Реактивная авиация
Переход к реактивной авиации . В 1930-х годах стало ясно, что обычный тип самолета с поршневым двигателем и воздушным винтом приближается к пределу своих возможностей. Стремление увеличить скорость и высоту полета боевых самолетов заставило ученых и конструкторов усиленно искать новых путей развития авиации.
И путь был найден: наступила пора реактивной авиации, которую задолго до этого предвещал наш знаменитый соотечественник Константин Эдуардович Циолковский. Реактивная авиация произвела подлинную техническую революцию в воздушном флоте.
Первые шаги были связаны с большими трудностями и разочарованиями. Но это не остановило настойчивых поисков.
Поршневой двигатель, установленный на самолете, передает свою энергию воздушному винту. Винт отбрасывает назад захватываемую массу воздуха и тянет за собой самолет. Скорость отбрасываемой струи и определяет в основном скорость самолета.
Чтобы повысить скорость полета, конструкторы добивались увеличения мощности двигателя. Но при скорости около 700 километров в час даже большой прирост мощности уже не давал существенного увеличения скорости самолета: увеличение веса и габаритов поршневого двигателя и воздушного винта влекло за собой возрастание веса и лобового сопротивления самолета.
Это и был тупик.
Выход из него открыл реактивный двигатель. Он обладает большим преимуществом перед поршневым, ибо может развивать огромные тяги, имея при этом сравнительно небольшой вес и габариты. Кроме того, он передает свою энергию самолету непосредственно, не нуждаясь в помощи тяжелого и громоздкого воздушного винта, эффективность которого падает с увеличением скорости.
В реактивном двигателе воздух, нагнетаемый компрессором в камеру сгорания и проходящий после этого через турбину (вращающую компрессор) и выхлопное сопло, с огромной скоростью устремляется в атмосферу и благодаря создающейся реактивной силе толкает самолет вперед. Чем больше сгорит топлива, тем мощнее будет струя газов, тем больше скорость самолета. Таков турбореактивный двигатель, или сокращенно ТРД.
Есть и другой тип реактивного двигателя - так называемый жидкостный реактивный двигатель, или ЖРД. Он работает, так же как и ТРД, на керосине, но керосин в нем окисляется при горении не воздухом из атмосферы, нагнетаемым компрессором, как у ТРД, а каким-нибудь окислителем, например жидким кислородом или азотной кислотой, запас которых находится на самолете в специальном резервуаре.
Первые попытки создания реактивных самолетов . Пока не были созданы надежные образцы реактивных двигателей, не могло быть и речи о реактивном самолете, Во второй половине 30-х годов в СССР, Англии, Германии, Италии, а несколько позже в США шла напряженная научно-исследовательская и конструкторская работа по созданию реактивных двигателей. В 1938 - 1939 годах появились немецкие реактивные двигатели БМВ, "Юнкерс", в Англии - двигатель Френка Уиттла и в Италии - "Кампини-Капрони". Все это были еще несовершенные, экспериментальные реактивные двигатели, тем не менее их уже можно было устанавливать на специально построенных самолетах.
Итальянские конструкторы Капрони и Кампини построили реактивные самолеты КК-1 и КК-2. На них было сделано несколько полетов в 1940 - 1941 годах, а 1 декабря 1941 года совершен перелет из Милана в Рим. Фюзеляж самолета "Кампини-Капрони" от носа до хвоста представлял собой трубу. Воздух поступал в носовой круглый заборник, затем в двухступенчатый компрессор и выбрасывался через сопло в хвостовой части фюзеляжа с увеличенной скоростью и температурой.
В Англии в апреле 1937 года начали испытания реактивного двигателя Френка Уиттла. После больших доводочных работ и конструктивных усовершенствований двигатель Уиттла был установлен на самолет, специально построенный фирмой Глостер.
Управляемый летчиком Сейером самолет "Глостер" с этим двигателем поднялся в воздух в мае 1941 года. В октябре 1941 года двигатель Уиттла и его чертежи вместе с группой инженеров фирмы Пауэр Джетс были направлены в США для оказания технической помощи американской фирме Дженерал электрик. Через год в Америке построили самолет "Айркомет" с двумя двигателями "Дженерал электрик" типа Уиттла; это был первый американский реактивный самолет.
Используя опыт, полученный в ходе проектирования, постройки и испытаний своего первого самолета, фирма Глостер создала реактивный двухмоторный истребитель "Метеор". "Метеор" - единственный реактивный самолет союзников, принимавший участие во второй мировой войне. Его первый полет состоялся в марте 1943 года.
Самолеты "Метеор" действовали против гитлеровских самолетов-снарядов с баз в Южной Англии.
БИ-1 – первый реактивный самолет СССР . Пионером, заложившим основы отечественных турбореактивных двигателей, является конструктор-турбинщик А. М. Люлька, который в 1937 году начал работать над своим первым авиационным турбореактивным двигателем.
Проект БИ-1, начатый накануне войны сотрудниками КБ В.Ф. Болховитинова Александром Яковлевичем Березняком и его коллегой Алексеем Михайловичем Исаевым, Наркомат авиационной промышленности одобрил и первый же день войны, 22 июня 1941 года. Через три недели проект был готов. На его реализацию - выпуск чертежей и постройку машины в металле - отпустили... 35 дней!
Через 40 дней БИ-1, правда, пока не в металле, а дереве - дюраль стал большим дефицитом - выкатили из цеха. Машина была еще просто планером - ракетный двигатель Л.С.Душкина оказался "сыроват" для летных испытаний. Даже на земле двигателисты не рисковали приближаться к работающему ЖРД-прятались в укрытии.К тому же окислитель - азотная кислота - активно разрушал баки, трубопроводы, все, с чем соприкасался.
