Файл: Демидов, В. Е. Магистрали пяти измерений.pdf

Задачка для третьего класса: сколько'времени занимает авиа­ путешествие между этими городами? Вы произносите: «Двад­ цать минут!» — и встречаете иронические улыбки. Ничуть не бывало! Из центра одного города в центр другого вы добере­

Эйфелевой башни и приземляющийся, скажем, на Трафальгарсквер, пройдет весь путь за полтора часа, что и было недавно продемонстрировано.

«На центральных площадях больших городов обязаны по­ явиться аэродромы!» — вот выводы, которые делают из этого опыта специалисты по перевозкам. Заметьте: речь идет не о вертолетных площадках, на которых будут приземляться вин­ токрылые машины, доставляющие пассажиров дальних авиа­ линий из аэропортов в город, а именно об организации в центральных районах городов особых аэродромов, отданных в распоряжение авиации ближнего действия — с дальностью по­ лета 500 — 900 километров.

Эта мысль вое чаще мелькает на страницах авиационных журналов — мысль о неизбежности постройки таких аэродро­ мов, конечно, весьма маленьких сравнительно с существую­ щими, и предназначенных для совершенно особых летатель­ ных аппаратов.

Прежде всего, к этим аэродромам будут тяготеть самоле­ ты вертикального взлета и посадки. Работы над подобными машинами идут уже с середины 50-х годов.

Авиаконструкторы разных стран успешно создают верти­ кально взлетающие истребители, для которых аэродромом служит любая лесная поляна. Вначале пытались поставить са­ молет на хвост и в таком положении заставить его взлетать. Этот путь оказался ошибочным! Самолет в столь неестествен­ ном положении был неустойчив, плохо управлялся. Машину вновь поставили на колеса, а вот реактивную струю от двига­ теля направили вниз, к земле. Чтобы летчик мог управлять самолетом, на концах крыльев, на носу и в хвосте установили небольшие сопла, к которым по трубам подвели часть газов от основного двигателя: включая или выключая сопла, пилот дер­ жит машину в горизонтальном положении.

Такой самолет, созданный в СССР, был показан в 1967 го­ ду на параде в аэропорту Домодедово. «Герой Советского Со­ юза В. Мухин выруливает на старт, увеличивает обороты дви­ гателя, и самолет без разбега начинает вертикально набирать высоту. Машина как бы зависает в воздухе, разворачивается и на высоте 40 — 50 метров начинает разгон. Скорость нарас­ тает, убираются шасси.-Взлет окончен, машину не отличишь от обычного скоростного современного самолета... Он проносится

мимо трибун, разворачивается для захода на посадку... зави­ сает в воздухе, разворачивается на 180 градусов, вертикально и плавно приближается к земле. Вот он коснулся земли. Сел». («Правда», 10/VII. 1967).

А вот что рассказал мне об испытаниях этой машины сам пилот: «Дело прошлое, но в самом начале испытаний энтузи­ астов вертикально взлетающего самолета было куда меньше, чем скептиков... Многие по-дружески советовали плюнуть на «безнадежное дело». Мы очень хорошо понимали, что если поломаем машину, вторую вряд ли будут строить и идея ока­ жется надолго оставленной... Вначале мы летали на привязи. Самолет стоял над ямой, затянутой решеткой, привязанный к ней полутораметровой длины тросами: чтобы не поднялся слишком высоко. Так обычно поступают, когда испытывают вертолеты. А решетка была нужна, чтобы газы от верти­ кальных, поддерживающих самолет, сопл уходили вниз и не мешали... Сразу же выяснилось, что самолет не управля­ ется. Его поднимаешь, а он куда-то в сторону падает, потом в другую, потом вперед, назад... Впечатление такое, что си­ дишь на диком, необъезженном жеребце, который тебя вот-вот сбросит. Большой был праздник, когда мне впервые удалось подняться с места и пролететь метров сорок. На малой высо­ т е — около полутора метров,—-и всего держалась-то машина в воздухе несколько секунд, но уже всем скептикам стало яс­ но, что летать на этом самолете мы будем по-настоящему».

Построены подобные машины и в других странах. В Анг­ лии это истребитель «Харьер», во Франции — истребитель «Ми- раж-V». Все это боевые машины, для транспортных задач не­ пригодные. И есть еще одна причина, по которой путь в мир­ ный город для 'Них закрыт: слишком сильно шумят реактив­ ные струи двигателей и управляющих сопл.

