Реактивные ранцы своими руками

Реактивный ранец — сделать своими руками или купить

Главная страница » Реактивный ранец — сделать своими руками или купить

Реактивный ранец – технологичное устройство, благодаря которому людям удалось научиться перемещаться в пространстве нестандартным образом. Ранец реактивный — прообраз ракетного двигателя. Конструктивно аппарат выполнен по тем же технологиям образования тяги за счёт сброса реактивных газов. Но особенность реактивного модуля в виде ранца состоит в том, что применим он исключительно для одной персоны. Так, можно ли сделать реактивный ранец своими руками?

История летательного аппарата персоны

Как всегда всё началось с фантастической литературы и кинематографа. В современной интерпретации идею реактивного ранца подхватили создатели компьютерных игр. В результате дело дошло до реальных изобретений, начиная с 20-х годов прошлого века, с продолжением техно-эпопеи до настоящего времени.

Испытания изобретённых ракетных ранцев, как правило, проходят с участием добровольцев. Редкий инженер-изобретатель готов рискнуть лично испытать такое неоднозначное оборудование

Тема ракетных ранцев возбуждает современное общество неимоверно. В перспективе видятся уже массовые продажи ракетных модулей личного пользования и бесконечные очереди за такими установками. Ранцевый бум сопоставим с началом эры производства легковых автомобилей. Только вот ставки на реактивные ранцы не сравнить с автомобильными.

Ракетный ранец персонального пользования впервые упоминался в 1928 году. Тогда популярное журнальное издание опубликовало на страницах очередного выпуска фантастическую новеллу «Армагеддон 2419». Сюжетной картиной ракетным ранцам уделялось огромное внимание как средствам передвижения в недалёком будущем. Фактически автор рассказа оказался прав.

Однако создатель новеллы не угадал дату первых испытаний ракетных систем личного пользования. Первопроходцем здесь считают американца Томаса Мура – изобретателя аппарата «Джет Вест», которому в 1952 году первому удалось подняться над поверхностью земли и продержаться в воздухе 2 секунды. За плечами Томаса был ракетный ранец.

Пока что летающего без проблем человека реально увидеть только на съёмочных площадках голливудских режиссёров, снимающих фантастические фильмы с летающими героями

Конструкция реактивного ранца

История конструирования подобных аппаратов сохранила сведения о двух видах прототипов:

Оснащённого ракетным модулем (Rocket Belt).
Оснащённого турбореактивным модулем (Jet Belt).

Конструкция аппаратов первого типа отличается простой схемой исполнения. Именно этот фактор стал причиной высокой популярности Rocket Belt.

При желании не исключена даже возможность сборки классической конструкции в условиях кустарного производства. Но преимущественный фактор Rocket Belt сводит на нет другой момент – существенное ограничение времени полёта.

Рекордный показатель для этих аппаратов — не более 30 секунд полёта. При этом расход перекиси водорода неимоверно высокий. Поэтому область применения аппаратов типа Rocket Belt пока что очерчена лишь границами показательных шоу. Здесь можно вспомнить Олимпиаду США (1984), где демонстрировался показательный полёт.

Сейчас уже есть модификации более продвинутые, чем та что на картинке. Способные перемещать человека по воздуху около 1 часа

Элементы реактивного модуля Rocket Belt:

прочный корсет (стеклопластик),
система крепёжных ремней,
шасси на базе лёгких металлических трубок,
пара баллонов с перекисью водорода,
баллон, заправленный сжатым азотом,
ракетный модуль на шарнирах.

Элементы ракетного модуля (Jet Belt):

газовый генератор,
реактивные сопла (2 шт.),
рычаги управления (2 шт.),
тяга поворотная,
механизм управления подачей топлива,
механизм управления реактивными соплами.

Реактивный ранец: основы технологии

Поворотной тягой поднимается клапан заправки топлива. Газообразный азот давлением 40-50 атмосфер давит массу перекиси водорода. Вещество устремляется в камеру генератора. Там — в камере, происходит активный контакт пластин серебра, обработанных нитратом самария и заполнившей камеру перекиси водорода.

