Reaktīvo tehnoloģiju ieviešanas sākums. Reaktīvā lidmašīna - jaudīgākā mūsdienu aviācijas lidmašīna

Interesants raksts par mūsu raķešu industrijas pagātni, tagadni un nākotni un kosmosa lidojumu perspektīvām.

Akadēmiķis Boriss Katorgins, pasaules labāko šķidro raķešu dzinēju radītājs, skaidro, kāpēc amerikāņi joprojām nevar atkārtot mūsu sasniegumus šajā jomā un kā saglabāt padomju pretrunas nākotnē.

2012. gada 21. jūnijā Sanktpēterburgas ekonomikas forumā tika apbalvoti Globālās enerģijas balvas ieguvēji. Autoritatīva dažādu valstu nozares ekspertu komisija no iesniegtajiem 639 pieteikumiem atlasīja trīs pieteikumus un nosauca 2012. gada balvas ieguvējus, ko jau ierasti dēvē par "Nobela prēmiju enerģētikā". Rezultātā 33 miljonus bonusa rubļu šogad dalīja slavenais izgudrotājs no Lielbritānijas, profesors. RodnijsDžonsAllam un divi mūsu izcilie zinātnieki - Krievijas Zinātņu akadēmijas akadēmiķi BorissKatorgins Un ValērijsKostjuks.

Visi trīs saistīti ar kriogēno tehnoloģiju izveidi, kriogēno produktu īpašību izpēti un pielietojumu dažādās elektrostacijās. Akadēmiķis Boriss Katorgins tika apbalvots "par augstas veiktspējas šķidrās degvielas raķešu dzinēju izstrādi ar kriogēno degvielu, kas nodrošina augstus enerģijas parametrus uzticama veiktspēja kosmosa sistēmas kosmosa mierīgai izmantošanai. Ar tiešu Katorgina līdzdalību, kurš vairāk nekā piecdesmit gadus veltīja uzņēmumam OKB-456, kas tagad pazīstams kā NPO Energomash, tika izveidoti šķidrās degvielas raķešu dzinēji (LRE), kuru veiktspēja tagad tiek uzskatīta par labāko pasaulē. Pats Katorgins nodarbojās ar shēmu izstrādi dzinēju darba procesa organizēšanai, degvielas komponentu maisījuma veidošanai un pulsācijas novēršanai sadegšanas kamerā. Zināmi arī viņa fundamentāls darbs uz kodolraķešu dzinējiem (NRE) ar augstu īpatnējo impulsu un attīstību lieljaudas cw ķīmisko lāzeru radīšanas jomā.

Krievijas zinātnietilpīgajām organizācijām visgrūtākajos laikos no 1991. līdz 2009. gadam Boriss Katorgins vadīja NPO Energomash, apvienojot ģenerāldirektora un galvenā dizainera amatus, un viņam izdevās ne tikai glābt uzņēmumu, bet arī izveidot vairākus jaunus dzinēji. Dzinēju iekšējā pasūtījuma neesamība lika Katorginam meklēt klientu ārvalstu tirgū. Viens no jaunajiem dzinējiem bija RD-180, kas izstrādāts 1995. gadā speciāli dalībai amerikāņu korporācijas Lockheed Martin rīkotajā konkursā, kurā izvēlējās šķidrās degvielas raķešu dzinēju tobrīd modernizētajai nesējraķetei Atlas. Rezultātā NPO Energomash parakstīja līgumu par 101 dzinēja piegādi un līdz 2012. gada sākumam jau bija piegādājis vairāk nekā 60 LRE uz ASV, no kuriem 35 veiksmīgi strādāja uz Atlas satelītu palaišanas laikā dažādiem mērķiem.

Pirms balvas "Eksperts" pasniegšanas runāju ar akadēmiķi Borisu Katorginu par stāvokli un perspektīvām šķidro raķešu dzinēju attīstībā un noskaidroju, kāpēc dzinēji, kuru pamatā ir četrdesmit gadus vecas izstrādes, joprojām tiek uzskatīti par inovatīviem, un RD- 180 nevarēja atjaunot Amerikas rūpnīcās.

— Boriss Ivanovičs, V kā tieši tā jūsu nopelns V radīšanu iekšzemes šķidrums reaģējošs dzinēji, Un Tagad apsvērts vislabākais V pasaule?

- Lai to izskaidrotu nespeciālistam, iespējams, ir nepieciešama īpaša prasme. LRE izstrādāju sadegšanas kameras, gāzes ģeneratorus; kopumā viņš vadīja pašu dzinēju izveidi mierīgai kosmosa izpētei. (Sadegšanas kamerās degviela un oksidētājs tiek sajaukti un sadedzināti, un veidojas karstu gāzu tilpums, kas pēc tam tiek izvadīts caur sprauslām, rada faktisko strūklas vilce; gāzes ģeneratori sadedzina arī degmaisījumu, bet turbo sūkņu darbībai, kas zem milzīga spiediena iesūknē degvielu un oksidētāju vienā sadegšanas kamerā. — « eksperts".)

— Tu runāt O mierīga attīstību telpa, Lai gan acīmredzot, Kas Visi dzinēji grūdiens no vairākas desmitiem līdz 800 tonnas, kuras izveidots V NVO" Energomash", paredzēts pirms tam Kopā Priekš militārs vajadzībām.

"Mums nevajadzēja nomest nevienu atombumbu, mēs nenogādājām nevienu kodollādiņu mūsu raķešu mērķim, un paldies Dievam. Visi militārie notikumi devās mierīgā telpā. Mēs varam lepoties ar mūsu raķešu un kosmosa tehnoloģiju milzīgo ieguldījumu cilvēka civilizācijas attīstībā. Pateicoties astronautikai, radās veselas tehnoloģiskās kopas: kosmosa navigācija, telekomunikācijas, satelīttelevīzija, skaņas sistēmas.

— Dzinējs Priekš starpkontinentāls ballistisko raķetes R-9, virs kuras Tu strādāja Tad apgulties V pamats mazliet vai Nav visi mūsu apkalpoti programmas.

- Vēl 1950. gadu beigās es veicu skaitļošanas un eksperimentālus darbus, lai uzlabotu maisījuma veidošanos RD-111 dzinēja, kas bija paredzēts tai pašai raķetei, sadegšanas kamerās. Darba rezultāti joprojām tiek izmantoti modificētajos RD-107 un RD-108 dzinējos vienai un tai pašai Sojuz raķetei, uz tiem tika veikti aptuveni divi tūkstoši kosmosa lidojumu, ieskaitot visas pilotējamās programmas.

— Divas gadā atpakaļ es paņēma intervija plkst tavs viņa Kolēģi, laureāts" Globāli enerģija" akadēmiķis Aleksandra Ļeontjevs. IN saruna O slēgts Priekš plašs publiski speciālisti, kuras Ļeontjevs sevi Kad- Tas bija, Viņš minēts Vitālijs Ievleva, Tas pats daudz izgatavots Priekš mūsu telpa nozares.

– Daudzi akadēmiķi, kas strādāja aizsardzības nozarē, tika klasificēti – tas ir fakts. Tagad daudz kas ir atslepenots – arī tas ir fakts. Es ļoti labi pazīstu Aleksandru Ivanoviču: viņš strādāja pie aprēķinu metožu un metožu izveides dažādu raķešu dzinēju sadegšanas kameru dzesēšanai. Šīs tehnoloģiskās problēmas risināšana nebija vienkārša, it īpaši, kad sākām maksimāli izspiest ķīmisko enerģiju degvielas maisījums lai iegūtu maksimālo īpatnējo impulsu, cita starpā palielinot spiedienu sadegšanas kamerās līdz 250 atmosfērām. Ņemsim mūsu jaudīgāko dzinēju - RD-170. Degvielas patēriņš ar oksidētāju - petroleja ar šķidro skābekli, kas iet cauri dzinējam - 2,5 tonnas sekundē. Siltuma plūsmas tajā sasniedz 50 megavatus uz kvadrātmetru - tā ir milzīga enerģija. Temperatūra sadegšanas kamerā ir 3,5 tūkstoši grādu pēc Celsija. Vajadzēja izdomāt speciālu dzesēšanu sadegšanas kamerai, lai tā varētu strādāt aprēķināti un izturēt siltuma spiedienu. Aleksandrs Ivanovičs tieši to izdarīja, un, jāsaka, viņš paveica lielisku darbu. Vitālijs Mihailovičs Ievļevs, Krievijas Zinātņu akadēmijas korespondentloceklis, tehnisko zinātņu doktors, profesors, diemžēl diezgan agri miris, bija visplašākā profila zinātnieks, kuram bija enciklopēdiska erudīcija. Tāpat kā Ļeontjevs, viņš daudz strādāja pie augsta sprieguma siltumkonstrukciju aprēķināšanas metodikas. Viņu darbs kaut kur krustojās, kaut kur integrējās, un rezultātā tika iegūta lieliska tehnika, ar kuras palīdzību ir iespējams aprēķināt jebkuras sadegšanas kameras siltuma blīvumu; tagad, iespējams, to var izmantot jebkurš students. Turklāt Vitālijs Mihailovičs aktīvi piedalījās kodolieroču, plazmas raķešu dzinēju izstrādē. Šeit mūsu intereses krustojās tajos gados, kad Energomash darīja to pašu.

— IN mūsu saruna Ar Ļeontjevs Mēs ietekmēta temats pārdošanu energomaševskis dzinēji RD-180 V ASV, Un Aleksandrs Ivanovičs stāstīja Kas iekšā daudzi šis dzinējs - rezultāts attīstība, kuras bija izgatavots Kā vienreiz plkst radīšanu RD-170, Un V daži Tas sajūtu viņa puse. Kas Šis - tiešām rezultāts otrādi mērogošana?

