпілого, не наважуючись повірити своїм очам. Мета майстрів, пілотує радіокеровані моделі, продемонструвати в повітрі такі фігури, які фізично не здатний виконати справжній літак.
Про те, що таке 3D-пілотаж, ми дізналися, побувавши на Propeller 3D Show- великому авіамодельному святі, організованому хобі-клубом «Пропелер» на території підмосковного готелю Foresta Tropicana Hotel. Свою майстерність в незвичайному виді спорту демонстрували кращі російські пілоти і імениті гості з Прибалтики. Наприклад, перерахування всіх спортивних досягнень Донатаса Паузуоліса, чемпіона світу з артистичної аеробатіке і багаторазового чемпіона європейських змагань, зайняло б мінімум сторінку тексту.
Найпростіше і ємне визначення 3D-пілотажу звучить так: це фігури, які фізично не здатний виконати цей літак. Прикладом таких трюків можуть служити польоти на мінімальній швидкості і зависання (коли літак фактично починає працювати як вертоліт), плоский штопор, який для більшості великих літаків смертельно небезпечний.
У самій назві 3D-пілотажу ховається причина його неймовірну складність. Більшість базових елементів класичного пілотажу передбачає управління в одній площині: «мертва петля» - управління по тангажу, «бочка» - по крену. У 3D-пілотажі практично кожен елемент вимагає безперервної незалежної роботи всіх керуючих площин. Деякі секрети 3D-мистецтва для нас розкрили пілоти хобі-клубу «Пропелер» Євген Прокоф'єв і Віталій Шпаков.
Висіння (hover)
Мета: Літак висить вертикально, зависаючи над землею, подібно вертольоту. Літак повинен знаходитися якомога ближче до землі і бути по можливості нерухомим. Як виконувати: Це тільки здається, що раз літак висить нерухомо, пілот може розслабитися і відпустити ручки. Насправді висіння передбачає постійну самостійну роботу усіма органами управління. По-перше, пілот повинен протистояти реактивному моменту пропелера за допомогою елеронів, інакше літак миттєво розкрутиться в протилежну сторону. Елерони працюють за рахунок обдування гвинтом і відхиляються практично повністю, реактивний момент дуже великий. По-друге, пілот повинен постійно підтримувати висоту, щоб не впустити літак і не дати йому полетіти вгору. Нарешті, пілот повинен постійно коригувати найменші коливання повітря, навіть найлегший вітерець. «Фігуру можна виконати в певному статичному положенні ручок, - каже Євген Прокоф'єв, - я постійно працюю усіма ручками, балансуючи навколо недосяжною ідеальної точки рівноваги. Це все одно, що утримувати тростину на кінчику пальця ».
Як навчитися: в комп'ютерному симуляторі є спеціальний тренажер для відпрацювання висіння. Він дозволяє доручити управління деякими осями автомату, сконцентрувавшись окремо на тязі, на елеронах або на кермі напряму і висоти. Пілот поступово освоює управління окремими площинами, а потім з'єднує всі воєдино.
В поле фігуру пробують виконувати на великій висоті, щоб в разі невдачі зловити літак і відвести його від землі. З досвідом пілот спускається все нижче і нижче, поступово позбавляючи себе права на помилку. Цікаво, що виконати фігуру на низькій висоті простіше: коли літак знаходиться поруч з пілотом, йому легше візуально відслідковувати коливання. Чим більше і важче модель, тим стабільніше вона ширяє в повітрі.
четверний тулуп
У авіамодельному світі існує негласне протистояння прихильників класичного і 3D-пілотажу. Всі елементи класичного пілотажу моделі успадкували від своїх великих прототипів. Разом з ними з великою авіації в моделизм перейшло особливе ставлення до справи, в основі якого лежить сувора дисципліна. Змагання в класичному пілотажі строго формалізовані. Перед виступом пілот отримує лист-завдання. У ньому перераховані елементи, які йому належить виконати. Судді оцінюють виступ за виробленими роками критеріям, головний з яких - точність виконання фігур.
Як виконувати: зрозуміло, зробити «Харрієр» і додати до нього елерони було б занадто просто. При спробі виконати трюк таким чином літак неодмінно впаде. Коли пілот виконує «Харрієр», він постійно опускає хвіст літака, керуючи кермом висоти. Уявіть собі, що літак повернувся на 90 градусів, консоллю до землі. По-перше, кермо висоти і напряму тут же міняються місцями. Кермо висоти необхідно випрямити, інакше літак піде в сторону. Кермо напряму, навпаки, буде визначати положення хвоста по вертикалі. Мало того, як тільки літак поверне консоль до землі, підйомна сила різко впаде, і йому знадобиться потужна компенсація. При цьому кермо напряму має меншу площу, ніж кермо висоти, а значить, працювати їм потрібно інтенсивніше. Виконуючи Rolling Harrier, пілот повинен ритмічно перемикатися з керма висоти на кермо напряму і назад, повертаючи їх на строго певні кути. З кожним 90-градусним поворотом орієнтація органів управління буде змінюватися. Зрозуміло, несподівані пориви вітру при цьому нікуди не дінуться, і їх також потрібно буде оперативно компенсувати. Як навчитися: щоб освоїти Rolling Harrier, Євген Прокоф'єв рекомендує окремо освоїти «Харрієр», «перевернутий Харриер» і «політ на ножі». Ніж - це фігура з класичного пілотажу, яку виконують і моделі, і справжні літаки. Вона полягає в польоті з креном 90 градусів, коли літак утримується в повітрі за рахунок підйомної сили фюзеляжу. Вона набагато менше, ніж підйомна сила крил, тому в цьому режимі потрібно значне відхилення керма напряму для підтримки необхідного кута атаки. Навчившись робити «Харрієр» і «Ніж», можна пробувати робити їх по черзі, поступово рухаючись до плавного переходу однієї фігури в іншу.
