История появления реактивной авиации
равен
примерно 8-9%. А при увеличении этой скорости в 2 раза КПД в ряде случаев
может достигнуть 30% - выше, чем у поршневого авиадвигателя. Но надо
заметить, что ПВРД обладает существенным недостатком: такой двигатель не
дает тяги на месте и не может, следовательно, обеспечить самостоятельный
взлет самолета.
Сложнее устроен турбореактивный двигатель (ТРД). В полете встречный
воздух проходит через переднее входное отверстие к компрессору и сжимается
в несколько раз (рис.5). Сжатый компрессором воздух попадает в камеру
сгорания, куда впрыскивается жидкое горючее (обычно керосин); образующиеся
при сгорании этой смеси газы подаются к лопаткам газовой турбины.
Диск турбины за-креплен на одном валу с колесом компрессора, поэтому
горячие газы, проходящие через турби-ну, приводят ее во вра-щение вместе с
компрес-сором. Из турбины газы попадают в сопло. Здесь давление их падает,
а скорость возрастает. Выходящая из двигателя газовая струя создает
реактивную тягу.
В отличие от прямоточного ВРД турбореактивный двигатель способен
развивать тягу и при работе на месте. Он может самостоятельно обеспечить
взлет самолета. Для запуска ТРД применяются специальные пусковые
устройства: электростартеры и газотурбостартеры.
Экономичность ТРД на дозвуковых скоростях полета намного выше, чем
прямоточного ВРД. И только на сверхзвуковых скоростях порядка 2000
километров в час расход горючего для обоих типов двигателей становится
примерно одинаковым.
Часть 3. Краткая история развития
реактивной авиации.
Самым известным и наиболее простым реактивным двигателем является
пороховая ракета, много столетий назад изобретенная в древнем Китае.
Естественно, что пороховая ракета оказалась первым реактивным двигателем,
который попытались использовать в качестве авиационной силовой установки.
В самом ночале 30-х годов в СССР развернулись работы, связанные с
созданием реактивного двигателя для летательных аппаратов. Советский
инженер Ф.А.Цандер еще в 1920 году высказал идею высотного ракетного
самолета. Его двигатель “ОР-2”, работавший на бензине и жидком кислороде,
предназначался для установки на опытный самолет.
В Германии при участии инженеров Валье, Зенгера, Опеля и Штаммера
начиная с 1926 года систематически производились эксперименты с пороховыми
ракетами, устанавливавшимися на автомобиль, велосипед, дрезину и, наконец,
на самолет. В 1928 году были получены первые практические результаты:
ракетный автомобиль показал скорость около 100 км/час, а дрезина – до 300
км/час. В июне того же года был осуществлен первый полет самолета с
пороховым реактивным двигателем. На высоте 30 м. Этот самолет пролетел 1,5
км., продержавшись в воздухе всего одну минуту. Спустя немногим более года
полет был повторен, причем была достигнута скорость полета 150 км/час.
К концу 30-х годов нашего века в разных странах велись
исследовательские, конструкторские и экспериментальные работы по созданию
самолетов с реактивными двигателями.
В 1939 году в СССР состоялись летные испытания прямоточных воздушно-
реактивных двигателей (ПВРД) на самолете “И-15” конструкции
Н.Н.Поликарпова. ПВРД конструкции И.А.Меркулова были установлены на нижних
плоскостях самолета в качестве дополнительных моторов. Первые полеты
проводил опытный летчик-испытатель П.Е.Логинов. На заданной высоте он
разгонял машину до максимальной скорости и включал реактивные двигатели.
Тяга дополнительных ПВРД увеличивала максимальную скорость полета. В 1939
году были отработаны надежный запуск двигателя в полете и устойчивость
процесса горения. В полете летчик мог неоднократно включать и выключать
двигатель и регулировать его тягу. 25 января 1940 года после заводской
отработки двигателей и проверки их безопасности во многих полетах
состоялось официальное испытание - полет самолета с ПВРД. Стартовав с
Центрального аэродрома имени Фрунзе в Москве, летчик Логинов включил на
небольшой высоте реактивные двигатели и сделал несколько кругов над районом
аэродрома.
Эти полеты летчика Логинова в 1939 и 1940 годах были первыми полетами
на самолете со вспомогательными ПВРД. Вслед за ним в испытании этого
двигателя приняли участие летчики-испытатели Н.А.Сопоцко, А.В.Давыдов и
А.И.Жуков. Летом 1940 года эти двигатели были установлены и испытаны на
истребителе И-153 “Чайка” конструкции Н.Н.Поликарпова. Они увеличивали
скорость самолета на 40-50 км/час.