- Jebkurš dzinējs jaunā dimensijā, protams, ir jauna ierīce. RD-180 ar 400 tonnu vilces spēku faktiski ir uz pusi mazāks nekā RD-170 ar 800 tonnu vilci. RD-191, kas paredzēta mūsu jaunajai Angara raķetei, ir 200 tonnu vilces spēks. Kas šiem dzinējiem ir kopīgs? Visiem ir viens turbosūknis, bet RD-170 ir četras sadegšanas kameras, "amerikāņu" RD-180 - divas, bet RD-191 - viena. Katram dzinējam ir nepieciešams savs turbosūkņa agregāts - galu galā, ja vienas kameras RD-170 patērē apmēram 2,5 tonnas degvielas sekundē, kuram tika izstrādāts turbo sūknis ar jaudu 180 tūkstoši kilovatu, divās ar vēlreiz pārsniedzot, piemēram, kodolledlauža Arktika reaktora jaudu, tad divkameru RD-180 ir tikai puse, 1,2 tonnas. Es tieši piedalījos turbo sūkņu izstrādē RD-180 un RD-191 un tajā pašā laikā vadīju šo dzinēju izveidi kopumā.

— Kamera degšana, nozīmē, ieslēgts visi šie dzinēji viens Un ka tas pats, tikai daudzums viņu dažādi?

— Jā, un tas ir mūsu galvenais sasniegums. Vienā šādā kamerā, kuras diametrs ir tikai 380 milimetri, sadeg nedaudz vairāk par 0,6 tonnām degvielas sekundē. Bez pārspīlējumiem šī kamera ir unikāla augsta karstuma sprieguma iekārta ar īpašām aizsargsiksnām pret jaudīgām siltuma plūsmām. Aizsardzība tiek veikta ne tikai kameras sienu ārējās dzesēšanas dēļ, bet arī ģeniālās metodes dēļ, kā uz tām “izklāt” degvielas plēvi, kas, iztvaikojot, atdzesē sienu. Pamatojoties uz šo izcilo kameru, kurai pasaulē nav līdzinieku, mēs izgatavojam savus labākos dzinējus: RD-170 un RD-171 priekš Energia un Zenit, RD-180 Amerikas Atlasam un RD-191 jaunajai Krievijas raķetei. "Angara".

— « Angara" obligāti bija aizvietot " protons- M" vairāk daži gadiem atpakaļ, Bet radītāji raķetes saskaras Ar nopietni problēmas vispirms lidojums testiem atkārtoti atlikts Un projektu patīk būtu turpinās buksēt.

"Problēmas patiešām bija. Tagad ir pieņemts lēmums palaist raķeti 2013. gadā. Angara īpatnība ir tāda, ka, pamatojoties uz tās universālajiem raķešu moduļiem, ir iespējams izveidot veselu nesējraķešu saimi ar kravnesību no 2,5 līdz 25 tonnām kravas palaišanai zemā Zemes orbītā, pamatojoties uz to pašu universālo skābekļa petroleju. dzinējs RD-191. "Angara-1" ir viens dzinējs, "Angara-3" - trīs ar kopējo vilces spēku 600 tonnas, "Angara-5" būs 1000 tonnu vilces spēka, tas ir, to varēs laist orbītā. vairāk kravas nekā Protons. Turklāt ļoti toksiskā heptila vietā, kas tiek sadedzināts Proton dzinējos, mēs izmantojam videi draudzīgu degvielu, pēc kuras sadegšanas paliek tikai ūdens un oglekļa dioksīds.

— Kā noticis, Kas Tas tas pats RD-170, kuras izveidots vairāk V 1970. gada vidus- X, pirms tam tagad kopš paliek Autors būtība, novatorisks produkts, A viņa tehnoloģijas tiek izmantoti V kvalitāti pamata Priekš jauns LRE?

- Līdzīgs stāsts notika ar lidmašīnu, ko pēc Otrā pasaules kara izveidoja Vladimirs Mihailovičs Mjaščevs (M sērijas tāldarbības stratēģiskais bumbvedējs, 50. gadu Maskavas OKB-23 izstrāde. - « eksperts"). Daudzos aspektos lidmašīna apsteidza savu laiku par aptuveni trīsdesmit gadiem, un tad citi lidaparātu ražotāji aizņēmās tā dizaina elementus. Tā tas ir šeit: RD-170 ir daudz jaunu elementu, materiālu, dizaina risinājumu. Pēc manām aplēsēm, tās nenovecos vairākus gadu desmitus. Tas galvenokārt ir NPO Energomash dibinātāja un tā galvenā dizainera Valentīna Petroviča Gluško un Krievijas Zinātņu akadēmijas korespondējošā locekļa Vitālija Petroviča Radovska nopelns, kurš vadīja uzņēmumu pēc Gluško nāves. (Ņemiet vērā, ka pasaulē labākie RD-170 enerģijas un veiktspējas raksturlielumi lielā mērā ir saistīti ar Katorgina risinājumu augstfrekvences degšanas nestabilitātes novēršanai, attīstot pretpulsācijas deflektorus tajā pašā sadegšanas kamerā. « eksperts".) Un kā ar nesējraķeti Proton pirmās pakāpes RD-253 dzinēju? Adoptēts tālajā 1965. gadā, tas ir tik perfekts, ka to līdz šim neviens nav pārspējis. Tieši tā Gluško mācīja projektēt – uz iespējamā robežas un obligāti virs pasaules vidējā. Vēl viena svarīga lieta, kas jāatceras, ir tā, ka valsts ir ieguldījusi savā tehnoloģiskajā nākotnē. Kā bija Padomju Savienībā? Vispārīgo inženierzinātņu ministrija, kas bija atbildīga par kosmosu un jo īpaši raķetēm, iztērēja 22 procentus no sava milzīgā budžeta tikai pētniecībai un attīstībai - visās jomās, tostarp piedziņas jomā. Šodien finansējuma apjoms pētniecībai ir daudz mazāks, un tas runā par daudz.

— Nav nozīmē vai sasniegums šie LRE daži apņēmusies īpašības, un Tas notika Šis pusgadsimtu atpakaļ, Kas raķete dzinējs Ar ķīmiska avots enerģiju V daži Tas sajūtu pārdzīvo es pats: galvenais atklājumiem izgatavots Un V jauns paaudzes LRE, Tagad runa iet ātrāk O Tātad sauca atbalstot inovācijas?

"Noteikti nē. Šķidrās degvielas raķešu dzinēji ir pieprasīti un būs pieprasīti ļoti ilgi, jo neviena cita tehnoloģija nespēj drošāk un ekonomiskāk pacelt kravu no Zemes un laist to Zemes orbītā. Tie ir videi draudzīgi, īpaši tie, kas darbojas ar šķidru skābekli un petroleju. Bet lidojumiem uz zvaigznēm un citām galaktikām raķešu dzinēji, protams, ir pilnīgi nepiemēroti. Visas metagalaktikas masa ir 1056 grami. Lai uz šķidrās degvielas raķešu dzinēja paātrinātu vismaz līdz ceturtdaļai no gaismas ātruma, ir nepieciešams absolūti neticams degvielas daudzums - 103200 grami, tāpēc pat domāt par to ir stulbi. LRE ir sava niša – sustainer dzinēji. Ieslēgts šķidrie dzinēji jūs varat paātrināt nesēju līdz otrajam kosmosa ātrumam, aizlidot uz Marsu, un viss.

— Nākamais posms - kodolenerģijas raķete dzinēji?

- Noteikti. Vai mēs dzīvosim līdz dažiem posmiem, nav zināms, un jau padomju laikos ir daudz darīts, lai izstrādātu kodolraķešu dzinēju. Tagad Keldišas centra vadībā akadēmiķa Anatolija Sazonoviča Korotejeva vadībā tiek izstrādāts tā sauktais transporta un enerģētikas modulis. Projektētāji nonāca pie secinājuma, ka ir iespējams izveidot ar gāzi dzesētu kodolreaktoru, kas rada mazāku stresu nekā tas bija PSRS, kas darbosies gan kā spēkstacija, gan kā enerģijas avots plazmas dzinējiem, pārvietojoties kosmosā. . Šāds reaktors pašlaik tiek projektēts N. A. Dolležala vārdā nosauktajā NIKIET Krievijas Zinātņu akadēmijas korespondējošā locekļa Jurija Grigorjeviča Dragunova vadībā. Projektā piedalās arī Kaļiņingradas projektēšanas birojs "Fakel", kurā tiek veidoti elektriskie reaktīvie dzinēji. Tāpat kā padomju laikos, bez tā neiztiks arī Voroņežas ķīmiskās automatizācijas projektēšanas birojs, kurā ražos gāzes turbīnas un kompresorus, lai slēgta ķēde dzesētāja - gāzes maisījuma piedziņai.

— A Uz redzēšanos lidosim ieslēgts LRE?

— Protams, un mēs skaidri redzam perspektīvas šo dzinēju tālākai attīstībai. Ir taktiski, ilgtermiņa uzdevumi, nav ierobežojumu: jaunu, karstumizturīgāku pārklājumu, jaunu kompozītmateriālu ieviešana, dzinēju masas samazināšana, to uzticamības palielināšana un vadības shēmas vienkāršošana. Var ieviest vairākus elementus, lai precīzāk kontrolētu detaļu nodilumu un citus dzinējā notiekošos procesus. Ir stratēģiski uzdevumi: piemēram, sašķidrinātā metāna un acetilēna izstrāde kopā ar amonjaku kā degvielu vai trīskomponentu degvielu. NPO Energomash izstrādā trīskomponentu dzinēju. Šādu LRE varētu izmantot kā dzinēju gan pirmajam, gan otrajam posmam. Pirmajā posmā tiek izmantoti labi attīstīti komponenti: skābeklis, šķidrā petroleja, un, ja pievienosiet vēl apmēram piecus procentus ūdeņraža, tad īpatnējais impulss ievērojami palielināsies - viens no galvenajiem dzinēja enerģijas raksturlielumiem, kas nozīmē, ka vairāk lietderīgo kravu var nosūtīt kosmosā. Pirmajā posmā tiek ražota visa petroleja, pievienojot ūdeņradi, un otrajā posmā tas pats dzinējs pārslēdzas no darbības ar trīskomponentu degvielu uz divkomponentu - ūdeņradi un skābekli.