«Різниця між класичним пілотажем і 3D - як між ковзанярський спорт та фігурним катанням, - каже Євген Прокофьев.- У 3D велике значення мають артистизм пілота і видовищність програми. Зрозуміло, неодмінною умовою як і раніше залишається точність виконання елементів ».
Виступи 3D-пілотів проходять під музику і тривають дві або чотири хвилини. Спортсмен демонструє справжній танець в повітрі, часто зі складним музичним сюжетом. Бригада з чотирьох суддів оцінює шоу за кількома критеріями: це використання зони (пілот повинен повністю використовувати всю зону польотів, але не вийти за її межі), гармонія з музикою (3D-спортсмену життєво необхідно почуття ритму), точність виконання фігур, з яких складається танець, і загальне враження, артистизм. Оцінки суддів багато в чому суб'єктивні, а на перше місце ставиться шоу, здатність здивувати глядачів. Недарма в якості допоміжних засобів вираження спортсмени нерідко встановлюють на свою техніку димові шашки і феєрверки.
Пілоти з класичного пілотажу чомусь рідко цікавляться 3D. Можливо, вони вважають його несерйозним позерством. Може бути, справа в тому, що в 3D-пілотажі часто не з ким і ніде змагатися. Наприклад, в Росії в рік проходить п'ять-шість змагань з класичного пілотажу і жодного з 3D. Однак є і ще один нюанс. «Навчитися робити 'мертву петлю» або «бочку' ви можете за пару вечорів. Вчитися робити ці елементи чисто можна кілька років, - пояснює Євген. - У 3D-пілотажі елементи набагато складніше. Ви не зможете навчитися робити 'висіння' погано, а потім відточувати свою майстерність. Пройдуть роки, перш ніж ви вперше зможете «зависнути».
Літак і вертоліт
3D-пілотаж - це дуже специфічний вид польотів, і він вимагає спеціальної техніки. Відмітна особливість літака для 3D- велика площа керуючих поверхонь. Елерони, кермо висоти і напряму можуть займати до 50% поверхні крила, стабілізатора та кіля. Перш за все це дозволяє виконувати різкі маневри на швидкості. Від пілота потрібна особлива точність і плавність управління, щоб впоратися з таким апаратом.
Блендер (blender) Мета: на великій висоті літак переходить в пікірування, виконує бочку, після чого переходить в плоский штопор: падає і обертається, як кленове насіннячко. Потім пілот виводить літак з небезпечного режиму і продовжує політ. Як виконувати: Ця фігура простіше інших елементів 3D-пілотажу, тому що вона не вимагає постійної роботи органами управління. Пілот повинен лише своєчасно ввести літак в режим, а потім вивести з нього. На відміну від інших фігур, для «блендера» можна написати точний алгоритм. Забравшись на висоту 200 м, пілот переводить літак у пікірування на малому газу. Повернувши елерони на повний хід, він виконує бочку. Потім кермо висоти різко перекладається вниз, а кермо напряму - повністю в сторону. Літак відразу переходить в плоский штопор. Пілот дає повний газ, і за рахунок обдування крил швидкість падіння падає, а темп обертання наростає. Щоб вивести літак з режиму, пілот відпускає ручки, лише притримуючи кермо висоти трохи вниз. Літак переходить в прямолінійний пікірування, з якого легко перейти в нормальний політ. Як навчитися: Фігура не пов'язана з балансуванням у землі і виконується на великій висоті з мінімальним ризиком розбити літак. Тому вона не настільки складна в освоєнні, як інші фігури. За технікою виконання вона близька до класичного пілотажу з тією лише різницею, що для справжнього літака такий маневр дуже небезпечний.
Однак основне призначення великих рулів - зовсім не різкі маневри. Значна частина 3D-фігур виконується на малій швидкості, коли крила не обдувається потоком, що набігає повітря. У цих режимах і підйомна сила, і керування здійснюється завдяки обдуву гвинтом. Повітряний потік від гвинта набагато слабкіше традиційного «вітру в обличчя» на швидкості, тому для управління в таких умовах потрібні великі рульові поверхні.
Раз літаку доводиться перетворюватися в вертоліт, до нього пред'являються підвищені вимоги з точки зору енергоозброєності. Вхідним квитком вважається співвідношення 2: 1, тобто тяга двигуна повинна вдвічі перевищувати вагу апарату. Рекомендується використовувати пропелер більшого діаметра з меншим кроком - так крила і рулі будуть обдуватися на більшій площі.
