Да си спомним, не толкова далечно минало - края на XIX век. Неудобни коли пробягаха по улиците на столиците. Конете и дори пешеходците ги изпревариха. Излетяха първите контролирани балони. Те изгаряха и разбиваха почти всеки полет. Смелият опит на шведския инженер Андре да достигне до Северния полюс с балон с горещ въздух струва живота на него и на спътниците му. Известните полети на Lilienthal на планер завършиха със смъртта на смел взрив …
Всичко това беше на прага на съвременния етап на авиацията. Смелите изобретатели загинаха, проправяйки пътя на човечеството във въздуха. Но опитът им остава, натрупва се и в началото на XX век. човек постигна голяма победа: създаде крила за себе си, оборудван с мотор.
През 1903 г. американците, братя Райт, излязоха в моторно превозно средство и издържаха около минута. Полетите им се удължаваха всеки път. Още през 1905 г. те издържаха във въздуха 38 минути, прелитайки около 40 км.
През първите десет години от съществуването на самолетите дизайнерите създават своите самолети чрез допир, без да знаят как ще се държат във въздуха. Първите самолети бяха като боксерски хвърчила, като летящи анотации. По време на империалистическата война самолетите са били широко използвани. От няколко години се изучават основните закони на аеродинамиката. Конструкциите на самолетите са непрекъснато усъвършенствани. Скоро самолетът получи модерна, затворена, модернизирана форма.
Още през 1935 г. самолетът започва да достига скорост до 400 км в час, изкачва се на 10 000 км надморска височина, лети по права линия, без да каца до 8 хиляди км, вдига до 10 тона с тях.
Човек може да си помисли, че всичко е взето от авиацията, че е дошло време да се разработят няколко стандартни конструкции на самолети за различни цели, така че в бъдеще да бъдат направени само незначителни промени.
Разбира се, че не е така. Днес човечеството завършва само първия етап от развитието на авиацията. Възможно е светът вече да е на прага на създаването на качествено нови летящи машини.
Нека се опитаме да си представим как ще изглеждат самолетите на бъдещето. Малко вероятно е те да приличат дори на най-модерните съвременни модели.
Промоционално видео:
Вече се появяват така наречените „летящи крила“. Колите бяха освободени от опашката, сякаш от ненужен баласт. Вярно, опашката дава стабилност на самолета, но увеличава размера на самолета, създава допълнително влачене и намалява маневреността и мобилността. Самолети без опашки вече има от няколко години. Всички те все още имат съществен недостатък: не са много стабилни в полета.
Модерен високоскоростен едноместен самолет. Забележителни са малките размери на равнините и опашката. Самолетът е бил „покрит“до своите граници. Такъв самолет достига скорост от 550 км в час.
Някои дизайнери се опитват да се отърват от опашката по-внимателно: постепенно скъсяват фюзелажа, довеждайки опашната единица по-близо до крилото. Един от тези самолети на Фоккер е показан на изложението в Париж през 1936 г. За този самолет фюзелажът е заменен от две тесни греди, които поддържат опашката. Самолетът се отличаваше с тънък профил и малки размери на крилата. Натоварване на 1 кв. м от носещата повърхност на крилата достигна 140 кг за този самолет - един и половина пъти повече от този на конвенционалните машини. Този самолет можеше да лети със скорост 506 км в час.
Човек трябва да си помисли, че постепенно се отървавайки от фюзелажа, конструкторите най-накрая ще намерят доста стабилна форма на без опашки самолети. Вече някои фирми в Америка са започнали да проектират мощни пътнически "летящи крила", предназначени да пренасят до 100 пътници.