Пока доводили двигатель, самолет все же побывал в воздухе. Его испытал в безмоторном, по-планерному, полете летчик испытатель Б.Н.Кудрин."Меня,- вспоминает Кудрин,-буксировали на Пе-2 Якимов, Байкалов и некторые другие летчики. Я не помню сейчас, сколько было сделано полетов, но, во всяком случае, немало. Я снял целый ряд характеристик, пригодившихся в последствии на первом огневом вылете..."
Первый "огневой вылет" уже в эвакуации, на Урале, совершил летчик-испытатель Григорий Яковлевич Бахчиванджи.Произошло это 15 мая 1942 года. Очевидец полета, известный ученный, профессор В.С.Пышнов так вспоминал о том знаменательном дне:"На уральском аэродроме собрались инженеры,техники, летчики, ученные. Впервые я увидел, сколько людей настроено не реактивную "волну", сколь велика армия первооткрывателей. Все они были людьми реактивной эры, пришедшими к ней в полной готовности, с пониманием ее значения. Каждый был загружен до предела...Взгляды всех собравшихся обратились к реактивному соплу. И вот из него вырвалось слабое пламя, а затем раздался оглушительный рев.Огненный факел вытянулся на 3- 4 метра. Самолет тронулся, быстро ускоряя движение. Он побежал по летной полосе, легко оторвался и стал набирать высоту..."
Позже испытания этого уникального самолета и его модификаций продолжили летчики Б.Кудрин, К.Груздев и А.Пахомов.Расчетная скорость БИ должна была превышать 900 км/ч. Однако вскоре, при одном из последующих полетов, когда летчик дал полную тягу двигателю, и самолет, подобно метеору, промелькнул в небе над изумленными людьми, машина вдруг потеряла устойчивость, стала неуправляемой и через несколько мгновений с огромной скоростью устремилась к земле.
Герой летчик-испытатель, пионер реактивной авиации Григорий Яковлевич Бахчиванджи совершил подвиг. Он погиб, осваивая первый отечественный реактивный самолет.
Реактивная авиация в фашистской Германии . Гитлеровская германия оказалась первым государством, в котором реактивные самолеты были запущены в серийное производство.
В 1942 годуначались испытания «Мессершмита-262», известный по имени «Штурмфогель» – «Ураганная птица». С двумя турбореактивными двигателями, развивающая скорость в 900 километров в час (наши ястребки – 600- 650 километров в час), эта смертоносная, но великолепная машина имела и радилокатор, и мощные пушки. В первом же воздушном бою с американцами 36 Ме-262 свалили наземь двадцать четыре «летающих крепости» и пять истребителей, потеряв всего двух своих. «Штурмфогели» успешно сбивали скоростные британские бомбардировщики «Москито», которые дотоле лихо налетали на Рейх без прикрытия. Скорость «Мосси» превышала 600 километров в час, и британцы даже не ставили на него оборонительных пулеметов. Но Ме-262 быстро развеяли их самоуверенность. Потом на Западе скажут: появись сей самолет у немцев хотя бы полугодом ранее – и исход войны мог стать совсем другим. Гитлер просто не успел подготовить достаточно пилотов и произвести побольше «262-х» – ему не дала это сделать Красная Армия, прорвавшаяся к его логову. Ме-262 серийного образца выступал машиной с еще дозвуковым, прямым крылом и двумя турбореактивными двигателями «Юнкерс Юмо» с тягой по 900 килограммов. Однако строился уже Ме-262ХГЗ со стреловидными плоскостями и с моторами «ХеС », скорость которого достигала 1000 км/час.
Летом 1944 года люфтваффе получают на вооружение реактивный двухмоторный бомбардировщик «Арадо-234» (до конца войны гитлеровцы успели построить всего около полутора сотен этих самолетов). Первой их работой стала фоторазведка. В августе сорок четвертого лейтенант Зоммер трижды промчался над позициями западных войск у Шербура на скорости в 740 км/час на высоте десяти верст. Его не могли достать ни истребители, ни зенитки. В декабре восьмерка Ар-234 под командованием капитана Люкеша налетает на бельгийский Льеж. Они были совершенно безоружны, и на обратном пути за машиной Люкеша погнался английский истребитель. Обычно в такой ситуации даже ощетинившийся пулеметными стволами бомбер-одиночка обречен. Но Люкеш, дав форсаж, легко ушел от преследователя. Потерь у немцев не было вовсе. И какое счастье, что к апрелю 1945-го немцы имели в боеспособном состоянии всего 36 Ар-234, уже вооруженных пушками! Если бы не таланты Жукова да не железная воля Сталина, пришлось бы Западу драться уже с сотнями реактивных бомбардировщиков Гитлера.
Уже после капитуляции в руки англо-американцев попал и второй реактивный бомбер немцев, четырехмоторный «Юнкерс-287» с крылом обратной (!) стреловидности. С грузом бомб в четыре 4 тонны он развивал 859 километров в час на высоте пяти верст. Кстати, первые, еще самые примитивные атомные бомбы весили как раз 3-4 тонны, и Ю-287 мог унести одну такую штучку на полторы тысячи километров. Если мы, по совету автора «Ледокола» Резуна-«Суворова», вздумали бы отсидеться за линиями бетонно-броневых укреплений, то немцы вполне могли провести испытания по теме «Взламывание фортификационных поясов обороны русских атомными ударами с последующим вводом в проделанные бреши танковых групп генерала Хайнца Гудериана». В 1946 году немцы планировали начало широкомасштабной реактивной войны. И начали бы ее, стоило нам в 1944-м хотя бы завязнуть в Польше.
Тем не менее полеты первых реактивных самолетов доставили немцам много неприятностей. Освоение этих машин было связано с многочисленными катастрофами. Последние объяснялись не столько новизной полета на реактивном самолете, сколько той лихорадочной спешкой, с которой нацистские правители стремились запустить в серийное производство недостаточно проверенные и наспех сделанные машины и побыстрее начать применение их на фронте. Неизбежные в таких условиях аварии породили у летчиков недоверие к реактивному самолету.
