Мир Авиации 1996 02

Макс Мунк. центр Ленгли, 1926 г

Адольф Букман Послевоенное фото

4 Схема дальнего бомбардировщикаДБ ЛК(1939 г)

5 Схема тяжелого бомбардировщика Нортроп ХВ-35 (1946 г.)

Мунк показал, что для стреловидных крыльев большого удлинения определяющей является только составляющая скорости, перпендикулярная передней кромке крыла, а продольная составляющая при отсутствии вязкости не оказывает никакого влияния на создание подъемной силы и аэродинамического сопротивления [2]. Впоследствии это положение сыграло определенную роль в осмыслении преимуществ стреловидного крыла при больших дозвуковых и сверхзвуковых скоростях.

Как любой теоретический вывод, отмеченный выше результат был получен Мунком в рамках принятой математической модели при определенных допущениях (несжимаемая среда, отсутствие вязкости, большое удлинение крыла). Поэтому, хотя его вывод и раскрывал физические основы явления, но не давал еще надежных для практики методов расчета обтекания компоновок летательных аппаратов в реальных условиях. Для этого требовалось еще много усилий.

И вот произошло событие, которое могло существенно повлиять на развитие аэродинамики. В 1935 году на международном конгрессе, посвященном аэродинамике больших скоростей. была представлена новая работа А. Буземана (Busemann) — первый научный труд, в котором доказывалось преимущество стреловидного крыла при сверхзвуковой скорости полета [3]. Любопытный факт: в своей работе немецкий ученый рассматривал вопросы подъемной силы крыла. а вовсе не проблему волнового сопротивления (как часто полагают), являющуюся одной из центральных задач аэродинамики сверхзвуковых скоростей. Позднее Буземан писал: При исследованиях. готовившихся для съезда в честь Вольта в 1935 г. в Риме, я особенно много занимался вопросом о безнадежном падении коэффициента подъемной силы при скоростях в 1,5, 2, 3 раза превышающих скорость звука. Это падение не устранялось ни при каком профиле. …Возникла идея о применении при сверхзвуковых скоростях стреловидных крыльев. Расчеты показали, что эффект стреловидности оказался большим. чем можно было ожидать- [4].

Казалось бы. основополагающий труд Буземана должен был дать мощный импульс для развития аэродинамики стреловидных крыльев. Но этого не произошло. Более того, о выводах немецкого ученого вскоре забыли. Парадоксально, но факт. Надо сказать, что история науки и техники знает немало подобных примеров. Но в чем дело в данном конкретном случае?

Причина, очевидно, заключалась в следующем. 1920-х. да еще и 30-х годах для ученых-аэродинамиков вопросы. связанные с учетом сжимаемости воздуха, и тем более со сверхзвуковым полетом, представляли в основном чисто теоретический интерес. Уж очень далека была тогда скорость полета самолетов от скорости звука. Как раз к таковым и относилась работа Л.Буземана. Ни сам Буземан, ни другие участники конгресса в Риме, в том числе такие выдающиеся ученые как Теодор фон Карман и Сергей Алексеевич Чаплыгин, один из основоположников газовой динамики, не сочли идеи новои работы сколь-нибудь важными для практики самолетостроения.

Прошло целых-четыре года, когда немецкий ученый А. Бетц, работавший в аэродинамической лаборатории Л. Прандтля в Геттингене, указал на целесообразность использования стреловидного крыла также и при больших дозвуковых скоростях. Однако эта идея не стала достоянием мировой научной общественности: осложнение политической обстановки в Квропе накануне второй мировой войны обусловило сильное ужесточение секретности и резкое сокращение научных контактов. В СССР этот процесс прошел даже несколько раньше. Со второй половины 30-х годов развитие авиационной науки в европейских странах и в США во многом шло изолированно. И вот в этот период, продолжавшийся до конца второй мировой войны, наибольших успехов в аэродинамике больших скоростей добилась Германия. Ответ на вопрос почему именно Германия, а не США, например, или Англия или Советский Союз, представляется не столь уж сложным. Именно Германия стала первой страной, где реактивную, а следовательно и скоростную, технику начали рассматривать не только как научно-технический эксперимент. а с точки зрения ближайшего практического п. прежде всего, военного применения. Поэтому и некоторые научные направления, а также опытно-конструкторские работы. недавно еще считавшиеся областью более или менее отдаленной перспективы, стали уже представлять интерес практический и при соответствующем государственном финансировании получили ускоренное развитие.

Зал заседания в дирекции DVL (главный корпус). 1937 г

Столовая для служащих DVL (неруководящий состав). 1937 г

Стоит обратить внимание на тот факт, что уже в середине 30-х годов ученые и многие авиаконструкторы понимали, что эпоха винтомоторной авиации близится к концу и в будущем неизбежен переход на реактивную тягу. Было также понятно, что без соответствующего научного сопровождения эту задачу решить невозможно. Поэтому уже во второй половине 30-х годов во многих странах приступили к созданию довольно крупных аэродинамических труб с большой дозвуковой скоростью потока в рабочей части, способных выдавать надежную количественную информацию для практических нужд самолетостроения. Тогда же стали появляться и сверхзвуковые трубы небольшого пока еще размера, позволявшие проводить тематические исследования качественного характера. Развивались методы расчета в области аэродинамики, газовой динамики, реактивных двигателей.

В этом общем движении трудно отдать безусловный приоритет результатам. полученным в той или иной стране. По вот в области аэродинамической компоновки высокоскоростных самолетов в бесспорных лидерах оказалась Германия. Работы по стреловидным крыльям и крыльям малого удлинения (о них речь впереди) во В|к-мя воины велись в аэродинамической лаборатории в Гёттингене и в главном немецком авиационном научно-исследовательском центре — DVL (аналог отечественному ЦАГИ). располагавшемся в Адлерсхгофе (Adlcrshof) близ Берлина. За пять лет деятельности в этом направлении там были получены первые систематические данные об аэродинамических особенностях крыльев нового типа. В процессе той работы родилось много новых идеи, впоследствии оказавшихся весьма плодотворными. Однако задача практического применения таких крыльев на самолетах оказалась слишком сложной и до конца войны решить ее не успели.