Масовата поява на такива самолети може да даде началото на втория етап на авиацията: без опашки самолети ще летят във въздуха. Тези машини ще изискват нови потоци. Оказва се, че при скорост от 700-800 км в час съвременните „тъпи“форми имат твърде голяма устойчивост. Дизайнерите на летящи крила ще се опитат да изострят фюзелажа и профила на крилото колкото е възможно повече. Моторът очевидно ще бъде изтеглен назад. В съвременните самолети въздушният поток, създаден от витлото, се удря в равнината на самолета и създава допълнително съпротивление. Тягата на витлото от пренасянето му назад ще бъде значително подобрена. Кормилите ще бъдат в края на крилото, както и елероните. Кормилата ще бъдат разположени в краищата на крилата под формата на специални шайби. Самолетът няма да има стърчащи части. Дори козирката на кабината ще се изравни с повърхността. Както показват приблизителните изчисления, скоростта на такъв двуместен самолет без опашка с двигател от 2 хиляди литра. от. може да се докара до 800 км на час. Натоварване на 1 кв. м крило достига 200 кг - два пъти повече, отколкото в съвременните машини.
Конструкциите на самолети без опашки могат да завладеят въздушното пространство за дълго време. Но сега скоростта на самолета ще започне да достига 1000 км в час. Той ще се приближи до скорост, звук и след това ще го надрасне. С появата на такива "свръхзвукови скорости" витлото ще трябва да отстъпи място на друго задвижващо устройство. Ако витлото се завърти твърде бързо, по-голямата част от въздуха просто се плъзга от лопатките, а витлото вече не може да увеличи мощността си. Дизайнерите ще се сблъскат с друг проблем: как да заменят витлото, което честно работи в авиацията от десетилетия? Възможно е в повече или по-малко далечно бъдеще да се появи нов тип задвижващо устройство, работещо например на центробежния принцип.
Самолет с две лъчи, който беше демонстриран на изложението в Париж. Опашката е близо до крилото. Тази равнина - преходна стъпка към безобидни „летящи крила“.
Представете си голям, издут, наподобяващ буфер диск с отвор в центъра. Тази дупка не е през. На известна дълбочина той е разделен на няколко "вала", простиращи се от центъра в радиална посока и простиращи се навън в краищата на диска. Ако започнем да въртим такъв диск, тогава под въздействието на центробежната сила въздухът в неговите радиални валове ще бъде изхвърлен до краищата и ще избухне. На негово място през отвора в центъра ще се всмуче нова порция въздух. В ръба на диска може да се постави водеща лопатка, така че въздушният поток да се хвърля в една посока, под прав ъгъл спрямо радиалните валове. Този поток ще натисне диска в обратна посока. Чрез завъртане на такъв диск с огромна скорост може да се създаде мощна тяга.
В допълнение към центробежното, може да си представим друг тип задвижващо устройство, основано на принципа на полета на насекомите, които описват с крилата си затворена фигура, наподобяваща фигура осма. Остриетата на такъв витла ще ударят въздуха с цялата им област, така че въздушното приплъзване ще бъде елиминирано.
За по-нататъшното развитие на авиацията не само опашката, но и крилата може да се окаже ненужен баласт. Те ще се съхраняват само за излитане и кацане.
Очевидно смъртта на крилата ще настъпи постепенно, както и смъртта на опашката. Ще се появят самолети с прибиращи се крила, които след излитане ще се прибират, както сега, прибиращи се кацащи. В допълнение към това моторът, заедно с витлото, ще се включи на специална рамка. По този начин ще бъде възможно да промените посоката на тягата нагоре или надолу, в зависимост от това къде е обърната рамката с моторния агрегат.
Така ще започне следващият етап на авиацията. Самолетът отново ще промени формата си. Той ще започне да прилича на летящ снаряд или по-скоро въздушна бомба. От крилата му ще останат само малки израстъци, подобно на стабилизаторите на бомбите. Самолети-снаряди ще се появят във въздуха. Скоростта им ще надвишава 1000 км в час. Аеродинамиката на самолетите ще се приближи до артилерийската балистика.