Создание реактивной авиации СССР . Только после окончания войны советские конструкторы получили возможность вплотную, по-настоящему заняться вопросами реактивной авиации. На протяжении всей войны мы улучшали качества серийных самолетов, стремясь к тому, чтобы наши летчики всегда имели превосходство над неприятелем, и особенно в области истребительной авиации. Поскольку полное господство в воздухе было завоевано, конструкторов, не особенно прижимали по части дальнейшего повышения боевых качеств самолетов. Но несмотря на то что работой конструкторских бюро были довольны, конструкторы не раз говорили о том, что откладывать развертывание перспективных работ не следует, особенно в области реактивной техники. Еще в конце войны конструкторы неоднократно ставили этот вопрос в наркомате. Однако каждый раз им отвечали, что главное сейчас - обеспечить выпуск максимального количества боевых самолетов, удовлетворяющих по своим качествам фронт, а "перспектива подождет".
Осенью 1945 года авиаконструктор Яковлев написал письмо в ЦК партии с подробным изложением тревожного положения, сложившегося в области науки и опытного строительства. В декабре 1945 года это письмо послужило предметом неоднократного, подробного обсуждения в Центральном Комитете партии и правительстве. Было решено во избежание отставания, особенно в области реактивной авиации, принять срочные меры по улучшению опытного строительства новых типов самолетов, двигателей, оборудования и оказанию широкой помощи научно-исследовательским институтам.
Между прочим, в это время была предпринята неудачная попытка подменить проведение радикальных мероприятий копированием в серии немецкого реактивного самолета МЕ-262. На одном из совещаний у Сталина при обсуждении вопросов работы авиационной промышленности было рассмотрено предложение наркома А. И. Шахурина о серийном производстве захваченного нашими войсками трофейного реактивного истребителя "Мессершмитт-262". В ходе обсуждения запуск такого самолета в серию был признан нецелесообразным - если будем копировать "Мессершмитт", то все внимание и ресурсы будут мобилизованы на эту машину и мы нанесем большой ущерб работе над отечественными реактивными самолетами – уже концу 1945 года были разработаны двухмоторный МиГ-9 и одномоторный ЯК-15. Насчет этих истребителей ЯК-15 и МиГ-9 на том же заседании Сталин сказал:
Если не подведете, сделаете машины в срок - пустим их на тушинском параде.
Так решался вопрос о развитии реактивной авиации в нашей стране собственными путями.
И как всегда, когда партия проводила большие принципиальные мероприятия в какой-либо области, были намечены меры по резкому подъему опытных и научно-исследовательских работ в авиации. Один из видных государственных деятелей и организаторов отечественной оборонной промышленности, М. В. Хруничев, был назначен министром авиационной промышленности.
Уже в апреле 1946 года состоялись их первые испытательные полеты, после которых самолеты были запущены в серию. Через четыре недели после начала работ из сборочного цеха выкатывается первая машина. 5 октября выходит второй самолет, а 21 октября был отгружен в Москву последний, пятнадцатый ЯК-15. На 7 ноября было запланировано их участие в воздушном параде над Красной площадью. К сожалению, густой туман не только помешал в этот день - 7 ноября 1946 года - принять участие в параде реактивным самолетам МиГ-9 и ЯК-15, но и вообще воздушная часть парада была отменена. Но 1 мая 1947 года москвичи увидели впервые над Красной площадью реактивных первенцев своей Родины. Время между 7 ноября 1946 года и 1 мая 1947 года не пропало даром: за эти месяцы серийными заводами было выпущено много самолетов ЯК-15 и МиГ-9, и полеты на реактивных самолетах в строевых частях Военно-Воздушных Сил уже становились обычным делом.
Весной 1947 года произошло еще одно событие, явившееся этапом в развитии реактивной авиации. Летчик-испытатель Стефановский на самолете ЯК-15 проделал весь высший пилотаж.
В декабре 1948 года на экспериментальном реактивном самолете "176" ОКБ С. А. Лавочкина со стреловидностью крыла 45° при полете со снижением была достигнута скорость звука.
Из реактивных истребителей наиболее широко, в массовой серии, строился МиГ-15 А. И. Микояна. Самолет имелстреловидное крыло и оперение, трехколесное шасси и герметическую кабину. Для безопасного покидания самолета на больших скоростях применялось катапультное сиденье. Реактивный двигатель РД-45, имевший тягу 2270 килограммов, а затем ВК-1 с тягой 2700 килограммов был расположен позади кабины летчика. Вооружение самолета состояло из одной пушки калибра 37 миллиметров и двух - калибра 23 миллиметра. Под крылом самолета при необходимости можно было подвесить дополнительные топливные баки или бомбы.
Самолеты МиГ-15 получили боевое крещение в Корее и показали свое превосходство над американскими самолетами "Сейбр".
МиГ-15 стал самым массовым и любимым самолетом советских летчиков-истребителей.
В 1948 году начались испытания реактивного фронтового бомбардировщика ИЛ-28 С. В. Ильюшина, показавшего максимальную скорость 900 километров в час и дальность 2400 километров с одной тонной бомб. Следующий этап - самолеты, созданные позже на базе первых отечественных реактивных двигателей: истребитель МиГ-19, истребитель-перехватчик ЯК-25 и бомбардировщик ТУ-16.
Фронтовой истребитель МиГ-19 - первый в СССР серийный сверхзвуковой самолет, он развивал максимальную скорость 1450 километров в час.
Самолет А. Н. Туполева ТУ-16 был оснащен двумя двигателями АМ-3 по 8750 килограммов тяги, установленными по бокам в стыке крыла с фюзеляжем. Имея вес около 70 тонн, ТУ-16 мог нести 3 тонны бомб при дальности полета более 5000 километров. Максимальная скорость приближалась к 1000 километров в час.
Экипаж, состоявший из 6 человек, располагал мощным оборонительным вооружением - семью пушками калибра 23 миллиметра. Позднее ТУ-16 превратился в грозного ракетоносца, способного уничтожать наземные цели, не входя в зону ПВО противника. Освоенный в ВВС и доведенный до высокой степени надежности, ТУ-16 послужил основой для создания первого советского реактивного пассажирского самолета ТУ-104.
