Техника - молодёжи 1937-03, страница 15

ность воздуха. На высоте 5 000 м мы уже оставляем под собой примерно половину веса всего атмосферного столба, на высоте .10 км уже % этого веса, а на высоте 40—45 км находится только 0,999 всей величины воздуха. Легко себе представить,' насколько разрежен воздух в верхних слоях стратосферы, если вспомнить, что он простирается до 800 км. Следовательно, поднявшийся на большие высоты самолет уже не испытывает большого сопротивления воздуха и поэтому резко увеличивает скорость полета.

800 км в час — вот идеальная скорость самолета у земли. Такая скорость еще практически не достигнута, но испытания, проведенные в аэродинамической трубе в Америке, показали, что теоретически эта цифра не фантастична. Для того чтобы эта теория стала практикой, нужно резко поднять мощность мотора, а это влечет за собой необходимость разрешения целого ряда технических проблем.

Теперь допустим, что скорость в 800 км стала явью. А как дальше? Ве!дь нормальное обтекание крыла происходит только до 750—800 км.

После высотного полета летчик Свейн выходит из стратосферного са-

При. оолыцей сйоросги полета встречный поток воздуха уже не успевает обтекать кромки крыла, он как бы деформируется, что сопровождается значительным ростом лобового ¹ сопротивления. Следовательно, опять нужно повышать мощность мотора?

Но, чтобы убедиться, как далеко, выходит за рамки даже самых смелых теоретических расчетов необходимая ^мощность мотора, заметим, что лобовое сопротивление воздуха возрастает пропорционально квадрату скорости, а мощность мотора, потребная для преодоления этого сопротивления,— кубу скорости.

Однако, этот закон верен, примерно, до скорости 760—800 км/час. При полете же .на больших скоростях появляется такое сопротивление, что воз

растание мощности будет чудовищно велико. Но мы уже указывали, что с высотою плотность воздуха становится меньшей, а следовательно, уменьшается и лобовое сопротивление. Отсюда понятно устремление человека в стратосферу, ибо только там мыслимы сверхвысокие скорости.

Итак, мы установили, что высота .разрешает проблему скорости. Но этим не исчерпываются ее весьма выгодные свойства. Так, например, высота таит в себе серьезные военные качества. Современная среднекалиберная артиллерия не дает хороших результатов, когда стрельба происходит по самолетам, летящим выше 7 000 м. Следовательно, полеты на больших высотах исключают авиацию из сферы действия зенитной артиллерии. Самолет, который летит выше 8 000 м, неслышим и невидим с земли, а также с трудом обнаруживается в воздухе. Кроме того, на больших высотах авиация перестает быть зависимой от состояния погоды, так как осадки, 'воздушные вихри, облака образуются только в слоях тропосферы.

Высотные полеты имеют большое значение и для гражданской авиации. Транспортный самолет, который летит на высоте 10 000—11000 Jf, может легко развить скорость в 700—800 км/час. Это имеет большое значение для нашего Союза, обладающего огромными пространствами.

Задача освоения стратосферы не так проста, как это может казаться на первый взгляд. До сих пор нет ни одной страны в мире, где высота хотя бы в 12—13 км была уже освоенной для длительных полетов, продолжительностью в несколько часов.

В чем же основные трудности полетов на больших высотах?

Как известно, для сгорания бензина в цилиндрах авиационного мотора необходим кислород, но с поднятием на высоту плотность воздуха и количество содержащегося в нем кислорода уменьшаются. Этим и объясняется уменьшение мощности мотора. Так, например, мотор, развивающий у земли 1 000 л. е., на высоте 2 000 м дает 750 л. е., на высоте 10 000 м — 220 л. с. Уже на высоте 14 000 м этот мотор может дать 65 л. е., то есть мощность, недостаточную даже для полета одноместного боевого самолета.

Таким образом, основной проблемой высотной авиации является создание такого мотора, который был бы способен сохранять свою мощность и на больших высотах. Какими путями идет разрешение этой проблемы? Чем вы-

не'е «дышит» мотор. Ему нехватает воздуха, он «задыхается». Возить с собой достаточно большой запас сжатого кислорода невозможно, поэтому путь один — получать кислород из атмосферного воздуха, иными словами, нагнетать кислород в мотор. Для этого к мотору присоединяют центробежные нагнетатели, - или турбонагнетатели. Первые вращаются через шестеренчатую передачу от коленчатого . вала .мотора, вторые работают от энергии выхлопных газов. Сейчас в авиации нйиболсе распространен приводный центробежный нагнетатель. Этот механизм представляет собой диск, сделанный из высококачественной стали. Он заключен в закрытый кожух. Во время быстрого вращения

Подъем американского стратостата (снимок сделан ночью).

диска (20 000—30 000 об/мин.) происходит подача атмосферного воздуха в цилиндры мотора.

Нагнетатели бывают одноступенчатые, двухступенчатые и даже трехступенчатые, причем все ступени работают последовательно. Таким образом, воздух сперва подается в первую ступень, затем во вторую и, наконец, в третью. На вращение нагнетателя мотор затрачивает некоторую мощность. При этом, чем выше забирается самолет, тем больше требуется этой мощности. На больших высотах, с уменьшением плотности окружающей среды, нагнетателю приходится работать с интенсивностью, которая растет соответственно забираемой высоте. И естественно, что увеличивающаяся интенсивность нагнетателя требует соответственно большей мощности мотора.

Теперь читателю должна быть понятна причина того, что вышеприве-

Схема обтекания крыла. Наверху — нормальное обтекание, происходящее при полетах до 700 — 800 км в час.

Нижний рисунок показывает, что встречный поток не обтекает крыла, а деформируется им. Это происходит при скорости свыше 800 км в час.