Ще минат десетки години и самолетът най-накрая ще загуби крилата си и ще стане като модерен снаряд с форма на пура. Опашката на този снаряд ще бъде заобиколена от множество дупки, през които може да се насочва високоскоростен въздушен поток. Регулирайки този поток, насочвайки го към една или друга дупка, можете да повдигнете или спуснете носа на самолета, да карате колата хоризонтално или по наклонени линии и да завиете в една или друга посока.
Летящ снаряд, задвижван от центробежен витъл. В задната част на снаряда се вижда колан за дупки. Тези дупки служат като рул. Чрез затварянето им и отварянето им е възможно да се регулира високоскоростният въздушен поток около самолета и да се промени посоката на полета.
Излитането на такъв самолет няма да представлява особени затруднения. За целта е възможно да се приспособи колесник за кацане на четири колела, върху който самолетът е монтиран преди излитане. След достигане на достатъчна скорост снарядът ще се плъзне от количката и ще се издигне във въздуха. Съоръжението за кацане ще остане на летището. Ще може да се приземява с помощта на специални мини. Летейки в такъв вал през специален клаксон, снарядът ще освободи серия от спирачни лапи около обиколката си. В мината той попада в мощен насочващ се въздушен поток, който бързо "ще загаси" скоростта на снаряда. В случай на авария или принудително кацане водачът може да отдели тежките резервоари за гориво и турбинния агрегат, като завърти дръжката и ги пусне надолу. Кабината с хора ще слезе с парашут.
Трудно е да се каже какви записи могат да развият такъв самолет на бъдещето. Възможно е тя да достигне скорост до 2 хиляди км в час и височина на полета до 100 км. Борбата за скорост, за големи височини на този етап от авиацията значително ще ускори развитието на все още далеч от перфектните реактивни двигатели. Такива двигатели ще бъдат инсталирани на много самолети.
Но е възможно този етап от авиацията да не е последен. Хората ще искат да изпълнят старата си мечта - да излязат от сферата на гравитацията на Земята. Дизайнерите ще бъдат изправени пред задачата да победят съпротивлението на въздуха, което е особено вярно при високи скорости.
На фотографиите на полета на куршума се вижда, че дупка в стъклото пробива, още преди куршумът да го докосне. Стъклото се разбива от уплътнения въздух, който се е натрупал около носа на куршума. Веднага около всяко летящо тяло, било то снаряд или самолет, се появява плътна въздушна обвивка, наречена граничен слой. Дебелината на този граничен слой зависи от размера на летящото тяло. Граничният слой се движи с тялото и предпазва повърхността на тялото от прекалено силно въздушно триене
Тези наблюдения подсказват дали нашата атмосфера, тоест въздухът около Земята, е същият граничен слой за нашето земно кълбо. Последните изследвания доказват, че цялата Вселена е изпълнена с материя, но само с различна плътност. Междупланетното пространство също е изпълнено с материя, макар и много разредена. Ето защо около планетите се появява уплътнена въздушна възглавница. Тъй като материята е изключително разредена в междупланетното пространство, Земята се нуждае от скорост от 30 км в секунда, за да получи граничен слой с плътност само една атмосфера. Около снаряда, летящ в тази вече уплътнена среда, се създава граничен слой с плътност от стотици атмосфери, въпреки че снарядът лети във въздуха много пъти по-бавно от Земята в космоса.
Граничният слой на снаряда достига огромна плътност само в предната, носната му част. Това също предизвиква много въздушно съпротивление по време на полета на снаряда. Земното кълбо не изпитва такава съпротива. Земната атмосфера се разпределя равномерно по цялата повърхност. Въртенето на Земята около оста й играе изключително важна роля в това. Ако Земята не се върти, тогава в предната част на топката ще се създаде силно уплътнена въздушна възглавница, а в другото полукълбо атмосферата ще бъде изключително разредена. Но Земята, въртяща се, постоянно поставя всички свои страни под налягане. Въздушните частици нямат време да се откъснат от земната повърхност и отново попадат под натиск, сякаш ги бият към Земята.