В 50-х годах СССР имел в крупносерийном производстве вполне современные реактивные боевые самолеты:
МиГ-19 - фронтовой истребитель,
ЯК-25 - всепогодный, ночной истребитель-перехватчик,
ИЛ-28 - фронтовой бомбардировщик,
ТУ-16 - дальний бомбардировщик.
Эти самолеты и составили основу воздушной мощи Советского Союза до конца десятилетия, когда им на смену пришли новые, еще более совершенные, ракетоносные, быстроходные и высотные машины.
Пассажирская реактивная авиация . Первые реактивные самолеты, создававшиеся в разных странах мира, были предназначены для военных целей. Но именно в Советском Союзе впервые был запущен в серию первый в мире реактивный пассажирский самолет гражданского назначения – 6 ноября 1955 года Харьковском авиазаводе поднялся в небо первый серийный турбореактивный пассажирский самолет Ту-104. Этот самолет унаследовал от своего предшественника - военного бомбардировщика Ту-16 - лучшие свойства и был значительным шагом вперед в области пассажирских перевозок.
Самолет с 50-ю пассажирами на борту преодолевал расстояние до 3500 км с максимальной скоростью 950- 1000 км в час. Освоение его производства на Харьковском авиазаводе было осуществлено, как для того времени, в максимально короткие сроки - к изготовлению первого фюзеляжа Ту-104 предприятие приступило в конце 1954 г., а к осени 1955-го официально была завершена сборка первой серийной машины.
20 июня 1939 года совершил полёт первый в истории экспериментальный реактивный самолёта He.176, созданный немецкими авиаконструкторами. С некоторым отставанием реактивные машины выпустили страны антигитлеровской коалиции, а также Япония.
1. Первый блин
Работы по созданию первого реактивного самолета были начаты в компании Heinkel в 1937 году. А через два года He.176 совершил свой первый вылет. После пяти полетов стало понятно, что пойти в серию у него нет ни малейших шансов.
Конструкторы в качестве двигателя выбрали для него жидкостно-реактивный двигатель с тягой 600 кгс, в котором используются в качестве горючего и окислителя метанол и перекись водорода. Предполагалось, что машина будет развивать скорость 1000 км/ч, однако разогнать ее удалось лишь до 750 км/ч. Громадный расход топлива не позволял самолету удаляться от аэродрома более чем на 60 км. Единственное достоинство по сравнению с обычными истребителями заключалось в громадной скороподъемности, равной 60 м/с, что было втрое выше чем у машин с поршневыми двигателями.
На судьбу He.176 повлияло и субъективное обстоятельство — во время показа самолет не понравился Гитлеру.
2. Первый серийный
Германия опередила всех и по созданию первого серийного реактивного самолета. Им стал Me.262. Свой первый полет он совершил в июле 1942 года, а на вооружение был принят в 1944 году. Самолет выпускался и как истребитель, и как бомбардировщик, и как разведчик, и как штурмовик. Всего в армию поступили почти полторы тысячи машин.
В Me.262 были использованы два турбореактивных двигателя Jumo-004 с тягой 910 кгс, имевших 8-ступенчатый осевой компрессор, одноступенчатую осевую турбину и 6 камер сгорания.
В отличие от He.176, который преуспел в пожирании топлива, реактивный «Мессершмит» был удачной машиной, обладавшей прекрасными летно-техническими характеристиками:
Максимальная скорость на высоте — 870 км/ч
Дальность полета — до 1050 км
Практический потолок — 12200 м
Скороподъемность — 50 м/с
Длина — 10,9 м
Высота — 3,8 м
Размах крыла — 12,5 м
Площадь крыла — 21,8 кв.м.
Масса пустого — 3800 кг
Масса снаряженного — 6000 кг
Вооружение — до 4-х 30-мм пушек, от 2 до 14 точек подвески; масса подвесных ракет или бомб до 1500 кг.
За период боевых действий Me.262 сбили 150 самолетов. Потери составили 100 самолетов. Такая аварийность в значительной степени была связана как с недостаточной подготовкой пилотов к полетам на принципиально новом летательном аппарате, так и с недоработками двигателя, имевшего невысокий ресурс и низкую надежность.
3. Билет в один конец
Жидкостно-реактивный двигатель был использован лишь в одном серийном самолете периода Второй мировой войны. В японском пилотируемом самолете-снаряде Yokosuka MXY7 Ohka, предназначенном для камикадзе. С конца 1944 года и до конца войны их было произведено 825 штук.
Самолет был построен по принципу «дешево и сердито». Деревянный планер с 1,2 т. аммонала в носовой части оснащался тремя ЖРД, работавшими 10 сек и разгонявшими самолет до скорости 650 км/ч. Ни шасси, ни взлетных двигателей не было. Бомбардировщик доставлял Ohka на подвеске на расстояние визуальной видимости до цели. После чего происходил поджиг ЖРД.
Однако эффективность такой схемы была невысока. Потому что бомбардировщики обнаруживались локаторами американских кораблей ВМФ до того, как камикадзе наводились на цель. В результате на дальних подступах бессмысленно гибли и бомбардировщики, и начиненные аммоналом самолеты-снаряды.
4. Британский долгожитель
Gloster Meteor — единственный реактивный самолет союзников, принимавший участие в сражениях Второй мировой войны. Свой первый полет он совершил в марте 1943 года, поступил на вооружение Королевских ВВС в июле 1944 года, производился до 1955 года включительно, находился на вооружении ВВС ряда военных союзников Великобритании до конца 70-х годов. Всего было выпущено 3555 машин различных модификаций.
