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.

кратковременных полетов на очень большой высоте или для быстрого взлета. Широко ра­кетные двигатели применяются на ракетах, где тяга создается на короткое время: для быстрого разгона зенитной ракеты, для подъема и разго­на баллистических ракет, для запуска спутни­ков, для разгона и торможения космических кораблей. Ракетный двигатель позволяет полу­чить очень большую тягу. Уже сейчас для за­пуска космических кораблей создают двигате­ли с тягой в несколько сот тонн, или миллионы ньютонов!

На тех же принципах, что и воздушно-ре­активные и ракетные двигатели, будут, оче­видно, построены и двигатели будущего. Уче­ные уже думают о реактивных двигателях, в ко­торых воздух будет нагреваться не горением керосина или другого химического топлива, а с помощью управляемой ядерной реакции, подобно тому как нагревается теплоноситель на атомных электростанциях. Разрабатываются ион­ные двигатели. Они тоже будут работать по реак­тивному принципу, но в этих двигателях будет отбрасываться не струя газа, а поток ионов. Подумывают ученые и о фотонных двигателях, в которых силу тяги создает отраженный луч света очень большой силы и интенсивности.

КАК ВЫБИРАЮТ РАЗМЕРЫ САМОЛЕТА

Чтобы создать самолет, мало знать, как сде­лать крыло с достаточной подъемной силой и малым сопротивлением и каким должен быть двигатель. При постройке самолета встает мно­жество других важнейших вопросов. Надо пра­вильно выбрать соотношение веса машины и размеров крыла. Надо обеспечить управление самолетом — возможность изменять направле­ние и скорость полета. Самолет в полете дол­жен быть устойчивым, резкая перемена его положения при малейшем порыве ветра не­допустима. Самолет должен быть прочным, но не слишком тяжелым. Надо, наконец, дать возможность летчикам определять направ­ление полета и узнавать место, где пролетает самолет. Кстати, на заре авиации случалось, что летчик должен был для ориентировки сни­жаться и на большой скорости читать название железнодорожной станции.

Одним словом, очень и очень многое надо учесть и предусмотреть конструкторам, чтобы построить самолет безопасный, экономичный и удобный для пилотирования. Широко известны имена наших авиаконструкторов А. Н. Ту­полева, С. В. Ильюшина, А. И. Микояна, А. С. Яковлева, О. К. Антонова, под руковод­ством которых строятся замечательные самоле­ты.

С чего же начинается проектирование само­лета? Прежде всего надо точно определить его назначение и исходя из этого решить, каковы должны быть скорость и высота полета, какой груз поднимет самолет и какое расстояние он должен пролетать. Затем можно приступать к выбору размера самолета; главная его харак­теристика — площадь крыла.

После взлета по мере увеличения скорости полета самолет должен уменьшать угол атаки крыла, чтобы подъемная сила оставалась рав­ной весу (рис. 13). Аэродинамическое сопротив­ление самолета при этом будет постепенно умень­шаться. Минимальным оно станет при том угле атаки, который соответствует максимальному аэродинамическому качеству (этот угол атаки, как мы уже говорили, равен 3—5°).

Дальнейшее увеличение скорости требует еще меньших углов атаки, но оно начнет также и увеличивать сопротивление. Конструкторы наш­ли выход — в этом случае можно уменьшить площадь крыла. Но тогда на каждую часть его площади придется большая часть веса машины. И теперь, чтобы оставить подъемную силу рав­ной весу самолета, нужно вновь увеличить угол атаки. В результате аэродинамическое сопро­тивление опять уменьшится; оно должно быть минимальным на основной скорости полета.

Таким образом, подбирается так называемая удельная нагрузка на крыло — масса (вес) са­молета, приходящаяся на 1 м2 крыла. Эта вели­чина у сверхзвуковых самолетов достигает 8000 н/м2, у тихоходных самолетов — 1200 н/м2, а у летающих с небольшой скоростью моде­лей — всего несколько десятков ньютонов на квадратный метр.

Необходимо учесть также, что взлетная и по­садочная скорости самолета должны быть как можно меньше. А для этого в свою очередь вы­годна небольшая удельная нагрузка на крыло, т. е. надо увеличить площадь крыла. И вот кон­структору приходится решать вопрос, какую же площадь крыла выбрать для самолета: сделаешь небольшое крыло — придется взлетать и са­диться на большой скорости; сделаешь большое крыло — нужен более мощный двигатель и са­молет не будет экономичным.

Ученые и инженеры стремятся уменьшить взлетно-посадочную скорость самолетов, ле­тающих с большой скоростью. Для этого можно,

74