Тръба за кацане на бъдещи самолети от снаряди. Летейки в този рог, самолетът попада под въздействието на мощен протичащ въздушен поток, който бързо "заглушава" скоростта му.
Това явление може лесно да бъде потвърдено с модел. Изградете диск, на ръба на който топка може да се върти по оста си. Ако настроите диска в движение и в същото време накарате топката да се върти, ще имате груб модел на Земята, въртящ се едновременно около оста и в орбита. Залепете около обиколката на топката, по нейния, така да се каже, "екватор" на копринената нишка. Ако се върти само един диск в завъртане, тези коприни ще се разтеглят в една посока като "опашката" на комета. Това е формата на въздушен поток, създаден около куршум или снаряд. Ако се завърти само една топка, оставяйки диска неподвижен, тогава коприните под влияние на центробежна сила ще цъфтят във всички посоки по радиусите. Ако, докато въртите топката, дискът се задвижва едновременно, тогава копринените нишки ще бъдат равномерно притиснати към топката от всички страни. Същото ще се случи и с тяхкакво се случва с въздушните частици около Земята.
Плоскостта на далечното бъдеще - „Летяща планета“. На тази летяща топка хората ще могат да преодолеят гравитацията.
Така аналогията с движението на планетите предполага, че е възможно да се елиминира съпротивлението на уплътнения граничен слой, който се натрупва в предната част на летящото тяло. Ако направим това тяло сферично и му дадем въртене около ос по време на полет, тогава граничният слой ще бъде равномерно разпределен по цялата повърхност. В резултат на това колосалното въздушно съпротивление, което се появява по време на бърз полет, ще изчезне.
Така хората, може би, един ден ще могат да създадат малки „летящи планети“със сферична форма.
Нека се опитаме да си представим една от тези летящи топки.
Външната обвивка на летящата топка е подвижна. Той може да се върти по оста само в една посока - отгоре надолу. Вътре има втора обвивка, окачена от същата ос, но под въздействието на гравитацията тя остава неподвижна спрямо оста по време на полет. Разделен е на няколко етажа. В долната му част има товари и хранителни запаси. По-горе е под с течно реактивно гориво (кислород, течен въглерод). Все още са научни лаборатории, помещения за екипаж, работилници и други помощни помещения.
Как се движи такава планетна топка?
Във вътрешната обвивка на топката е разположен т. Нар. Реактивен колан: камерите са разположени около обиколката в пръстен, в който става изгаряне на гориво. Във външната, въртяща се обвивка на топката този реактивен колан съответства на колан с дюзи, през който газовете, образувани в камерите, могат да избягат навън. Този външен колан е плътно притиснат към вътрешния, така че плъзгането на външната обвивка не създава пречки за работата на реактивните камери. В зависимост от това кой сектор на реактивните камери работи, топката може да се движи напред или назад, нагоре или надолу при всеки наклон. За да се извършват завоите на топката, са предвидени и няколко странични камери.
Преди вдигане топката се търкаля по земята, докато набере достатъчна скорост за излитане. След това реакционните камери се включват така, че тягата насочва топката нагоре под желания ъгъл. Кацането е приблизително същото. Но тягата се прехвърля напред и спирачка на топката.
Скоростта на изтичане на газове през струйните дюзи може да се увеличи до 2 хиляди метра в секунда. В резултат на въртенето на външната обвивка, въздушното съпротивление ще бъде сравнително незначително.
На такъв летящ балон хората ще достигнат нечувана скорост - повече от 100 хиляди километра в час. След шест до седем часа ще бъде възможно да полетите до Луната и да се върнете обратно. Човек с такъв снаряд може лесно да преодолее гравитацията на Земята и да се освободи в необятността на Вселената.
Автор: П. ГРОХОВСКИ. Рисунки от А. PREOBRAZHENSKY и S. LODYGIN. „Технология за младежта“1938г