Jetpack

Реактивный ранец (англ. jetpack, также ракетный ранец, ранец-вертолёт, индивидуальное летательное средство) — это персональное устройство, надеваемое на спину пилота, которое позволяет человеку совершать вертикальный взлёт, зависание и горизонтальное перемещение в воздухе за счёт реактивной тяги. В качестве источника тяги обычно используется реактивный двигатель (турбореактивный, ракетный или импульсный) или мощные вентиляторы с электрическим приводом. Реактивные ранцы относятся к классу персональных летательных аппаратов (ПЛА) и отличаются от других средств индивидуальной мобильности (например, парашютов или дельтапланов) способностью к активному управляемому полёту без необходимости в разбеге или сбросе с высоты.

История

Ранние концепции и прототипы

Идея создания устройства для индивидуального полёта впервые появилась в научно-фантастической литературе начала XX века. В 1928 году в журнале Amazing Stories был опубликован рассказ «The Skylark of Space», где описывался «реактивный ранец». Однако первые практические попытки реализовать эту идею относятся к 1940-м годам, когда в рамках военных программ США и Германии разрабатывались экспериментальные образцы.

В 1945 году американский инженер Уэнделл Мур из компании Bell Aircraft создал прототип «Bell Rocket Belt» — устройства, работающего на перекиси водорода. Первый публичный полёт состоялся 20 апреля 1961 года: пилот Гарольд Грэм пролетел около 35 метров на высоте 1,5 метра. Этот аппарат, известный как «Bell Rocket Belt», стал самым известным ранним прототипом и использовался в показательных выступлениях, в том числе на открытии Олимпийских игр 1984 года в Лос-Анджелесе.

Развитие в XX веке

В 1960-е годы разработки велись в основном в военных целях. Армия США рассматривала реактивные ранцы как средство быстрого перемещения пехоты через препятствия, но проекты сталкивались с рядом проблем: малая продолжительность полёта (не более 20–30 секунд), высокая стоимость топлива и сложность управления. К концу 1970-х годов военные программы были свёрнуты.

В 1980-е годы интерес к реактивным ранцам переместился в область авиационных шоу и коммерческих демонстраций. Компания Bell Aerospace (США) и Aerojet (США) продолжали совершенствовать конструкции, но серийного производства не последовало.

Современные проекты (2000-е — 2020-е)

С начала XXI века, благодаря развитию лёгких турбореактивных двигателей и композитных материалов, появились новые коммерческие и любительские разработки. В 2008 году новозеландский изобретатель Гленн Мартин продемонстрировал «Martin Jetpack» — аппарат с двумя мощными вентиляторами, работающий на бензиновом двигателе. Устройство могло находиться в воздухе до 30 минут, но требовало парашютной системы безопасности.

В 2010-е годы компания JetPack Aviation (США) под руководством Дэвида Мэймана создала серию реактивных ранцев на турбореактивных двигателях, например, JB-9 и JB-10. Эти аппараты развивают скорость до 200 км/ч и могут подниматься на высоту до 4500 метров, однако продолжительность полёта ограничена 10–15 минутами.

В 2019 году французский изобретатель Фрэнки Запата установил мировой рекорд, пролетев на реактивном ранце через Ла-Манш (около 35 км) за 22 минуты. Его аппарат «Flyboard Air» использует пять турбореактивных двигателей и управляется наклоном тела пилота.

Классификация

Реактивные ранцы классифицируются по типу двигателя и принципу создания тяги:

По типу двигателя

1. Ракетные ранцы — используют реактивную тягу, создаваемую сгоранием топлива (например, перекиси водорода). Отличаются простотой конструкции, но крайне малой продолжительностью полёта (до 30 секунд) и высокой температурой выхлопа. Пример — Bell Rocket Belt.
2. Турбореактивные ранцы — оснащены миниатюрными турбореактивными двигателями, работающими на керосине или дизельном топливе. Обеспечивают более длительный полёт (до 15 минут) и высокую скорость. Пример — JB-10 от JetPack Aviation.
3. Электрические ранцы — используют электродвигатели, питаемые от аккумуляторов, для вращения вентиляторов или винтов. Отличаются низким уровнем шума и отсутствием выхлопа, но имеют ограниченную ёмкость батарей (полёт до 10–15 минут) и меньшую тягу. Пример — прототипы от компании Gravity Industries (Великобритания).
4. Импульсные ранцы — работают на импульсном детонационном двигателе (пульсирующем воздушно-реактивном двигателе). Технология находится на стадии экспериментов, не имеет коммерческих образцов.

