Глава X

ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ РЕАКТИВНЫХ САМОЛЕТОВ

30. Общие сведения

В 1945—1946 гг. максимальная скорость полета реактивных самолетов лимитировалась по существу не мощностью (вернее, тягой) силовой установки, а элементами устойчивости, управляемости и вибрационной прочности; самолетов. На скорости свыше 950 км/час самолет испытывает сильные толчки. Рули начинают вибрировать, и рычаги управления вырывает из рук пилота. По мнению пилота, летавшего на самолете Глостер «Метеор», при установлении рекорда скорости, если бы он не был привязан к сиденью ремнями, его выбросило бы из самолета. Кроме невозможности управлять самолетом, имеется еще опасение, что существующие конструкции самолета не смогут выдержать тех динамических нагрузок, которые действуют на самолет при полете со скоростью, близкой к скорости звука. Частично это подтверждается гибелью экспериментального бесхвостого реактивного самолета Де-Хэвилленд «Суоллоу», который буквально рассыпался в воздухе при попытке пробиться сквозь звуковой барьер, т. е. достичь скорости полета свыше скорости звука.

О перспективах использования схемы бесхвостого самолета по схеме «утка» сказано подробно ниже. Однако можно с достаточным основанием предполагать, что у серийных реактивных самолетов 1947—1948 гг. тяга реактивных силовых установок будет возрастать, но она будет использована главным образом для улучшения взлетных данных самолета, увеличения скороподъемности, потолка либо грузоподъемности самолета. Поэтому можно ожидать увеличения размеров несущих поверхностей реактивных самолетов в целях уменьшения удельной нагрузки на крылья.

Несомненно, что взлетный вес самолетов из года в год будет возрастать, так же как грузоподъемность и калибр пулеметно-пушечного вооружения. Повидимому, реактивное вооружение получит широкое распространение. Вероятнее всего, что все реактивные самолеты будут иметь герметические кабины, спасательные катапульты, выбрасывающие летчика при аварии на большой скорости, а также вентиляцию и рефрижераторные установки (холодильника) для уменьшения температур в кабинах, в которых при большой скорости полета температура доходит до +60°.

О будущей схеме сверхзвукового самолета говорить с уверенностью сейчас трудно. Многие предполагают, что подобный аппарат скорее будет напоминать крылатую ракету, чем современный самолет. Возможно, он будет летающим «треугольником», т. е. самолетом с крылом, имеющим в плане треугольную форму с очень малым удлинением (около 1,5).

При скорости полета порядка 2 500 км/час применение бескомпрессорного двигателя становится достаточно выгодным, поэтому не исключена возможность распространения в авиации будущего данного типа двигателя, исключительно простого по своей конструкции и очень легкого по весу.

Подлинную революцию в самолетостроении, несомненно, произведет будущий атомный двигатель, который дает возможность осуществить межпланетную ракету, идея создания которой впервые была высказана русским ученым Э. К. Циолковским.

31. О схеме самолета типа «утка»

Кроме устранения вредного влияния крыла на хвостовое оперение, схема самолета типа «утка» имеет следующие положительные свойства:

1. Горизонтальное оперение создает подъемную силу как в моторном полете, так и при посадке. Таким образом, несущими поверхностями у самолета «утка» являются и горизонтальное оперение и сами крылья (у самолета нормальной схемы оперение имеет отрицательную подъемную силу, уменьшающую несущую способность крыла, особенно при посадке). Отсюда следует, что, при прочих равных условиях, посадочная скорость у самолета «утка» будет меньше, чем у самолета с задним расположением оперения.

2. Горизонтальная маневренность и скороподъемность самолета «утка» выше, чем у обычного самолета, по причинам, указанным выше.

3. Выхлопные газы реактивных двигателей и факел ракетных двигателей не встречают на своем пути каких-либо деталей самолета.

4. Внутренний объем фюзеляжа самолета «утка» используется на 100%, в то время как на обычных самолетах может быть использовано не более 60—70% этого объема. Подобное обстоятельство для реактивных самолетов является весьма существенным ввиду необходимости размещения в фюзеляже баков горючего с очень большим объемом.

5. Вынос фюзеляжа вперед от крыла упрощает применение шасси с носовым колесом, размещение неподвижного стрелкового вооружения обеспечивает хороший обзор пи кабины пилота.

