Новый рубеж авиации - сверхзвуковая скорость

Бартини не возмущался порой безосновательным недоверием коллег Бартини, по мере сил, старался не возмущаться порой безосновательным недоверием коллег, большинство которых он искренне уважал, а терпеливо их переубеждать. И противники часто бывали обезоружены, ошеломлены его неподдельным интересом к их мнениям. А бывало, и не раз, что он принимал их критику. И считал, что это само собой разумеется, коли причина справедлива.

"Надо было ждать. В 1935 году на Римском международном конгрессе , о котором мы уже упоминали, специалисты по аэродинамике без особого внимания выслушали сообщение немецкого исследователя А.Буземана о положительном влиянии стреловидности на обтекание крыла околозвуковым и сверхзвуковым потоками и, видимо, никак не связали это сообщение с предыдущими трудами других ученых, например с работой С.А. Чаплыгина "О газовых струях", опубликованной еще в 1902 году. (При скоростях полета примерно до 800 километров в час воздух, обтекающий летательный аппарат, можно считать как бы несжимаемой жидкостью. При больших скоростях и, соответственно, давлениях его приходится уже рассматривать как сжимаемый газ, изменяющий под давлением свой объем. Сжимаемость воздуха и принесла все беды, когда достигалась и преодолевалась скорость звука). И опять жизнь заставила авиаторов отказаться от этой успокоенности.

В Советском Союзе в предвоенные годы над теорией крыла малого удлинения работали академик Н.Е. Кочин , член - корреспондент Академии наук СССР В.В. Голубев , в ЦАГИ - В.П. Горский , А.Н. Волохов , затем Б.Я. Кузнецов , в Военно - воздушной академии имени Н.Е.Жуковского - профессор Г.Ф. Бураго , в МГУ - аспирант Кудашев , погибший в 1941 г.

Изучение особенностей полета на больших дозвуковых скоростях начал в 1939 году и С.А. Христианович , возглавивший затем советскую школу газодинамиков. Во время войны, с 1942-1943 годов, в ЦАГИ и ЦИАМЕ (Центральный институт авиационного моторостроения) исследовались варианты аэродинамических компоновок скоростного реактивного самолета.

Результаты этих исследований, обобщенные в трудах И.В. Остославского , Г.С. Калачева , М.А. Тайца , Я.М. Серебрийского , Г.П. Свищева , В.В. Струминского , Г.С. Бюшгенса , легли в основу проектов наших первых реактивных истребителей со стреловидным крылом.

На Западе конструкторы и аэродинамики тоже шли вперед. Первые итальянские реактивные самолеты - Кампини-Капрони - КК-1 и КК-2 - взлетели в 1940-1941 годах, английский "Глостер" - в 1941 -м, американский Р-59 Эркомет - в 1942 -м, затем - Р-80 Шутинг стар , потом Р-84 Тандерджет .

Часть великолепно оборудованного аэродрома на западе пустыни Мохаве в Калифорнии, где климат резко континентальный - 350 дней в году стоит солнечная погода,- американцы отвели под секретный испытательный центр боевых реактивных самолетов. Потом этот центр назвали "Эдвардс" - по имени погибшего летчика - испытателя. И еще один такой аэродром построили в Райт-Филдс . Были успехи и у немецких ученых. Об опасности их секретных работ, к счастью до конца войны так и оставшихся лишь потенциально опасными, западные союзники рассказали в 1946-1947 годах в целой серии докладов (в том числе и об истребителе Егер Р-13 , очень похожем на москалевскую "Стрелу" ). Материалы для докладов дали объединенный англо - американский комитет и различные экспертные комиссии по немецкой науке и технике. Выяснилось, что в годы, когда скорость 700-750 километров в час считалась очень хорошей для серийных истребителей, в Германии конструкторы уже знали, что будет с летательным аппаратом, когда он разовьет скорость вдвое, вчетверо большую, как будет вести себя машина в зоне скорости звука и далеко за ней.