«Городские» вертикально взлетающие самолеты, как счита­ ют конструкторы, должны быть снабжены не турбореактив­ ными, а турбовинтовыми двигателями: винты намного мень­ ше шумны.

По такой схеме построен канадский самолет «CL-84-І». Вот как описывает его английская газета «Файненшл тайме»: «Для полета «по-вертолетному» его крыло поворачивается на 85° из горизонтального положения, и воздушные винты диаметром немногим более 4 метров работают как несущие винты верто­ лета. При горизонтальном положении крыла самолет движет­ ся поступательно. Переход от зависания «по-вертолетному» к поступательной скорости в 160 километров в час совершается меньше чем за >10 секунд. Крейсерская скорость машины—• свыше 480 .километров в час. Фюзеляж самолета... вмещает 16 пассажиров... Ведутся работы по созданию более мощной модели с 4 двигателями. Кроме того, начаты предварительные исследования, целью которых является сооружение 80-мест-

J48

ного пассажирского лайнера, работающего на том же принци­ пе. Эта модель будет оборудована 8 турбодвигателями и 4 вин­ тами».

Кстати, о числе меет: цифра 80 приведена здесь не слу­ чайно. Теоретический анализ говорит, что вертикально взле­ тающий самолет будет рентабелен лишь начиная с такого числа пассажиров.

Журнал «Спейс/Аэронетикс» отдает предпочтение не вер­ тикально взлетающим самолетам, а машинам с укороченным взлетом и посадкой.

Внешне эти самолеты почти не отличаются от обычных, но на взлете и посадке опытный глаз сразу отметит разницу: кры­ ло самолета отличается большой степенью механизации. Это значит, что оно вооружено предкрылками, закрылками слож­ ной конструкции, щитками, — гладкая поверхность несущей плоскости на малой скорости превращается в подобие птичье­ го крыла с распушившимися перьями. В результате подъем­ ная сила резко возрастает, взлетная и посадочная скорости уменьшаются.

Но это еще не все. От двигателей по проложенным в кры­ ле каналам проходят выхлопные газы. Они обдувают закрыл­ ки и увеличивают подъемную силу крыла еще больше. Расче­ ты говорят, что самолеты укороченного взлета и посадки впол­ не удовлетворятся аэродромом, всего в полкилометра длины, против трех-четырех километров, нужных для обычных лай­ неров.

А некоторые экспериментальные машины обладают еще лучшими характеристиками. Так, французский самолет «Ала- днн-2» взлетает, пробежав всего 200 метров. Такую взлетную дистанцию имеют, как правило, 4—8-местные самолеты, а этот поднимает 100 пассажиров.

Японские авиаконструкторы отдают предпочтение самоле­ там-амфибиям. Они учитывают природу страны: там, где не удастся найти место для аэродрома, будут устроены гндродромы. Фирма «Шин-Мейва» создала удачную 1'15-меетную мо­ дель самолета СС-2. На суше ему нужен аэродром длиной 450 метров, а на воде он отрывается, пробежав лишь 80 мет­ ров. И это на волне в 3,6 метра!

Буквально каждую неделю появляются сообщения о проек­ тах или испытаниях новых «укороченных» машин. Какие из них окажутся жизнеспособными, говорить пока рано. Здесь в полном смысле этих слов «заря авиации». Впрочем, есть мне­ ние, что уже в ближайшее десятилетие около двух сотен «го­ родских» самолетов выйдут на опытные трассы. А там уж ру­ кой подать и до вполне серьезных перевозок. Ведь самолетам этого типа нужны аэродромы в 30 раз меньше обычных.

Стратосферные стрелы

Самолеты «первого поколения» открыли эру скоростных путешествий. Прошло двадцать лет. Вот-вот на линиях появят­ ся сверхзвуковые лайнеры: Ту-144, англо-французский '«Кон­ корд»... Они будут летать со скоростью свыше 2300 километров в час. Но, может быть, подобная скорость никому не нужна? Может быть, идет просто погоня за рекордами? Оказывается, нет. Сверхзвуковой самолет — не дело вкуса, не желание того или иного человека, а объективная необходимость, столбовая дорога развития авиации.

Начать хотя бы с того, что одна сверхзвуковая машина ти­ па Ту-144 заменяет три дозвуковых: за те же 8—9 часов по­ лета она перевезет втрое больше пассажиров. Следовательно, эксплуатация таких самолетов — дело выгодное. Строя планы на перспективу, авиакомпании исходят из предположения, что лет через десять половина пассажиров международных линий будет летать именно на сверхзвуковых, резко оберегающих время самолетах.