В военный период были выпущены две модификации истребителя — F. Mk I и F. Mk III. Эскадрилья F. Mk I сбила 10 немецких Фау-1. F. Mk III ввиду их особой засекреченности на территорию противника не выпускали. И они должны были отражать атаки Люфтваффе, базируясь под Брюсселем. Однако начиная с февраля 1945 года, немецкая авиация занималась исключительно обороной. Из 230 произведенных до середины 1945 года Gloster Meteor были потеряны лишь два: они столкнулись при заходе на посадку в условиях сильной облачности.
ЛТХ Gloster Meteor F. Mk III:
Длина — 12,6 м
Высота — 3,96 м
Размах крыла — 13,1 м
Площадь крыла — 34,7 кв.м.
Взлетная масса — 6560 кг
Двигатели — 2ТРД
Тяга — 2×908 кгс
Максимальная скорость — 837 км/ч
Потолок — 13400 м
Дальность — 2160 км
Вооружение — 4 пушки 30-мм
5. Опоздавший с призывом
Американский Lockheed F-80 Shooting Star начал поступать на британские аэродромы непосредственно перед окончанием военных действий в Европе — в апреле 1945 года. Повоевать он не успел. F-80 широко использовался в качестве истребителя-бомбардировщика несколько лет спустя во время Корейской войны.
На Корейском полуострове произошло первое в истории сражение между двумя реактивными истребителями. F-80 и более современным околозвуковым советским МиГ-15. Победу одержал советский пилот.
Всего было выпущено 1718 этих первых американских реактивных самолетов.
ЛТХ Lockheed F-80 Shooting Star:
Длина — 10,5 м
Высота — 3,45 м
Размах крыла — 11,85 м
Площадь крыла — 22,1 кв.м.
Взлетная масса — 5300 кг
Двигатели — 1ТРД
Тяга — 1×1746 кгс
Максимальная скорость — 880 км/ч
Скороподъемность — 23 м/с
Потолок — 13700 м
Дальность — 1255 км, с ПТБ — 2320 км
Вооружение — 6 пулеметов 12,7-мм, 8 неуправляемых ракет, 2 бомбы 454 кг.
6. Тендер по-советски
Первый советский экспериментальный самолет БИ-1 проектировали весной 1941 года двадцать дней и делали месяц. Деревянный планер, к которому прикрепили ЖРД — это было чисто по-стахановски. После начала войны самолет эвакуировали на Урал. И в июле приступили к испытаниям. По замыслам конструкторов БИ-1 должен был развивать скорость, равную 900 км/ч. Однако когда прославленный испытатель Григорий Яковлевич Бахчиванджи подошел к рубежу в 800 км/ч, самолет потерял управление и рухнул на землю.
Нормальным образом к созданию реактивного истребителя подошли лишь в 1945 году. И даже не одного, а двух. К середине года были спроектированы двухмоторный МиГ-9 и одномоторный Як-15. В воздух они поднялись в один день — 24 апреля 1946 года.
МиГу в отношении использования его в ВВС повезло больше. В результате сравнения характеристик двух машин, в котором принимал участие и Сталин, Як-15 было предписано сделать учебным самолетом для подготовки пилотов реактивной авиации.
МиГ-9 стал боевой машиной. И уже в 1946 году начал поступать в части ВВС. За три года было выпущено 602 самолета. Однако на его судьбе сильно сказались два обстоятельства, в связи с чем МиГ-9 был снят с производства.
Во-первых, его разработка велась ускоренными темпами. В результате до 1948 года в конструкцию самолета регулярно вносили изменения.
Во-вторых, пилоты с большим подозрением относились к новой машине, требовавшей больших усилий для освоения и не прощающей даже незначительных ошибок пилотажа. Им куда привычнее был Як-15, который был максимально приближен к Як-3, всем прекрасно знакомый. Собственно, он и был построен на его базе с необходимыми минимальными отклонениями.
И в 1948 году на смену первому реактивному истребителю, оказавшемуся сыроватым, пришел более совершенный МиГ-15.
ЛТХ МиГ-9:
Длина — 9,75 м
Размах крыла — 10,0 м
Площадь крыла — 18,2 кв.м.
Взлетная масса — 4990 кг
Двигатели — 2ТРД
Тяга — 2×800 кгс
Максимальная скорость — 864 км/ч
Скороподъемность — 22 м/с
Потолок — 13500 м
Продолжительность полета на высоте 5000 м — 1 час
Вооружение — 3 пушки.
Реактивные самолёты, впервые появляющиеся в небе, вызывали восторг у всех, кто имел возможность наблюдать их. Самолёты с реактивными двигателями пришли на смену обычным винтовым летательным аппаратам. Первый реактивный самолёт был спроектирован ещё в 1910 году, однако из-за множества несовершенств в конструкции он так и не поднялся в воздух, сгорев на земле в первом же испытании.
В годы после Второй мировой войны реактивные летательные аппараты занимали всё большую долю в используемой авиатехнике. Когда люди видели в небе инверсионный след определённой ширины, они сразу же понимали, какой двигатель установлен на летательном аппарате, рассекающим небо в данный момент.
Реактивные двигатели нашли применение не только в военной технике, но и в гражданской авиации, предназначенной для перевозки пассажиров. На данный момент большинство имеющихся самолётов оснащены реактивными двигателями.
Всего существует несколько видов реактивных двигателей:
- Турбореактивные;
- Пульсирующие;
- Прямоточные;
- Жидкостные;
- Ракетные двигатели.
В этой статье мы рассмотрим значение понятия реактивного двигателя, поговорим об истории развития авиации, использующей эту технологию.
Если судить по корню этого слова, можно предположить, что в основе работы двигателя лежит какая-то реакция. Имеется ввиду не химическое окисление — оно проходит и в обыкновенных карбюраторынх двигателях. В случае реактивного двигателя действует такой же принцип, как у ракеты. В одно направление выбрасывается газовая струя под высоким давлением, толкая тело, реагирующее ускорением, направленным в противоположную сторону.