Испытательный полёт среди небоскрёбов с ракетным ранцем Rocket Belt

Контакт сопровождается активной реакцией и способствует быстрому образованию парогазовой смеси. Полученная парогазовая среда высокой температуры и давления устремляется через каналы в область реактивных сопел.

Здесь газовая смесь резко расширяется, получает ускорение до сверхзвуковой скорости , выбрасывается наружу. Создаётся эффект реактивной тяги, благодаря которому допустимо воздействовать на объект, в частности — поднять объект в воздух.

Турбореактивный вариант устройства (Jet Belt)

Аппарат несколько иной конфигурации – турбореактивный ранец персонального пользования, изобрели в 1969 году. Прототип турбореактивного блока WR-19, массой 31 кг, создали инженеры Венделл Мур и Джон Халберт.

Эксперименты с этой модификацией турбореактивного ранца продолжаются до сего дня. Результаты положительного характера есть, но затраты на оборудование не позволяют запустить турбореактивный ранец в серийное производство

Первые испытания прототипа Jet Belt провели тем же годом и получили интересные результаты – перелёт расстояния в 100 метров на семиметровой высоте.

В основу энергетики Jet Belt заложено смешивание керосина и воздуха. Смесь сжимается до нескольких десятков атмосфер и подаётся компрессором в рабочую камеру — один из двух рабочих отсеков аппарата. Второй отсек выделен под модуль охлаждения, составляющий охлаждающий контур камеры сгорания.

Воздушно-керосиновая смесь, заполнив камеру сгорания, воспламеняется. Образовавшийся реактивный поток устремляется сквозь сопла наружу. Механизм управления соплами даёт возможность регулировать силу и направление реактивного потока.

Конструкция турбореактивного действия характерна выраженным КПД. Этот вариант установки показывает лучшие параметры полёта: продолжительности, ускорения, высоты. Но турбореактивным ранцам присущи сложность системы и значительные финансовые издержки производства.

Сделать подобные устройства своими руками невозможно тем более. Для этого требуется уникальное оборудование и специалисты. Разве если только попытаться соорудить реактивную установку самостоятельно чисто в целях эксперимента.

Реактивный ранец своими руками

Экспериментальная конструкция реактивного ранца, по сути, изготавливается своими руками в течение одного-двух рабочих дней. Для производства оборудования достаточно наличия стандартных слесарных навыков.

Вот такую, относительно простую с конструктивной точки зрения установку, вполне реально сделать своими руками за пару-тройку дней. При этом нет необходимости обладать профессиональными знаниями

Набор необходимых деталей самодельного устройства существенно отличается от того набора, что требуется для производства реально «подъёмных», профессионально сделанных моделей. Механику сборщику потребуются:

Два металлических сопла.
Стальная полоса (400х40х5).
Лист жести (500х500х0,7).
Шпильки стальные (2 шт.), подшипники (4шт.).
Баллон с пропаном (малолитражный).
Коллектор распределения газа.
Два электродвигателя малогабаритных на 12В.
Шланг высокого давления.
Система радиоуправления.

Главный момент в этом деле — самодельная сборка реактивного ранца в рамках эксперимента позволяет лучше понять принцип работы устройств подобного типа. Также потенциальный сборщик сможет по существу оценить возможности реализации проекта.

Схема турбины: 1 — заборная лопасть; 2 — компрессор высокого давления; 3 — вал компрессора высокого давления; 4 — турбина высокого давления; 5 — компрессор низкого давления; 6 — вал низкого компрессора давления; 7 — камера сгорания; 8 — турбина низкого давления; 9 — сопло

Следует отметить: работа сборки оборудования достаточно опасная, сопряжена с практикой применения горючих веществ. Поэтому, прежде чем пытаться повторять эксперимент, следует выполнить все необходимые меры безопасности.

Подготовка комплектующих деталей и сборка

Сопла, подходящие для турбины реактивного ранца, можно отыскать на старом технологическом оборудовании, которое использовалось, к примеру, в молочной промышленности. Так, конструкции старых машин-дозаторов сливок и молока содержат массу подходящих деталей.