По способу управления

• Управление наклоном тела — пилот меняет направление полёта, наклоняя корпус вперёд, назад или в стороны. Характерно для большинства современных турбореактивных и электрических ранцев.
• Ручное управление — используются джойстики или рычаги, установленные на руках пилота. Применялось в ранних прототипах (Bell Rocket Belt).

Устройство и характеристики

Типичный реактивный ранец состоит из следующих основных компонентов:

• Двигатель (один или несколько) — источник тяги. В турбореактивных ранцах применяются малогабаритные турбины (например, PBS TJ-100 чешского производства).
• Система подачи топлива — топливные баки (обычно из алюминия или композитов), насосы и регуляторы давления.
• Рама и крепления — несущая конструкция из углепластика или титана, фиксирующаяся на спине и плечах пилота.
• Система управления — электронный блок, стабилизирующий положение аппарата в пространстве (гироскопы, акселерометры).
• Парашютная система — обязательный элемент безопасности для аварийного приземления (на большинстве современных моделей).

Основные технические характеристики (на примере JetPack Aviation JB-10):

• Максимальная скорость: до 200 км/ч.
• Продолжительность полёта: 10–12 минут.
• Максимальная высота: до 4500 метров.
• Взлётный вес (с пилотом): около 150–200 кг.
• Тяга двигателя: до 1000 Н (на каждый двигатель).

Применение

Военное и специальное применение

Реактивные ранцы рассматриваются военными ведомствами ряда стран как средство для:

• Быстрого преодоления препятствий (реки, овраги, заграждения).
• Десантирования в труднодоступные места (горы, крыши зданий).
• Эвакуации раненых с поля боя.
• Разведки и наблюдения с воздуха.

Однако из-за высокой стоимости, шума, ограниченной продолжительности полёта и сложности обучения пилотов, массовое внедрение в армии не произошло. В 2020-е годы испытания проводились в США, Великобритании и Франции, но серийных заказов не было.

Гражданское применение

• Авиашоу и демонстрации — реактивные ранцы используются в качестве аттракциона на выставках, фестивалях и спортивных мероприятиях.
• Спасательные операции — в некоторых странах (например, в Швейцарии) тестируются электрические ранцы для экстренной доставки дефибрилляторов или медикаментов в горные районы.
• Кино и индустрия развлечений — для съёмок трюков и спецэффектов (например, в фильмах «Железный человек», «Мстители»).

Ограничения и проблемы

• Безопасность — высокая температура выхлопа и риск возгорания топлива.
• Законодательство — во многих странах полёты на реактивных ранцах требуют специального разрешения авиационных властей (например, в США — от FAA).
• Шум — турбореактивные двигатели создают уровень шума до 120 дБ, что ограничивает применение в городской среде.
• Стоимость — цена коммерческих образцов (например, JB-10) составляет от 200 000 до 500 000 долларов США.

Интересные факты

• В 1984 году на церемонии открытия Олимпийских игр в Лос-Анджелесе пилот на Bell Rocket Belt пролетел над стадионом, что стало первым в истории массовым показом реактивного ранца.
• В 2016 году компания JetPack Aviation установила мировой рекорд скорости для реактивного ранца — 200 км/ч.
• В 2021 году в Дубае (ОАЭ) прошли первые гонки на реактивных ранцах, организованные компанией Gravity Industries.
• В России разработки реактивных ранцев ведутся с 2010-х годов, в частности, компанией Hoversurf (Санкт-Петербург), создавшей электрический ранц «Scorpion-3». Однако серийного производства нет.

Критика

Реактивные ранцы подвергаются критике со стороны экспертов по безопасности и авиационных регуляторов. Основные претензии:

• Высокая аварийность — из-за отсутствия надёжных систем автоматической стабилизации и парашютов, пригодных для спасения на малых высотах.
• Недостаточная продолжительность полёта для практического применения.
• Экологические риски — выбросы продуктов сгорания и шумовое загрязнение.

Некоторые исследователи (например, профессор Массачусетского технологического института Джон Хансман) считают, что реактивные ранцы никогда не станут массовым транспортом из-за фундаментальных физических ограничений (закон сохранения энергии, аэродинамика).

Источники

• Bell Rocket Belt: The First Jetpack — Smithsonian National Air and Space Museum, 2010.
• Jetpack Aviation: JB-10 Technical Specifications — JetPack Aviation, 2019.
• Flyboard Air: Crossing the English Channel — Guinness World Records, 2019.
• Martin Jetpack: Development and Testing — Martin Aircraft Company, 2015.
• Personal Aerial Vehicles: A Review — Journal of Unmanned Vehicle Systems, 2020.
• Hoversurf Scorpion-3: Russian Electric Jetpack — Hoversurf, 2021.