Карл Гильзин - В небе завтрашнего дня

«Тепловой барьер» под натиском науки и техники будет непрерывно отступать.

3* Правда, обычно топливные баки изолируют от атмосферы, создавая в них повышенное давление. При этом увеличение испаряемости топлива приводит к увеличению этого давления и, следовательно, веса баков.

4* Об этом сообщает, например, журнал «Эроплейн», 1959 г.

Из этой главы читатель узнает о том, как создается сегодня авиационная техника завтрашнего дня, как в лабораториях и на экспериментальных станциях испытываются самолеты и двигатели будущего, какие труднейшие задачи приходится при этом решать.

Летчик, испытывающий самолет, вручает свою жизнь людям, создавшим новую машину.

Но не одно это делает движение авиации вперед таким специфичным, особым, не похожим на развитие других отраслей науки и техники.

Вот произошла катастрофа экспериментального самолета. Погиб летчик, погиб самолет. Что случилось там, в небе? В чем порок, как его устранить?

Хорошо, если летчик спасся, выбросившись на парашюте. А если это беспилотный самолет, ракета или управляемый снаряд? Кто расскажет, в чем причина неудачи?

И даже это еще, пожалуй, не самое существенное. Разве может конструктор самолета или беспилотной ракеты передать их на испытания, не будучи твердо уверенным в успехе? Но на чем должна быть основана эта уверенность? На опыте прошлого? Но в авиации новое всегда так сильно отличается от старого. На предвидениях теории? Но в науке так много недомолвок, в особенности если это наука авиационная, стремительно развивающаяся.

Конечно, имеющийся опыт и теория — основа, на которой строит свою уверенность конструктор. Но одной этой основы явно недостаточно. Решающей должна быть проверка экспериментом. Все, что можно, проверить заранее — вот девиз авиации, залог успеха ее развития. Эта проверка, экспериментальная «доводка» не только сохранит жизни, она сэкономит уйму времени и средств, а часто и вообще предопределит судьбу всего дела. Именно в лабораториях научно-исследорательских институтов и опытно-конструкторских бюро, а потом на опытных аэродромах и полигонах прокладывается дорога в будущее авиации. Здесь куется та «сила разума», о которой говорил отец русской авиации Н. Е. Жуковский.

Но ошибется тот, кто представит себе эксперимент проходящим в тиши научной лаборатории, за столом неторопливого ученого, собирающего хрупкие конструкции из стекла и проводников. В авиации все обстоит совсем иначе, хотя есть и стеклянные трубки и электрические схемы.

Вот, например, конструкторское бюро, где создаются новые мощные реактивные двигатели — сердце современных самолетов. Сотни, тысячи людей заполняют заводские корпуса этого бюро. Мы входим в один из них. Здесь исследуются компрессоры турбореактивных двигателей. Из кабины инженера, ведущего испытание, виден компрессор, установленный на испытательном стенде. Только гул воздуха, протекающего через компрессор, слабо доносится через звукоизолированные стены бокса. Там, внутри бокса, шум этот оглушил бы нас. Но там людей нет, они здесь, у пульта управления с его бесчисленными ручками, кнопками, лампочками, циферблатами.

Неподвижен только корпус компрессора. Внутри него с огромной скоростью вращается ряд больших дисков с венцами тончайших, изящно изогнутых лопаток. Это — ротор. Исследователь изучает законы течения воздуха в компрессоре, десятки и сотни раз меняет профили лопаток, их закрутку, чтобы еще немного повысить коэффициент полезного действия компрессора. Ведь на его вращение расходуется мощность, уже сейчас превышающая 50 тысяч лошадиных сил! Один процент этой мощности равен 500 лошадиным силам, то есть мощности десяти автомобилей «Победа».

В двигателе компрессор вращается газовой турбиной. А здесь, на стенде? Здесь для этого удобнее использовать паровую турбину. Она занимает больше половины испытательного зала. В соседнем здании расположена котельная, откуда поступает пар, питающий турбину. Мощность турбины равна многим тысячам лошадиных сил — как на крупнейшей электростанции! И вся эта мощность вместо того, чтобы приводить в движение станки на заводах и электропоезда, освещать дома, театры, улицы, тратится на вращение компрессора. Вот почему такие уникальные испытательные установки исключительно дороги.

Но ведь мощность авиационных двигателей быстро растет. Это делает грозной проблему испытания компрессора. И наука настойчиво ищет пути решения этой проблемы. Можно испытывать компрессор на разреженном воздухе, тогда его мощность будет значительно меньше. Еще лучше заставить течь через компрессор не воздух, а особый газ, точнее — смесь газов, специально подобранных так, чтобы условия испытания имитировали истинные, но затрата мощности была бы значительно меньше.

Такая имитация — настоящая «изюминка» эксперимента с новой авиационной техникой. Действительно, ведь создать истинные условия полета со сверхзвуковой скоростью на огромной высоте можно только… в таком именно полете. Конечно, он и будет венчать дело, но начинать надо не с него. И вот тут-то изыскиваются условия, имитирующие истинные.

Зайдем в другое огромное здание конструкторского бюро. Это — святая святых. Уже позади тщательные, придирчивые, многочасовые испытания отдельных элементов двигателя, например того же компрессора. Счастье еще, что новые газотурбинные авиационные двигатели позволяют вести такие поэлементные испытания — отдельно компрессора, отдельно турбины, отдельно камеры сгорания и т. д. Со старыми поршневыми двигателями это было невозможно, там проверяется все сразу на двигателе или, в лучшем случае, на одноцилиндровой установке.

Теперь дело дошло наконец до всего двигателя целиком. Только эти испытания будут решающими. Но как испытать двигатель в условиях высотного скоростного полета? Испытательная установка, имитирующая эти условия, становится громоздкой, сложнейшей, колоссальной.

Так выглядит современная станция для испытаний реактивных двигателей (из журнала «Америкен авиэйшн», 1957 г.).

Воздух входит в двигатель не просто из атмосферы. Его давление либо предварительно повышается, либо понижается; он либо охлаждается, либо нагревается. Еще сложнее дело обстоит с газами, вытекающими из двигателя. Ведь на высоте они вытекают в среду с очень малым давлением. Значит, и здесь на выходе из двигателя должен существовать вакуум. Для этого приходится устанавливать серии массивных вакуум-насосов, требующих мощных двигателей. Мало того, до подачи в эти насосы газы должны быть охлаждены, так как иначе их объем будет слишком большим. Значит, нужно поставить батареи огромных охладителей. Целые реки воды втекают ежесекундно в эти испытательные станции, в них устремляются ураганные воздушные потоки, а из них рвутся наружу газы. Чтобы заглушить страшный шум работающего двигателя, коридоры-каналы для воздуха и газов перегораживают глушителями, стены здания сооружают из специального звукоизолирующего материала, покрывают слоями стеклянной ваты и других материалов, в которых должны завязнуть остатки звука…