ВОПЛОЩЕНИЕ ИДЕИ РЕАКТИВНОГО ДВИГАТЕЛЯ


ВОПЛОЩЕНИЕ ИДЕИ РЕАКТИВНОГО ДВИГАТЕЛЯ

Самолетостроение не могло развиваться, пока не был найден двигатель, обладающий двумя необходимыми качествами: значительной мощностью и в то же время малым весом. Поршневый двигатель внутреннего сгорания явился могучим и надежным сердцем самолета.

В свое время казалось, что эти двигатели в состоянии обеспечить и беспредельное увеличение скорости полета. Однако сейчас выяснено,

что на очень больших скоростях (порядка 900 километров в час и выше), которые достигнуты современной авиацией, воздушный винт — движущий орган машины — перестает надежно тянуть самолет. Нужно огромное нарастание мощности мотора, чтобы самолет хотя бы незначительно увеличил скорость. Поэтому воздушный винт и обычный поршневый мотор не в состоянии обеспечить очень больших скоростей.

В авиацию пришел совершенно новый двигатель — реактивный. Действие его основано на создании мощной струи газов, выбрасываемой двигателем в сторону, обратную движению самолета. Газы создаются в реактивном двигателе за счет сгорания топлива. Реактивный двигатель напоминает по принципу действия пушку, которая получает толчок назад при каждом выстреле. Только здесь выстрел как бы длится непрерывно. Самолет толкает вперед сила отдачи.

Тяга этого двигателя, естественно, тем сильнее, чем больше скорость и количество газов, покидающих в данный момент двигатель.

Еще давно русские изобретатели высказывали идею использования реактивной силы для движения сначала на воде, а затем и по воздуху.

В 1838 году на реке Неве испытывали лодку с электродвигателем, сконструированным Якоби.

Один из участников испытательной комиссии, генерал-лейтенант А. А. Саблуков, вскоре разработал систему передвижения корабля с помощью насоса, приводимого в действие электромотором. В своем докладе изобретатель писал: «Если провести беспрерывный ток воды сквозь корабль с носа на корму, то корабль получит тем большую скорость, чем больше скорость водяного потока». Тут же устанавливались условия, определяющие мощность двигателя: «Число фунтов выбрасываемой воды и скорость, с которой она выбрасывается, определит силу машины».

Саблуков построил шлюпку с гидрореактивным двигателем. Насос,

установленный в центре шлюпки, по двум трубам, протянутым с носа шлюпки, засасывал воду. Поток ее также по двум трубам выпускался на корме, создавая реактивную силу, толкавшую судно.

На первом опытном «реактивном корабле» насос вращали двое матросов. Шлюпка хотя и медленно, но двигалась против течения Невы. Правильность идеи изобретателя была подтверждена.

Однако, как сообщалось позже в журнале «Морской сборник», нашлись люди, которые успели задушить это начинание в самом его зародыше. С привычной для правивших кругов оглядкой на иноземную технику эти люди говорили: «Если бы тут было что-либо полезное, давно бы в Англии это было испытано и введено, а так как там ничего этого нет, стало быть, все это вздор». В результате выдача средств на продолжение опытов Саблукова была прекращена.

В литературе упоминаются и другие интересные испытания моделей реактивных судов, проводившиеся несколько позже преподавателем

Работу реактивного двигателя можно сравнить со стрельбой из пушки. В обоих случаях истечение горючих газов вызывает реактивную силу, передвигающую пушку или ракету.

механики Корабельно-инженерного училища полковником Божеряно-вым. В 1853 году он сделал модель» которая «водопротоками получала поступательное и вращательное движение».

Русские конструкторы уже в середине прошлого века выступили с предложениями использовать реактивный двигатель в воздухоплавании.

Инженер Третесский в 1849 году предлагал управлять изобретенным им аэростатом с помощью струи сжатого воздуха или пара, выпускаемой из отверстия на корме летательного аппарата. В принципе эта идея была совершенно правильной.

