Техника - молодёжи 1968-02, страница 11

НОВОЕ В БОЕВОЙ АВИАЦИИ

(по иностранным источникам)

Ю. ТЕРЕХОВ, инженер

Когда, подчиняясь сигнальной ракете, сверхзвуковой истребитель рывком покидает трехкилометровую по* лосу, трудно усомниться в его совершенстве. А между тем именно в это мгновение обнажается одно из наиболее уязвимых мест скоростной авиации — ее зависимость от аэродромов.

За последние двадцать лет, когда скорости боевых самолетов выросли примерно в 3,5 раза —с 900 до 3200 км в час, — практически во столько же раз — с 1 до 3,5 км — увеличилась и длийа бетонированных взлетно-посадочных полос (ВПП). Не говоря уже о высокой стоимости, аэродромы с подобными ВПП лишают авиацию свободы маневра, они могут быть сравнительно легко обнаружены противником и подвергнуться нападению. Вот если бы самолеты могли взлетать и садиться на небольшие площадки, которые нетрудно оборудовать за несколько дней! Независимость от аэродромов превратилась в щит и меч боевой авиации.

Апофеоз идеи безаэродромного базирования — вертикальные взлет и посадка. Однако при взгляде на эту машину (фото 2Б на стр. 8—9) не следует забывать, что ее качества оплачены повышенными затратами мощности и расходами топлива—тяга двигательной установки подобных самолетов должна быть в среднем на 10—20% больше их веса.

Сократить длину разбега и пробега боевых машин до приемлемой величины — вот другой, более выгодный путь. Какие же методы и средства применяются для достижения этой цели? Если исключить катапульты, стартовые рампы, тормозные сетки и подобные им устройства, относящиеся к оборудованию опять-таки аэродромов, то их разделяют на три основные группы.

Средства разгона. Чтобы самолет взлетел, ему необходимо сообщить такую скорость, при которой крыло начнет создавать подъемную силу, равную весу машины. Значит, чем больше ускорение, с которым набирает скорость истребитель, тем короче разбег. С учетом этого обстоятельства и проектируются самолетные двигатели — как правило, в них предусматривается возможность кратковременного увеличения тяги против номинала (например, за счет впрыска дополнительного топлива в камеры сгорания). Избыток тяги способствует росту ускорения (схема 1А). Правда, тут есть свое «но» — впрыск дополнительного топлива означает повышение температуры реактивных газов, ограниченной жаростойкостью лопаток турбин. Поэтому реактивные двигатели иногда снабжают устройствами для сжигания избыточного топлива — форсажными камерами (схема 2А). Эти устройства располагаются за турбинами и позволяют повысить тягу на 50% и более, но их применение связано с резким увеличением расхода топлива.

Практически неограниченные возможности увеличения тяги при взлете открывают ракетные стартовые ускорители (СУ). Применение СУ не связано с расходами топлива из баков самой машины, а их недостаток — одноразовость действия— окупается легкостью и простотой установки на самолете.

Средства торможений. Их задача-—как можно скорее рассеять энергию, «запасенную» в совершающем посадку самолете. Этой цели давно уже служат колесные тормоза, которыми снабжают основные, а иногда и носовые стойки шасси. Различные по конструкции — камерные, колодочные или дисковые, — они обладают одним общим недостатком — их эффективность зависит от сил сцепления шины с поверх

ностью аэродрома. Особенно актизно проявляется этот недостаток при посадке самолета на мокрое или обледенелое поле — здесь из-за скольжения длина пробега с заторможенными колесами подчас увеличивается втрое (схема 1Д). Это обстоятельство заставляет конструкторов призывать на помочь дополнительные устройства торможения. Например, воздушные тормоза — выдвигаемые навстречу потоку крыльевые или фюзеляжные щитки увеличивают лобовое сопротивление машины (схема 2Д). К сожалению, щитки большой площади трудно «вписать» в скоростные контуры современных самолетов. Иное дело—тормозные парашюты (фото 2Д). Благодаря большой площади купола они позволяют примерно вдвое сократить дистанцию пробега. Неплохо зарекомендовали себя и устройства для реверса тяги, с помощью которых реактивные струи разворачиваются навстречу движению и тормозят самолет (схема ЗД).

Средства увеличения подъемной силы. Они позволяют значительно уменьшить взлетные и посадочные скорости самолетов — те самые скорости, при которых крыло должно создавать подъемную силу, соизмеримую с весом машины. Что же это за средства? Самые простые — закрылки и крыльевые щитки (схема 1 Г). Закрылок, отклоняемая вниз хвостовая часть крыла, увеличивает кривизну профиля и фактический угол атаки крыла. Это приводит к росту подъемной силы. Однако эффективность таких устройств невелика. На больших углах атаки на верхней поверхности крыла происходит резкое торможение слоя воздуха, который приобретает вихреобразное движение. В конечном счете это приводит к срыву потока и резкому уменьшению подъемной силы. В этих условиях несколько эффективнее работают крыльевые щитки — отклоняемые под крылом тонкие пластины. При их выпуске между щитком и нижней поверхностью крыла образуется зона разрежения, куда подсасывается воздух с верхней поверхности, получающий при этом дополнительную скорость. Еще эффективнее работают щелевые закрылки. Они образуют узкую щель с крылом. Через эту щель воздух снизу, где давление выше, с большой скоростью протекает наверх и, сообщив свою энергию пограничному слою, отодвигает срыв потока на еще большие углы атаки. Наконец, скользящие закрылки—одновременно с отклонением сдвигаемые назад, — помимо всего прочего, увеличивают площадь крыла.

Стремление максимально увеличить подъемную силу заставляет конструкторов механизировать не только заднюю, но и переднюю кромку крыла. Применяются отклоняемые вниз носки крыла и выдвигаемые вперед предкрылки (схема 2Г). Крыло, насыщенное такими усовершенствованиями, превращается из цельной конструкции в сложный и тяжелый механизм. А это, в свою очередь, делает целесообразным применение другого новшества — «изменяемой геометрии». Крыло стали делать из центральной неподвижной части и поворачивающихся плоскостей (фото и схема ЗГ), которые на взлете и при посадке разворачиваются вперед. Затем по мере увеличения скорости они постепенно сдвигаются назад, придавая крылу сверхзвуковые очертания. Иными словами, крыло изменяемой геометрии обладает способностью принимать формы, соответствующие различным режимам полета.

Считается, что другой путь повышения подъемной силы — энергетический. В частности, поворот реактивных струй от маршевых двигателей с успехом используют и для сокращения длины разбега и пробега (схема 2Б). Несколько иной

7