Но привлекательно не только сэкономленное время. Чело­ век на скоростной машине меньше утомляется. По сути дела, он даже не успевает ощутить продолжительность полета. И в самом деле: из Москвы в Дели он прибудет через 2 часа 20 ми­ нут, из Москвы в Париж или Лондон — за 1 час 20 минут, из Москвы во Владивосток — за 3 часа.

Регулярность полетов? И здесь преимущество за сверхзву­ ковой машиной. Во-первых, трасса проходит на высоте 16— 22 километров, где не бывает обледенения, болтанки и тому подобных неприятностей. Во-вторых, прогноз погоды на пол­ тора-два часа вперед более точен, чем на шесть или девять. Поэтому, когда аэродром посадки дает «добро» на вылет, можно быть уверенным, что в 99 случаях из 100 он это «доб­ ро» не отменит. А что может быть приятнее для пассажира, чем точность рейсов?!

Наконец, надежность. На сверхзвуковом Ту-144 добились того, что казалось совершенно немыслимым: впервые в мире четырехкратно зарезервированы абсолютно все системы, имею­ щие отношение к «жизнеспособности» машины. Например, уп­ равление. На каждом крыле рули-элероны разделены на че­ тыре секции: выход из строя одной из них никак не отражается на летных характеристиках самолета. Больше того, каждая из секций управляется четырьмя независимыми гидроусилителя­ ми, действующими от четырех отдельных гидросистем. И так всюду: выпуск-уборка шасси, опускание и подъем носового обтекателя, электрооборудование, радиосистемы, установка кондиционирования воздуха... Везде четыре блока дружно де­ лают одно общее дело. За всем этим сложнейшим хозяйством

следит автоматическая система контроля. Она не дожидается, •пока аппаратура выйдет из строя, — она поднимает тревогу, как только характеристики какого-то из блоков приближают­ ся к опасному пределу. Вот почему Ту-144 — это не только ска­ чок в скорости, но и скачок в безопасности полетов.

Ну, а как чувствует себя летчик? Труднее стало ему управ­ лять или легче? Оказывается, вопреки ожиданию, — легче! Ав­ томаты следят за курсом, показывают на экране, где находит­ ся самолет, сколько времени осталось лететь — словом, все, что интересует летчиков. Кстати, штурмана на этом самолете нет: его роль выполняет автоматическая навигационная система. Поэтому экипаж состоит всего из трех человек: двух летчиков и бортинженера.

Ту-144 садится на те же аэродромы, что и дозвуковые ма­ шины, на стандартные взлетно-посадочные полосы: 2700 мет­ ров. После остановки остается еще километровый запас '«бе­

зуется мощная воздушная подушка. Она-то и дает эту плав­ ность, с которой колеса машины встречаются с бетоном поса­ дочной полосы.

«Хотя самолет кажется таким простым с виду, — вспоми­ нает Главный конструктор самолета Алексей Андреевич Тупо­ лев, — расчет его оказался чрезвычайно сложным делом. Было продуто свыше 200 моделей, несколько вычислительных цент­ ров больше года занимались расчетами вариантов. И вот пред­ ставьте, именно «машинами выдуманная» форма оказалась наиболее выгодной, а все попытки нащупать форму эмпириче­ ским путем оказались бесплодны. Даже близко подойти к нуж­ ным обводам голое моделирование, основанное на приближен­ ных прикидках и интуиции, не позволило».

Здесь придется сделать маленькое отступление и погово: рить об аэродинамике больших скоростей.

Вы, конечно, заметили, что у сравнительно тихоходных са­ молетов крылья прямые, а у скоростных — таких, как Ту-104, Ил-62 и им подобных, — они отогнуты назад, словно у ласточ­ ки. Авиаторы называют их стреловидными. Почему такая раз­ ница? Все дело в так называемом «волновом кризисе». На ско­ рости, близкой к скорости звука, прямое крыло ведет себя ко­ варно: затягивает самолет в пикирование, из которого он, как правило, не выходит. С этим свойством прямого крыла — «зву­ ковым барьером» — впервые столкнулись летчики-испытатели реактивных истребителей в конце 40-х годов. Самолеты гибли внезапно и, казалось, без всякой причины. Усилиями теорети­ ков удалось объяснить странное поведение прямого крыла и дать рекомендации по его обузданию: нужно было перейти от прямых крыльев к стреловидным. Новые машины вплотную