Детская энциклопедия
Том 1. Земля. Том 4. Растения и животные. Том 7. Человек. Том 10. Зарубежные страны.
Том 2. Мир небесных тел. Числа и фигуры. Том 5. Техника и производство. Том 8. Из истории человеческого общества. Том 11. Язык. Художественная литература.
Том 3. Вещество и энергия. Том 6. Сельское хозяйство. Том 9. Наша советская Родина. Том 12. Искусство.

Гиперзвуковые самолеты недалекого будущего.

сгореть. Правда, турбины сейчас делают из специальных огнеупорных материалов, которые позволяют повышать температуру потока до + 1000° Ц. Но пока это предел.

И все же выход найден. Конструкторы предложили вторично нагревать струю воздуха в так называемой форсажной камере уже пос­ле того, как эта струя раскрутит турбину компрессора. Тяга двигателя увеличивается на 30—50%.

Основная часть турбореактивного двигате­ля — его компрессор, к нему приложена вся тя­га двигателя.

Современные мощные турбореактивные дви­гатели развивают тягу до 150 000 н; следователь­но, они должны пропускать много воздуха — бо­лее 100 м3/сек. Поэтому у передней, открытой навстречу потоку части двигателя — воздухоза­борника — большие размеры; его внутренний диаметр нередко превышает 1,5 м.

Большая тяга реактивных двигателей тре­бует также и большого количества топлива. На каждый ньютон тяги в течение часа нужно сжи­гать около 0,1 кг керосина. Много это или мало? Давайте подсчитаем. Если полный вес самоле­та 50 т, или около 5 • 105 н, а его аэродинамическое качество равно 5, то, чтобы преодолеть аэроди­намическое сопротивление, двигатель должен развивать тягу не меньше 106 н. Следовательно, за один час полета двигатели будут расходовать

100000нХ0,1кг горючего/н тяги в час =10 т керосина.

А это 1/5 веса всего самолета. Из этого по­нятно, какое большое значение имеет эконо­мичность двигателя и аэродинамическое каче­ство самолета.

При большой скорости полета = 2 или 3) воздух, пройдя через воздухозаборник, сам сильно сжимается. Компрессор с турбиной ста­новятся ненужными. Поэтому можно применить двигатель другого типа — прямоточный воздушно-реактивный (ПВРД). Од­нако надо помнить, что на малых скоростях такой двигатель работать не будет.

Если добиться, чтобы турбина в ТРД погло­щала почти всю энергию разогретого и ускорен­ного потока, то такая турбина сможет вращать не только компрессор, но и воздушный винт. На этом основана конструкция турбовин­тового двигателя. Его можно сделать зна­чительно более мощным, чем обычные двигате­ли внутреннего сгорания. Наибольшая мощ­ность двигателя внутреннего сгорания равна при-

мерно 3000 квт (примерно 4000 л. с.); при этом в двигателе должно быть не меньше 20 цилиндров. А современный турбовинтовой двигатель раз­вивает мощность до 15 000 квт. Можно было бы создать и еще более мощные двигатели, но уже трудно сделать винт, который раз­вивал бы соответствующую тягу и был бы эко­номичным.

На таких больших самолетах, как ТУ-114, ИЛ-18, АН-10, установлены турбовинтовые дви­гатели. При скорости . полета около 800 км/час они экономичнее, чем чисто реактивные.

Воздушно-реактивные двигатели создают тягу, отбрасывая назад воздух, взятый из окру­жающей среды (он же одновременно служит и окислителем при горении топлива). Но с уве­личением высоты полета плотность окружаю­щего воздуха уменьшается. Все меньше его проходит через двигатель, тяга падает. От этого недостатка свободны ракетные двигатели (рис. 12), для работы которых нужно иметь запа­сы и горючего и окислителя. Тяга здесь создает­ся отбрасыванием назад продуктов горения и практически не зависит от окружающей среды.

Ракетные двигатели могут ра­ботать на твердом топливе (порох) и на жидком топливе (см. цвет. рис. у стр. 65). Двигатели на жид­ком топливе несколько более эко­номичны, но требуют очень осто­рожного обращения, так как и топливо, и окислитель обычно ядо­виты; в качестве окислителя, на­пример, часто потребляется креп­кая азотная кислота.

Устройство ракетного двигате­ля много проще, чем турбореак­тивного. В нем нет никаких вра­щающихся деталей. Поэтому он во много раз легче, чем двигатели других типов, которые могут раз­вивать такую же тягу. Но зато в полет надо брать много топлива и окислителя — по весу в 15—18 раз больше, чем для турбореактив­ного. Если бы мы захотели, напри­мер, на сверхзвуковой самолет, веся­щий 50 т, поставить ракетный дви­гатель вместо турбореактивного, то на один час полета потребовалось бы не 10 т топлива, а 150—180 т (вместе с окислителем). Это более чем в три раза превышает массу са­мого самолета!

На самолетах ракетные двигатели исполь­зуются только как вспомогательные — для

Рис. 12. Схе­ма ракетного двигателя.

73