Карл Гильзин - Воздушно-реактивные двигатели

Рис. 6. «Звуковой барьер» — непреодолимое препятствие для самолетов с поршневыми двигателями (с увеличением высоты температура воздуха понижается, поэтому скорость звука уменьшается)

Что же это за двигатели, вызвавшие техническую революцию в авиации?

Это — реактивные двигатели.

Еще четверть века назад, когда поршневой авиационный двигатель занимал в авиации монопольное положение, каш соотечественник, замечательный ученый и изобретатель, основоположник теории реактивного движения Константин Эдуардович Циолковский утверждал, что будущее в авиации принадлежит не поршневому, а реактивному двигателю. В одной из своих работ, относящихся к 1930 г., он писал: «За эрой аэропланов винтовых должна следовать эра аэропланов реактивных».

В те годы во многих странах к созданию реактивных самолетов относились, как к делу столь далекого будущего, что говорить об этом считалось равносильно утопическим мечтаниям. Но прошло всего одно десятилетие после пророческого заявления Циолковского, и в воздух взлетели первые реактивные самолеты. А спустя еще одно десятилетие появились тысячи реактивных самолетов, с каждым годом отвоевывая у обычных «поршневых» самолетов все новые и новые позиции.

Преимущества реактивных самолетов перед самолетами с поршневыми двигателями настолько очевидны и бесспорны, что теперь нет ни малейшего сомнения в том, что именно реактивной авиации принадлежит будущее. Сейчас можно с полным основанием говорить о том, что применение реактивных двигателей вызвало подлинную техническую революцию в авиации.

В данном случае речь идет не о каких-нибудь технических усовершенствованиях, пусть даже коренных, а именно о революционных преобразованиях. Эти преобразования имеют такое же значение для борьбы человека за покорение воздушного океана, как и само начало моторного летания, положенное историческим полетом самолета Александра Федоровича Можайского.

Вся история развития авиации до появления реактивных самолетов была историей дозвуковых скоростей полета. Скорость полета неизменно росла, но по мере приближения к скорости звука этот рост замедлялся. Перешагнуть через «звуковой барьер» самолет с поршневым двигателем оказался не в состоянии.

Но этот «звуковой барьер» был преодолен в первое же десятилетие новой эры, эры реактивной авиации. Авиация вышла на простор сверхзвуковых скоростей полета. Теперь уже скорость полета будет непрерывно и быстро возрастать.

Конечно, с развитием реактивной авиации по мере увеличения скорости полета будут меняться и типы реактивных двигателей. Будут претерпевать радикальные изменения и конструктивные формы летательных аппаратов и, может быть, сама методика осуществления полета. Нет сомнения в том, что широкое применение в авиации будущего получит атомная энергия, — это откроет новые замечательные перспективы развития авиации. Но основным двигателем авиации останется двигатель реактивный.

В настоящее время широкое применение в авиации нашли реактивные двигатели только одного типа — турбореактивные. Другие типы реактивных двигателей применяются пока еще в очень ограниченных размерах.

Как и в других областях реактивной техники, большие заслуги в области создания и развития реактивной авиации принадлежат ученым и изобретателям нашей страны. Это в полной мере относится и к турбореактивному двигателю.

Первый в мире патент на турбореактивный двигатель был взят в нашей стране инженером Н. Герасимовым в 1909 г. Еще за много лет до этого в нашей стране высказывались различные оригинальные и смелые идеи использования принципа реактивного движения в воздухоплавании и авиации. Эти идеи принадлежали И. М. Третесскому, Н. С. Соковнину, Н. И. Кибальчичу и другим энтузиастам реактивной техники, не говоря уже о классических работах К. Э. Циолковского. Но именно в патенте Н. Герасимова впервые нашли отражение основные принципы турбореактивного двигателя. По существу это было изобретением турбореактивного двигателя.

Однако еще раньше, в 1892 г., выдающийся русский инженер и изобретатель П. Д. Кузьминский предложил, а затем в 1897 г. построил и испытал первый в мире газотурбинный двигатель. Этот двигатель предназначался для использования не в авиации, а в быстроходном надводном флоте. Он был испытан на Неве, для чего изобретатель установил его на катере, предполагая впоследствии установить подобный двигатель и на самолете.

Двигатель П. Д. Кузьминского, названный им «газопарородом», не являлся реактивным двигателем. Этот двигатель вращал гребной винт катера, однако он имел те же основные части, которые имеют и современные турбореактивные двигатели, также являющиеся двигателями газотурбинными.

