Алексей Жабров - Почему и как летает самолет [Изд. 2-е]

Появляется дополнительное, так называемое волновое сопротивление, которое в несколько раз увеличивает лобовое сопротивление самолета. Для преодоления большого лобового сопротивления обычная силовая установка оказывается малопригодной.

Дело осложняется еще тем, что с увеличением скорости полета тяга воздушного винта неуклонно падает. Мало того, при очень больших скоростях полета лопасти винта тоже испытывают волновое сопротивление, поэтому полезная работа винта уменьшается.

Новый период в борьбе за скорость полета начался с появлением авиационных реактивных двигателей.

Существуют различные типы авиационных реактивных двигателей, но сила тяги возникает у них в общем одинаково. В камере сгорания двигателя (где сгорает жидкое горючее) давление нагретых газов повышено и они с большой силой выбрасываются наружу через отверстие — сопло. При этом с такой же силой газы давят и на стенку камеры сгорания двигателя, противоположную соплу. Это противодавление (реакция истечения газов) и является реактивной силой тяги, которая заставляет двигаться самолет в сторону, противоположную истечению газов из сопла.

Заметим, что воздушный винт по сути дела работает тоже на реактивном принципе — его лопасти, отбрасывая воздух назад, стремятся двигаться вперед. Однако здесь для получения реактивной тяги поршневой двигатель предварительно преобразует энергию топлива в энергию вращения винта. В реактивных же двигателях продукты сгорания горючего, выбрасываемые из сопла, непосредственно создают реактивную тягу. Поэтому реактивные двигатели, в отличие от винто-поршневых, называются двигателями прямой реакции.

Отличительной особенностью реактивных двигателей является то, что тяга их с увеличением скорости не падает, а даже немного увеличивается. Поэтому при больших скоростях полета реактивный двигатель оказывается гораздо выгоднее обычной силовой установки. Вот почему реактивному двигателю оказалось под силу преодолевать лобовое сопротивление самолета при больших скоростях.

Реактивным самолетам конструкторы придают несколько иные аэродинамические формы, чем винтовым, так как при больших скоростях приходится учитывать влияние сжимаемости воздуха на полет самолета.

Например, применяют стреловидные крылья, которые при больших скоростях полета аэродинамически выгодны.

С появлением реактивных самолетов скорость полета сразу возросла и продолжает расти сейчас [17] О реактивных самолетах см. популярную брошюру Гостехиздата: Л. К Баев и И. А. Меркулов, Самолет-ракета, издание третье, переработанное. .

В нашем военном воздушном флоте уже полностью наступила, как предсказывал К. Э. Циолковский, «эра аэропланов реактивных». На последних воздушных парадах в Москве участвовала почти исключительно реактивная авиация — от истребителей (рис. 31) до тяжелых бомбардировщиков.

Рис. 31. Советские реактивные истребители в полете.

В гражданском воздушном флоте, вероятно, еще некоторое время сохранят свое значение обычные винтовые самолеты. Они удобны на товаро-пассажирских воздушных линиях небольшой протяженности, а также во многих других областях применения самолета в народном хозяйстве, например, для борьбы с вредителями полей, для подкормки посевов, для охраны лесов от пожаров, для аэрофотосъемки, для исследовательской работы в разного рода экспедициях и т. д.

Но на воздушных линиях большой протяженности, а также на воздушных трассах, связывающих нашу страну с другими странами, теперь уже широко применяются реактивные многоместные самолеты-экспрессы ТУ-104 (рис. 32) конструкции А. Н. Туполева.

Рис. 32. Реактивный пассажирский самолет ТУ-104.

В последние годы А. Н. Туполевым и другими советскими конструкторами созданы еще более мощные воздушные корабли, снабженные турбовинтовыми двигателями (рис. 33).

Рис. 33. Турбовинтовой пассажирский самолет ТУ-114.

В таких двигателях почти вся мощность идет на вращение воздушного винта и лишь небольшая ее часть — на создание непосредственной реактивной тяги. Турбовинтовые двигатели экономичны и имеют ряд других достоинств.

Наши ученые и инженеры упорно работают также над созданием атомного авиационного двигателя. Теперь уже нет сомнения в том, что появление атомных самолетов — не за горами.

«Аэродромической» значит воздухобежной (от греческих слов «аэр» — воздух и «дром» — бег). Теперь это слово не употребляется. Мы употребляем лишь слово аэродром.

От латинского слова «авис» — птица,

От греческих слов «аэр» — воздух и «динамис» — сила.

Дюралюминий (дуралюминий) — легкий и прочный сплав алюминия, меди и марганца.

Подробнее об атмосфере см. научно-популярные брошюры Гостехиздата: Беляков, Атмосфера, и Честнов, Ионосфера.

От греческих слов «барос» — тяжесть и «метрон» — мера.

Скорость принято изображать стрелкой, длина которой показывает в масштабе величину скорости.

Кинетическая энергия — это энергия движения тела, например, энергия текучей воды, воздуха, падающего груза, раскручивающейся пружины и т. д. Потенциальная энергия — это энергия положения тела, например, энергия запруженной реки, сжатого газа, закрученной пружины и т. д. Кинетическая энергия тела может переходить в потенциальную и наоборот, но сумма их остается неизменной.

Силы, как и скорости, принято изображать стрелками. Если силы равны, то и стрелки равны. Если одна сила больше другой, то и стрелки берутся соответственно одна больше другой. С помощью стрелки можно показать точку приложения силы, ее величину и направление действия.

Симметрия — одинаковое расположение геометрических форм относительно линии или плоскости, называемых осью или плоскостью симметрии.

Такая замена называется разложением одной силы на две по правилу параллелограмма.

Всякое тело сохраняет свое состояние покоя или прямолинейного равномерного движения до тех пор, пока какая-нибудь сила не выведет его из этого состояния (первый закон Ньютона, называемый законом инерции).