Mēs jau esam izveidojuši eksperimentālu dzinēju, taču ar maziem izmēriem un tikai aptuveni 7 tonnu vilces spēku, veikuši 44 testus, izgatavojuši pilna mēroga maisīšanas elementus sprauslās, gāzes ģeneratorā, sadegšanas kamerā un noskaidrojuši, ka tas ir iespējams vispirms strādāt ar trim komponentiem un pēc tam vienmērīgi pāriet uz diviem. Viss izdodas, tiek sasniegta augsta sadegšanas efektivitāte, bet, lai dotos tālāk, mums ir nepieciešams lielāks paraugs, ir jāuzlabo stendi, lai sadegšanas kamerā palaistu sastāvdaļas, kuras mēs izmantosim īstā dzinējā: šķidro ūdeņradi un skābeklis, kā arī petroleja. Manuprāt, tas ir ļoti daudzsološs virziens un liels solis uz priekšu. Un es ceru kaut ko darīt savas dzīves laikā.

— Kāpēc amerikāņi, saņemts pa labi ieslēgts pavairošana RD-180, Nav var darīt viņa jau daudz gadiem?

Amerikāņi ir ļoti pragmatiski. Deviņdesmitajos gados, jau pašā darba sākumā ar mums, viņi saprata, ka enerģētikas jomā esam viņiem tālu priekšā un mums ir jāpārņem šīs tehnoloģijas no mums. Piemēram, mūsu RD-170 dzinējs vienā palaišanas reizē, pateicoties tā lielākajam specifiskajam impulsam, varēja uzņemt par divām tonnām vairāk kravnesības nekā viņu jaudīgākais F-1, kas tajā laikā nozīmēja 20 miljonu dolāru laimestu. Viņi izsludināja konkursu par 400 tonnu dzinēju saviem atlantiem, kurā uzvarēja mūsu RD-180. Tad amerikāņi izdomāja, ka sāks ar mums strādāt, un pēc četriem gadiem paņems mūsu tehnoloģijas un paši pavairos. Es viņiem uzreiz teicu: jūs iztērēsit vairāk nekā miljardu dolāru un desmit gadus. Ir pagājuši četri gadi, un saka: jā, vajag sešus gadus. Pagājuši vairāk gadu, saka: nē, vajag vēl astoņus gadus. Ir pagājuši septiņpadsmit gadi, un viņi nav atveidojuši nevienu dzinēju. Viņiem tagad ir vajadzīgi miljardi dolāru tikai sola aprīkojumam. Mums ir stendi Energomash, kur var pārbaudīt to pašu RD-170 dzinēju spiediena kamerā, kura strūklas jauda sasniedz 27 miljonus kilovatu.

— es Nav nepareizi dzirdēts - 27 gigavats? Šis vairāk izveidota jauda visi AES" Rosatom.

- Divdesmit septiņi gigavati ir strūklas jauda, ​​kas attīstās salīdzinoši īsā laikā. Pārbaudot uz stenda, strūklas enerģija vispirms tiek dzēsta īpašā baseinā, pēc tam dispersijas caurulē, kuras diametrs ir 16 metri un augstums 100 metri. Lai uzbūvētu šādu stendu, kurā ievietots dzinējs, kas rada tādu jaudu, jāiegulda liela nauda. Amerikāņi tagad to ir atteikušies un ņem gatavo produktu. Rezultātā mēs pārdodam nevis izejvielas, bet gan produktu ar milzīgu pievienoto vērtību, kurā ir ieguldīts augsti intelektuāls darbs. Diemžēl Krievijā tas ir rets augsto tehnoloģiju pārdošanas piemērs ārvalstīs tik lielā apjomā. Bet tas pierāda, ka, pareizi formulējot jautājumu, mēs esam spējīgi uz daudz ko.

— Boriss Ivanovičs, Kas nepieciešams darīt, uz Nav zaudēt invaliditāte, drukāti padomju raķete dzinēju ēka? Var būt, izņemot trūkums finansējumu R&D Ļoti sāpīgi Un cits problēma - personāls?

— Lai noturētos pasaules tirgū, vienmēr jāvirzās uz priekšu, jārada jauni produkti. Acīmredzot līdz brīdim, kad bijām pilnībā nospiesti un pērkons nosita. Taču valstij ir jāsaprot, ka bez jaunām norisēm tā būs pasaules tirgus nomalē, un šodien, šajā pārejas periodā, kamēr vēl neesam izauguši līdz normālam kapitālismam, valstij pirmām kārtām ir jāiegulda jauno. Tad jūs varat nodot attīstību virkni privātu uzņēmumu atbrīvošanai ar nosacījumiem, kas ir izdevīgi gan valstij, gan biznesam. Es neuzskatu, ka nav iespējams izdomāt saprātīgas metodes, kā radīt kaut ko jaunu, bez tām ir bezjēdzīgi runāt par attīstību un inovācijām.

Ir rāmji. Es vadu nodaļu Maskavas Aviācijas institūtā, kur apmācām gan dzinēju, gan lāzeru inženierus. Puiši ir gudri, grib darīt to, ko mācās, bet jādod viņiem normāls sākuma impulss, lai viņi neaiziet, kā daudzi tagad, rakstīt programmas preču izplatīšanai veikalos. Lai to izdarītu, ir jārada atbilstoša laboratorijas vide, jādod pieklājīgs atalgojums. Veidot pareizu zinātnes un Izglītības ministrijas mijiedarbības struktūru. Tā pati Zinātņu akadēmija risina daudzus ar personāla apmācību saistītus jautājumus. Patiešām, starp aktīvajiem akadēmijas locekļiem, korespondētajiem locekļiem, ir daudz speciālistu, kas vada augsto tehnoloģiju uzņēmumus un pētniecības institūtus, spēcīgus dizaina birojus. Viņi ir tieši ieinteresēti, lai viņu organizācijām norīkotās nodaļas sagatavotu nepieciešamos speciālistus tehnoloģiju, fizikas, ķīmijas jomā, lai viņi uzreiz saņemtu ne tikai specializētu universitātes absolventu, bet gatavu speciālistu ar zināmu dzīves un zinātnes un tehniskā pieredze. Tas vienmēr ir bijis tā: labākie speciālisti ir dzimuši institūtos un uzņēmumos, kur pastāvēja izglītības nodaļas. Energomash un NPO Lavochkin mums ir MAI filiāles Kometa nodaļas, kuras es vadu. Ir veci kadri, kas var nodot pieredzi jaunajiem. Taču laika ir palicis ļoti maz, un zaudējumi būs neatgriezeniski: lai vienkārši atgrieztos pašreizējā līmenī, jums būs jāpieliek daudz vairāk pūļu, nekā šodien nepieciešams, lai to uzturētu.

Šeit ir dažas diezgan nesenas ziņas:

Samāras uzņēmums "Kuzņecovs" secināja iepriekšēja vienošanās par piegādi Vašingtonai 50 NK-33 - spēkstacijas, kas izstrādātas padomju Mēness programmai.

Opcija (atļauja) noteiktā dzinēju skaita piegādei līdz 2020.gadam tika noslēgta ar amerikāņu korporāciju Orbital Sciences, kas ražo satelītus un nesējraķetes, un Aerojet, vienu no lielākajiem raķešu dzinēju ražotājiem ASV. Šī ir iepriekšēja vienošanās, jo opcijas līgums paredz pircēja tiesības, bet ne pienākumu veikt pirkumu uz iepriekš noteiktiem nosacījumiem. ASV saskaņā ar līgumu ar NASA (projekta nosaukums Taurus-2) izstrādātās nesējraķetes Antares pirmajā posmā tiek izmantoti divi pārveidoti dzinēji NK-33. Pārvadātājs ir paredzēts kravas nogādāšanai uz SKS. Tā pirmā palaišana ir paredzēta 2013. gadā. Dzinējs NK-33 tika izstrādāts nesējraķetei H1, kurai vajadzēja nogādāt padomju kosmonautus uz Mēnesi.

Blogā bija arī kaut kas un diezgan pretrunīga informācija, kas apraksta

Oriģinālais raksts ir vietnē InfoGlaz.rf Saite uz rakstu, no kura izgatavota šī kopija -

2012. gada 10. decembris

Turpinot rakstu sēriju (tikai tāpēc, ka man vajag vēl vienu eseju, tagad par tēmu "dzinēji") - raksts par ļoti perspektīvu un daudzsološu SABRE dzinēja projektu. Vispār Runetā par viņu ir daudz rakstīts, bet lielākoties ļoti haotiskas piezīmes un uzslavas ziņu aģentūru mājaslapās, bet angļu Vikipēdijas raksts man likās ļoti labs, tie kopumā ir patīkami detaļām bagāti un sīkāk - raksti angļu Vikipēdijā.

Tāpēc šī ziņa (un mana turpmākā eseja) tika balstīta uz rakstu, oriģinālā, kas atrodas vietnē: http://en.wikipedia.org/wiki/SABRE_(rocket_engine) , tika pievienots arī neliels aizķeršanās un paskaidrojumi, un tas tika apkopots internets, ilustratīvs materiāls (tas ir kas, bet Vikipēdijas raksti bilžu bagātībā neatšķiras)

Tālāk ir norādīts

SABRE (Synergistic Air-Breathing Rocket Engine) ir koncepcija, ko izstrādājis Reaction Engines Limited, iepriekš atdzesēts hiperskaņas hibrīds gaisa elpojošs raķešu dzinējs. Dzinējs tiek izstrādāts, lai nodrošinātu vienpakāpes orbitālās ievietošanas iespēju Skylon kosmosa sistēmai. SABRE ir LACE sērijas un LACE līdzīgu dzinēju evolucionāra attīstība, ko Alans Bonds izstrādāja astoņdesmito gadu sākumā/vidū kā daļu no projekta HOTOL.