Однако при скоростях полета, которые могли развивать винтовые
самолеты, дополнительные бескомпрессорные ВРД расходовали очень много
горючего. Есть у ПВРД еще один важный недостаток: такой двигатель не дает
тяги на месте и не может, следовательно, обеспечить самостоятельный взлет
самолета. Это означает, что самолет с подобным двигателем должен быть
обязательно снабжен какой-либо вспомогательной стартовой силовой
установкой, например винтомоторной, иначе ему не подняться в воздух.
В конце 30-х – начале 40-х годов нашего столетия разрабатывались и
испытывались первые самолеты с реактивными двигателями других типов.
Один из первых полетов человека на самолете с жидкостным реактивным
двигателем (ЖРД) был также совершен в СССР. Советский летчик В.П.Федоров в
феврале 1940 года испытал в воздухе ЖРД отечественной конструкции. Летным
испытаниям предшествовала большая подготовительная работа. Спроектированный
инженером Л.С.Душкиным ЖРД с регулируемой тягой прошел всесторонние
заводские испытания на стенде. Затем его установили на планер конструкции
С.П.Королева. После того, как двигатель успешно прошел наземные испытания
на планере, приступили к летным испытаниям. Реактивный самолет
отбуксировали обычным винтовым самолетом на высоту 2 км. На этой высоте
летчик Федоров отцепил трос и, отлетев на некоторое расстояние от самолета-
буксировщика, включил ЖРД. Двигатель устойчиво работал до полного
израсходования топлива. По окончании моторного полета летчик благополучно
спланировал и приземлился на аэродроме.
Эти летные испытания явились важной ступенью на пути создания
скоростного реактивного самолета.
Вскоре советский конструктор В.Ф.Болховитинов спроектировал самолет,
на котором в качестве силовой установки был использован ЖРД Л.С.Душкина.
Несмотря на трудности военного времени, уже в декабре 1941 года двигатель
был построен. Параллельно создавался и самолет. Проектирование и постройка
этого первого в мире истребителя с ЖРД были завершены в рекордно короткий
срок: всего за 40 дней. Одновременно шла подготовка и к летным испытаниям.
Проведение первых испытаний в воздухе новой машины, получившей марку “БИ”,
было возложено на летчика-испытателя капитана Г.Я.Бахчиванджи.
15 мая 1942 года состоялся первый полет боевого самолета с ЖРД. Это
был небольшой остроносый самолет-моноплан с убирающимся в полете шасси и
хвостовым колесом. В носовом отсеке фюзеляжа помещались две пушки калибром
20 мм, боезапас к ним и радиоаппаратура. Далее были расположены кабина
пилота, закрытая фонарем, и топливные баки. В хвостовой части находился
двигатель. Полетные испытания прошли успешно.
В годы Великой Отечественной войны советские авиаконструкторы работали
и над другими типами истребителей с ЖРД. Конструкторский коллектив,
руководимый Н.Н.Поликарповым, создал боевой самолет “Малютка”. Другой
коллектив конструкторов во главе с М.К.Тихонравовым разработал реактивный
истребитель марки “302”.
Работы по созданию боевых реактивных самолетов широко проводились и за
рубежом.
В июне 1942 года состоялся первый полет немецкого реактивного
истребителя-перехватчика “Ме-163” конструкции Мессершмитта (рис.6). Только
девятый вариант этого самолета был запущен в серийное производство в 1944
году.
Впервые этот самолет с ЖРД был применен в боевой обстановке в середине
1944 года при вторжении союзни-ческих войск во Францию. Он предназначался
для борьбы с бомбардировщиками и истре-бителями противника над немецкой
территорией. Само-лет представлял собой моноплан без горизонталь-ного
хвостового оперения, что оказалось возможным благодаря большой стрело-
видности крыла.
Фюзеляжу была придана обтекаемая форма. Наружные поверхности самолета
были очень гладкие. В носовом отсеке фюзеляжа размещалась ветрянка для
привода генератора электросистемы самолета. В хвостовой части фюзеляжа
устанавливался двигатель – ЖРД с тягой до 15 кН. Между корпусом двигателя и
обшивкой машины имелась огнеупорная прокладка. Баки с горючим были
размещены в крыльях, а с окислителями – внутри фюзеляжа. Обычного шасси на
самолете не было. Взлет происходил с помощью специальной стартовой тележки
и хвостового колеса. Сразу же после взлета эта тележка сбрасывалась, а
хвостовое колесо убиралось внутрь фюзеляжа. Управление самолетом
производилось посредством руля поворота, установленного, как обычно, за
килем, и размещенных в плоскости крыла рулей высоты, которые одновременно
являлись и элеронами. Посадка производилась на стальную посадочную лыжу
длиной около 1,8 метра с полозом шириной 16 сантиметров. Обычно самолет
взлетал, используя тягу установленного на нем двигателя. Однако по замыслу
конструктора была предусмотрена возможность использования подвесных
стартовых ракет, которые сбрасывались после в
| |  скачать работу |
История появления реактивной авиации |
