Вертикально взлетающие самолеты. Часть первая.

Задумывались ли вы над тем, какие трудности пришли в авиацию вместе с высокими скоростями, большим весом самолетов и применением реактивных двигателей? А ведь их можно заметить даже невооруженным глазом: современный аэродром стал огромным, сложным и дорогостоящим сооружением.

Посадочная скорость у многих реактивных самолетов достигает 250 и более километров в час. Для таких самолетов необходима очень длинная бетонированная взлетно-посадочная полоса. Вот почему аэродром для пассажирских реактивных самолетов, расположенный в умеренном климате, на уровне моря, должен иметь полосу длиной до 3000 метров и шириной 60 метров. Слой бетонного покрытия на ней достигает 40 сантиметров. Надо помнить, что мощность реактивных двигателей уменьшается с увеличением температуры окружающего воздуха и высоты над уровнем моря.

В Йоганесбурге, например, взлетно-посадочная полоса для реактивного пассажирского самолета должна иметь длину уже 4200 метров, а в столице Мексики — Мехико — даже 4400 метров. Легко представить себе, каких огромных затрат требует создание подобных аэродромов. К тому же величина аэродрома не ограничивается величиной взлетно-посадочной полосы. Необходимы обширные площадки для стоянки самолетов, ангары, полосы для рулежки самолетов на старт и т. п. В границы аэродрома входит также территория, над которой пролетают самолеты после отрыва от земли, пока не наберут высоту 25 метров, и перед посадкой, когда они уже снизились до этой высоты. (Все это делает пассажирские перевозки самолетами весьма дорогими, но вы всегда можете воспользоваться дешевыми автобусными пассажирскими перевозками от компании Orderbus).

Ровные площадки больших размеров встречаются в природе очень редко. Поэтому при строительстве аэродромов приходится производить огромные земляные работы. Сносятся здания, вырубаются леса, вытаптываются поля. Недаром аэропорты крупных городов удалены от них на десятки километров. И нередко пассажир тратит столько же времени на переезды, сколько и на сам перелет.

ПЕРВЫЕ ШАГИ

Авиационные конструкторы создали немало остроумных приспособлений, чтобы уменьшить величину разбега самолета при взлете и его пробега при посадке. Сравнительно давно применяется так называемая механизация крыла. Отклоняющиеся закрылки (в хвостовой части крыла) и предкрылки (вдоль передней кромки крыла) позволяют значительно увеличивать подъемную силу крыла при взлете и посадке. Чтобы уменьшить взлетную дистанцию скоростных самолетов, к ним нередко подвешивают специальные ракеты-ускорители или же запускают такие самолеты с помощью специальных катапульт.

Для уменьшения посадочной дистанции используют много разнообразных приспособлений, начиная от обычных тормозов на колесах шасси и кончая сложными аэродромными устройствами. Довольно широкое применение получил специальный тормозной парашют. Во время посадки он выбрасывается из хвостовой части самолета. Раскрываясь, парашют помогает погасить скорость.

Одним из наиболее удачных средств сокращения пробега при посадке служит созданная с помощью двигателей тяга, которая направлена назад, против направления посадки. У винтовых самолетов это достигается благодаря установке специальных реверсивных винтов. На реактивных самолетах для этой же цели используют дефлекторы (щитки), которые могут резко отклонять струю выходящих из двигателя газов и создавать тем самым направленную назад тягу. Применяются также специальные лыжи, которые во время посадки прижимаются к взлетной посадочной полосе и тормозят самолет.

Резко уменьшить длину пробега позволяют и специальные стационарные устройства, применяемые на некоторых аэродромах, и, главным образом, на авианосцах. Это — протянутые поперек посадочной полосы тросы (так называемые аэрофинишеры). Самолет цепляется за них при посадке специальным крюком. Или нейлоновые сети, которые «ловят» самолет за переднюю ногу шасси. Концы тросов или сетей соединены с гидравлическими цилиндрами или большими грузами, которые позволяют быстро затормозить самолет.

Перечисленные средства дают возможность уменьшить, и порой весьма значительно, длину разбега самолета при взлете и пробега при посадке, однако все они имею те или иные недостатки. Многие из них не применимы для пассажирских самолетов. А нельзя ли обойтись совсем без аэродрома — взлетать и садиться вертикально? Ведь это дало бы не только большую экономию на устройстве аэродромов, но и позволило бы резко расширить применение авиации, использовать ее в непроходимой тайге, в горах, на маленьких островах, на обычных кораблях.

МОЖЕТ БЫТЬ, ВЕРТОЛЕТ!

Но к чему же ломиться в открытую дверь — спросит читатель? Ведь летательные аппараты такого типа уже завоевали прочное место в авиации. Действительно, замечательная машина — вертолет — с все больше внедряется в нашу жизнь. Однако эта машина имеет один весьма существенный недостаток: сравнительно небольшие скорости полета.

Мировой рекорд скорости, установленный на реактивном самолете Е-66 — 2380 километров в час, а рекорд, установленный на вертолете МИ-6 — около 269 километров в час. И это почти предел. Объясняется это тем, что при увеличении скорости полета вертолета наступает срыв потока обтекания на лопастях несущего винта, что приводит к резкому уменьшению тяги, тряске винта и потере управляемости. Эти и некоторые другие явления ограничивают увеличение скорости полета вертолета.

Отдадим должное славным труженикам вертолетам и посмотрим, как обстоит дело с созданием других летательных аппаратов, которые сочетали бы вертикальный взлет и посадку с высокими скоростями полета. Одной из первых попыток, которая была предпринята инженерами в этом направлении, была, естественно, попытка конструктивно объединить вертолет с самолетом.

Еще в 1936 году в Советском Союзе под руководством известного конструктора вертолетов И. П. Братухина был построен первый комбинированный вертолет ЦАГИ 11 ЭА. У этой машины, кроме несущего винта, есть крыло и два тянущих винта самолетного типа.

При взлете подобных аппаратов вся мощность двигателя передается несущему винту и машина взлетает, как обычный вертолет. При горизонтальном полете тяга для поступательного движения создается как наклоном вперед плоскости вращения несущего винта (подобно обычным вертолетам), так и тянущими винтами (как у самолета), а подъемная сила — несущим винтом и крылом. Возможен также полет на режиме авторотации, когда несущий винт свободно вращается, а вся мощность двигателя передается тянущим винтам. В этом случае основная подъемная сила создается крылом. Комбинированные вертолеты могут развивать скорости до 500 километров в час. Они займут, так сказать, средний диапазон скоростей и дальностей полета между вертолетами и самолетами. Английский пассажирский комбинированный вертолет «Ротодайн», например, может перевозит 40 — 50 пассажиров на расстояние до 700 километров со скоростью около 300 километров в час. Однако для больших скоростей и расстояний нужны все-таки самолеты. Как же заставить самолеты взлетать и садиться вертикально?

Но об этом читайте уже в следующей части..

Автор: Л. Гильберт.