Strukturāli tas ir viens dzinējs ar kombinētu darba ciklu, kuram ir divi darbības režīmi. Gaisa strūklas režīms apvieno turbokompresoru ar vieglu siltummaini-dzesētāju, kas atrodas tieši aiz gaisa ieplūdes konusa. Pie lielā ātruma siltummainis atdzesē gaisa ieplūdes saspiesto karsto gaisu, kas nodrošina neparasti augstu kompresijas pakāpi dzinējā. Pēc tam saspiestais gaiss, tāpat kā parasts raķešu dzinējs, tiek ievadīts sadegšanas kamerā, kur tas aizdedzina šķidro ūdeņradi. Zemā gaisa temperatūra ļauj izmantot vieglos sakausējumus un samazina dzinēja kopējo svaru – tas ir ļoti svarīgi, lai sasniegtu orbītu. Mēs piebilstam, ka atšķirībā no LACE koncepcijām, kas bija pirms šī dzinēja, SABRE nesašķidrina gaisu, kas nodrošina lielāku efektivitāti.

1. att. Skylon kosmosa lidmašīna un SABRE dzinējs

Pēc gaisa ieplūdes konusa aizvēršanas ar ātrumu M = 5,14 un augstumā 28,5 km, sistēma turpina darboties augstas veiktspējas raķešu dzinēja slēgtā ciklā, patērējot šķidro skābekli un šķidro ūdeņradi no tvertnēm uz kuģa, ļaujot Skylon, lai sasniegtu orbītas ātrumu pēc atstāšanas no atmosfēras stāvā kāpumā.

Tāpat, pamatojoties uz SABRE dzinēju, daudzsološajai hiperskaņas pasažieru lidmašīnai A2, kas izstrādāta Eiropas Savienības finansētās LAPCAT programmas ietvaros, tika izstrādāta gaisa strūkla ar nosaukumu Scimitar.

2012. gada novembrī Reaction Engines paziņoja par veiksmīgu testu sērijas pabeigšanu, kas apstiprina dzinēja dzesēšanas sistēmas darbību, kas ir viens no galvenajiem šķēršļiem projekta pabeigšanai. Arī Eiropas Kosmosa aģentūra (ESA) ir novērtējusi SABRE dzinēja siltummaini un apstiprinājusi tehnoloģiju pieejamību, kas nepieciešama, lai dzinēju pārvērstu metālā.

2. att. SABRE dzinēja modelis

Stāsts

Ideja par iepriekš atdzesētu dzinēju pirmo reizi radās Robertam Karmihelam 1955. gadā. Tam sekoja sašķidrinātā gaisa dzinēja (LACE) ideja, ko Marquardt un General Dynamics sākotnēji pētīja 60. gados kā daļu no ASV gaisa spēku darba pie Aerospaceplane projekta.
LACE sistēma atrodas tieši aiz virsskaņas gaisa ieplūdes - tādējādi saspiestais gaiss nonāk tieši siltummainī, kur tas tiek nekavējoties atdzesēts, izmantojot uz kuģa kā degvielu uzkrāto šķidro ūdeņradi. Pēc tam iegūtais šķidrais gaiss tiek apstrādāts, lai iegūtu šķidro skābekli, kas nonāk dzinējā. Taču ūdeņraža daudzums, kas izgājis cauri siltummainim un uzkarsēts, ir daudz lielāks, nekā var sadedzināt dzinējā, un tā pārpalikums vienkārši aizplūst aiz borta (tomēr tas arī dod zināmu vilces spēku).

1989. gadā, kad HOTOL projekta finansēšana tika pārtraukta, Bonds un citi izveidoja Reaction Engines Limited, lai turpinātu pētījumus. RB545 dzinēja siltummainim (kas bija paredzēts HOTOL projektā) bija nelielas problēmas ar konstrukcijas trauslumu, kā arī salīdzinoši lielo šķidrā ūdeņraža patēriņu. To arī nebija iespējams izmantot - dzinēja patents piederēja uzņēmumam Rolls Royce, un nozīmīgākais arguments - dzinējs tika pasludināts par īpaši slepenu. Tāpēc Bonds turpināja izstrādāt jaunu SABRE dzinēju, attīstot iepriekšējā projektā iemiesotās idejas.

No 2012. gada novembra ir pabeigta iekārtu testēšana tēmas "Siltummaiņa tehnoloģija kritiska gaisa/šķidrā skābekļa hibrīdraķešu dzinējam" ietvaros. Tas bija pagrieziena punkts SABRE izstrādes laikā, kas potenciālajiem investoriem demonstrēja tehnoloģijas dzīvotspēju. Dzinēja pamatā ir siltummainis, kas spēj atdzesēt ienākošo gaisu līdz -150°C (-238°F). Atdzesētais gaiss sajaucas ar šķidro ūdeņradi un sadedzina, lai nodrošinātu vilci atmosfēras lidojumam, pirms pāriet uz šķidro skābekli no tvertnēm, lidojot ārpus atmosfēras. Šīs kritiskās tehnoloģijas veiksmīgā pārbaude ir apstiprinājusi, ka siltummainis var apmierināt dzinēja vajadzības, lai iegūtu pietiekami skābeklis no atmosfēras, lai strādātu ar augsta efektivitāte lidojuma apstākļos zemā augstumā.

2012. gada Farnborough Airshow ietvaros Deivids Viletss, kurš ir Apvienotās Karalistes universitāšu un zinātnes ministrs, uzstājās ar runu šajā gadījumā. Jo īpaši viņš teica, ka šis dzinējs, ko izstrādājis Reaction Engines, patiešām var ietekmēt spēles noteikumus kosmosa nozarē. Veiksmīgi pabeigtais priekšdzesēšanas sistēmas tests ir apliecinājums tam, ka 2010. gadā Apvienotās Karalistes Kosmosa aģentūra dzinēja koncepcijai veltīja augstu atzinību. Ministrs arī piebilda, ka, ja kādu dienu izdosies šo tehnoloģiju izmantot saviem komerclidojumiem, tad tas neapšaubāmi būs fantastisks sasniegums savā mērogā.

Ministrs arī norādīja, ka pastāv neliela iespēja, ka Eiropas Kosmosa aģentūra piekritīs finansēt Skylon, tāpēc Lielbritānijai vajadzētu būt gatavai kosmosa kuģi lielākoties būvēt par saviem līdzekļiem.

3. att. Kosmosa lidmašīna Skylon - izkārtojums

Nākamais SABRE programmas posms ietver zemes testēšanu mēroga modelis dzinējs, kas spēj demonstrēt pilnu ciklu. ESA pauda pārliecību par veiksmīgu demonstratora uzbūvi un paziņoja, ka tas būs "svarīgs pavērsiens šīs programmas attīstībā un izrāviens dzinējspēka sistēmu jautājumā visā pasaulē".

Dizains

4. att. SABRE dzinēja izkārtojums

Tāpat kā RB545, arī SABRE dizains ir tuvāks tradicionālajam raķešu dzinējam nekā gaisa strūklai. Iepriekš atdzesētajā hibrīda reaktīvo/raķešu dzinējā tiek izmantota šķidrā ūdeņraža degviela, kas apvienota ar oksidētāju, ko piegādā vai nu kā gāzveida gaisu, ko nodrošina kompresors, vai šķidro skābekli, ko no degvielas tvertnēm piegādā ar turbo sūkni.

Dzinēja priekšpusē ir vienkārša asimetriska konusa formas gaisa ieplūde, kas palēnina gaisu līdz zemskaņas ātrumam, izmantojot tikai divus atstarotos triecienviļņus.

Daļa gaisa caur siltummaini nonāk dzinēja centrālajā daļā, bet pārējā daļa caur gredzenveida kanālu nonāk otrajā ķēdē, kas ir parasts strūklas dzinējs. centrālā daļa, kas atrodas aiz siltummaiņa, ir turbokompresors, ko darbina gāzveida hēlijs, kas cirkulē caur slēgtu Breitona cikla kanālu. Kompresora saspiestais gaiss ar augstu spiedienu ieplūst kombinētā cikla raķešu dzinēja četrās sadegšanas kamerās.

5. att. Vienkāršots SABRE dzinēja cikls

siltummainis

Gaiss, kas ieplūst dzinējā ar super/hipersonisku ātrumu, pēc bremzēšanas un saspiešanas gaisa ieplūdē kļūst ļoti karsts. AR augstas temperatūras reaktīvos dzinējos tradicionāli tiek izmantoti smagie sakausējumi uz vara vai niķeļa bāzes, samazinot kompresora kompresijas pakāpi, kā arī pazeminot ātrumu, lai izvairītos no konstrukcijas pārkaršanas un kušanas. Tomēr vienpakāpes kosmosa kuģim šādi smagi materiāli nav piemērojami, un ir nepieciešama maksimālā iespējamā vilce, lai sasniegtu orbītu pēc iespējas īsākā laikā, lai samazinātu zaudējumu smagumu.

Izmantojot gāzveida hēliju kā siltumnesēju, gaiss siltummainī tiek ievērojami atdzesēts no 1000°C līdz -150°C, vienlaikus izvairoties no gaisa sašķidrināšanas vai ūdens tvaiku kondensācijas uz siltummaiņa sienām.

6. att. Modelējiet vienu no siltummaiņa moduļiem

Iepriekšējās versijas siltummaiņi, piemēram, tie, kas tika izmantoti HOTOL projektā, ūdeņraža degvielu novadīja tieši caur siltummaini, bet hēlija izmantošana kā starpcirkulācijas ķēde starp gaisu un auksto degvielu novērsa siltummaiņa konstrukcijas ūdeņraža trausluma problēmu. Tomēr strauja gaisa atdzišana sola zināmas problēmas - ir nepieciešams novērst siltummaiņa bloķēšanu ar sasalušu ūdens tvaiku un citām frakcijām. 2012. gada novembrī tika demonstrēts siltummaiņa paraugs, kas spēj atdzist atmosfēras gaiss līdz -150°C 0,01 s.
Viens no SABRE siltummaiņa jauninājumiem ir aukstumaģenta cauruļu spirālveida izvietojums, kas ievērojami sola palielināt tā efektivitāti.