6. Схема самолета «утка» может гарантировать самолет от срыва в штопор.

Недостатки этого типа самолета следующие:

1. При восходящих потоках легко происходит срыв потока с горизонтального оперения, в результате чего получаются беспорядочные колебания самолета относительно поперечной оси. Этот дефект можно уменьшить путем устройства предкрылка на оперении.

2. Трудно достигается нужная степень курсовой устойчивости самолета вследствие большого дестабилизирующего влияния носовой части фюзеляжа и малого плеча вертикального оперения (до центра тяжести самолета).

3. Самолет, сорвавшийся в штопор, не выходит из него.

4. Более узкие пределы допустимой центровки, затрудяющие компоновку машины.

5. Значительная взаимозависимость между параметрами горизонтального оперения и основным крылом (в выборе профиля, удлинения, площадей) требует особо тщательного выбора параметров самолета типа «утка».

Получит ли самолет схемы «утка» распространение в будущей авиации, сейчас сказать трудно; пока что построены отдельные экспериментальные самолеты этого типа.

32. О бесхвостых самолетах

Бесхвостые самолеты имеют следующие положительные особенности:

1. При полете на больших скоростях бесхвостый самолет не имеет неприятных последствий влияния крыла на хвостовое оперение, что улучшает продольную устойчивость и управляемость самолета.

2. Количество отдельных деталей у бесхвостых самолетов меньше, чем у самолета обычной схемы, следовательно, они проще и дешевле как в производстве, так и в эксплоатации.

3. На бесхвостом самолете легче осуществляется необходимая прочность крыла при сечениях с малой относительной толщиной, так как по условиям взлета нагрузка на 1 м² несущих поверхностей приходится почти вдвое меньшая, чем на самолетах, имеющих хвостовое оперение, расположенное на конце фюзеляжа (см. ниже).

4. Сравнительно большая площадь несущих поверхностей упрощает разрешение проблемы внутренней кубатуры, что, как уже говорилось выше, является важным для реактивных самолетов.

Недостатки бесхвостых самолетов следующие:

1. Затруднена механизация крыла, так как пока не удалось осуществить достаточно эффективные закрылки либо щитки или какое-либо другое устройство, увеличивающее подъемную силу крыла при посадке.

2. Рули высоты, расположенные по задней кромке крыла, при посадке, отклоняясь вверх, вызывают довольно существенное падение коэфициента максимальной подъемной силы крыла.

3. Вследствие этих двух причин для сохранения посадочной скорости в необходимых пределах приходится увеличивать площадь несущих поверхностей, что увеличивает, сопротивление самолета и, в конечном счете, снижает максимальную скорость. Таким образом, выигрыш, получаемый вследствие отсутствия хвоста, теряется из-за вынужденного увеличения площади крыла по сравнению с той, которая была бы приемлема для самолета с хвостом.

4. Большая длина разбега и пробега. Необходимое при взлете отклонение рулей высоты вверх связано с уменьшением коэфициента подъемной силы крыла, при этом соответственным образом возрастает взлетная скорость, а вместе с ней и разбег при взлете.

5. По этой же причине ухудшается горизонтальная и вертикальная маневренность бесхвостого самолета.

Особенно существенным недостатком бесхвостых реактивных самолетов являются их плохие взлетные свойства, так как взлет реактивных самолетов вообще затруднен (малая тяга реактивного двигателя на взлете по сравнению с тягой винта, снижена подъемная сила крыла вследствие отсутствия потока от винта, обдувающего несущие поверхности с повышенной скоростью).

Эти отрицательные свойства бесхвостых самолетов до настоящего времени превалировали над их достоинствами, и пока данная схема самолета не получила распространения.

Положительные свойства бесхвостых самолетов особенно проявляются на самолетах больших размеров, при которых данная схема осуществляется в виде летающего крыла, причем все грузы, оборудование и силовая установка размещаются внутри крыла. Такая компоновка самолета, кроме уменьшения лобового сопротивления, приводит к снижению веса конструкции планера вследствие разгружающего влияния агрегатов, размещенных вдоль размаха крыла.

Дата публикации на сайте: 15.10.2012