Техника - молодёжи 1965-07, страница 22

Еще не созданный самолет пробует свои силы в первом «полете». «Еще не созданный», потому что это не сам самолет, а лишь его крошечный прототип — модель. Да и полет не совсем обычен: неподвижная модель погружена в стремительный воздушный поток, зажатый металлическими стенками аэродинамической трубы. Самолет и окружающая его воздушная среда поменялись ролями, но силы, действующие на модель, остались теми же, что и при обычном, «настоящем» полете. Такой полет в миниатюре, «полет наоборот», дает ответ на многие вопросы: какие силы действуют на самолет, устойчив ли он в воздухе, легко ли поддается управлению и правильно ли выбран для него запас прочности? Излишними становятся громоздкие и сложные расчеты теоретиков.

У аэродинамических труб в наше время много профессий. С их помощью отыскивают удобообтекаемые формы автомо-

АККУМУЛЯТОРЫ СКОРОСТИ

Преодолеть «барьер мощности» помогли трубы кратковременного действия. В обычных сверхзвуковых аэродинамических трубах воздушный поток непрерывно разгоняют многоступенчатым осевым компрессором. Чем больше мощность компрессора, тем выше скорость воздушного потока. Но можно с помощью компрессора той же мощности сначала накачать в баллон воздух под высоким давлением, а затем выпустить его в аэродинамическую трубу в виде высокоскоростной струи. А можно и наоборот: откачать из баллона воздух до высокого разрежения и соединить его при помощи аэродинамической трубы с окружающей атмосферой. Тогда в разреженное пространство баллона через аэродинамическую трубу с большой скоростью устремится воздушный поток Существуют и комбинированные трубы, в которых на входе ста-

ШИБАНОВ, инженер, член литобъединения журнала

МОДЕЛИРУЕТСЯ

билей, поездов и кораблей; воспроизводят ветровые нагрузки на крупные инженерные сооружения — высотные здания, висячие мосты, радиомачты и дымовые трубы. В ударных трубах изучают даже скорости химических реакций при высоких температурах. Но наиболее тесные, родственные узы по-прежнему связывают аэродинамические трубы с авиацией. И как не похожи друг на друга современные реактивные самолеты и «этажерки» начала XX века, так же резко отличаются современные аэродинамические трубы от первой в Европе «лопастной воздуходувки» Циолковского.

Сейчас в арсенале аэродинамиков можно найти трубы любого калибра — от миниатюрных настольных установок до огромных туннелей, в которых испытываются самолеты в натуральную величину. Но скорость воздушного потока в гигантских натурных трубах невелика: как правило, она не превышает ста метров в секунду. Такие скорости бывают только при взлете или посадке самолета. Чтобы разогнать огромные массы воздуха в трубах-гигантах до скоростей современной авиации, потребовались бы поистине сказочные мощности. Достаточно сказать, что в трубе, имеющей в ширину 25 м и в высоту 12,2 м, на разгон воздушного потока до скорости 90 м в секунду требуется мощность 36 тыс. л. е.!

Можно избавиться от непомерной траты энергии, если уменьшить размеры аэродинамических труб. Но их мощность связана не только с размерами: ® еще большей степени она зависит от окорости воздушного потока. Чтобы увеличить эту скорость вдвое, требуется в восемь раз большая мощность, а для десятикратного повышения скорости пришлось бы создавать трубы в тысячу раз мощнее. Не удивительно, что с переходом к сверхзвуковым скоростям даже трубы обычного размера начинают соперничать по своей прожорливости с крупнейшими дозвуковыми гигантами. Чтобы в будущем не пришлось запрягать в аэродинамические трубы целые «Днепрогэсы», нужно было найти выход из грозящего энергетического тупика. Трубам старого типа это было не под силу.

вится баллон высокого давления, а на выходе — вакуумная камера.

Как правило, время действия баллонных и вакуумных труб не превышает одной минуты после каждой зарядки. Для длительной работы потребовались бы слишком большие запасы сжатого воздуха или «пустого пространства». Для аэродинамической трубы шириной и высотой в 1,2 м при «звуковой» скорости воздушного потока для 10 сек. работы нужно запасти, по подсчетам специалистов, 20 т воздуха. Проигрывая во времени, баллонные и вакуумные трубы выигрывают в мощности. Энергия,, которую «съедает» труба за доли минуты, накапливается порою сутками. Поэтому мощность трубы при испытаниях намного превышает мощность обслуживающего ее компрессора.

С (помощью обычных энергетических установок в трубах кратковременного действия получают скорости, в пять-шесть раз превышающие скорость звука, что совершенно не под силу непрерывно работающим аэродинамическим трубам.

КОНДЕНСАЦИОННЫЙ БАРЬЕР

Р азогнать поток газа до сверхзвуковой скорости можно, ■ лишь пропустив его через расширяющееся сопло. Но, расширяясь, газовая струя не только увеличивает свою скорость, одновременно она и охлаждается. В потоке воздуха при этом начинают конденсироваться пары воды. Избежать этого легко: достаточно осушить воздух перед подачей его в аэродинамическую трубу. Но чем большая сверхзвуковая скорость создается в трубе, тем больше расширяется в сопле разгоняемый поток и тем сильнее охлаждается воздух. В результате при скорости, более чем в четыре раза превышающей скорость звука, в воздухе начинает конденсироваться уже не вода, а... кислород. Физические свойства воздушного потока резко изменяются — это уже не «полет в миниатюре». Из такого эксперимента трудно извлечь полезные сведения.

ЛЕТАЮЩАЯ БОЧКА

То-то удивился бы Диоген, прослышав о бочке, способной вспорхнуть и улететь! И тем не менее такой аппарат сконструирован и изготовлен во Фран

ции. Имя его — «колеоп-тер» («жук»!). В верхней части находится к бина пилота — разумеется, несколько более комфортабельная, чем бочка, в которой, по преданию, жил вышеупомянутый античный философ. ^Впрочем, с бочкой лучше сравнить не кабину, а крыло (нижняя часть аппарата). Ибо оно имеет цилиндрическую форму. Турбореактивный двигатель (рядом с кабиной) гонит мощный поток газов сквозь кольцевидный зазор между фюзеляжем и крылом.

Колеоптер стартует с места — без разбега. Но в отличие от вертолета он спо-