7. att. SABRE siltummaiņa prototips

Kompresors

Ar ātrumu M = 5 un augstumā 25 kilometri, kas ir 20% no orbītas ātruma un augstuma, kas nepieciešams, lai ieietu orbītā, siltummainī atdzesētais gaiss nonāk pavisam parastā turbokompresorā, kura struktūra ir līdzīga tiem, ko izmanto parastajā turboreaktīvajā dzinējā. dzinējiem, bet nodrošina neparasti augstu kompresijas pakāpi, pateicoties ārkārtīgi zemajai ieplūdes gaisa temperatūrai. Tas ļauj gaisu saspiest līdz 140 atmosfērām, pirms tas nonāk galvenā dzinēja sadegšanas kamerās. Atšķirībā no turboreaktīvajiem dzinējiem turbokompresoru darbina turbīna, kas atrodas hēlija ķēdē, nevis sadegšanas produktu darbība, kā parastajos turboreaktīvos dzinējos. Tādējādi turbokompresors darbojas ar siltumu, ko rada gēls siltummainī.

hēlija cikls

Siltums tiek pārnests no gaisa uz hēliju. Karstais hēlijs no hēlija-gaisa siltummaiņa tiek atdzesēts hēlija-ūdeņraža siltummainī, izdalot siltumu šķidrumam ūdeņraža degviela. Ķēde, kurā cirkulē hēlijs, darbojas saskaņā ar Breitona ciklu gan dzinēja dzesēšanai kritiskās vietās, gan jaudas turbīnu un daudzu dzinēja komponentu vadīšanai. Pārējā siltumenerģija tiek izmantota, lai iztvaicētu daļu ūdeņraža, kas tiek sadedzināts ārējā tiešās plūsmas ķēdē.

Izpūtējs

Lai atdzesētu hēliju, tas tiek sūknēts caur slāpekļa tvertni. Šobrīd testiem šķidrā slāpekļa vietā tiek izmantots ūdens, kas iztvaiko, pazeminot hēlija temperatūru un slāpējot izplūdes gāzu radīto troksni.

Dzinējs

Tā kā hibrīda raķešu dzinējam ir tālu no nulles statiskās vilces, lidmašīna var pacelties normālā, gaisa elpošanas režīmā, bez palīdzības, līdzīgi tiem, kas aprīkoti ar parastajiem turboreaktīvo dzinējiem. Kāpjot un pazeminoties atmosfēras spiedienam, uz kompresoru tiek nosūtīts arvien vairāk gaisa, un kompresijas efektivitāte gaisa ieplūdes atverē tikai samazinās. Šajā režīmā reaktīvais dzinējs var darboties daudz lielākā augstumā, nekā tas citādi būtu iespējams.
Kad tiek sasniegts ātrums M = 5,5, reaktīvais dzinējs kļūst neefektīvs un izslēdzas, un tagad uz kuģa uzglabātais šķidrais skābeklis un šķidrais ūdeņradis nonāk raķešu dzinējā, līdz tiek sasniegts orbitālais ātrums (atbilstoši M = 25). Turbo sūkņa agregātus darbina tā pati hēlija ķēde, kas tagad saņem siltumu īpašās "pirmsdegšanas kamerās".
Neparasts dizaina risinājums sadegšanas kameras dzesēšanas sistēmai - kā dzesēšanas šķidrums šķidrā ūdeņraža vietā tiek izmantots oksidētājs (gaiss / šķidrais skābeklis), lai izvairītos no pārmērīga ūdeņraža patēriņa un stehiometriskās attiecības (degvielas un oksidētāja attiecības) pārkāpuma.

Otrs nozīmīgais punkts ir strūklas sprausla. Strūklas sprauslas efektivitāte ir atkarīga no tās ģeometrijas un atmosfēras spiediena. Lai gan sprauslu ģeometrija paliek nemainīga, spiediens ievērojami mainās atkarībā no augstuma, līdz ar to sprauslas, kas ir ļoti efektīvas zemākā atmosfērā, ievērojami zaudē savu efektivitāti lielākā augstumā.
Tradicionālajās daudzpakāpju sistēmās tas tiek pārvarēts, vienkārši izmantojot atšķirīgu ģeometriju katram posmam un attiecīgajai lidojuma fāzei. Bet vienpakāpes sistēmā mēs visu laiku izmantojam vienu un to pašu sprauslu.

8. att. Dažādu strūklas sprauslu salīdzinājums atmosfērā un vakuumā

Kā izeju plānots izmantot speciālo Expansion-Deflection (ED sprauslu) - STERN projekta ietvaros izstrādāto regulējamo strūklas uzgali, kas sastāv no tradicionālā zvana (gan salīdzinoši īsāka nekā parasti), un regulējama centrālā korpusa. kas novirza gāzes plūsmu uz sienām. Mainot centrālā korpusa pozīciju, iespējams nodrošināt, ka izplūdes gāze neaizņem visu apakšējās sekcijas laukumu, bet tikai gredzenveida sekciju, pielāgojot tās aizņemto laukumu atbilstoši atmosfēras spiedienam.

Arī daudzkameru dzinējā ir iespējams regulēt vilces vektoru, mainot katras kameras šķērsgriezuma laukumu un līdz ar to arī ieguldījumu kopējā vilcē.

9. att. Strūklas sprauslas izplešanās-novirze (ED sprausla)

Taisnā ķēde

Atteikšanās sašķidrināt gaisu palielināja dzinēja efektivitāti, samazinot dzesēšanas šķidruma izmaksas, samazinot entropiju. Tomēr pat vienkāršai gaisa dzesēšanai ir nepieciešams vairāk ūdeņraža, nekā var sadedzināt primārajā dzinēja ķēdē.

Ūdeņraža pārpalikums tiek novadīts aiz borta, bet ne tikai tā, bet tiek sadedzināts vairākās sadegšanas kamerās, kas atrodas ārējā gredzenveida gaisa kanālā, kas veido dzinēja tiešās plūsmas daļu, kas saņem gaisu, kas apvada siltumu. siltummainis. Otrā, vienreizējā ķēde samazina zudumus gaisa pretestības dēļ, kas nav iekļuvusi siltummainī, kā arī nodrošina daļu no vilces.
Zemā ātrumā siltummaini / kompresoru apiet ir ļoti liels skaits gaiss, un, palielinoties ātrumam, lai saglabātu efektivitāti, lielākā daļa gaisa, gluži pretēji, nonāk kompresorā.
Tas atšķir sistēmu no reaktīvo dzinēju, kur viss ir tieši otrādi - pie maziem apgriezieniem lielas gaisa masas iziet cauri kompresoram, un lielā ātrumā tās apiet to caur ramjet ķēdi, kas kļūst tik efektīva, ka uzņem vadošā loma.

Performance

Tiek pieņemts, ka SABRE projektētā vilces un svara attiecība ir lielāka par 14 vienībām, savukārt parasto reaktīvo dzinēju vilces un svara attiecība ir robežās no 5 un tikai 2 virsskaņas dzinējiem. reaktīvo dzinēju. Šī augstā veiktspēja ir saistīta ar īpaši atdzesēta gaisa izmantošanu, kas kļūst ļoti blīvs un prasa mazāku kompresiju, un, kas ir vēl svarīgāk, zemās darba temperatūras dēļ ir kļuvis iespējams izmantot vieglos sakausējumus lielākajai daļai dzinēja konstrukcijas. Kopējais sniegums solās būt augstāks nekā RB545 vai virsskaņas reaktīvo dzinēju gadījumā.

Dzinējam ir augsts īpatnējais impulss atmosfērā, kas sasniedz 3500 sek. Salīdzinājumam, parastajam raķešu dzinējam ir īpašs impulss labākais gadījums apmēram 450, un pat daudzsološs "termiskais" kodolraķešu dzinējs sola sasniegt tikai 900 sek.

Augstas degvielas patēriņa efektivitātes un zemas dzinēja masas kombinācija nodrošina Skylon iespēju sasniegt orbītu vienā posmā, vienlaikus darbojoties kā gaisa strūkla līdz ātrumam M = 5,14 un 28,5 km augstumam. Šajā gadījumā kosmosa transportlīdzeklis sasniegs orbītu ar lielu kravnesību attiecībā pret pacelšanās svaru, ko iepriekš nevarēja sasniegt neviens transportlīdzeklis, kas nav kodols.

Tāpat kā RB545, priekšdzesēšanas ideja palielina sistēmas masu un sarežģītību, kas normālos apstākļos ir pretstats raķešu sistēmu projektēšanas principam. Arī siltummainis ir ļoti agresīva un sarežģīta SABRE dzinēja konstrukcijas sastāvdaļa. Tiesa, jāatzīmē, ka šī siltummaiņa masa ir sagaidāma par kārtu mazāka nekā esošajiem paraugiem, un eksperimenti ir parādījuši, ka to var panākt. Eksperimentālais siltummainis sasniedza gandrīz 1 GW/m2 siltuma apmaiņu, kas tiek uzskatīts par pasaules rekordu. Nelieli topošā siltummaiņa moduļi jau ir izgatavoti.

Zudumi no sistēmas papildu svara tiek kompensēti slēgtā ciklā (siltummainis-turbokompresors), tāpat kā Skylon spārnu papildu svars, palielinot sistēmas kopējo svaru, arī vairāk veicina kopējo efektivitātes pieaugumu nekā samazina to. . To galvenokārt kompensē dažādi lidojuma maršruti. Parastās nesējraķetes palaiž vertikāli, ar ārkārtīgi zemi ātrumi(ja runājam par tangenciālo, nevis normālo ātrumu), šī, no pirmā acu uzmetiena, neefektīva gājiens, ļauj ātri caurdurt atmosfēru un iegūt tangenciālo ātrumu jau bezgaisa vidē, nezaudējot ātrumu gaisa berzes dēļ.

Tajā pašā laikā SABRE dzinēja augstā degvielas efektivitāte nodrošina ļoti maigu kāpumu (pie kura ātruma tangenciālā komponente palielinās vairāk nekā parastā ātruma sastāvdaļa), gaiss veicina, nevis palēnina sistēmu (oksidētājs un darba šķidrums dzinējam, lifts spārniem), kā rezultātā ir daudz mazāks degvielas patēriņš, lai sasniegtu orbītas ātrumu.

