Вопросник девятый. Это было давно (стр. 4 )

В истории самолетостроения есть много примеров, когда хорошие пассажирские самолеты были получены модификацией бомбардировщиков путем замены фюзеляжа на более вместительный. Это достигалось увеличением диаметра фюзеляжа и небольшим увеличением его длины. Такие возможности объясняются близостью требований к пассажирским самолетам, их транспортным "братьям" и тяжелым бомбардировщикам дальнего действия. От последних они существенно отличаются только вместимостью фюзеляжа (поскольку бомбы имеют намного больший удельный вес, чем пассажиры) и частью оборудования. Так были получены первые советские пассажирские самолеты с газотурбинными двигателями — турбореактивный Ту‑104 и турбовинтовой Ту‑114. Пассажирские Ан‑10 и Ил‑18 не имели военных прототипов.

Данные отечественных самолетов рассматриваемого этапа приведены ниже.

Самолет	Назначение	Год	Мощность (кВт) или тяга (даН)	Взлетная масса, т	Максимальная скорость, км/ч
Ил‑18	Пассажирский	1957	2925´ 4	64	650
Ту‑114	Пассажирский	1957	11000´4	164	770
Ан‑10	Пассажирский	1957	2925´4	55	660
Ан‑22	Пассажирский	1965	11000´4	250	680

ПЯТЫЙ ЭТАП — освоение сверхзвуковых скоростей. У военных самолетов четвертый этап оказался довольно коротким, так как развитие тактики боевых действий настоятельно требовало создания сверхзвуковых самолетов.

Переход к пятому этапу также определили двигатели, но для этого не потребовалось каких-либо принципиальных изменений, а устройства для форсирования тяги ТРД стали испытывать еще на первых конструкциях. Хорошо поработали и аэродинамики, разработав вначале теорию стреловидного, а затем и треугольного крыльев. Конструкторы быстро убедились, что самолет с треугольным крылом не хуже стреловидного, а по весу крыла и его жесткости оно намного лучше. Третьим альтернативным решением, впоследствии оказавшимся бесперспективным, стало проверенное прямое крыло, но с очень малым размахом и тонкое. Характерный представитель этого направления развития — американский истребитель F-104 с относительной толщиной профиля всего 3,5 %.

При сверхзвуковых скоростях самолеты схемы "бесхвостка" имеют некоторые преимущества, этим и объясняется появление истребителей и даже пассажирских самолетов такой схемы (Ту-144 и "Конкорд"). Однако опыт эксплуатации показал, что военные сверхзвуковые самолеты значительную часть полетного времени идут на высоких дозвуковых скоростях, а взлет и посадку, естественно, выполняют при малых скоростях полета, на которых у "бесхвосток" возникают серьезные проблемы. Поэтому выбор схемы самолета стал не столь однозначным.

При скоростях свыше 2200 км/ч в длительном полете серьезную проблему представляет аэродинамический нагрев некоторых частей самолетов. Для самолетов с максимальной скоростью, превышающей 2,4 звуковых, потребовался переход от алюминиевых сплавов к титану и стали, а также пересмотр целого ряда принципиальных подходов к проектированию и технологии изготовления.

ШЕСТОЙ (современный) ЭТАП можно назвать периодом оптимизации. В наше время потерял актуальность почти олимпийский девиз: быстрее, выше, дальше. Максимальная скорость пилотируемого самолета еще в 60‑е годы достигла 7000 км/ч. Но для боевых действий и гораздо меньшие скорости оказались чрезмерными. Стремление летать выше после проникновения в околоземное космическое пространство потеряло смысл. Облетели без посадки вокруг Земли (вначале с дозаправками в воздухе, а потом на специально спроектированных самолетах и без дозаправок) и убедились, что увеличивать дальность бессмысленно...

В наше время практически достигнуты разумные пределы по всем параметрам полета, но хочется получать такие же результаты дешевле, проще, надежнее. Много можно сделать, оптимизируя параметры летательного аппарата. Так, оптимизируя все основные проектно-конструкторские решения и, в частности, распределение масс по агрегатам и силового материала в сечении основных агрегатов, удалось создать сверхтяжелые транспортные самолеты Ан-124 (полезная нагрузка — 150 кг, взлетная масса — 405 т, рис. 2 цв. вклейки) и Ан-225 (полезная нагрузка — 250 кг, взлетная масса — 600 т, рис. 1, 3, 4 цв. вклейки). Оптимизируя число лопастей, диаметр несущего винта и остальные параметры, удалось создать вертолет-тяжеловес Ми-26 (рис. 45 цв. вклейки). Стоит напомнить, что оптимизация не означает собирание всего самого лучшего в одном аппарате — иногда все усилия аккумулируются для решения одной "сверхзадачи", находящейся на грани возможностей современной науки и техники. Например, самолет Локхид F-117А (рис. 17 цв. вклейки), совершивший первый полет в 1981 г., был разработан для нанесения точных ударов по малоразмерным высокоприоритетным целям. Для повышения эффективности его действий была применена идея "самолета-невидимки" (так называемая технология "стелс", от английского stealth — скрытность). Многогранная пирамидальная конструкция фюзеляжа, двигатели без форсажных камер, надкрыльевые воздухозаборники особой формы, узкие щелевые сопла и специальное электронное оборудование сводят до минимума инфракрасное излучение и силу отраженных радиолокационных сигналов, что существенно затрудняет обнаружение самолета средствами противовоздушной обороны противника. Это все хорошо. Но "в нагрузку" к этому преимуществу самолет получил очень плохую аэродинамику, дозвуковую скорость, малую маневренность, практически полную беззащитность в случае обнаружения.