Несколько позднее очень совершенную для того времени конструкцию управляемого воздушного корабля разработал капитан первого ранга Соковнин. «Воздушный корабль должен летать способом, подобным тому, как летит ракета», — пояснил изобретатель идею своей конструкции. В качестве реактивной силы Соковнин предлагал использовать сжатый воздух, выпускаемый через специальные трубы — сопла.

Третесский и Соковнин утвердили идею применения реактивного двигателя в воздухоплавании. Возможность же применения реактивного двигателя в летательных аппаратах тяжелее воздуха, то есть в авиации, обосновал талантливый русский изобретатель, известный революционер-народник Николай Иванович Кибальчич.

Приговоренный к смертной казни за изготовление бомбы, которой был убит царь Александр II, Кибальчич в 1881 году в каземате Петропавловской крепости составил завещание. В нем он изложил принцип реактивного летательного аппарата.

При изготовлении бомб, по словам Кибальчича, ему «приходилось придумывать много новых, нигде не употреблявшихся приспособлений». Видимо, в это время у него и зародилась замечательная идея нового летательного аппарата. Осуществить ее он не успел.

Николай Кибальчич писал: «з...Какая же сила применима к воздухоплаванию? Такой силой, по моему мнению, являются медленно горящие взрывчатые вещества... Представим теперь себе, что мы имеем из листового железа цилиндр известных размеров, закрытый герметически со всех сторон и только в нижнем дне своем заключающий отверстие... Расположим по оси этого цилиндра кусок прессованного пороха... и зажжем его с одного из оснований, при горении образуются газы...

Если цилиндр оставлен закрытым дном кверху, то при известном давлении газов цилиндр должен подняться вверх...»

Подбирая соответствующим образом «пороховые свечки» и поворачивая цилиндр, изобретатель указывал на возможность не только подниматься вверх, но и перемещаться в пространстве.

Кибальчич понимал, что он уносит с собой в могилу тайну большого открытия. Изобретатель-революционер просил разрешить ему перед смертью свидание с кем-либо из ученых, чтобы передать свои идеи потомкам. В свидании было отказано.

Только после Великой Октябрьской социалистической революции, в 1918 году, среди сугубо секретных дел охранки был найден этот замечательный «Проект воздухоплавательного прибора бывшего студента Института инженеров путей сообщения Николая Ивановича Кибальчича, члена русской социально-революционной партии».

В трагических строках, заключающих проект, мы слышим великую веру в грядущее: «Находясь в заключении, за несколько дней до своей

Схема реактивного двигателя Н. И. Кибальчича.

Жидкостный реактивный двигатель, созданный Циолковским Горючее и окислитель с помощью насосов подаются в камеру сгорания.

смерти, я пишу этот проект. Я верю в осуществимость моей идеи, и эта вера поддерживает меня в моем ужасном положении».

Почти сорок лет был скрыт от человечества этот документ. Только в далеком Лондоне, после казни Н. И. Кибальчича, вышла в свет небольшая брошюра, посвященная деятельности погибшего революционера. Друзья Кибальчича по партии «Народная воля» коротко рассказали в этой брошюре и о его замечательном открытии.

Разрешить проблему реактивного движения стремились в эти же годы и другие русские ученые.

В мае 1884 года на заседании воздухоплавательного отдела Русского технического общества выступил изобретатель Н. И. Якубинский с предложением использовать на летательных аппаратах двигатель, всасывающий спереди воздух и выбрасывающий его сзади, благодаря чему летательный аппарат должен был перемещаться в воздухе.

В 1895 году в печати появилась работа изобретателя А. П. Федорова, посвященная вопросу использования ракеты для движения в пустоте, за пределами земной атмосферы. «Новый способ воздухоплавания, исключающий атмосферу как опорную среду» — так назывался этот интереснейший научный труд.

Наиболее полно обосновал идею применения реактивного двигателя в авиации замечательный ученый Константин Эдуардович Циолковский.

В 1903 году в журнале «Научное обозрение» появилась его статья «Исследование мировых пространств реактивными приборами». В этой работе Циолковский пошел значительно дальше Кибальчича, Якубин-ского и Федорова. Он не только дал строгое теоретическое обоснование возможности использования реактивного двигателя, но и разработал первые конструкции ракет.

