Prisiminkime, ne tokią tolimą praeitį - XIX amžiaus pabaigą. Negarbingi automobiliai važiavo sostinių gatvėmis. Arkliai ir net pėstieji juos aplenkė. Pakilo pirmieji kontroliuojami balionai. Jie degė ir subyrėjo beveik kiekviename skrydyje. Drąsus švedų inžinieriaus Andre bandymas karšto oro balionu pasiekti Šiaurės ašigalį kainavo jo ir jo bendražygių gyvybes. Garsieji Lilienthalio skrydžiai sklandytuvu baigėsi drąsaus plauko mirtimi …
Visa tai buvo ant modernios aviacijos scenos slenksčio. Drąsūs išradėjai žuvo ir atvėrė orą žmonijai. Tačiau jų patirtis išliko, sukaupta ir XX amžiaus pradžioje. žmogus pasiekė puikią pergalę: sukūrė sau sparnus, aprūpintą varikliu.
- „Salik.biz“
1903 m. Amerikiečiai, broliai Wrightai, išlipo variklinėje transporto priemonėje ir palaikė maždaug minutę. Jų skrydžiai kaskart pailgėjo. Jau 1905 m. Jie 38 minutes išsilaikė ore, nuskrido apie 40 km.
Per pirmuosius dešimt orlaivių egzistavimo metų dizaineriai kūrė savo orlaivius liečiami, nežinodami, kaip jie elgsis ore. Pirmieji lėktuvai buvo panašūs į aitvarus, kaip skraidančios kovinės. Imperialistinio karo metu orlaiviai buvo plačiai naudojami. Keletą metų buvo tiriami pagrindiniai aerodinamikos dėsniai. Orlaivių dizainas buvo nuolat tobulinamas. Netrukus lėktuvas įgijo modernią, uždarą, supaprastintą formą.
Jau 1935 m. Orlaiviai pradėjo važiuoti iki 400 km per valandą greičio, pakilo į 10 tūkst. Km aukštį, skriejo tiesia linija nenusileisdami iki 8 tūkst. Km, pakėlė su savimi iki 10 tonų.
Galima pamanyti, kad viskas buvo perimta iš aviacijos, kad atėjo laikas kurti keletą standartinių orlaivių konstrukcijų, skirtų įvairiems tikslams, kad ateityje jose būtų padaryti tik nedideli pakeitimai.
Žinoma, kad nėra. Šiandien žmonija baigia tik pirmąjį aviacijos plėtros etapą. Gali būti, kad pasaulis jau yra ant kokybiškų naujų skraidymo mašinų kūrimo ribos.
Pabandykime įsivaizduoti, kaip atrodys ateities lėktuvai. Vargu, ar jie primins net pažangiausius modernius modelius.
Reklaminis vaizdo įrašas:
Jau atsiranda vadinamieji „skraidantys sparnai“. Automobiliai buvo išlaisvinti iš uodegos, tarsi nuo nereikalingo balasto. Tiesa, uodega suteikia orlaiviui stabilumo, tačiau tai padidina orlaivio dydį, sukuria papildomą pasipriešinimą ir sumažina manevringumą bei mobilumą. Lėktuvai be galo skraidė kelerius metus. Visi jie vis dar turi reikšmingą trūkumą: jie nėra labai stabilūs skrydžio metu.
Modernūs greitaeigiai vienviečiai lėktuvai. Pažymėtini yra maži plokštumų ir uodegos matmenys. Lėktuvas buvo „uždengtas“savo galimybėmis. Toks orlaivis pasiekia 550 km per valandą greitį.
Kai kurie dizaineriai bando atidžiau atsikratyti uodegos: jie palaipsniui sutrumpina fiuzeliažą, priartindami uodegos bloką prie sparno. Vienas iš šių „Fokker“orlaivių buvo parodytas Paryžiaus oro parodoje 1936 m. Šio lėktuvo fiuzeliažas buvo pakeistas dviem siauromis sijomis, palaikančiomis uodegą. Lėktuvas išsiskyrė plonu profiliu ir mažais sparnų dydžiais. Krovinys už 1 kv. m lėktuvo sparnų guolio paviršiaus šis orlaivis siekė 140 kg - pusantro karto daugiau nei įprastų mašinų. Šis lėktuvas galėjo skristi 506 km per valandą greičiu.
Reikia galvoti, kad pamažu atsikratę fiuzeliažo, dizaineriai pagaliau suras gana stabilią bekvapių orlaivių formą. Jau kai kurios firmos Amerikoje pradėjo kurti galingus keleivių „skraidančius sparnus“, skirtus gabenti iki 100 keleivių.