Безусловно, впереди нас ждут еще новые и новые этапы развития самолетов, очередные победы человеческого разума, в которых свою роль сыграют повзрослевшие и набравшиеся опыта юные читатели этой книги.

Дополнительное сжатие

По мнению авторов, "оглавление развития" получилось плохое. Давайте попытаемся еще больше "сжать века". Тогда можно будет, не очень научно, выделить такие периоды:

Языческое восприятие. В наше время оно выглядит как дикая безграмотность, но это не так. Просто люди мало знали, зато имели богатую фантазию… Летали боги, летали чудовища и летали герои. Пожалуй, больше всех в этом преуспели древние греки. У них были: летающие женщины-чудовища со змеями вместо волос — горгоны; крылатые существа отвратительного вида полуженщины-полуптицы — гарпии; животные с туловищем льва, орлиными головой и крыльями — грифоны; симпатичная крылатая лошадка Пегас и многое другое. Для нас особенно интересен бог Гермес. Сын Зевса стал вестником олимпийских богов, покровителем пастухов, путников, купцов и мошенников. Очевидно, хлопот у него было очень много, и чтобы успевать выполнять все поручения, ему были предоставлены маленькие крылышки на ногах. Похоже, что наши отечественные ведьмы и Баба‑Яга, летающие на примитивных метлах и в ступе, как и черти, не занимали ведущих мест в мифологии.

Некоторое понимание. Начала зарождаться наука — медленно, растянуто во времени (удивительные глупости можно встретить и в наше время, так что период этот, может быть, еще не завершен). Как негаснущие звезды вспыхивают такие прозорливцы, как Архимед, Леонардо да Винчи, Ломоносов, Ньютон, Кейли и другие. Ведь Архимед фактически дал теоретические основы воздухоплавания, которые были использованы только через многие века. Леонардо показал инженерную основу авиации и вертолетостроения. Без Ньютона не могло быть и речи о математическом исследовании течения жидкости. Кейли стал "неувиденным" основателем самолета… Но только очень сильные люди, такие как Петр I, могли допускать себе подобные "еретические" высказывания: "Не мы, а правнуки наши будут летать по воздуху, ако птицы". Остальных сжигали или, как минимум, пороли — среди них Джордано Бруно, Галилео Галилей и многие тысячи безвестных мучеников науки...

Поиски. Но все же физика неумолимо наступала. Стало понятным, что нужны источники энергии и знания — двигатели и наука. И снова Ломоносов, Ньютон, Кейли, Монгольфье, Жуковский, Циолковский и другие.

Язычество техническое, трудноотличимое от истинного прогресса — также бывает и в наше время. На первое место выходит умение работать, думать, понимать. Становится понятным (это нам, оглядываясь на прошлое) существование потребностей и возможностей.

Прорыв. Накапливались знания, возникали и развивались науки. Неизбежное должно было случиться — и оно случилось в конце XIX и начале XX веков. Но до этого должна была исчезнуть инквизиция, терзавшая людей с XIII по XIX века. Мракобесие должно было отступить. В этих условиях не могли не проявиться люди с талантами и разумениями, такие как Шанют, Лилиенталь, Райты… Кстати, отец братьев Райт был священником, но это уже не могло помешать их работе. Человечество начало избавляться от средневекового мракобесия. Интересно, кто и когда придумал латинский термин "homo sapiens" — "человек как разумное существо"?

Олимпийский стиль развития. При ясности возможностей и способов их достижения стала неизбежной ориентация на Олимпийский лозунг: "Citus, altius, fortius", то есть "Быстрее, выше, сильнее". Достижения удивительные, перспективы безграничные… К сожалению, прежде всего в области военной.

Куда дальше? Наше время. Так и хочется сказать — "растерянность от безграничных возможностей". Даже специалисты не могут сказать определенно, что будет… Но ведь что-то будет? Вы-то увидите — это точно!

С чего начиналась история ракет?

На арене истории опять появляется Китай и военные. По преданию, похожему на вымесел, примерно в 1500 г. китайский чиновник Ван Ху (по другим сведениям, это был сам император) погиб при испытании изобретенного им "ракетного самолета". Он взял два коробчатых змея, соединил их ферменной конструкцией с седлом. На коробчатых змеях установил 47 больших пороховых ракет. Запуск закончился взрывом сразу всех ракет вместе с императором или чиновником (все-таки каждый должен заниматься своим делом).