Все годы войны немцы , оказывается, упорно вели соответствующие исследования, и не только теоретические, а уже в лабораториях и на полигонах: "продувки" в аэродинамических трубах Геттингена, Гамбурга, Фолькенроде, Детмольда, Травемюнде, Пьенемюнде, в гигантской трубе Отцале в Альпах; снимали подробные фильмы о полетах крылатых ракет, о падении экспериментальных бомб с большой высоты (чтобы они, падая, успевали разогнаться до нужной скорости). Научились надежно, с ошибкой не более чем в один процент, определять параметры сверхзвукового воздушного потока в любой точке обтекаемого им профиля, учитывать влияние на такой поток различных физических и геометрических факторов и еще многое другое, - и в результате в 1944 году в Германии уже строилось не менее восьми опытных реактивных самолетов, не менее семи находилось в стадии проектирования.

Первыми были применены в военных действиях немецкие реактивные истребители Ме-262 и Me-163 и английский "Метеор" . Заявку на проект Ме-262 Мессершмитт подал в министерство авиации в 1939 году, первый полет состоялся в марте 1942 года, в серию истребитель пошел летом 1944 года и тогда же появился на фронте. Скорость Ме-262 была больше 800 километров в час, а бесхвостого стреловидного Me-163 - около 1000 километров. Таким образом, в конце 30-х - начале 40-х годов авиация уже практически приблизилась к зоне скоростей, в которой скачком - сразу впятеро, вшестеро - поднималось воздушное сопротивление полету. Самолет вдруг начинало трясти, как телегу на булыжной мостовой. А если мощный двигатель все же тянул его дальше, к еще большей скорости, самолет переставал повиноваться рулям, затем неизвестные силы валили его набок или бросали носом вниз, в пике, из которого выйти удавалось не всегда. Это был "звуковой барьер" : для хорошо обтекаемого самолета - сравнительно узкая полоса скоростей вблизи скорости распространения звука, звуковых волн, где воздух начинал показывать, что он газ, а не жидкость, где он заметно сжимался и классическая аэродинамика переставала быть для него законом. Силы менялись, быстро росли и по-иному распределялись по поверхности летательного аппарата. Машина "нормальной" , то есть привычной ранее, конфигурации пробить этот барьер могла лишь с большим трудом.

Вот тогда - то и понадобились новые формы и профили обтекания. И естественно, прежде всего их принялись искать для истребителей, поскольку они должны быть и почти всегда были скоростнее бомбардировщиков, а также вообще для маленьких самолетов. Чем меньше летящее тело, тем меньше сопротивляется ему воздух. Маленькими были "Стрела", БИ - 1, Ме - 262 и Me - 163, первые реактивные "Ла", "МиГи", "Яки". Поликарповский ракетный истребитель (он, как и "Р", остался в проекте) даже назывался "Малютка".

14 октября 1947 года маленький американский экспериментальный самолет Белл Х-1 с ракетным двигателем впервые в истории авиации вышел за скорость звука . Но получилось это у него на большой высоте, где воздух разрежен и сопротивляется полету меньше, получилось после сложного разгона и на очень коротком отрезке пути: прожорливый двигатель Х-1 мог работать с полной тягой только две с половиной минуты, на больший срок запаса топлива не хватало, поскольку самолет был очень маленький. И на высоту эту Х-1 сам забраться не мог, туда поднял его самолет - носитель Боинг, Б-29 , обычный поршневой. Так что это был скорее рекорд, победа науки, а не достижение настоящей практики. И в то же время сигнал, что в научный прорыв на малом участке надо без промедления вводить главные силы - силы конструкторских бюро. К тому же после войны расстояние во времени между рекордами и практикой сильно сократилось: умения прибавилось, сказался военный опыт, авиация стала развиваться быстрее.

Ссылки: