Вопросник девятый. Это было давно (стр. 3 )

Самолет	Схема	Год	Мощность двигателей, л. с.	Взлетная масса, кг	Максимальная скорость, км/ч
Р‑5	Полутораплан	1928	500	3000	212
К‑4	Моноплан	1928	240	2350	173
И‑5	Биплан	1930	480	1300	270
ТБ‑1	Моноплан	1925	1000	6800	180
ТБ‑3	Моноплан	1930	3000	18600	230
АНТ‑20	Моноплан	1939	6000	44000	235

ТРЕТИЙ ЭТАП определяется завершением развития самолетов с поршневыми двигателями. Можно сказать, что это был этап "углубленного развития".

Дальнейшее повышение характеристик самолетов было подготовлено в результате большой и кропотливой научно-экспериментальной и конструкторской деятельности в предшествующие годы. Разрабатываемые мероприятия, казалось, каждое в отдельности не давали большого эффекта. По некоторым вопросам даже просматривалось ухудшение ситуации. Так, уборка шасси уменьшала сопротивление, но усложняла и утяжеляла конструкцию. Первый самолет с убирающимся шасси был специально построен для участия в авиационной гонке еще в 1920 г. При сравнительно малых скоростях эффект был незначительным из-за заметного прироста массы. Серийный пассажирский самолет с убирающимся шасси "Орион" был построен фирмой Локхид только в 1932 г., но более тяжелое шасси при сравнительно больших скоростях себя уже оправдывало. С небольшим отставанием от "Ориона" в 1932 г. в Харькове под руководством был спроектирован и построен ХАИ‑1 — первый отечественный самолет с убирающимся шасси, а в 1933 г. начались испытания И‑16 конструкции . Соответственно, гладкая (не гофрированная) обшивка и закрытые кабины усложняли производство и ухудшали обзор. Однако суммарный эффект был положительный: скорости увеличились в 1,5 — 2 раза.

Во второй половине 30‑х и начале 40‑х годов большое внимание уделялось и проблеме увеличения области плавного, ламинарного обтекания. Однако на практике существенного уменьшения сопротивления не получилось из-за недостаточной гладкости поверхности и трудности ее сохранения в реальных условиях эксплуатации (пыль, грязь, брызги, налипшая мошкара).

Были проведены серьезные работы по механизации крыла, улучшены формы фюзеляжа в результате устранения надстроек и вырезов в местах размещения экипажа и вооружения. Очень существенным достижением была разработка к 1935 — 1936 гг. винтов изменяемого шага в разных конструктивных вариантах. В 30‑е годы стали применять кольцевые капоты для улучшения аэродинамики и охлаждения цилиндров. К 1944 — 1945 гг. благодаря напряженной деятельности ученых-аэродинамиков, конструкторов двигателей и самолетов стало совершенно ясно, что все выявленные средства повышения скорости и высоты полета уже исчерпаны, и на базе поршневых двигателей можно рассчитывать только на незначительный прогресс в указанных направлениях. Нужно было радикально снизить вес источников энергии для полета.

Наиболее типичным для третьего этапа был пассажирский самолет Дуглас DC-3, введенный в эксплуатацию в США в 1936 г., который строился по лицензии в нескольких странах, в том числе и в СССР, как Ли‑2 (впоследствии он был заменен улучшенными отечественными Ил‑12 и Ил‑14, на смену которым уже шли самолеты на базе газотурбинных двигателей). Вот параметры нескольких характерных самолетов этого этапа:

Самолет	Схема	Год	Мощность двигателей, л. с.	Взлетная масса, кг	Максимальная скорость, км/ч
ХАИ‑1	Моноплан	1932	480	2600	292
И‑16	Моноплан	1934	750	1700	400
ЦКБ‑30	Моноплан	1936	1600	7000	330
Пе‑8	Моноплан	1939	3800	25000	320
Ил‑2	Моноплан	1939	1570	5850	390
Пе‑2	Моноплан	1940	2200	8500	540
Ту‑2	Моноплан	1942	2900	10500	560
Як‑1	Моноплан	1940	1180	2900	600
Ла‑7	Моноплан	1944	1850	3250	680

ЧЕТВЕРТЫЙ ЭТАП связан с появлением дозвуковых самолетов с газотурбинными двигателями. Они резко отличались от самолетов предыдущего этапа.

После окончания Второй мировой войны начался переход на турбореактивные и турбовинтовые двигатели, стало успешно развиваться вертолетостроение, требовавшее дальнейшего увеличения удельной мощности силовых установок. Очередное ослабление темпа развития самолетов во второй половине третьего этапа заставило глубоко пересмотреть все проблемы, и особенно относящиеся к двигателям. Хотя о реактивных двигателях уже давно и много говорилось, но с практическим решением проблем их создания дело не ладилось.

Появление новых технических решений всегда бывает довольно неожиданным. Над идеями применения ракетных двигателей и газовых турбин упорно работали десятки лет, но до применения их на практике, казалось, было еще далеко. В этих условиях ракетные двигатели казались более перспективными.

Интенсивное развитие конструкций ракетных двигателей (как пороховых, так и, в особенности, жидкостных) относится к 30‑м годам XX века. Сначала их испытывали на автомобилях и моторных лодках как устройства для получения тяги, а затем на простых и крылатых ракетах.

11 июня 1928 г. Фридрих Штаммер выполнил в Германии первый полет человека с помощью ракетного двигателя твердого топлива на бесхвостом планере. Взлет выполнялся с помощью резинового амортизатора и ракеты тягой в 44 фунта (~20 даН). Вторая ракета была зажжена уже в воздухе. Дальность полета составила около 1 мили (1,85 км). К концу 30‑х годов появилась возможность применения жидкостных ракетных двигателей на пилотируемых летательных аппаратах. Эта возможность определилась увеличением их тяги до 1000 даН и обеспечением надлежащей надежности работы.

Первый полет на самолете с жидкостным ракетным двигателем в СССР был совершен в 1940 г. Это был планер с установленным в его хвостовой части ракетным двигателем с тягой около 140 даН. Конструктор этого планера по горькой иронии судьбы в это время был незаконно репрессирован и находился в ссылке на Колыме.

Вскоре под руководством конструктора был построен самолет с ракетным двигателем , способным развивать тягу около 1000 даН. отвечал за двигательную установку в целом,  — за конструкцию самолета. Первый полет на БИ‑1 совершил летчик 15 мая 1942 г. При испытаниях этого самолета впервые возникли трудности в управлении из-за явлений "затягивания в пикирование" и одновременного падения эффективности руля высоты. При достижении некоторого значения числа траектория полета начинала отклоняться вниз, и даже предельное отклонение руля высоты на кабрирование не могло прекратить это опасное движение. Так погиб .

Примерно через год после начала испытаний БИ‑1 в Германии был испытан самолет Ме‑163 тоже с ЖРД, который позже строился серийно как истребитель. Малое время полета самолетов с ЖРД на практике оказалось очень существенным недостатком — будущее оказалось за газотурбинными двигателями.

Из опыта создания паровых машин конструкторам уже было известно, что переход на турбины позволяет резко уменьшить удельный вес двигателя. Это понимали и строители авиационных двигателей, но попытки сделать газовые турбины приводили к неудачам из-за чрезмерно высокой температуры газов, получаемых при сгорании топливовоздушной смеси и непосредственно проходящих через турбину. Только к началу 40‑х годов удалось решить проблему понижения температуры газов. Как только это было достигнуто, начался быстрый прогресс в развитии газотурбинных двигателей как с передачей мощности на воздушные винты, так и с использованием прямого реактивного эффекта.

Самолет	Назначение	Год	Тяга, даН	Взлетная масса, кг	Максимальная скорость, км/ч
МиГ‑9	Истребитель	1946	2×800	5500	910
Як‑15	Истребитель	1946	850	2740	805
МиГ‑15	Истребитель	1947	2700	4900	1070
Ил‑28	Бомбардировщик	1948	2×2700	21200	900
Ту‑104	Пассажирский	1955	2×9700	76000	900

По мере накопления опыта выяснилось, что техника пилотирования реактивных самолетов проще, чем поршневых. К тому же оказалось, что турбореактивные двигатели имеют бόльшую надежность. Не вызывало сомнения, что такие самолеты с такими двигателями являются очень перспективными. Чтобы ускорить их появление в гражданской авиации СССР, было решено модифицировать удачные военные самолеты в пассажирские.