Вот такие, взятые от старого оборудования детали, после соответствующей обработки легко трансформируются в сопла для силовой турбины будущего летательного аппарата

Старые, покрытые ржавчиной сопла, необходимо очистить, тщательно обработать, отшлифовать. Эти операции несложно провести на широко распространенном инструментальном оборудовании. На боковинах сопел потребуется рассверлить отверстия для подключения втулок коллектора распределения газа.

Внутри сопел реактивного ранца размещаются малогабаритные электродвигатели. Моторы оснащаются длинным валом, по всей длине которого размещается ряд крыльчаток. Вал с крыльчатками закрепляется на установленные опорные подшипники. Изготавливают вал из металлических шпилек, а крыльчатки делаются из листа жести.

Крыльчатки разного диаметра делаются из листовой жести. Вырезается круглая форма, разделяется на секторы, затем ножницами режутся рабочие пластины

Подготовленные сопла скрепляют между собой при помощи сварки металлической полосой. Соединяют внутренние пространства сопел через коллектор распределения газа.

Детали коллектора распределения газа вытачивают на токарном станке. Пустотелые втулки с резьбой, сделанные собственными руками, легко собираются в единую конструкцию.

Вот таким способом — обычным высверливанием дрелью, изготавливаются пустотелые втулки коллектора распределения газовой смеси. Для межвтулочного соединения нарезается резьба

Также конструкция коллектора содержит:

обратные клапаны,
форсунки,
механизмы поджига газовой смеси.

Газ (пропан) поступает через коллектор в рабочую область сопел реактивного ранца от баллона с пропаном малого литража. Объёма баллона хватает на 30-40 минут интенсивного действия.

Система управления вентиляторами

Регулировкой скорости вращения крыльчаток вентиляторов (турбин) удобно наращивать или снижать мощность реактивного ранца. Поэтому экспериментальная конструкция оснащается радиопередатчиком и приёмниками, благодаря которым осуществляется управление моторами вентиляторов.

Вариант управления скоростью вращения электродвигателей турбины. Используется приёмопередающая радиоаппаратура, которой оснащаются, к примеру, детские радиоуправляемые игрушки

Модуль приёмно-передающего устройства можно купить уже готовый. Вполне подходящие приёмно-передающие устройства продаются недорого через популярные интернет магазины.

Электродвигатели вентиляторов подключаются через схему контроллера к приёмнику сигнала. Контроллер также управляет системой поджига газовой смеси.

Передатчик в рамках эксперимента располагается на произвольном расстоянии. В последующем, если дело дойдёт до реального взлёта, устройство будет закрепляться на теле пилота.

Испытания реактивного ранца

Вот, собственно, и всё. Сделанный своими руками реактивный ранец успешно прошёл испытания в домашних условиях. Правда, в качестве перемещаемой в пространстве нагрузки выступал обычный торговый безмен.

С помощью нехитрого приспособления — электронных весов, удалось определить мощность реактивного ранца, сделанного своими руками. Как видно на дисплее весов, сила тяги составила чуть больше 6 кг

Судя по шкале безмена, сила тяги собранной своими руками турбины немного не достигла значения — 10 кг. Тем не менее, даже такой результат испытаний позволяет надеяться на будущее. Надежны действительно способны обратиться реальностью. В качестве подтверждения — видеоролики по теме:

Самодельная турбина для подъёма в воздух

Последние достижения в области разработки ракетных ранцев

Источник

Неопределенное будущее и ограниченные перспективы. Реактивные ранцы для армий

Полвека назад несколько ведущих стран активно занимались тематикой т.н. реактивных ранцев и других индивидуальных летательных аппаратов. На тот момент технологии не позволяли создать подобное изделие с достаточным уровнем характеристик, и постепенно интерес к направлению пропал. Сейчас появились новые технические и технологические возможности, уже ставшие основой перспективных проектов. Предсказуемо новые реактивные ранцы привлекают внимание армий – но их будущее в военной сфере все еще туманно.

