Техника - молодёжи 1971-10, страница 16

тает тягу по известному эффекту Кноллера—Бетца. В распоряжении ученого была несложная ротативная машина. На ней он испытал модели с ударным рулем, каплевидные тела, плоскости каплевидного сечения и т. д. Однако в то время было вовсе не до науки. Лишь спустя 15 лет Шмидт смог вернуться к своим опытам. На сей раз работа была доведена до конца. Шмидту удалось определить оптимальные параметры профиля и, самое главное, заменить колеблющийся предкрылок вращающимся. Позднее модернизированный предкрылок окрестили волновым пропеллером, но от этого суть не меняется — две плоскости симметричного каплеобразного сечения совершают плоскопараллельное вращение. Волновой пропеллер Шмидт задумал установить спереди дирижабля с корпусом крыльчатого профиля. Пропеллер обдувает корпус синусоидальным потоком воздуха. Поэтому вектор скорости V попеременно действует на дирижабль то сверху, то снизу (см. вкладку). Перпендикулярно к V на корпус действует возмущающая сила А, продольная составляющая которой S создает тягу.

Развивая эту идею, В. Шмидт и его коллега У. Квек снабдили аппарат оригинальными конструкциями — так называемыми шайбами, установленными по бокам корпуса. В результате увеличилось отношение тянущей силы к воздушному сопротивлению. Корпус, стоящий за волновым пропеллером, действует одновременно и как гаситель волны. Причем геометрия корпуса, его длина и соотношение длины и толщины должны согласовываться с частотой работы пропеллера. Только тогда будут получены наилучшие тяговые характеристики волнового движителя (пропеллер плюс корпус).

Чтобы дирижабль развил большую скорость, нужно отсасывать пограничный слой воздуха. И Шмидт и Квек предусмотрели сзади второй волновой пропеллер. По замыслу он должен создать требуемый отсос. В результате корпус корабля обтекается ламинарным потоком. А чтобы лучше использовать задний пропеллер (и тем самым увеличить тягу движителя), за ним был установлен гаситель волны, состоящий из нескольких симметричных профилей. Кроме всего прочего, такое конструктивное ухищрение позволило снизить требования к обтекаемости корпуса и применить чрезвычайно короткие (с отношением толщины к длине, равным 0,5) корабли. Дальнейшее исследование работы, проделанной учеными из ГДР, вряд ли уместно, однако разберемся, почему проект нового дирижабля назван «Дельфином»...

Дело в том, что дельфины «извиваются» в вертикальной плоскости, а рыбы — в горизонтальной. Соответствующей формы и движущий их волновой поток. Поскольку дирижабль Шмидта и Квека толкает «вертикальный» волновой поток, он и назван «Дельфином». Повернув движители на 90°, то есть заставив волновой поток колебаться в горизонтальной плоскости (как это делал П. Митурич), мы с полным правом могли бы именовать корабли «Тунцами» или «Акулами».

„ДЕЛЬФИН" ПРОСИТСЯ В НЕБО

Изображенного на вкладке воздушного корабля пока еще нет. Однако нет и особых причин, которые помешали бы его рождению, тем более что проект основывается на здравых идеях, а потребность в подобных лайнерах вскоре возрастет. Итак, что же такое летающий «Дельфин»?

Продольное сечение двухкорпусного дирижабля напоминает профиль крыла. По бокам аппарата — шайбы, которые служат как бы направляющими для воздушного потока. Уменьшается перетекание воздуха с

нижней поверхности «крыла» на верхнюю. Задние волновые пропеллеры (ВП) отсасывают пограничный слой. За ними закреплены плоскости, увеличивающие тягу аппарата и спрямляющие поток. Струи воздуха, возмущенные передними ВП, без отрыва обтекают корпус и создают по эффекту Кноллера — Бетца тягу. Затем поток подхватывается задними ВП и отбрасывается, при этом возникает дополнительная тяга.

Волновые пропеллеры шумят гораздо меньше, чем обычные винты. В шайбах в несколько ярусов располагаются каюты, как на трансокеанских лайнерах. Там же — ресторан, телеграф, кинозал, бассейн. В нижней части «Дельфина» — машинный зал, багажное отделение, капитанская рубка и пр.

Корабль исключительно верток. Маневр в горизонтальной плоскости осуществляется с помощью передних и задних рулей курса и изменением числа оборотов, реверсом тяги и попеременным включением и выключением волновых пропеллеров. Дирижабль может лететь вперед, назад и вбок, кружиться или неподвижно висеть на месте.

Аппарат будет перемещаться в вертикальном направлении за счет сжатия, охлаждения или нагрев а газа, за счет динамической подъемной силы и дифферента (наклонения корпуса вниз или вверх при включенных маршевых движителях). «Дельфин», словно вертолет, поднимется прямо вверх без всякого разгона и опустится на любую, даже неподготовленную, площадку.

У «Дельфина» по сравнению с обычным дирижаблем парусность меньше. Это также облегчит управление им.

В качестве газа-носителя — пожаробезопасный гелий. Грузовые дирижабли будут строить многокорпусными. Этот вывод, в частности, подтверждается такими соображениями. Тяга волнового привода ограничена. И вот почему. Поднять мощность движителя увеличением числа оборотов (что допускает винт), вероятно, не удастся. Путь один — установить больше самих движителей, а следовательно, и корпусов. Так думают конструкторы сегодня...

Аппараты типа «Дельфин» смогут освоить не одну небесную профессию. Пассажирские на 500—1500 мест отправятся в дальнее путешествие за 3—15 тыс. км. Туристские вместимостью 1500—3000 человек проложат трассы до 500—3000 км. Грузовые: контейнерные, насыпные, наливные и другие — возьмут на борт по 400—600 т.

Представим себе «Дельфин» над городом недалекого будущего. Бесшумно подплывает к небоскребу огромный воздушный корабль. Плавно садится на крышу. Открываются люки. Из одних выходят пассажиры и, пересев в скоростной лифт, опускаются прямо в центр города. На тех же лифтах в корабль поднимем ются отъезжающие. Из других люков выгружается багаж. Прошло всего 5 мин., и корабль снова готов к старту...

По оптимистическому мнению Шмидта и Квека, аппараты типа «Дельфин» разовьют скорость до 500 км/час. Пессимисты снижают эту цифру до 300. Но так ли это существенно?

«Дельфины» неоценимы, если нужно быстро перебросить крупногабаритные грузы: детали мостов, опоры линий электропередачи и т. д. Такие дирижабли станут хозяевами на средних дистанциях аэрофлота (300—3000 км), а на дальних расстояниях (3000— 15 000 км) этому исключительно дешевому транспорту конкурентов не будет.

Так пожелаем немецким ученым творческой удачи. Верится, их идея пробьет себе дорогу, и нам посчастливится увидеть рождение еще одного транспортного средства, дополняющего современную авиацию.

14