Dažas īpašības

Vilces spēks tukšumā - 2940 kN
Vilces spēks jūras līmenī - 1960 kN
Vilces un svara attiecība (dzinējs) - apmēram 14 (atmosfērā)
Īpatnējais impulss vakuumā - 460 sek
Īpatnējais impulss jūras līmenī - 3600 sek

Priekšrocības

Atšķirībā no tradicionālajiem raķešu dzinējiem un līdzīgiem citiem veidiem reaktīvie dzinēji, hibrīda reaktīvo dzinēju var izmantot gaisu, lai sadedzinātu degvielu, samazinot vajadzīgo propelenta svaru un tādējādi palielinot lietderīgās kravas svaru.

Ramjet un scramjet dzinējiem ir jāpavada daudz laika zemākā atmosfērā, lai sasniegtu ātrumu, kas ir pietiekams, lai iekļūtu orbītā, kas aktualizē intensīvas karsēšanas problēmu hiperskaņas režīmā, kā arī ievērojamu svara zudumu un termiskās aizsardzības sarežģītību.

Hibrīdajam reaktīvajam dzinējam, piemēram, SABRE, ir jāsasniedz tikai zems hiperskaņas ātrums (atcerieties: hiperskaņa ir viss pēc M=5, tāpēc M=5,14 ir pats hiperskaņas ātruma diapazona sākums) zemākajā atmosfērā, pirms pārslēdzas uz slēgtu ciklu. operācija un stāvs kāpums ar ātrumu komplektu raķetes režīmā.

Atšķirībā no ramjet vai scramjet, SABRE spēj nodrošināt lielu vilci no nulles ātruma līdz M=5,14, no zemes līdz lielam augstumam, ar augstu efektivitāti visā diapazonā. Turklāt spēja radīt vilces spēku pie nulles ātruma nozīmē, ka dzinēju var pārbaudīt uz zemes, ievērojami samazinot izstrādes izmaksas.

Jūsu uzmanībai ir arī dažas saites.

Reaktīvās lidmašīnas ir jaudīgākās un modernākās 20. gadsimta lidmašīnas. Viņu principiāla atšķirība no citiem ir tas, ka tos vada gaisa strūklas vai reaktīvo dzinēju. Pašlaik tie veido mūsdienu civilās un militārās aviācijas pamatu.

Reaktīvo lidmašīnu vēsture

Pirmo reizi aviācijas vēsturē reaktīvo lidmašīnu radīja rumāņu dizainers Henri Coanda. Tas bija 20. gadsimta pašā sākumā, 1910. gadā. Viņš un viņa palīgi izmēģināja lidmašīnu, kas nosaukta viņa vārdā Coanda-1910, kas bija aprīkota ar virzuļdzinēju, nevis pazīstamo propelleru. Tas bija viņš, kurš iedarbināja elementāru lāpstiņu kompresoru.

Tomēr daudzi šaubās, ka šī bija pirmā reaktīvo lidmašīnu. Pēc Otrā pasaules kara beigām Coanda teica, ka viņa radītais modelis ir motora kompresora gaisa reaktīvo dzinēju, pretrunā ar sevi. Savās oriģinālajās publikācijās un patentu pieteikumos viņš šādas pretenzijas neizteica.

Rumānijas lidmašīnas fotogrāfijās redzams, ka dzinējs atrodas netālu no koka fizelāžas, tāpēc, ja degviela tiktu sadedzināta, pilots un lidmašīna būtu iznīcinājušas ugunsgrēka rezultātā.

Pats Koanda apgalvoja, ka ugunsgrēks patiešām iznīcinājis lidmašīnas asti pirmajā lidojumā, taču dokumentāri pierādījumi nav saglabājušies.

Ir vērts atzīmēt, ka reaktīvo lidmašīnu, kas ražotas 1940. gados, āda bija pilnībā metāliska un tai bija papildu termiskā aizsardzība.

Eksperimenti ar reaktīvo lidmašīnu

Oficiāli pirmā reaktīvā lidmašīna pacēlās 1939. gada 20. jūnijā. Toreiz notika vācu dizaineru radītās lidmašīnas pirmais eksperimentālais lidojums. Nedaudz vēlāk savus paraugus izlaida Japāna un antihitleriskās koalīcijas valstis.

Vācu kompānija Heinkel sāka eksperimentēt ar reaktīvajām lidmašīnām 1937. gadā. Divus gadus vēlāk He-176 veica pirmo oficiālo lidojumu. Tomēr pēc pirmajiem pieciem testa lidojumiem kļuva skaidrs, ka nav nekādu izredžu šo paraugu palaist sērijā.

Pirmās reaktīvo lidmašīnu problēmas

Vācu dizaineri pieļāva vairākas kļūdas. Pirmkārt, dzinējs tika izvēlēts ar šķidruma strūklu. Tas izmantoja metanolu un ūdeņraža peroksīdu. Tie darbojās kā degviela un oksidētājs.

Izstrādātāji pieļāva, ka šīs strūklas spēs sasniegt ātrumu līdz tūkstoš kilometriem stundā. Taču praksē bija iespējams sasniegt tikai 750 kilometru stundā lielu ātrumu.

Otrkārt, lidmašīnai bija pārmērīgs degvielas patēriņš. Viņam bija jāņem līdzi tik daudz, lai lidmašīna varētu pārvietoties ne vairāk kā 60 kilometrus no lidlauka. Tad viņam vajadzēja uzpildīt degvielu. Vienīgā priekšrocība salīdzinājumā ar citiem agrīnie modeļi, ir kļuvis par ātru kāpšanas ātrumu. Tas bija 60 metri sekundē. Tajā pašā laikā subjektīvie faktori spēlēja zināmu lomu šī modeļa liktenī. Tātad viņai vienkārši nepatika Ādolfs Hitlers, kurš bija klāt vienā no izmēģinājuma palaišanas reizēm.

Pirmais ražošanas paraugs

Neskatoties uz neveiksmi ar pirmo paraugu, tieši vācu lidmašīnu dizaineri bija pirmie, kas uzsāka reaktīvo lidmašīnu masveida ražošanu.

Me-262 modeļa izlaišana tika nodota straumē. Pirmo izmēģinājuma lidojumu šī lidmašīna veica 1942. gadā, Otrā pasaules kara kulminācijā, kad Vācija jau bija iebrukusi Padomju Savienības teritorijā. Šis jaunums varētu būtiski ietekmēt kara gala iznākumu. Šī kaujas lidmašīna vācu armijā nonāca dienestā jau 1944. gadā.

Turklāt lidmašīna tika ražota dažādas modifikācijas- un kā skauts, un kā uzbrukuma lidmašīna, un kā bumbvedējs, un kā iznīcinātājs. Kopumā līdz kara beigām tika saražots pusotrs tūkstotis šādu lidmašīnu.

Šīs reaktīvās kara lidmašīnas pēc tā laika standartiem izcēlās ar apskaužamiem tehniskajiem parametriem. Tie bija aprīkoti ar diviem turboreaktīvajiem dzinējiem, bija pieejams 8 ātrumu aksiālais kompresors. Atšķirībā no iepriekšējais modelisšis, plaši pazīstams kā Messerschmitt, nepatērēja daudz degvielas un tam bija laba lidojuma veiktspēja.

Reaktīvo lidmašīnu ātrums sasniedza 870 kilometrus stundā, lidojuma diapazons bija vairāk nekā tūkstotis kilometru, maksimālais augstums pārsniedz 12 tūkstošus metru, bet kāpuma ātrums bija 50 metri sekundē. Tukšas lidmašīnas masa bija mazāka par 4 tonnām, pilnībā aprīkota sasniedza 6 tūkstošus kilogramu.

Meseršmiti bija bruņoti ar 30 milimetru lielgabaliem (tie bija vismaz četri), raķešu un bumbu kopējā masa, ko lidmašīna varēja pārvadāt, bija aptuveni pusotrs tūkstotis kilogramu.

Otrā pasaules kara laikā Messerschmitts iznīcināja 150 lidmašīnas. Vācijas aviācijas zaudējumi sasniedza aptuveni 100 lidmašīnas. Speciālisti atzīmē, ka zaudējumu skaits varētu būt daudz mazāks, ja piloti būtu labāk sagatavoti darbam pie principiāli jaunas lidmašīnas. Turklāt bija problēmas ar dzinēju, kas ātri nolietojās un nebija uzticams.

Japāņu raksts

Otrā pasaules kara laikā gandrīz visas karojošās valstis centās ražot savas pirmās ar reaktīvo dzinēju darbināmās lidmašīnas. Japānas lidmašīnu inženieri izcēlās ar to, ka bija pirmie, kas masveida ražošanā izmantoja šķidrās degvielas dzinēju. To izmantoja japāņu pilotējamā šāviņā, kas lidoja ar kamikadzi. No 1944. gada beigām līdz Otrā pasaules kara beigām Japānas armijā nonāca vairāk nekā 800 šādu lidmašīnu.

Japānas reaktīvo lidmašīnu tehniskie parametri

Tā kā šī lidmašīna patiesībā bija vienreiz lietojama - kamikadzes uz tās ietriecās uzreiz, viņi to uzbūvēja pēc principa "lēti un jautri". Priekšgalu veidoja koka planieris, pacelšanās laikā lidmašīna attīstīja ātrumu līdz 650 kilometriem stundā. Tas viss ir saistīts ar trim šķidruma strūklas dzinējiem. Lidmašīnai nebija nepieciešami pacelšanās dzinēji vai šasijas. Viņš iztika bez tiem.

Japāņu kamikadzes lidmašīnu uz mērķi nogādāja bumbvedējs Ohka, pēc kura tika ieslēgti šķidrās degvielas dzinēji.

Tajā pašā laikā japāņu inženieri un paši militāristi atzīmēja, ka šādas shēmas efektivitāte un produktivitāte ir ārkārtīgi zema. Pašus bumbvedējus bija viegli aprēķināt, izmantojot radarus, kas uzstādīti uz kuģiem, kas bija daļa no ASV flotes. Tas notika pat pirms kamikadzes paspēja noskaņoties uz mērķi. Galu galā daudzas lidmašīnas gāja bojā, tuvojoties galamērķa galamērķim. Turklāt viņi notrieca gan lidmašīnas, kurās sēdēja kamikadze, gan bumbvedējus, kas tos nogādāja.