Перспективный образец

Сейчас разрабатывается и испытывается сразу несколько вариантов реактивных ранцев с теми или иными особенностями. Наибольших успехов и наибольшей известности к настоящему времени добилась британская компания Gravity Industries Ltd. со своим проектом Jet Suit («Реактивный костюм»).

«Реактивный костюм» выполнен в форм-факторе жилета и пары наручей, соединенных гибкими рукавами и кабелями. На спине пользователя находится основной турбореактивный двигатель, обеспечивающий полет, а на руках попарно расположены менее крупные и мощные моторы, необходимые для стабилизации и руления. Jet Suit весит 27 кг; общая мощность двигателей достигает 1050 л.с. Обеспечивается разгон до 85-88 км/ч (в экспериментальном полете разогнались до 136 км/ч) и полет в течение 5-10 мин.

Jet Suit уже продают всем желающим; также компания-разработчик организовала курсы для обучения будущих «пилотов». С недавнего времени GI также демонстрирует свою разработку государственным структурам разным стран, в т.ч. вооруженным силам. Сразу несколько подобных мероприятий прошло в последние месяцы.

Армии изучают

В начале этого года компания GI и Силы спецопераций Королевских ВМС Нидерландов (NLMARSOF) организовали испытания «Реактивного костюма». Были проведены учебно-боевые операции, в которых самым активным образом применялась новая техника.

В середине апреля была опубликована видеозапись с такого учения. Группа бойцов NLMARSOF на моторых лодках приблизилась к торговому судну с условным противником. Один из участников был облачен в «Реактивный костюм». На заданном расстоянии от судна он осуществил взлет, затем самостоятельно добрался до судна и мягко приземлился на палубе. После этого боец сбросил с борта веревочную лестницу, и на судно поднялись его товарищи для проведения учебного боя с условным противником. После этого «летчик» покинул судно и вернулся на лодку.

В начале мая было опубликовано видео с аналогичных учений, проведенных Королевским ВМФ и морской пехотой Великобритании. Они прошли по тому же сценарию, что и в Нидерландах, но имели небольшие отличия. Так, осуществлялась высадка не на торговое судно, а на боевой корабль – патрульный HMS Tamar (P233). Кроме того, посадка выполнялась не на палубу, а на надстройку. После боя сразу трое летчиков осуществили посадку на вертолетную площадку.

Интерес к тематике реактивных ранцев проявляет и Пентагон. В марте агентство перспективных разработок DARPA запустило программу изучения этого направления. В ближайшее время планировалось принять заявки от разработчиков подобной техники, а затем провести оценочные и сравнительные испытания. Ожидалось, что среди участников программы будет несколько американских и иностранных организаций.

Согласно мартовским сообщениям, после определения круга участников начнется первый этап научно-испытательной программы, на который выделяется шесть месяцев. На этой стадии участники смогут получить помощь в размере 225 тыс. долл. Наиболее удачные образцы перейдут на следующий этап и получат дополнительно 1,5 млн долл. Круг участников и сроки проведения запланированных мероприятий пока не раскрывались, но можно предполагать, что в ней поучаствует и Gravity Industries Ltd.

Интерес к реактивным ранцам также проявляют невоенные структуры. В сентябре прошлого года изделие от GI испытала британская спасательная служба Great North Air Ambulance Service. С его помощью парамедик смог всего за полторы минуты обнаружить условного пострадавшего в труднодоступном районе, оказать необходимую помощь, а также подготовить его к эвакуации. В целом «костюм» получил высокую оценку.

Преимущества и ограничения

Реактивные ранцы имеют ряд важных особенностей, которые должны быть полезными в разных сферах, в т.ч. в армии. В то же время, несмотря на весь прогресс последних лет, сохраняются существенные недостатки, мешающие их внедрению и полноценному использованию. Возможно, в будущем удастся получить более удачное соотношение плюсов и минусов, что приведет к изменению ситуации.

Главное преимущество реактивного ранца – повышение мобильности человека без использования «традиционных» летательных аппаратов. Боец или спасатель может самостоятельно совершать полет и переносить некоторую полезную нагрузку, не завися от другой техники. Кроме того, носимый летательный аппарат компактнее других образцов, отличается повышенной маневренностью и т.д.

