Карл Гильзин - В небе завтрашнего дня

• Название: В небе завтрашнего дня
• Автор: Карл Гильзин
• Издательство: Детгиз
• Жанр: Техническая литература
• Год: 1964

Эта книга представляет собой живой, увлекательный рассказ об авиации, ракетной технике и космонавтике, их настоящем и будущем. Она вводит юного читателя в мир необычных летательных аппаратов атмосферной и заатмосферной авиации. Сегодня эти аппараты еще только рождаются в замыслах ученых и конструкторов, на чертежных досках и экспериментальных аэродромах, но именно им принадлежит будущее. В 1959 году книга «В небе завтрашнего дня» удостоена второй премии на конкурсе Министерства просвещения РСФСР на лучшую книгу о науке и технике для детей. Автор книги — ученый-специалист и талантливый популяризатор науки. Созданные им книги («Путешествие к далеким мирам» и др.) переизданы во многих странах мира.

Прим. OCR: Одно из лучших изданий о авиации для детей, не потерявшее ценности до сих пор (по сути сегодняшняя авиация ничего принципиального, если не считать «стелс», не добавила). Немного наивное восхищение и прогнозы будущего отражают общее настроение в обществе того времени.

---

Но вот посадочная скорость поршневых самолетов постепенно стала возрастать, и их конструкторы задумались над тем, как искусственно снизить длину послепосадочного пробега. Нельзя ли тормозить самолет так же, как тормозит шофер обычный автомобиль? Для этого нужно снабдить колеса самолета такими же тормозами, как у автомобиля. Так и сделали. Правда, одного этого оказалось недостаточно. Ведь автомобиль — на четырех колесах, а на старых самолетах шасси имело два колеса, а иногда еще третье небольшое колесико или просто костыль сзади, для того чтобы хвост не ударялся о землю. Но при резком торможении с таким шасси самолет неизбежно, как говорят летчики, капотировал, то есть опрокидывался вперед. «Полный капот» нередко превращался в катастрофу. Вот почему использование тормозов на колесах стало возможным только с введением третьего, носо-. вого колеса, исключающего возможность капотирования.

15* По журналу «Нейшнл Эронотикс», январь 1963 г., и др.

Так могут выглядеть самолеты изменяемой геометрии — с «убирающимся» крылом (по проектам США). Показаны различные возможные положения крыла.

пассажирский сверхзвуковой самолет

истребитель

индивидуальны и легкий турбовинтовой самолет

Так часто совершают посадку современные реактивные самолеты..

Однако и этого конструкторам показалось мало. Стали устраивать всякие воздушные тормоза — различные щитки, которые открывались во время пробега и таким образом увеличивали лобовое сопротивление. Иногда снабжают самолеты даже специальным парашютом, спрятанным в фюзеляже у хвоста. При посадке парашют выпускается и, конечно, сильно тормозит самолет (попробуйте быстро бежать, держа сзади раскрытый зонтик!). Интересно, что такой метод торможения был очень давно с большой пользой применен советскими летчиками. Во время первой арктической воздушной экспедиции на Северный полюс в 1937 году это позволило осуществить успешную посадку тяжелого самолета на льдину. Сейчас же такие тормозные парашюты применяются все шире. Иногда раскрываются сразу даже два, а то и три парашюта.

Но, пожалуй, главный эффект торможения был получен тогда, когда для него стали использовать более полно воздушный винт. Правда, это оказалось очень нелегким делом. Сама-то идея проста и очевидна. Ведь с первых лет развития авиации на самолетах применялись как тянущие, так и толкающие винты. Тянущие винты устанавливаются спереди крыла, тогда как толкающие — сзади. А что случится, если установить спереди крыла не тянущий, а толкающий винт? Пожалуй, самолет начнет пятиться. А ведь это как раз то, что нужно при посадке! Но нельзя же на ходу менять винты на самолете.

Вот тут-то и пришло на помощь усовершенствование воздушных винтов, сделанное совсем для другой цели. В авиации все шире стали применять так называемые винты изменяемого шага, то есть винты, лопасти которых могут поворачиваться вокруг своей оси во втулке винта. Это оказалось необходимым, чтобы винт всегда работал в наилучших условиях при всех возможных скоростях полета. Но если лопасти винта можно поворачивать, устанавливая их под разными углами к направлению полета, то нельзя ли их повернуть так сильно, чтобы вместо отбрасывания воздуха назад, как это делают тянущие винты, они отбрасывали бы его вперед, как это сделали бы толкающие винты, установленные перед крылом? Это и позволило бы превращать один винт в другой. Правда, подобное, как его называют, реверсирование (то есть обращение) воздушных винтов оказалось совсем не простой задачей. Но она была все-таки успешно решена. Реверсируемые воздушные винты стали широко применяться, и с их помощью удалось значительно сократить пробег самолета при посадке.

Реверсирование воздушных винтов применяется теперь и на скоростных самолетах с турбовинтовыми двигателями. Но как же поступить с реактивными самолетами, у которых никаких винтов нет? Нельзя же реверсировать… реактивную струю?

