Вертикально злітаючі літаки. Частина перша.

Чи замислювалися ви над тим, які труднощі прийшли в авіацію разом з високими швидкостями, великою вагою літаків і застосуванням реактивних двигунів? А адже їх можна помітити навіть неозброєним оком: сучасний аеродром став величезною, складною і дорогою спорудою.

Посадкова швидкість у багатьох реактивних літаків досягає 250 і більше кілометрів на годину. Для таких літаків необхідна дуже довга бетонована злітно-посадкова смуга. Ось чому аеродром для пасажирських реактивних літаків, розташований у помірному кліматі, на рівні моря, повинен мати смугу довжиною до 3000 метрів і шириною 60 метрів. Шар бетонного покриття на ній досягає 40 сантиметрів. Треба пам’ятати, що потужність реактивних двигунів зменшується з збільшенням температури навколишнього повітря і висоти над рівнем моря.

У Йоганесбурзі, наприклад, злітно-посадкова смуга для реактивного пасажирського літака повинна мати довжину вже 4200 метрів, а в столиці Мексики – Мехіко – навіть 4400 метрів. Легко уявити собі, яких величезних витрат вимагає створення подібних аеродромів. До того ж величина аеродрому не обмежується величиною злітно-посадкової смуги. Необхідні великі майданчики для стоянки літаків, ангари, смуги для руління літаків на старт і т. п. У кордон аеродрому входить також територія, над якою пролітають літаки після відриву від землі, поки не наберуть висоту 25 метрів, і перед посадкою, коли вони вже знизились до цієї висоти.

Рівні майданчики великих розмірів зустрічаються в природі дуже рідко. Тому при будівництві аеродромів доводиться робити величезні земляні роботи. Зносяться будівлі, вирубуються ліси, толочаться поля. Недарма аеропорти великих міст віддалені від них на десятки кілометрів. І нерідко пасажир витрачає стільки ж часу на переїзди, скільки і на сам переліт.

ПЕРШІ КРОКИ

Авіаційні конструктори створили чимало дотепних пристосувань, щоб зменшити величину розбігу літака при зльоті та його пробігу при посадці. Порівняно давно застосовується так звана механізація крила. Відхиляються закрилки (у хвостовій частині крила) і передкрилки (уздовж передньої крайки крила) дозволяють значно збільшувати підйомну силу крила при зльоті та посадці. Щоб зменшити злітну дистанцію швидкісних літаків, до них нерідко підвішують спеціальні ракети-прискорювачі або ж запускають такі літаки з допомогою спеціальних катапульт.

Для зменшення посадочної дистанції використовують багато різноманітних пристосувань, починаючи від звичайних гальм на колесах шасі і закінчуючи складними аеродромними пристроями. Досить широке застосування отримав спеціальний гальмівний парашут. Під час посадки він викидається з хвостовій частині літака. Розкриваючись, парашут допомагає погасити швидкість.

Одним з найбільш вдалих засобів скорочення пробігу при посадці служить створена за допомогою двигунів тяга, яка спрямована назад, проти напрямку посадки. У гвинтових літаків це досягається завдяки установці спеціальних реверсивних гвинтів. На реактивних літаках для цієї ж мети використовують дефлектори (щитки), які можуть різко відхиляти струмінь виходячих з двигуна газів і створювати тим самим спрямовану назад тягу. Застосовуються також спеціальні лижі, які під час посадки притискаються до злітної посадкової смуги і гальмують літак.

Різко зменшити довжину пробігу дозволяють і спеціальні стаціонарні пристрої, які застосовуються на деяких аеродромах, і, головним чином, на авіаносцях. Це – простягнуті поперек посадкової смуги троси (так звані аерофінішери). Літак чіпляється за них при посадці спеціальним гаком. Або нейлонові мережі, які «ловлять» літак за передню ногу шасі. Кінці тросів або мереж з’єднані з гідравлічними циліндрами або великими вантажами, які дозволяють швидко загальмувати літак.

Перераховані засоби дають можливість зменшити, і часом досить значно, довжину розбігу літака при зльоті та пробігу при посадці, проте всі вони маю ті чи інші недоліки. Чимало з них не застосовні для пасажирських літаків. А чи не можна обійтися зовсім без аеродрому – злітати і сідати вертикально? Адже це дало б не лише велику економію на пристрої аеродромів, а й дозволило б різко розширити застосування авіації, використовувати її у непрохідній тайзі, в горах, на маленьких островах, на звичайних кораблях.

МОЖЕ БУТИ, ВЕРТОЛІТ!

Але до чого ж ломитися у відкриті двері – запитає читач? Адже літальні апарати такого типу вже завоювали міцне місце в авіації. Дійсно, чудова машина – вертоліт – з все більше впроваджується в наше життя. Однак ця машина має один досить істотний недолік: порівняно невеликі швидкості польоту.

Світовий рекорд швидкості, встановлений на реактивному літаку Е-66 – 2380 кілометрів на годину, а рекорд, встановлений на вертольоті МІ-6 – близько 269 кілометрів на годину. І це майже межа. Пояснюється це тим, що при збільшенні швидкості польоту вертольота настає зрив потоку обтікання на лопатях несучого гвинта, що призводить до різкого зменшення тяги, трясці гвинта і втрати керованості. Ці та деякі інші явища обмежують збільшення швидкості польоту вертольота.

Віддамо належне славним трудівникам вертольотів і подивимося, як йдуть справи з створенням інших літальних апаратів, які поєднували б вертикальний зліт і посадку з високими швидкостями польоту. Однією з перших спроб, яка була зроблена інженерами в цьому напрямку, була, природно, спроба конструктивно об’єднати вертоліт з літаком.

Ще в 1936 році в Радянському Союзі під керівництвом відомого конструктора вертольотів І. П. Братухіна був побудований перший комбінований вертоліт ЦАГІ 11 ЕА. У цієї машини, крім несучого гвинта, є крило і два тягнучих гвинта літакового типу.

При зльоті подібних апаратів вся потужність двигуна передається несучому гвинту і машина злітає, як звичайний вертоліт. При горизонтальному польоті тяга для поступального руху створюється як нахилом вперед площини обертання несучого гвинта (подібно до звичайних вертольотів), так і тягнучими гвинтами (як у літака), а підйомна сила – несучим гвинтом і крилом. Можливий також політ на режимі авторотації, коли несучий гвинт вільно обертається, а вся потужність двигуна передається тягнучим гвинтам. У цьому випадку основна підйомна сила створюється крилом. Комбіновані вертольоти можуть розвивати швидкості до 500 кілометрів на годину. Вони займуть, так би мовити, середній діапазон швидкостей і дальностей польоту між вертольотами і літаками. Англійський пасажирський комбінований вертоліт «Ротодайн», наприклад, може перевозить 40 – 50 пасажирів на відстань до 700 кілометрів зі швидкістю близько 300 кілометрів на годину. Однак для великих швидкостей і відстаней потрібні таки літаки. Як же змусити літаки злітати і сідати вертикально?

Але про це читайте вже в наступній частині.

Автор: Л. Гільберт.