Современные технологии и компоненты позволяют получить достаточно высокие летно-технические характеристики. Jet Suit является самым удачным современным образцом в своем класса и по основным характеристикам превосходит аналогичные разработки прошлого. Можно ожидать, что в будущем конструкции станут еще совершеннее и будут показывать более высокие характеристики.

В то же время, имеющиеся параметры накладывают серьезные ограничения на эксплуатацию. Продолжительность полета не более 5-10 мин., в зависимости от скорости, серьезно ограничивает дальность и оперативный радиус. Как показывает практика, реактивный ранец поможет по воздуху догнать уходящий корабль, но переброска солдат на большие расстояния пока остается невозможной.

Грузоподъемность ранцев все еще ограничена, из-за чего экипировку спасателя или десантника придется сокращать. Это позволит сохранить летные характеристики на приемлемом уровне, но заметно ударит по рабочей и боевой эффективности.

В военном контексте большой проблемой является живучесть и боевая устойчивость реактивных ранцев. Летящий боец оказывается достаточно простой мишенью, а для его поражения не требуются особые средства, достаточно стрелкового оружия. При этом обеспечить защиту десантника от пуль будет непросто. Бронежилет, шлем и другие изделия являются едва ли не самой тяжелой часть экипировки, которая может выйти за пределы грузоподъемности летательного аппарата.

Живучесть современных ранцев на основе турбореактивных двигателей тоже оставляет желать лучшего. Любая пуля способна нанести фатальные повреждения двигателю или топливному баку, спровоцировав разрушение конструкции, пожар и гибель десантника. Необходимость обеспечения достаточной защиты вновь сталкивается с проблемой грузоподъемности.

Ограниченные перспективы

Таким образом, реактивные ранцы последних моделей по своим характеристикам и возможностям превосходят разработки прошлого, а также показывают свои широкие возможности применения в мирных и военных целях. Все это становится поводом для оптимизма и позволяет разработчикам говорить о самом большом будущем для их изделий.

Однако более основательное изучение темы показывает, что в сфере индивидуальных летательных аппаратов все еще остается целый ряд специфических вопросов и проблем. Одни из них затрудняют внедрение новых технологий в отдельных сферах, а другие мешают развитию направления в целом. Удастся ли разобраться со всеми этими проблемами в обозримом будущем и приемлемой ценой – неизвестно.

Можно предполагать, что существующие и разрабатываемые образцы действительно имеют определенные практические перспективы. Они вполне способны найти применение в разных сферах, но в определенных областях большой прогресс не ожидается. Возможно, это только временные проблемы, хотя нельзя исключать и принципиальную невозможность эффективного применения реактивных ранцев для некоторых задач.

Демонстрационные испытания последнего времени показывают, что «Реактивный костюм» справляется с ролью спортивного инвентаря для спортсменов-экстремалов, а также полезен при оказании помощи, пусть даже и с некоторыми ограничениями. Военное применение остается под вопросом. Недавние учения показали общие возможности Gravity Jet Suit, но не учитывали все возможные и характерные угрозы и риски. Практическая и теоретическая ценность таких испытаний, как минимум, неоднозначна.

Следует отметить, что к изучению тематики реактивных ранцев недавно присоединилось агентство DARPA. В ближайшее время оно планирует изучить все имеющиеся предложения и идеи, провести полномасштабные испытания техники и сделать выводы о военных перспективах направления. Такие новости представляют большой интерес.

Вполне возможно, что наработки коммерческих организаций и надзор Пентагона наконец-то приведут к появлению полноценного армейского реактивного ранца. Впрочем, пока нельзя исключать, что американская исследовательская программа придет к негативным выводам, и от любопытного направления вновь откажутся. В любом случае DARPA приложит все усилия и сделает максимально объективные выводы. Кроме того, агентство подаст пример другим странам, которые пока не знают, стоит ли заниматься неоднозначным, но интересным направлением.

Источник