Dėl didžiulio tokių orlaivių pasirodymo galėtų prasidėti antrasis aviacijos etapas: ore skraidys beveidžiai orlaiviai. Šioms mašinoms reikės naujų supaprastinimų. Pasirodo, kad važiuojant 700–800 km per valandą greičiu, šiuolaikinės „bukas“formos turi per didelį pasipriešinimą. Skraidančių sparnų dizaineriai stengsis kiek įmanoma labiau paaštrinti korpuso ir sparno profilį. Variklis, matyt, bus atsuktas atgal. Šiuolaikiniuose orlaiviuose oro srautas, kurį sukuria oro sraigtas, smogia į lėktuvo plokštumą ir sukuria papildomą pasipriešinimą. Sraigto trauka jį nešant atgal bus žymiai pagerinta. Vairai bus prie sparno galo, kaip ir anonai. Vairai bus išdėstyti sparnų galuose specialių poveržlių pavidalu. Lėktuvas neturės jokių išsikišančių dalių. Net kabinos skydelis bus lygus paviršiui. Kaip rodo apytiksliai skaičiavimai, tokio dviviečio bekvapio orlaivio, kurio variklis yra 2 tūkstančiai litrų, greitis. nuo. galima nuvažiuoti iki 800 km per valandą. Krovinys už 1 kv. m sparnas siekia 200 kg - dvigubai daugiau nei šiuolaikinėse mašinose.
Begalės orlaivių konstrukcijos ilgą laiką gali užkariauti oro erdvę. Bet dabar orlaivio greitis pradės siekti 1000 km per valandą. Jis priartės prie greičio, garso ir tada jį aplenks. Atsiradus tokiems „viršgarsiniams greičiams“, oro sraigtas turės atsisakyti kito varomojo įtaiso. Jei sraigtas pasisuka per greitai, didžioji oro dalis tiesiog nuslysta ašmenimis, o sraigtas nebegali padidinti savo galios. Dizaineriai susidurs su dar viena problema: kaip pakeisti sraigtą, kuris sąžiningai dirbo aviacijoje dešimtmečius? Gali būti, kad daugiau ar mažiau tolimoje ateityje atsiras naujo tipo varomasis įtaisas, veikiantis, pavyzdžiui, išcentrinio principo.
Dviejų spindulių “lėktuvas, kuris buvo pademonstruotas Paryžiaus parodoje. Uodegos blokas yra arti sparno. Šis lėktuvas - pereinamasis žingsnis į bekvapius „skraidančius sparnus“.
Įsivaizduokite didelį, išsipūtusį, į buferį panašų diską, kurio centre yra skylė. Ši skylė nėra pravesta. Tam tikru gyliu jis yra padalintas į kelis "velenus", besitęsiančius nuo centro radialine kryptimi ir besitęsiančius į išorę disko kraštuose. Jei pradėsime sukti tokį diską, tada, veikiant išcentrinei jėgai, oras jo radialiniuose velenuose bus išmestas į kraštus ir sprogs. Jo vietoje nauja skylė oro bus įsiurbta per skylę centre. Prie disko krašto galima pastatyti kreipiamąją mentę taip, kad oro srautas būtų nukreiptas viena kryptimi, stačiu kampu į radialinius velenus. Šis srautas paspaus diską priešinga kryptimi. Sukant tokį diską didžiuliu greičiu, gali būti sukurta galinga trauka.
Be išcentrinio, galima įsivaizduoti ir kitą vabzdžių skraidymo principu pagrįstą varomąjį įtaisą, kuris sparnais apibūdina uždarą figūrą, primenančią aštuoniukę. Tokio oro sraigto mentės smogia orui per visą plotą, todėl oro slydimas bus pašalintas.
Tolesniam aviacijos tobulinimui ne tik uodega, bet ir sparnai gali pasirodyti nereikalingi balastai. Jie bus saugomi tik pakilimui ir tūpimui.
Matyt, sparnų mirtis įvyks palaipsniui, taip pat ir uodegos mirtis. Pasirodys orlaiviai su ištraukiamais sparnais, kurie po pakilimo, kaip ir dabar, atsitraukia, kaip ir dabar, ištraukiama važiuoklė. Be to, variklis kartu su sraigtu įjungs specialų rėmą. Taigi, bus galima pakeisti traukos kryptį aukštyn arba žemyn, atsižvelgiant į tai, kur pasuktas rėmas su varikliu.
Taigi prasidės kitas aviacijos etapas. Lėktuvas vėl pakeis savo formą. Jis pradės panašėti į skraidantį sviedinį, tiksliau - oro bombą. Iš jo sparnų liks tik maži užaugimai, panašūs į bombos stabilizatorius. Lėktuvai-sviediniai pasirodys ore. Jų greitis viršys 1000 km per valandą. Orlaivio aerodinamika artės prie artilerijos balistikos.