А в самом деле, почему бы не воспользоваться этой замечательной возможностью? Ведь при посадке турбореактивные двигатели нельзя совсем выключить, так как в случае невозможности посадки, которая всегда может выясниться в последнюю минуту, самолету придется сразу же снова набирать высоту, или, как говорят летчики, уходить на второй круг. Ну, а раз двигатели все равно работают, то почему бы не использовать их выхлопные газы для торможения самолета?

… а иногда и так.

Мало того, появляется и еще один соблазн. Дело в том, что турбореактивные двигатели современных самолетов пока еще далеки от совершенства и уступают поршневым двигателям в отношении так называемой приемистости, то есть способности быстро переходить с минимальной мощности на максимальную. Легко видеть, как важно в эксплуатации самолетов это требование. Так, например, если на пути совершающего посадку самолета возникает неожиданное препятствие, то даже не секунды, а доли секунды имеют значение, разрешится ли эта драматическая коллизия благополучно. Вот почему летчик в таких случаях рывком переводит рычаг управления двигателем от упора до упора, то есть с малого на полный газ.

Но летчику-то легко резко перевести рычаг, а реактивному двигателю вовсе не так просто сразу изменить режим работы. На заре развития реактивной авиации вместо быстрого увеличения тяги в подобных случаях либо происходила самопроизвольная остановка двигателя из-за срыва пламени в камере сгорания, либо возникал пожар, что чаще всего приводило к катастрофе. Поэтому в механизм управления двигателем было включено особое устройство. Как быстро ни передвигал летчик рычаг управления, до двигателя доходили только спокойные, замедленные команды этого устройства.

Но так можно было устранить лишь опасность катастрофы из-за остановки или пожара двигателя. А как же остающаяся опасность, связанная с чрезмерно медленным увеличением тяги двигателя? Сейчас реактивные двигатели удалось усовершенствовать настолько, что надобности в «хладнокровном» устройстве для управления нет. Переход на полную тягу осуществляется за несколько секунд вместо прежних 20–30 секунд. И все же эта приемистость недостаточна, хотелось бы достичь перехода от минимальной к максимальной тяге за 1–1,5 секунды.

Вот тут-то и приходит мысль о том, нельзя ли сразу убить двух зайцев? Действительно, как хорошо было бы создать устройство, которое по желанию летчика могло бы изменять направление реактивной струи. С помощью этого устройства струю газов, вытекающих из двигателя, можно было бы направлять не назад, как обычно, а в стороны или даже вперед. Тогда не было бы нужды давать при посадке малый газ с риском вызвать остановку двигателя Или не успеть перевести его при необходимости на полную мощность. Пусть двигатель работает по-прежнему на полной мощности, но газы вытекают уже не назад, как в обычном полете. Ведь если выпускать их в стороны, то они не будут создавать вообще никакой тяги, а если вперед, то тяга станет уже не разгонять, а тормозить самолет. Тогда и пробег при посадке значительно уменьшится, и при необходимости можно почти мгновенно восстановить полную летную тягу, переключив устройство на выпуск газов назад.

Принципиально такое устройство для реверсирования тяги турбореактивного двигателя создать нетрудно. Для этого достаточно установить на выходе из двигателя какие-нибудь поворотные заслонки, которые в одном положении полностью открывают выходное сечение сопла, а в другом закрывают, заставляя газы вытекать в стороны или вперед. Но в действительности создать работоспособное и надежное реверсирующее устройство совсем не просто. Ведь детали такого устройства при работе двигателя непрерывно омываются раскаленными газами, текущими с большой скоростью. Особенно сложны условия работы реверсирующего устройства, когда оно установлено на турбореактивном двигателе с форсажной камерой: в этом случае температура газов может составлять уже не 600–700°, а 1600°. Ну и, кроме того, конечно, реверсирующее устройство совсем не должно вызывать уменьшения нормальной тяги двигателя.

Подобные устройства для реверсирования тяги турбореактивных двигателей созданы в самых различных конструкциях и получают все более широкое применение как в военной, так и в гражданской авиации. С помощью этих «реактивных тормозов» пробег самолета при посадке удается сократить почти вдвое. Кроме того, летчики военных самолетов могут пользоваться ими и в полете.

Интересно смотреть на совершающий посадку самолет с таким устройством, в особенности в ночное время. Вот истребитель идет на посадку. Просто не представляешь себе, как можно на огромной скорости спуститься с неба на бетонную полосу аэродрома. Сзади из сопла двигателя вырывается голубоватый длинный язык пламени. Самолет уже коснулся колесами бетона посадочной полосы. Сейчас он будет мчаться по ней с сумасшедшей скоростью добрых два километра. Но нет, с ним что-то произошло: весь хвост озарился голубым пламенем, рвущимся откуда-то изнутри и в стороны. Скорость самолета, как бы вырастающего из огненного цветка, резко снизилась, и вот он уже покатил совсем медленно. Снова появился сзади факел выхлопа, теперь короткий и почти не светящийся, и самолет зарулил на стоянку…