Apvienotās Karalistes atbilde

No Lielbritānijas puses Otrajā pasaules karā piedalījās tikai viena reaktīva lidmašīna - tas ir Gloster Meteor. Savu pirmo lidojumu viņš veica 1943. gada martā.

Britu Karaliskajos gaisa spēkos tas stājās dienestā 1944. gada vidū. Tā masveida ražošana turpinājās līdz 1955. gadam. Un šīs lidmašīnas bija ekspluatācijā līdz 70. gadiem. Kopumā no konveijera pameta aptuveni trīsarpus tūkstoši šo lidmašīnu. Un dažādas modifikācijas.

Otrā pasaules kara laikā tika ražotas tikai divas iznīcinātāju modifikācijas, pēc tam to skaits pieauga. Turklāt viena no modifikācijām bija tik slepena, ka tās neielidoja ienaidnieka teritorijā, lai avārijas gadījumā ienaidnieka lidmašīnu inženieri to neiegūtu.

Būtībā viņi nodarbojās ar vācu lidmašīnu gaisa uzbrukumu atvairīšanu. Viņi atradās netālu no Briseles Beļģijā. Tomēr no 1945. gada februāra Vācijas aviācija aizmirsa par uzbrukumiem, koncentrējoties tikai uz aizsardzības potenciālu. Tāpēc Otrā pasaules kara pēdējā gadā no vairāk nekā 200 Global Meteor lidmašīnām tika zaudētas tikai divas. Turklāt tas nebija vācu aviatoru centienu rezultāts. Abas lidmašīnas, nolaižoties, sadūrās viena ar otru. Lidosta tobrīd bija apmācies.

Lielbritānijas lidmašīnas specifikācijas

Britu lidmašīnai Global Meteor bija apskaužamas tehniskās īpašības. Reaktīvo lidmašīnu ātrums sasniedza gandrīz 850 tūkstošus kilometru stundā. Spārnu platums ir vairāk nekā 13 metri, pacelšanās svars ir aptuveni 6 ar pusi tūkstoši kilogramu. Lidmašīna pacēlās gandrīz 13 ar pusi kilometru augstumā, savukārt lidojuma attālums bija vairāk nekā divi tūkstoši kilometru.

Britu lidmašīnas bija bruņotas ar četriem 30 mm lielgabaliem, kas bija ļoti efektīvi.

Amerikāņi ir vieni no pēdējiem

Starp visiem galvenajiem Otrā pasaules kara dalībniekiem ASV gaisa spēki bija viena no pēdējām reaktīvajām lidmašīnām. Amerikāņu modelis Lockheed F-80 britu lidlaukos sasniedza tikai 1945. gada aprīlī. Mēnesi pirms vācu karaspēka kapitulācijas. Tāpēc viņam praktiski nebija laika piedalīties karadarbībā.

Amerikāņi aktīvi izmantoja šo lidmašīnu dažus gadus vēlāk Korejas kara laikā. Tieši šajā valstī notika pirmā kauja starp divām reaktīvajām lidmašīnām. No vienas puses, bija amerikāņu F-80, no otras - padomju MiG-15, kas tajā laikā bija modernāks, jau transonisks. Padomju pilots uzvarēja.

Kopējais bruņojums amerikāņu armija saņēma vairāk nekā pusotru tūkstoti šādu lidmašīnu.

Pirmā padomju reaktīvo lidmašīna nobrauca no konveijera 1941. gadā. Tas tika izdots rekordīsā laikā. Projektēšanai bija nepieciešamas 20 dienas, bet ražošanai - vēl viens mēnesis. Reaktīvās lidmašīnas sprausla pildīja funkciju, lai aizsargātu tās daļas no pārmērīgas sasilšanas.

Pirmais padomju modelis bija koka planieris, kuram tika piestiprināti šķidrās degvielas dzinēji. Kad sākās Lielais Tēvijas karš, visi notikumi tika pārnesti uz Urāliem. Tur sākās eksperimentālie lidojumi un testi. Kā bija iecerējuši dizaineri, lidmašīnai vajadzēja sasniegt ātrumu līdz 900 kilometriem stundā. Taču, tiklīdz tās pirmais testētājs Grigorijs Bahčivandži pietuvojās 800 kilometru stundā atzīmei, lidmašīna avarēja. Testa pilots gāja bojā.

pabeigt Padomju modelis reaktīvās lidmašīnas izdevās tikai 1945. gadā. Bet uzreiz sākās divu modeļu - Yak-15 un MiG-9 - masveida ražošana.

Pats Josifs Staļins piedalījās abu mašīnu tehnisko īpašību salīdzināšanā. Rezultātā Yak-15 tika nolemts izmantot kā mācību lidmašīnu, un MiG-9 tika nodots gaisa spēku rīcībā. Trīs gadus tika saražoti vairāk nekā 600 MiG. Tomēr lidmašīna drīz tika pārtraukta.

Bija divi galvenie iemesli. Atklāti sakot, tas tika izstrādāts steigā, pastāvīgi veicot izmaiņas. Turklāt arī paši piloti pret viņu bija aizdomīgi. Mašīnas apguve prasīja daudz pūļu, un pilotējot bija absolūti neiespējami kļūdīties.

Rezultātā uzlabotais MiG-15 to nomainīja 1948. gadā. Padomju reaktīvā lidmašīna lido ar ātrumu vairāk nekā 860 kilometri stundā.

pasažieru lidmašīna

Slavenākā reaktīvo pasažieru lidmašīna kopā ar angļu Concorde ir padomju TU-144. Abi šie modeļi tika iekļauti virsskaņas kategorijā.

Padomju lidmašīnas sāka ražot 1968. gadā. Kopš tā laika virs padomju lidlaukiem bieži dzirdamas reaktīvo lidmašīnu skaņas.

Aviācijas vēsturi raksturo nepārtraukta cīņa par gaisa kuģu ātruma palielināšanu. Pirmais oficiāli reģistrētais pasaules ātruma rekords, kas uzstādīts 1906. gadā, bija tikai 41,3 kilometri stundā. Līdz 1910. gadam labāko lidmašīnu ātrums bija pieaudzis līdz 110 kilometriem stundā. Iznīcināšanas lidmašīna RBVZ-16, kas uzbūvēta Krievijas-Baltijas rūpnīcā vēl Pirmā pasaules kara sākuma periodā, maksimālais lidojuma ātrums bija 153 kilometri stundā. Un līdz Otrā pasaules kara sākumam tās vairs nebija atsevišķas mašīnas - tūkstošiem lidmašīnu lidoja ar ātrumu, kas pārsniedza 500 kilometrus stundā.
No mehānikas ir zināms, ka jauda, ​​kas nepieciešama, lai nodrošinātu gaisa kuģa kustību, ir vienāda ar vilces spēka un tā ātruma reizinājumu. Tādējādi jauda palielinās proporcionāli ātruma kubam. Tāpēc, lai dubultotu ar propelleru darbināmas lidmašīnas lidojuma ātrumu, ir nepieciešams astoņas reizes palielināt tā dzinēju jaudu. Tas izraisa spēkstacijas svara pieaugumu un ievērojamu degvielas patēriņa pieaugumu. Kā liecina aprēķini, lai dubultotu gaisa kuģa ātrumu, kā rezultātā palielināsies tā svars un izmēri, ir jāpalielina jauda virzuļdzinējs 15-20 reizes.
Bet sākot no lidojuma ātruma 700-800 kilometri stundā un tuvojoties skaņas ātrumam, gaisa pretestība palielinās vēl straujāk. Turklāt koeficients noderīga darbība propelleris ir pietiekami augsts tikai pie lidojuma ātruma, kas nepārsniedz 700-800 kilometrus stundā. Turpinot palielināt ātrumu, tas strauji samazinās. Tāpēc, neskatoties uz visiem lidmašīnu dizaineru pūliņiem, pat labākie iznīcinātāji ar virzuļdzinējiem ar jaudu 2500-3000 Zirgu spēks maksimālais horizontālā lidojuma ātrums nepārsniedza 800 kilometrus stundā.
Kā redzat, lai apgūtu lielus augstumus un vēl vairāk palielinātu ātrumu, jauns lidmašīnas dzinējs, kuras vilce un jauda, ​​palielinoties lidojuma ātrumam, nesamazinātos, bet gan palielinātos.
Un tika izveidots šāds dzinējs. Šis ir lidmašīnas reaktīvais dzinējs. Tas bija daudz jaudīgāks un vieglāks nekā lielgabarīta dzenskrūves darbināmas iekārtas. Šī dzinēja izmantošana galu galā ļāva aviācijai pārvarēt skaņas barjeru.