Силова бочка (torque roll) Мета: літак зависає вертикально над землею і плавно обертається навколо поздовжньої осі. Як виконувати: змусити літак обертатися в сторону, протилежну обертанню пропелера, порівняно просто - потрібно трохи менше компенсувати реактивний момент елеронами, ніж в силовий бочці. Обертатися в сторону обертання пропелера може далеко не кожен літак і не кожен пілот. В цьому випадку тяги гвинта має вистачати не тільки для того, щоб компенсувати реактивний момент (а навіть для цього елерони повертаються практично повністю), але і щоб пересилити його. Для пілота ситуація складна тим, що даний режим є граничним з точки зору технічних можливостей літака, а значить - нестабільним. Крім того, при повороті літака навколо своєї осі точка зору, а значить і орієнтація органів управління, постійно змінюється. Ручки діють то в прямому напрямку, то в дзеркальному відображенні. І при будь-якому положенні літака пілот повинен безпомилково компенсувати непередбачувані коливання повітря. Як навчитися: щоб навчитися правильно керувати літаком в будь-якому положенні, потрібно розділити складну задачу на кілька простих. Пілот вчиться виконувати висіння, коли літак розгорнуть до нього ліхтарем, шасі, правої або лівої консоллю. Освоївши висіння в різних положеннях окремо, можна спробувати проявити свої навички в єдиній фігурі - силовий бочці.
Як стати тривимірним
Сучасні авіамоделісти роблять свій перший крок в небо в віртуальному просторі. Комп'ютерний симулятор, керований пультом від справжньої моделі, дозволяє звикнути до органів управління без побоювання розбити дорогий літак. Головне завдання пілота на цьому етапі - навчитися керувати літаком, дивлячись на нього з будь-якого боку.
Освоїтися з керуванням в віртуальному світі можна всього за пару тижнів. Якщо ви робите десять посадок з десяти - можете виходити на поле з пінопласту моделлю. Такі літаки мають розмах крила до одного метра. Їх головна перевага - ремонтопридатність. Зламалася консоль з пінопласту можна підклеїти прямо на полі.
Харриер (harrier) Мета: літак летить настільки повільно, наскільки можливо, злегка опустивши хвіст. Як виконувати: Для кожного літака існує якась мінімальна швидкість, на якій він може летіти. Якщо швидкість впаде нижче цього порога, повітря перестане обтікати крило, і підйомна сила зникає. У такій ситуації говорять про зрив потоку. Фігура «Харрієр» виконується далеко за межами зриву. І все ж підйомну силу створює саме крило, яке обтікає повітряний потік від гвинта. Літак, що летить зі злегка опущеним хвостом, нагадує знаменитий Harrier, що переходить до горизонтального польоту після вертикального зльоту. Завдання пілота - підтримувати правильний баланс тяги і тангажу. Якщо переборщити з тягою, літак вийде з режиму і розженеться. Якщо тяги буде занадто мало - на крилі не сформується достатня підйомна сила. Щоб «пригальмовувати» літак, потрібно підтримувати оптимальний кут атаки: так частина підйомної сили буде протистояти тязі гвинта, що захоплюється літак вперед. Як і в фігурі «Висіння», пілот повинен постійно компенсувати вітер, працюючи всіма кермом одночасно. Як навчитися: «Харрієр» почасти схожий на висіння з тією лише різницею, що висота і швидкість тут залежать не тільки від тяги, а й від тангажу. Для «Харриера» немає спеціальних тренажерів в симуляторі. Так що освоєння цього елемента слід починати з навчання висіння.
На пінопласт пілоти літають від місяця до півроку. На цьому етапі вони виробляють не тільки майстерність управління, скільки впевненість у собі. Наступним придбанням стає красивий літак з бальси з розмахом крила 1,2-1,5 м.
При уявній малозначність цих цифр кожні зайві 10 см значно впливають на вагу і поведінку моделі. Згодом пілот виявляє, що управляти великими і важкими моделями простіше, ніж маленькими тренувальними. Така машина поводиться стабільніше, менш гостро реагує на вітер, літає повільніше і дає більше часу для точного управління. Весь процес навчання пілота спрямований на боротьбу зі страхом. Проходить небагато часу, перш ніж він зважиться підняти ввоздухе велику і дорогу модель.
«Бувають рідкісні випадки, коли пілот відразу купує велику дорогу модель і тренується з тренером на здвоєному управлінні, - розповідає Віталій Шпаков. - Два пульта з'єднуються, і тренер може в будь-який момент взяти керування на себе. Подолавши страх, людина буквально за півроку стає впевненим пілотом, здатним самостійно управляти великим літаком ».
Спорт - зовсім інша історія. Щоб називатися спортсменом, перемагати, літати в 3d, пілот повинен регулярно тренуватися. Професіонали літають щодня по два рази - скажімо, по годині до роботи і після. Це справжні фанати авіамодельного спорту, і щоденні заняття їм тільки в задоволення.
Стаття опублікована в журналі «Популярна механіка» ( №11, Січень 2010 ).