Двигатель П. Д. Кузьминского можно считать прототипом так называемых турбовинтовых двигателей, которые уже применяются в авиации и имеют несомненное будущее.

Первый газотурбинный двигатель, предназначенный для самолета, был разработан в 1914 г. лейтенантом флота М. Н. Никольским.

В 1924 г. советский инженер-конструктор В. И. Базаров предложил схему авиационного газотурбинного двигателя, который почти во всех основных чертах приближается к современным двигателям этого типа.

В 1930—1932 гг. проекты авиационных газотурбинных двигателей, в том числе и турбореактивного, были предложены К. Э. Циолковским, который наряду с разработкой двигателей для межпланетных кораблей работал также и над реактивными двигателями для самолетов.

Заслуга создания первых авиационных турбореактивных двигателей принадлежит известному советскому авиаконструктору лауреату Сталинской премии А. М. Люлька. Свою работу над этими двигателями он начал еще в 1934 г. и к 1937 г. разработал проекты турбореактивных двигателей двух типов.

Ученым нашей страны принадлежит приоритет в области теории воздушно-реактивных двигателей.

Основоположником теории реактивных двигателей является знаменитый русский ученый, отец русской авиации Николай Егорович Жуковский. В ряде своих классических работ, относящихся к 1882, 1886 и 1908 годам, Жуковский привел выведенную им формулу для определения силы тяги реактивного двигателя. Для получения этой формулы, которая в настоящее время широко используется во всем мире, Жуковскому пришлось теоретически исследовать те усилия, которые оказывает на сосуд, движущийся в жидкой среде (ведь воздух это тоже жидкость), втекающая и вытекающая из него жидкость.

Основываясь на работах Жуковского, его ученик, ныне лауреат Сталинской премии академик Б. С. Стечкин в 1929 г. опубликовал работу «Теория воздушно-реактивного двигателя», которая стала основным трудом в области реактивного двигателестроения.

Советский Союз благодаря теоретическим исследованиям и практической работе коллективов наших авиаконструкторов, мощных научно-исследовательских институтов и заводов авиационной промышленности обладает совершенными турбореактивными двигателями, занимая ведущее место в развитии реактивной авиации.

1946 год. Прошел всего один год после победоносного завершения Великой Отечественной войны с гитлеровской Германией. Страна праздновала свой первый послевоенный Первомай. В этот день над колоннами демонстрантов высоко в небе Москвы с огромной скоростью пронеслись невиданные до сих пор самолеты. Они и были похожи на обычные самолеты, и многим отличались от них. Вместо привычного рокота двигателей — мощный гул, переходящий иногда в свист; высоко расположенное необычное хвостовое оперение; узкие, отогнутые назад крылья, придававшие этим самолетам вид стремительно летящих стрел; как будто обрубленные спереди и сзади фюзеляжи. Но самое главное — трудно было понять, что заставляет эти самолеты лететь с такой огромной скоростью, что тянет их вперед. На самолетах не было видно ни на фюзеляже, ни на крыле того сверкающего диска, который образует вращающийся с большим числом оборотов воздушный винт; а ведь именно воздушный винт заставляет лететь обычный самолет.

Это были реактивные самолеты. На каждом из них внутри фюзеляжа был установлен турбореактивный двигатель — он-то и создавал необходимую для полета тягу, издавая при этом так поразивший москвичей мощный гул. Теперь этот звук работающего турбореактивного двигателя хорошо знаком не только москвичам, но и всем гражданам нашей Родины, являющимся свидетелями быстрого развития советской реактивной авиации.

Через год с небольшим после этого первого группового полета реактивных самолетов над Москвой, в день традиционного праздника советской авиации 3 августа 1947 года, сотни тысяч москвичей, собравшихся на Тушинском аэродроме, были свидетелями захватывающего по красоте зрелища: советский летчик полковник И. П. Полунин впервые в мире продемонстрировал выполнение фигур высшего пилотажа на реактивном самолете. А в следующем году авиационный праздник был ознаменован блестящим выполнением первого в мире группового высшего пилотажа на реактивных самолетах. Пятерка советских летчиков во главе с генералом Е. Я. Савицким демонстрировала свое замечательное мастерство — следовавшие одна за другой фигуры высшего пилотажа образовывали стремительный каскад, все пять самолетов, казалось, управлялись единой волей, так согласованы были их движения.