Praeis dešimtys daugiau metų, o lėktuvas pagaliau praras sparnus ir taps panašus į šiuolaikinį cigaro formos sviedinį. Šio sviedinio uodega bus apsupta daugybe skylių, pro kurias gali būti nukreiptas greito oro srautas. Reguliuodami šį srautą, nukreipdami jį į vieną ar kitą skylę, galite pakelti ar nuleisti orlaivio nosį, vairuoti automobilį horizontaliai arba išilgai pasvirusių linijų ir pasukti viena ar kita kryptimi.
Išcentrinio sraigto varomas skriejantis sviedinys. Sviedinio gale matomas skylės diržas. Šios skylės tarnauja kaip vairai. Uždarius ir atidarius juos, galima reguliuoti greitaeigį oro srautą aplink orlaivį ir pakeisti skrydžio kryptį.
Tokio sviedinio orlaivio pakilimas nesukels jokių ypatingų sunkumų. Tuo tikslu galima pritaikyti keturių ratų nusileidimo įrangą, ant kurios orlaivis sumontuotas prieš kilimą. Pasiekus pakankamą greitį, sviedinys nuslysta nuo vežimėlio ir pakils į orą. Visureigis liks aerodrome. Bus galima nusileisti naudojant specialias minas. Skrisdamas į tokį veleną per specialų ragą, sviedinys išleis stabdžių letenas, esančias aplink jo perimetrą. Minoje jis patenka į galingą artėjančio oro srautą, kuris greitai „užgesins“sviedinio greitį. Avarijos ar priverstinio tūpimo atveju vairuotojas gali nuimti sunkiųjų degalų bakus ir turbinos bloką, pasukdamas rankeną, numesdamas jas žemyn. Kabina su žmonėmis nusileis parašiutu.
Sunku pasakyti, kokius rekordus gali sukurti toks ateities orlaivis. Gali būti, kad jis pasieks greitį iki 2 tūkst. Km per valandą, o skrydžio aukštis - iki 100 km. Kova dėl greičio, dėl didelių aukščių šiame aviacijos etape labai paspartins vis dar toli gražu ne tobulų reaktyvinių variklių vystymąsi. Tokie varikliai bus montuojami daugelyje sviedinių.
Bet įmanoma, kad šis aviacijos etapas nebus paskutinis. Žmonės norės išpildyti savo seną svajonę - išbristi iš Žemės gravitacijos sferos. Dizaineriams teks užduotis nugalėti oro pasipriešinimą, o tai ypač aktualu važiuojant dideliu greičiu.
Kulkos skrydžio nuotraukose galima pamatyti, kad stiklinėje skylė pradurta dar prieš kulką liečiant. Stiklą sudužo sutankintas oras, susikaupęs aplink kulkos nosį. Iškart aplink kiekvieną skraidantį kūną, nesvarbu, ar tai sviedinys, ar lėktuvą, pasirodo tankus oro apvalkalas, vadinamas ribiniu sluoksniu. Šio ribinio sluoksnio storis priklauso nuo skraidančio kūno dydžio. Ribinis sluoksnis juda kartu su kūnu ir apsaugo kūno paviršių nuo per stiprios oro trinties
Šie stebėjimai rodo, ar mūsų atmosfera, tai yra, oras, supantis Žemę, yra tas pats mūsų žemės rutulio sluoksnis. Naujausi tyrimai įrodo, kad visa visata yra užpildyta materija, bet tik skirtingo tankio. Tarpplanetinė erdvė taip pat užpildyta materija, nors ir labai retai. Štai kodėl aplink planetas atsiranda sutankinta oro pagalvė. Kadangi tarpplanetinėje erdvėje materija yra labai retai, Žemei reikėjo 30 km per sekundę greičio, kad būtų gautas ribinis sluoksnis, kurio tankis yra tik viena atmosfera. Aplink sviedinį, skraidantį jau suspaustoje aplinkoje, sukuriamas ribinis sluoksnis, kurio tankis yra šimtai atmosferų, nors sviedinys skraido ore daug kartų lėčiau nei Žemė kosmose.
Sviedinio ribinis sluoksnis pasiekia milžinišką tankį tik jo priekinėje, nosies dalyje. Tai taip pat sukelia didelį oro pasipriešinimą sviedinio skrydžio metu. Žemės rutulys patiria ne tokį pasipriešinimą. Žemės atmosfera pasiskirsto tolygiai visame paviršiuje. Žemės sukimasis aplink savo ašį vaidina nepaprastai svarbų vaidmenį. Jei Žemė nesisuktų, tai rutulio priekyje būtų sukurta stipriai sutankinta oro pagalvė, o kitame pusrutulyje atmosfera būtų itin reta. Tačiau besisukanti Žemė nuolat patiria spaudimą visoms savo pusėms. Oro dalelės neturi laiko atitrūkti nuo žemės paviršiaus ir vėl patiria slėgį, tarsi mušdamos jas į žemę.
