«Техника-молодежи» 1977 г №3, с.56-57
Под редакцией заслуженного летчика-испытателя СССР, Героя Советского Союза Федора ОПАДЧЕГО.В 1940 году, ровно через 30 лет после неудачного старта реактивного самолета (см. «ТМ», 1976 г., № 3). Анри Коанда, в небо поднялся итальянский «Капрони-Кампини» № 1 — машина с принципиально такой же — мотокомпрессорной — силовой установкой. Поршневой 900-сильный мотор приводил в действие трехступенчатый компрессор, снабжавший камеру сгорания нужной массой воздуха. Летные данные итальянца оказались более чем скромными.
Повозились с мотокомпрессорными установками и американцы. Эксперименты с комбинированным агрегатом — поршневой мотор «Уосп» и одноступенчатый осевой компрессор — продолжались без особого успеха до 1943 года. Установку так и не испытали в полете. Слишком много она весила и потребляла горючего...
Почему же еще накануне второй мировой войны, в пору расцвета поршневой авиации, авиаконструкторы исследовали иной, реактивный принцип движения, пытались избавиться, как и Анри Коанда, от старого доброго винта?
Разведав с помощью рекордных самолетов новые скоростные и высотные диапазоны, конструкторы подтягивали до рекордных величин и летные данные боевой авиации. Но с каждым годом такая гонка становилась все труднее: даже незначительный прирост скорости требовал сотен добавочных лошадиных сил, а удельный вес силовой установки почти не снизился с 1920-го по 1945 год и составлял около 1 кг на 1 л. с. Это означало, что увеличение мощности, скажем, на 100 л. с. утяжеляло силовую установку на добрый центнер. Более тяжелый мотор при сохранении боевой нагрузки увеличивает полетный вес машины. Это, в свою очередь, заставляет конструкторов увеличить площадь крыла. Возрастает аэродинамическое сопротивление несущей поверхности. Чтобы компенсировать ухудшение аэродинамики, нужно повысить мощность двигателя. Круг, как говорится, замкнулся!
Хотя различными ухищрениями — главным образом за счет «вылизывания» очертаний самолетов, увеличения КПД винта, использования крыльев малой площади — и удавалось оттянуть кризис винтовой авиации, он все-таки подстерегал скоростные машины на рубеже 750— 850 км/ч.
Отличные весовые данные скоростных машин сулил лишь ЖРД— жидкостно-реактивный, ракетный двигатель. На ракетоплане СК-9 (конструкции будущего академика С. Королева), оснащенном ЖРД, летчик-испытатель И. Федоров совершил зимой 1940 года первый в СССР реактивный полет.
Чрезвычайно простой в своей принципиальной схеме ЖРД обладает огромной тягой при небольшом собственном весе. Правда, по сравнению с любым поршневым или воздушно-реактивным двигателем он поглощает кислород не из окружающей среды, а из бортовых запасов окислителя.
Отличные «спринтерские» характеристики двигателя использовали конструкторы, чтобы создать боевые самолеты-перехватчики. Главное для такой машины — быстро стартовать, стремительно набрать высоту, настичь и уничтожить любого врага. Возвратиться на свой аэродром после «охоты» можно и по-планерному, с неработающим двигателем.
Первым самолетом с ЖРД, предназначенным именно для такой работы, был советский ракетный истребитель БИ-1 Сконструированный коллективом под руководством В. Болховитинова, он был не просто летающей лабораторией для летных испытаний ЖРД, а боевым, оснащенным двумя 20-мм ШВАКами аппаратом. 15 мая 1942 года на БИ-1 стартовал Григорий Бахчиванджи. Позже испытания этого уникального самолета и его модификаций продолжили летчики Б. Кудрин, К Груздев и А. Пахомов.
Особое значение к концу войны ракетные перехватчики приобрели для немцев: фронт приближался к Германии, «рейх» непрерывно бомбила советская и союзная авиация. Противодействовать бомбардировщикам и должны были стремительные ракетопланы. Один из них, Ме-163, поступил на вооружение в конце 1944 года. Бесхвостый, кургузый самолет длиной всего лишь 5,7 м с капризным ЖРД, едким окислителем оказался ненадежным оружием.
Практически одновременно, но независимо друг от друга начались в разных странах исследовательские и конструкторские работы над турбореактивными силовыми установками.
В нашей стране зачинателем ТРД стал А. Люлька, чей конструкторский коллектив еще в 1937 году выдвинул проект РД-1. По расчетам, двигатель обладал тягой, достаточной для разгона самолета до 900 км/ч. К началу войны успели изготовить около 70% узлов и деталей опытного образца.
Английский конструктор Френк Уиттл занимался поначалу ТРД на свой страх и риск, без всякой поддержки со стороны официальных ведомств. После многочисленных переделок ТРД поставили на специально построенном самолете «Глостер» Е.28/39, который совершил первый полет в мае 1939 года.
|
Успех подстегнул министерство авиации и правительство. Заниматься ТРД Уиттла поручили ряду фирм.
В 1941 году из Англии в США поступили чертежи и опытные образцы ТРД Уиттла. В 1942 году в первый полет стартовал двухдвигательный Р-59А «Эркомет», построенный фирмой «Белл». Серийное производство самолета, максимальная скорость которого составляла лишь 660 км/ч, началось в 1944 году. Всего построили 30 машин. Использовали их в качестве учебно-тренировочных истребителей. Никакой роли в боевых действиях «Эркомет» не сыграл. Для этого, как выразился командующий ВВС США генерал Арнольд, у самолета были «ноги коротки».
Первые реактивные самолеты унаследовали от быстроходных винтовых машин необузданный нрав: случалось, что на предельных скоростях они вдруг выходили из-под контроля и вопреки усилиям пилотов переходили в неуправляемое пикирование.
Затягивание в пикирование, тряска и прочие неприятностей были «первыми звоночками», извещавшими о приближении авиации к так называемому звуковому барьеру И, вопреки распространенному представлению, преодолевать это препятствие пришлось не одним только машинам, способным обогнать звук.
Лишь разобравшись с проблемами, связанными с сжимаемостью воздуха, авиаконструкторы смогли взяться за создание боевых самолетов с недостижимыми прежде характеристиками. И хотя в реактивных машинах конца войны и первых послевоенных лет много от винтовых предшественников, в облике первых серийных МиГов, «Лавочкиных», Яков, «глостеров» и «локхидов» угадываются черты нынешней сверхзвуковой авиации.
|
74. Истребитель-перехватчик Мессершмитт Ме-262 «Штурмфогель» (Германия, 1942). Двигатели — 2Х ТРД Юнкерс «Юмо» 004В с тягой по 900 кг. Размах — 12,5 м. Длина — 10,9 м. Площадь крыла — 16,6 м . Взлетный вес — 7000 кг. Вес пустого — 4500 кг. Скорость максимальная — 845 км ч. Дальность — 940 км.
Приведенные данные соответствуют варианту Ме-262 А-1. Вверху:
Ракетный истребитель БИ-1 (СССР, !942). Двигатель — ЖРД Д-1А конструкции Л. Душкина, тяга 1100 кг. Размах — 6,48 м. Длина — 5,25 м. Площадь крыла — 7,00 м. Взлетный вес — 1680 кг. Вес пустого — 950 кг. Вес топлива и окислителя — 600 кг. Скорость максимальная (расчетная) — 970 км ч. Вооружение — 2 пушки ШВАК-20 мм.