Довольно сложно отделить ракетные и авиационные исследования в вопросе реактивных двигатель. Разработки в направлении установки компрессионного двигателя на аэроплан велись ещё задолго до войны — речь идёт о том самом самолёте, сгоревшем в 1910 году.
Первые реактивные самолёты
Первые шаги были совершены немецкими учёными, однако преуспели в этом направлении другие государства — Италия, США, Великобритания и Япония, на тот момент отстающая в вопросах технологического развития от других мировых стран. Первые самолёты с реактивными двигателями вызывали удивление тем, что у них отсутствовали винты, многие пилоты изначально не доверяли таким авиаконструкциям.
СССР также вели разработки в этом направлении, однако больше концентрировались на усовершенствовании имеющихся винтовых самолётов. Был разработан и построен самолёт Би-1, крайне несовершенный и ненадёжный. Азотная кислота проедала топливные баки, также имелись другие технические осложнения.
Германия вела активную разработку всех видов военной техники, стараясь применить новые открытия и технические решения, способные переломить ход войны и получить существенное преимущество над вооружёнными силами противников. Одним из этих направлений были реактивные самолёты.
В ходе этих разработок немцы построили первый самолёт с реактивным двигателям, поступивший на серийный выпуск. Этим самолётом был Мессершмит-262 или Штурмфогель. Эта авиамашина развивала скорость свыше 900 километров в час, что было невероятно для тех времён. Он оказался успешным средством для борьбы с тяжёлыми бомбардировщиками Б-17.
В какой-то момент с немецких верхов поступило странное указание — переоборудовать этот истребитель в бомбардировщик, что привело к тому, что самолёт не смог раскрыть своего потенциала.
Арадо
Этот самолёт также является немецкой разработкой. Его отличие от прошлого рассматриваемого самолёта в том, что он изначально проектировался как бомбардировщик. В ходе военных действий продемонстрировал прекрасные боевые качества — скорость в 750 километров в час и высота полёта в 10000 метров не оставляли зенитным орудиям никакого шанса подбить его. Истребители американцев и Великобритании не догнали его.
Помимо того, что Арадо сбрасывал бомбы, пусть и не слишком точно из-за высокой скорости, он также осуществлял фотосъёмку, выполняя функции разведки. Во время применения этих самолётов в боевых целях, немцы практически не несли потерь. Если бы они смогли построить большее количество этих единиц авиатехники, сражаться с ними было бы ещё сложнее.
Ю-287
Уже в последние годы ещё не закончившейся второй мировой войны США и СССР взаимно готовились к противостоянию друг с другом. С обоих сторон велись активные разработки реактивных двигателей для авиатехники, поскольку всем было ясно, что в случае ещё одной войны без их использования обойтись не удастся.
СССР на тот момент не имела собственного ядерного вооружения. В свою очередь, США захватили самолёт «Юнкерс287», который, в силу своих технических характеристик, был пригоден для использования в качестве носителя для атомной бомбы.
Реактивная авиация после войны
Во время войны СССР не вело активных разработок реактивных двигателей, так как они так и не сыграли в ней решающей роли. Однако в её последние годы встал вопрос о необходимости иметь на вооружении носитель атомного оружия, для чего Советским Союзом был скопирован Боинг Б-29.
Однако для обороны против вероятной агрессии были необходимы быстрые и манёвренные высотные истребители. Изучение немецкой военной техники, полученной в качестве боевых трофеев, посчитали недостаточным для решения этого вопроса. Авиаконструкторы приступили к проектированию самолётов, превосходящих мировой уровень.
Як и МиГ
Два конструкторских бюро разработали экземпляры реактивных самолётов, на которых были установлены тугоплавкие материалы в тех местах, где сопла сопрекосались с фюзеляжем, что защищало корпус от перегрева. Основной задачей был переход на новые виды энергоустановки, однако эти разработки рассматривались как временные варианты, пока им на смену не пришёл МиГ-15.
МиГ-15 стал легендарной авиаединицей. В нём применили множество смелых инноваций — в их числе первая в мире надёжная система спасения пилота (катапульта), также машину снабдили мощным пушечным вооружением. Великолепные лётно-технические и боевые характеристики позволяли мигу одерживать победы над армадами тяжёлых бомбардировщиков в Корее.
В ответ на отечественную разработку американцы создали «Сейбр», некий аналог МиГ-15. Один из экземпляров самолёта МиГ был угнан корейцами и продан США для изучения, а подбитый «Сейбр» солдаты СССР вытащили из воды. Таким образом, две сверхдержавы обменивались опытом.
Гражданская реактивная авиация
Британцы ещё в конце сороковых годов прошлого века выпустили на свои авиалинии авиалайнер «Комета», снабжённый реактивными двигателями. Он обрёл большую популярность, хоть и не отличался надёжностью — в первые годы его использования случилось немало катастроф.
Гражданские самолёты с реактивными двигателями разрабатывали и в Советском Союзе — одни из них был Ту-104, разработанный на основе бомбардировщика Ту-16. Несмотря на случающиеся катастрофы, разработки в этом направлении не прекратили. Постепенно прорисовывался образ надёжного реактивного лайнера, отодвигая винтовые двигатели всё дальше на второй план.
В нашу эпоху уже вряд ли можно удивить кого-то технологическими новинками. Тем более, что теперь, когда обороты развития техники набрали такую скорость, о какой в прошлые эпохи просто не мечтали. То же самое касается и самолетов. Теперь с турбореактивными двигателями — обычная вещь. А когда-то люди и не могли мечтать о таком.
Первый в мире пассажирский реактивный самолет появился только в середине прошлого века, когда развитие авиации активно продолжалось. Конечно, в связи со Второй Мировой Войной, особое внимание уделялось в первую очередь военным , поэтому уже после ее окончания инженеры и изобретатели обратили свой взор на пассажирские лайнеры.
Для начала дадим определение, что же это за воздушное судно? Это самолет, двигатель которого является реактивным.