На заре развития авиации, когда были еще робки ее успехи, Циолковский своим смелым умом уже предвидел, что «за эрой аэропланов винтовых должна следовать эра аэропланов реактивных».

Циолковский создал проект жидкостного реактивного двигателя, рассчитанного на действие смеси жидкого кислорода и горючего, которые химически соединялись — сгорали — в особой камере с соплом, выбрасывающим струю газов. Подача горючего и кислорода в камеру производилась специальными насосами. Поток поступающего горючего должен был, подогреваясь у стенок камеры сгорания, одновременно охлаждать их. Эти принципы, высказанные полвека назад русскими учеными, нашли применение в современных жидкостных реактивных двигателях для самолетов и дальнобойных ракет.

За рубежом принципы реактивного движения разрабатывали француз Эно-Пельтри, американец Годдар, немец Оберт. Циолковский и его последователи на десятки лет опередили все развитие авиационной техники.

Подобно сказочной эстафете, из рук в руки переходила идея создания реактивных приборов.

Известно, что с 1904 года исследованием и разработкой воздушно-реактивного двигателя занимался знаменитый ученый Н. Е. Жуковский. В его двигателе используется кислород воздуха в качестве окислителя горючего для создания реактивной струи газов.

Мы уже рассказывали о пульсирующем генераторе газовой струи, созданном в 1906 году В. В. Кароводиным для газовой турбины. Этот

генератор является прообразом пульсирующего воздушно-реактивного двигателя.

Идею создания пульсирующего воздушно-реактивного двигателя выдвинул в 1909 году и русский изобретатель Антонович. Такого рода двигатели с реактивной тягой отдельными толчками — взрывами — получили свое техническое завершение к началу второй мировой войны.

❖ * ❖

Наибольшее распространение среди существующих реактивных двигателей в авиации получил турбореактивный двигатель. Двигатель этот наиболее экономичен и удобен при современных скоростях полета.Он дает возможность развивать достаточную силу тяги, необходимую для взлета.

Работа этого двигателя основывается на сжатии поступающего в двигатель воздуха с помощью компрессора, приводимого в движение газовой турбиной. Сжатый воздух — окислитель — вступает в соединение с горючим в камере сгорания. Создается мощная струя реактивных газов, которая не только обеспечивает двигателю значительную тягу, но и вращает газовую турбину, на оси которой насажен компрессор.

Схема и конструкция турбореактивного двигателя была разработана и запатентована русским инженером Н. Герасимовым в 1909 году. Рассматривая сейчас чертежи, приложенные к привилегии, выданной инженеру Герасимову, мы видим, что его двигатель имел все элементы современного турбореактивного двигателя.

Судьба изобретения сложилась неудачно: реактивный двигатель не получил тогда распространения. Да оно и понятно. Авиация тех лет еще не нуждалась в безвинтовых моторах, рассчитанных на большие скорости.

В 1924 году советский изобретатель В. И. Базаров предложил конструкцию газотурбинного двигателя более совершенного, вплотную приближающегося к современным реактивным моторам.

Вращаемый газовой турбиной компрессор нагнетает воздух в двигатель. Часть воздуха поступает в камеру сгорания, а другая часть, смешиваясь с раскаленными газами, охлаждает их, с тем чтобы защитить лопатки турбины от перекала. Как мы знаем, последние не выдерживают очень высоких температур, поэтому предложение Базарова представляло практический интерес и было использовано впоследствии.

Следует отметить исключительную роль отечественных ученых и в создании научной теории, положенной в основу расчетов реактивных двигателей.

Отец русской авиации Н. Е. Жуковский в 1872 году в работе «О реакции вытекающей и втекающей жидкости» впервые вывел формулу для определения силы реакции струи, вытекающей из движущегося сосуда. Работа эта легла в основу труда, имевшего уже практическое

значение и вышедшего в 1908 году, «К теории судов, приводимых в движение силой реакции вытекающей воды». Своими исследованиями Жуковский закладывал основы теории воздушно-реактивных двигателей.