Vamzdis būsimų sviedinių orlaiviui tūpti. Skrisdamas į šį ragą, lėktuvas patenka į galingo artėjančio oro srauto, kuris greitai „slopina“jo greitį, įtaką.
Šis reiškinys gali būti lengvai patikrintas modeliu. Ant jo krašto pastatykite diską, kurio rutulys gali pasisukti išilgai jo ašies. Jei nustatysite disko judesį ir tuo pačiu metu padarysite rutulį besisukantį, turėsite grubų Žemės modelį, kuris tuo pačiu metu sukasi aplink savo ašį ir orbitoje. Klijai aplink rutulio perimetrą, išilgai jo, taip sakant, šilko siūlų "pusiaujo". Jei sukiojamas tik vienas diskas, šie šilkai ištemps viena kryptimi kaip kometa „uodega“. Tai oro srauto forma, sukurta aplink kulką ar sviedinį. Jei pasukamas tik vienas rutulys, diskas nejuda, tada šilkas, veikiamas išcentrinės jėgos, žydės visomis kryptimis išilgai spindulio. Jei sukant rutulį diskas tuo pačiu metu pasislenka, tada šilko siūlai bus tolygiai prispaudžiami prie rutulio iš visų pusių. Tas pats nutiks ir jiemskas nutinka oro dalelėms aplink Žemę.
Tolimos ateities plokštuma - „Skraidanti planeta“. Ant šio skraidančio rutulio žmonės galės įveikti sunkumą.
Taigi analogija su planetų judesiu leidžia manyti, kad įmanoma pašalinti sutankinto ribinio sluoksnio, kuris kaupiasi skraidančio kūno priekyje, pasipriešinimą. Jei mes padarysime šį kūną rutuliniu ir suteiksime jam sukimąsi aplink ašį skrydžio metu, ribinis sluoksnis bus tolygiai paskirstytas visame paviršiuje, todėl išnyks greitasis skrydis.
Taigi galbūt žmonės vieną dieną galės sukurti mažas sferinės formos „skraidančias planetas“.
Pabandykime įsivaizduoti vieną iš šių skraidančių rutulių.
Išorinis skraidančio rutulio apvalkalas yra kilnojamas. Jis gali suktis išilgai ašies tik viena kryptimi - iš viršaus į apačią. Viduje yra antrasis apvalkalas, pakabintas iš tos pačios ašies, tačiau veikiamas sunkio jėgos skrydžio metu jis nejuda ašies atžvilgiu. Jis yra padalintas per kelis aukštus. Apatinėje jos dalyje yra krovinių ir maisto atsargų. Viršuje yra grindys su skystu reaktyviniu kuru (deguonimi, skysta anglimi). Aukštesnės vis dar yra mokslo laboratorijos, įgulų kabinetai, dirbtuvės ir kitos pagalbinės patalpos.
Kaip juda tokia rutulinė planeta?
Vidiniame rutulio apvalkale yra išdėstytas vadinamasis purkštuko diržas: kameros yra aplink žiedo žiedo apskritimą, kuriame dega kuras. Išoriniame, besisukančiame rutulio apvalkale šis reaktyvus diržas atitinka diržą su purkštukais, per kuriuos kamerose susidariusios dujos gali išeiti į išorę. Šis išorinis diržas yra sandariai prispaudžiamas prie vidinio, kad išorinio apvalkalo paslydimas nesudarytų kliūčių reaktyvinio kameros veikimui. Priklausomai nuo to, kuris reaktyvinių kamerų sektorius veikia, rutulys gali judėti pirmyn arba atgal, aukštyn ar žemyn, bet kokiu polinkiu. Norint atlikti rutulio pasukimus, taip pat numatytos kelios šoninės kameros.
Prieš pakeldamas rutulys riedi palei žemę, kol įsibėgėja iki pakankamo greičio. Po to reakcijos kameros įjungiamos taip, kad trauka nukreiptų rutulį aukštyn norimu kampu. Nusileidimas maždaug toks pat. Bet trauka perduodama į priekį ir stabdo kamuolį.
Dujų nutekėjimo greitis per purkštukų purkštukus gali būti padidintas iki 2 tūkstančių metrų per sekundę. Dėl išorinio apvalkalo pasukimo oro pasipriešinimas bus santykinai nereikšmingas.
Tokiu skraidančiu oro balionu žmonės pasieks negirdėtą greitį - daugiau nei 100 tūkstančių kilometrų per valandą. Po šešių-septynių valandų bus galima skristi į Mėnulį ir grįžti atgal. Žmogus ant tokio sviedinio gali lengvai įveikti Žemės sunkumą ir išsiveržti į visatos platybes.
Autorius: P. GROKHOVSKY. A. PREOBRAZHENSKY ir S. LODYGIN piešiniai. „Technologija jaunimui“1938 m