Принцип его работы состоит в использовании смеси забираемого из атмосферы воздуха и продуктов окисления топлива кислородом, которые есть в воздухе. Благодаря реакции окисления, рабочее тело нагревается и, расширяясь, выбрасывается из двигателя очень быстро, производя при этом реактивную тягу.
Первые модели
Самолеты, которые затем стали прототипами для пассажирских лайнеров, разрабатывались тогда в Германии, а точнее в Третьем Рейхе, и в Великобритании. Первопроходцами в данной области являются немцы.
Heinkel He 178 — считается первым самолетом с реактивным двигателем. Впервые его опробовали 27 августа 1939 года. Самолет показал довольно ободряющие результаты, но вышестоящее руководство в лице Рейхсминистерства авиации посчитало, что данная технология не интересна. Да и основным направлением тогда была именно военная авиационная техника.
Британцы тоже не отставали от немцев. И в 1941 году мир увидел Gloster E.28/39. Конструктором двигателя был Фрэнк Уиттл.
Gloster E.28/39.
Именно эти опытные образцы показали всем, каким путем пойдет авиация в дальнейшем.
Первые реактивные пассажирские самолет
Первым реактивным самолетом для пассажиров считается, созданный британцами, “Комета-1” . Он был испытан 27 июля 1949 года. У него было 4 турбореактивных двигателя , а салон был рассчитан на 32 пассажира . Кроме этого, на него установили 2 ускорителя на перекиси водорода . Его использовали на трассах в Европу и Африку. Например, — Йоханнесбург с остановками по пути. Время всего рейса составляло 23,5 часа.
Позднее были разработаны “Комета-2” и “Комета-3” , но они не оправдали надежд и были сняты с производства из-за усталости металла и недостаточной прочности фюзеляжа. И все же некоторые модификации используются до сих пор для проектирования истребителей ВВС Великобритании.
Шестью годами позже, СССР представил ТУ-104. Первый советский реактивный пассажирский самолет. Впервые он поднялся в воздух 15 июня 1955 года. А.Н.Туполев взял за основу своего проекта бомбардировщик с реактивными двигателями ТУ-16. Он просто увеличил фюзеляж, опустил крыло под него, а в салоне расположил 100 кресел для пассажиров . С 1956 года его запустили на массовое производство.
В течение следующих двух лет он был единственным в мире реактивным самолетом , который использовали для перевозки гражданских лиц. У него было 2 турбореактивных двигателя. Его максимальная скорость достигала 950 км/ч, а летать он мог до 2700 км.
На нем были введены и такие новинки для СССР, как обеды на борту, красиво одетые стюардессы и подтянутые пилоты.
Тем не менее, за 4 года его эксплуатации произошло 37 катастроф с участием этого самолета. Это самое большое число аварий среди всех российских самолетов. Неудивительно, что Н.С. Хрущев отказался даже приближаться к нему. Несмотря на то, что с производства его сняли, до 1979 года его еще использовали для перелетов .
В 1958 году на пассажирские линии вышел . Он мог принять на свой борт от 90 до 180 пассажиров. На разные модели устанавливались двигатели различной мощности. Самолет предназначался для маршрутов средней и дальней протяженности. Однако, аварий с ним происходило намного больше, чем с ТУ-104.
SE.210 Caravelle 1.
Прорывом в мировой авиации стало создание французского SE.210 Caravelle 1 . Он начал полеты в 1959 году , в основном, в колонии Франции, в Африке. У него также было 2 турбореактивных двигателя, но фирмы “Роллс-Ройс”, в хвосте самолета. Это помогло достигнуть того, что улучшилась и аэродинамика, и шум в салоне был минимизирован, и надежность работы воздухозаборников был повышен.
И трап тоже был выполнен в другом ключе, чем у других самолетов того времени — в виде опускающейся части фюзеляжа. В салоне тоже провели нововведения: иллюминаторы стали больше, а проход расширили. Его использовали на маршрутах только средней дальности.
Всего было выпущено 12 самолетов такого типа, но все же он не выдержал соперничества с Боингами, и дальнейшее производство было остановлено.
Именно благодаря мечтателям покорить небо, эпоха промышленной революции подарила нам транспортное средство, которое назвали самолет.
В мире
Для того чтобы подняться в небо необходимо знать теоретические основы. Именно их и разработал британец Джордж Кейли (1773 – 1857). Ученый всю свою жизнь посвятил основам аэродинамики, чтобы получить ответ на вопрос: как покорить воздушное пространство? Его труды дали плоды, и в начале 19 века свет увидел научную статью « О воздушной навигации». Кейли первый в истории построил воздушный транспорт в натуральную величину, который совершал полеты на небольшие расстояния. Им же был спроецирован дирижабль, а благодаря К.Э. Циолковскому, приобрел металлический корпус. Однако, несмотря на эксклюзивные идеи Кейли, популярность его работы приобрели лишь в 30-е годы 20 века.
Самолет Энтони Фоккера «Спин» 1910 года
Сын кофейного плантатора Хермана Фоккера, Энтони Фоккер, точно не собирался возглавлять плантацию после смерти отца. Еще в детстве Энтони увлекался техникой, собирая модели поездов с миниатюрными двигателями. Однако, поезда не стали его судьбой. В 1908-ом произошло главное событие в жизни Фоккера – показательный полет Уилбура Райта. С этого времени молодой изобретатель начинает работу над проектом собственного самолета, и в 1910-ом в небо взлетает первый «de Spin». Полет оказался недолгим, так как Энтони врезался на нем в дерево. Но это было только начало. Молодой голландский ученый в 1911 г. основал собственную компанию, которую назвал Fokker Aeroplanbau, а в 1915 году появляется первый самолет-истребитель, благодаря которому Германия перевернула ход первой мировой войны. Таким образом, Фоккер стал первопроходцем в области производства истребителей, а его компания просуществовала вплоть до 1996-го.