В области авиационного двига-телестроения велика заслуга и академика Б. С. Стечкина*

Его теория воздушно-реактивно-модель самолета с тур- го двигателя обстоятельно разра-

бореактивным двигате- ботанная К 1929 году, послужила ОС-

лем. нованием к созданию прямоточного

воздушно-ракетного двигателя для авиации больших скоростей. Это самый простой двигатель — он не имеет вращающихся частей. При очень больших скоростях движения самолета подача воздуха происходит не компрессором, а в результате большого, естественного напора встречного воздуха.

Наконец действующий жидкостный реактивный двигатель был построен в 1932 году советским инженером Ф. А. Цандером. В конструкции этого двигателя «ОР-2» воплотились не только основы проектов К. Э. Циолковского, но и достижения его учеников, советских техников.

1934 год был ознаменован еще одним успехом: в небо устремилась ракета, оборудованная жидкостным реактивным двигателем конструкции М. К. Тихонравова. Во время Великой Отечественной войны в нашей стране был создан самолет-истребитель с жидкостным реактивным двигателем.

И сейчас, когда эскадрильи реактивных самолетов уже бороздят воздушный океан, когда на сверхвысоких скоростях полета винт уступил место реактивному двигателю, хочется еще раз вспомнить слова Циолковского, сказанные им в 1933 году: «Сорок лет я работал над реактивными двигателями и думал, что прогулка на Марс начнется лишь через много сотен лет. Но сроки меняются. Я верю, что многие из вас будут свидетелями заатмосферного путешествия».

Только советская власть дала ученому эту веру в реальность его идей, дала ему веру в силу человеческого творчества.

И если раньше казенная царская наука, окружив стеной молчания дерзновенные проекты великого ученого, пыталась представить его «калужским чудаком и мечтателем», то советский народ обогатил и развил идеи реактивного воздухоплавания.

Для совершенствования реактивных двигателей открыты беспредельные перспективы. Сейчас еще трудно говорить конкретно о будущем, но применение атомной энергии должно дать новый толчок развитию реактивного движения, открыть пути космонавтике.

Когда-то Циолковский писал: «Энергии взрывчатых веществ отказывается далеко не достаточно, чтобы хотя бы им самим приобрести скорость, освобождающую их от земного тяготения... Разложение атомов есть источник огромной энергии. Эта энергия в 400 тысяч раз больше самой мощной химической энергии».

Советская наука, овладевшая атомной энергией, без сомнения, воплотит в жизнь и мечту о космическом путешествии.

Мы вспомнили лишь крупнейших русских изобретателей.

Сколько было, помимо Фролова, «водяных людей», которые самыми остроумными способами приручали воду, заставляя ее работать на человека! Сколько было, кроме Ползунова, строителей «огненных машин», насаждавших «шаровую силу» по заводам России! Сколько было людей, подобно Циолковскому, стремившихся к завоеванию неба!

...В нашей стране выстроены гидростанции, питающие электрической энергией сотни заводов и предприятий. В их мощи есть и доля труда выдающихся русских гидротехников и строителей турбин, закладывавших в далекие от нас годы основы современной техники.

Когда в Сталиногорске была запущена паровая турбина мощностью в 100 тысяч киловатт, а в Ленинграде построили турбину в 150 тысяч киловатт, мы вспомнили Ползунова. Ведь именно он был одним из тех, кто первым использовал могучую силу пара!

Новые дизельные тракторы, дизельные автомобили большой грузоподъемности вышли на колхозные поля и на стройки; они имеют экономичный двигатель внутреннего сгорания. Мы с признательностью вспоминаем русских инженеров, работавших когда-то над созданием нефтяных двигателей.

Когда на Красной площади, запрокинув голову, мы смотрим на стремительно проносящиеся реактивные самолеты, мы знаем: об этом мечтал когда-то Циолковский, об этом думал в камере смертников Кибальчич.

Советская страна является пионером в разработке путей применения атомной энергии для целей мирного труда. Поэтому крепка уверенность миллионов и миллионов людей всего мира в том, что сила расщепленного атома будет служить на благо человечества, станет источником энергии для новых двигателей и невиданных промышленных установок. Мирные устремления нашего народа и стремительное развитие науки нашей страны служат залогом этому.



Истории, рассказы о русской науке и технике, Болховиттинов В. 1957