Технические характеристики самолета «Спин»
В России. Самолет Можайского
«Воздухолетательный снаряд» появился на территории России благодаря офицеру дальнего плаванья Александру Федоровичу Можайскому. Все началось в 1876-ом с показательных полетов маленькой лодочки с крыльями, которая легко помещалась на стол. Петербургская публика пришла в восторг от увиденного, а спустя несколько дней в газете «Кронштадтский вестник» появилась статья о невероятном сооружении.
Изобретением Можайского заинтересовался Дмитрий Иванович Менделеев, который к тому времени уже был известен во всем мире. Именно он стал главным единомышленником Александра Федоровича, и убедил комиссию Главного инженерного управления выделить средства на проведение опытов. Однако скептическое отношение к изобретением подобного рода в России, со стороны военного ведомства не дало своевременно закончить строительство самолета. Комиссия прекращает спонсорство и Можайский, дабы обезопаситься от чужих посягательств на свое изобретение, получает патент в 1880 году и материальную помощь от мануфактур.
В период с 1881 по 1886 начинаются испытания летательного аппарата. Исторических документов, описывающие проведенные опыты, нет, но имеются заметки в журналах, откуда следует, что все попытки заканчивались недолгим удержанием человека в воздухе. Будь у Александра Федоровича чуть больше времени, возможно, самолеты, которые мы видим сейчас, появились бы раньше. Однако смерть прервала изыскательскую деятельность авиаконструктора в 1890-ом.
Реактивный самолет
Работы по конструированию реактивного самолета в одно и то же время начали немецкие и советские ученые. В 1937 году талантливый молодой конструктор А.М. Люлька живший в СССР, предложил создать первый турбореактивный двигатель, который по прогнозам, помог бы достичь скорости полета до 900 км/ч. В этом же году стартовали работы по его созданию, однако начавшаяся внезапно война, вынудила приостановить работу.
Возможно, поэтому Германии удалось опередить всех, и в июле 1942 г. в воздух поднялся Ме.262. Благодаря тому, что самолет выполнял функции штурмовика, разведчика и истребителя, он быстро обрел популярность. Долгое время боевые единицы производились на заводах, которые располагались в лесу. Крыши цехов были окрашены в зеленый цвет, что делало невозможным поиск заводов с воздуха. Всего за период 1944-1945 годы было выпущено около полутора тысячи боевых машин. Разгоняясь до скорости 870 км/ч, самолет в среднем пролетал около 1050 км с максимальной массой подвесных ракет в 1500 кг.
Модели Ме.262 за все время военных действий сбили около 150 самолетов, а потери составили 100 боевых единиц. Однако, несмотря на превосходство данной модели над остальными воздушными судами того времени, Me.262 имел сложную систему управления для неподготовленных летчиков, а условия военного времени не давали возможность доработать двигатель. Частые поломки и неконтролируемое пикирование при достижении скорости в 800км/ч, заставили Гитлера пересмотреть свое отношение к новым машинам, и программа по их производству была свернута.
Технические характеристики самолета Ме.262
Первый реактивный пассажирский самолет появился в Великобритании в 1952 году. De Havilland DH-106 Comet оказался опасным в эксплуатации. Слабость металла у иллюминаторов привела к 12 катастрофам, вследствие чего DH-106 был снят с производства.
Описание самолета De Havilland DH-106 Comet
Пассажирский самолет
Матерью гражданской авиации является Россия. «Илья Муромец» появился на свет благодаря конструктору Сикорскому, который конвертировал бомбардировщик в воздушное пассажирское судно. Внутри «Муромца» располагались благоустроенные, разделенные перегородками, спальные места с отоплением, имелся ресторан и даже ванная комната. Пассажирский лайнер впервые поднялся в небо в 1913 г., а уже в феврале 1914 состоялась демонстрация полета с 16 авиапассажирами. Им же был установлен рекорд по дальности перелета. «Илья Муромец» перелетая из Петербурга в Киев и обратно, совершил лишь одну посадку для заправки. Однако, начало Первой Мировой Войны приостановило разработку и дальнейшее совершенствование серии воздушного транспорта.
Ford Trimotor стал американским прототипом «Муромца» и считается вторым лайнером гражданского назначения в истории. Его сборка осуществлялась в период с 1925 по 1933 годы. Самолет брал на борт 8 пассажиров и считался наиболее надежным. Именно высокая степень доверия к лайнеру, позволила Ford Trimotor оставаться на рынке и после завершения производства.
Сверхзвуковой самолет
Появление реактивных самолетов дало толчок для создания более быстрых самолетов. Достижение более высоких скоростей в полете позволило бы получить превосходство в небе. Так, в 1946 году компания Bell Aircraft по специальной программе ВВС США создала принципиально новый самолет с ракетным двигателем Bell X-1.
Благодаря супер мощному двигателю, Bell X-1 достигал невероятных, по тем временам, скоростей. При максимальной высоте полета 24400 м, скорость составляла 2720 км/ч.
Командиром судна, при котором удалось зафиксировать сверхзвуковую скорость, стал Чарльз Йегер. Всего на самолете Bell X-1 было совершено 80 полетов, последний из которых состоялся в январе 1949 года. Во время последнего полета, воздушное судно, со скоростью отрыва 273 км/ч за 1 минуту 40 секунд поднялось на высоту 7600 м. Были зафиксированы рекордные показатели за весь период эксплуатации.
Технические характеристики самолета Bell X-1
Чаще всего при описании характеристик самолета используется обозначение М. М – это максимальная скорость, до которой может разогнаться воздушное судно. Например, для модели Bell X-1 М=2,5. Это говорит о том, что максимальная скорость, которую может набрать самолет, составляет 2500 км/ч.
Изучая историю появления различных типов лайнеров, видно, что география конструирования различна. Начавшаяся с простого желания полетать, авиация стала предметом глобального мирового соперничества. Благодаря ученым, которые совершили то, что для большинства было невозможным, самолеты будут совершенствоваться с каждым днем все больше и больше. А с развитием технологий будет только усиливаться борьба за мировое господство в небе.