Reaktīvo dzinēju darbības princips un klasifikācija

Lai saprastu, kā darbojas reaktīvais dzinējs, atcerēsimies, kas notiek, kad tiek izšauts kāds šaujamierocis. Ikviens, kurš ir izšāvis ar šauteni vai pistoli, zina atsitiena efektu. Šāviena brīdī pulvera gāzes ar lielu spēku vienmērīgi spiežas visos virzienos. Šo spiedienu izjūt stobra iekšējās sienas, lodes vai šāviņa apakšdaļa un patronas korpusa apakšdaļa, ko tur aizbīdnis.
Spiediena spēki uz mucas sienām ir savstarpēji līdzsvaroti. Pulvera gāzu spiediens uz lodi (lādiņu) to izgrūž no šautenes (pistoles), un atsitiena cēlonis ir gāzu spiediens uz patronas korpusa apakšu.
Atsitiens ir viegli izdarāms, un tas ir nepārtrauktas kustības avots. Iedomājieties, piemēram, kājnieku smago ložmetēju uzliekam uz vieglajiem ratiem. Tad, nepārtraukti šaujot no ložmetēja, tas atsitiena triecienu ietekmē ripos virzienā, kas ir pretējs šaušanas virzienam.
Šis princips ir reaktīvo dzinēju darbības pamatā. Kustības avots reaktīvā dzinējā ir gāzes strūklas reakcija vai atsitiens.
Slēgtā traukā ir saspiesta gāze. Gāzes spiediens vienmērīgi tiek sadalīts uz trauka sienām, kas paliek nekustīgs. Bet, ja tiek noņemta viena no trauka gala sienām, saspiestā gāze, kas vēlas paplašināties, sāks ātri izplūst no cauruma.
Gāzes spiediens uz sienu, kas atrodas pretī caurumam, vairs nebūs līdzsvarots, un trauks, ja tas nav fiksēts, sāks kustēties. Ir svarīgi atzīmēt, ka jo lielāks ir gāzes spiediens, jo lielāks ir tās aizplūšanas ātrums un jo ātrāk kuģis pārvietosies.
Lai darbinātu reaktīvo dzinēju, pietiek tvertnē sadedzināt šaujampulveri vai citu degošu vielu. Tad pārmērīgais spiediens traukā liks gāzēm nepārtraukti plūst sadegšanas produktu strūklas veidā atmosfērā ar ātrumu, kas ir lielāks, jo augstāks ir spiediens pašā rezervuārā un zemāks spiediens ārpusē. Gāzu aizplūšana no trauka notiek spiediena spēka ietekmē, kas sakrīt ar strūklas virzienu, kas izplūst cauri caurumam. Līdz ar to neizbēgami parādīsies cits vienāda lieluma un pretējā virziena spēks. Viņa liks tankam kustēties.

Šo spēku sauc par vilces spēku.
Visus reaktīvos dzinējus var iedalīt vairākās galvenajās klasēs. Apsveriet reaktīvo dzinēju grupēšanu pēc tajos izmantotā oksidētāja veida.
Pirmajā grupā ietilpst reaktīvie dzinēji ar savu oksidētāju, tā sauktie raķešu dzinēji. Šo grupu savukārt veido divas klases: PRD - pulvera reaktīvie dzinēji un LRE - šķidruma reaktīvie dzinēji.
Propelenta reaktīvos dzinējos degviela vienlaikus satur degvielu un tās sadegšanai nepieciešamo oksidētāju. Vienkāršākā PRD ir labi zināmā uguņošanas raķete. Šādā dzinējā šaujampulveris izdeg dažu sekunžu vai pat sekundes daļu laikā. Šajā gadījumā izveidotā strūklas vilce ir diezgan nozīmīga. Degvielas padevi ierobežo sadegšanas kameras tilpums.
Strukturāli PRD ir ārkārtīgi vienkāršs. To var izmantot kā instalāciju, kas ilgstoši nedarbojas, bet tomēr rada pietiekami lielu vilces spēku.
Šķidrās degvielas reaktīvo dzinēju degvielas sastāvs ietver kādu degošu šķidrumu (parasti petroleju vai spirtu) un šķidru skābekli vai kādu skābekli saturošu vielu (piemēram, ūdeņraža peroksīdu vai slāpekļskābi). Skābekli vai tā aizstājēju, kas nepieciešams degvielas sadegšanai, parasti sauc par oksidētāju. LRE darbības laikā degviela un oksidētājs tiek nepārtraukti ievadīti sadegšanas kamerā; sadegšanas produkti tiek izvadīti uz āru caur sprauslu.
Šķidruma un pulvera reaktīvie dzinēji, atšķirībā no citiem, spēj darboties bezgaisa telpā.
Otro grupu veido gaisa reaktīvie dzinēji - WFD, izmantojot oksidētāju no gaisa. Tos savukārt iedala trīs klasēs: reaktīvie dzinēji (ramjet), pulsējošie reaktīvie dzinēji (puVRD) un turboreaktīvie dzinēji (turboreaktīvie dzinēji).
Tiešās plūsmas (vai bez kompresora) ŪSD degviela tiek sadedzināta sadegšanas kamerā atmosfēras gaisā, ko saspiež tās paša ātruma spiediens. Gaiss tiek saspiests saskaņā ar Bernulli likumu. Saskaņā ar šo likumu, kad šķidrums vai gāze pārvietojas pa izplešanās kanālu, strūklas ātrums samazinās, kā rezultātā palielinās gāzes vai šķidruma spiediens.
Lai to izdarītu, ramjet ir difuzors - izplešanās kanāls, caur kuru atmosfēras gaiss nonāk sadegšanas kamerā.
Sprauslas izplūdes daļas laukums parasti ir daudz lielāks nekā difuzora ieplūdes sekcijas laukums. Turklāt spiediens pa difuzora virsmu tiek sadalīts atšķirīgi, un tam ir lielākas vērtības nekā uz sprauslas sieniņām. Visu šo spēku darbības rezultātā rodas reaktīvā vilce.
Tiešās plūsmas ŪSD efektivitāte pie lidojuma ātruma 1000 kilometri stundā ir aptuveni 8-9%. Un, palielinoties šim ātrumam par 2, efektivitāte dažos gadījumos var sasniegt 30% - augstāka nekā virzuļlidmašīnas dzinējam. Bet jāatzīmē, ka reaktīvai dzinējam ir būtisks trūkums: šāds dzinējs nenodrošina vilci vietā un tāpēc nevar nodrošināt neatkarīgu lidmašīnas pacelšanos.
Turboreaktīvais dzinējs (TRD) ir sarežģītāks. Lidojuma laikā pretimnākošais gaiss iet caur priekšējo ieplūdi kompresorā un tiek vairākas reizes saspiests. Kompresora saspiestais gaiss nonāk sadegšanas kamerā, kur tiek iesmidzināta šķidrā degviela (parasti petroleja); šī maisījuma sadegšanas laikā radušās gāzes tiek padotas uz gāzturbīnas lāpstiņām.
Turbīnas disks ir uzstādīts uz tās pašas vārpstas kā kompresora ritenis, tāpēc karstās gāzes, kas iet cauri turbīnai, liek tam griezties kopā ar kompresoru. No turbīnas gāzes nonāk sprauslā. Šeit to spiediens samazinās, un to ātrums palielinās. Gāzes strūkla, kas atstāj dzinēju, rada strūklas vilci.
Atšķirībā no ramjeta WFD, turboreaktīvais dzinējs spēj attīstīt vilci pat tad, ja darbojas uz vietas. Viņš var patstāvīgi nodrošināt gaisa kuģa pacelšanos. Lai iedarbinātu turboreaktīvo dzinēju, tiek izmantotas īpašas palaišanas ierīces: elektriskie starteri un gāzes turbīnu starteri.
Turboreaktīvo dzinēju efektivitāte līdz pat skaņas lidojuma ātrumam ir daudz augstāka nekā tiešās plūsmas reaktīvajam dzinējam. Un tikai virsskaņas ātrumā 2000 kilometru stundā degvielas patēriņš abu veidu dzinējiem kļūst aptuveni vienāds.

Īsa reaktīvo aviācijas attīstības vēsture

Slavenākais un vienkāršākais reaktīvais dzinējs ir pulvera raķete, kas izgudrota pirms daudziem gadsimtiem senajā Ķīnā. Protams, pulvera raķete izrādījās pirmais reaktīvais dzinējs, ko mēģināja izmantot kā lidmašīnu spēkstaciju.
30. gadu pašā sākumā PSRS sākās darbs, kas saistīts ar lidmašīnu reaktīvo dzinēju izveidi. Padomju inženieris F.A. Zanders tālajā 1920. gadā izteica ideju par liela augstuma raķešu lidmašīnu. Tā OR-2 dzinējs, kas darbojas ar benzīnu un šķidru skābekli, bija paredzēts uzstādīšanai eksperimentālā lidmašīnā.
Vācijā, piedaloties inženieriem Valle, Senger, Opel un Stammer, sākot ar 1926. gadu, sistemātiski tika veikti eksperimenti ar pulvera raķetēm, kas uzstādītas uz automašīnas, velosipēda, motorvagona un, visbeidzot, uz lidmašīnas. 1928. gadā tika iegūti pirmie praktiskie rezultāti: raķešu vagons uzrādīja ātrumu aptuveni 100 km/h, bet motorvagons – līdz 300 km/h. Tā paša gada jūnijā tika veikts pirmais lidmašīnas lidojums ar pulvera reaktīvo dzinēju. 30 m augstumā. Šī lidmašīna nolidoja 1,5 km., Turoties gaisā tikai vienu minūti. Nedaudz vairāk nekā gadu vēlāk lidojums tika atkārtots, un tika sasniegts lidojuma ātrums 150 km / h.
Līdz mūsu gadsimta 30. gadu beigām dažādās valstīs tika veikti pētījumi, projektēšana un eksperimentālie darbi, lai radītu lidmašīnas ar reaktīvo dzinēju.

1939. gadā PSRS notika reaktīvo dzinēju (ramjetdzinēju) lidojuma testi ar Ņ.N.Poļikarpova konstruētajām lidmašīnām I-15. Lidmašīnas apakšējās plaknēs kā papildu dzinēji tika uzstādīti I. A. Merkulova izstrādātie Ramjet dzinēji. Pirmos lidojumus veica pieredzējis izmēģinājuma pilots P.E. Loginovs. Noteiktā augstumā viņš paātrināja automašīnu līdz maksimālajam ātrumam un ieslēdza reaktīvos dzinējus. Papildu reaktīvo dzinēju vilce palielināja maksimālo lidojuma ātrumu. 1939. gadā viņi strādāja uzticams sākums dzinējs lidojuma laikā un degšanas procesa stabilitāte. Lidojuma laikā pilots varēja atkārtoti ieslēgt un izslēgt dzinēju un pielāgot tā vilci. 1940. gada 25. janvārī pēc rūpnīcas dzinēju testēšanas un to drošības pārbaudes daudzos lidojumos notika oficiāla pārbaude - lidmašīnas lidojums ar reaktīvo lidmašīnu. Sākot no Frunzes centrālā lidlauka Maskavā, pilots Loginovs mazā augstumā ieslēdza reaktīvos dzinējus un veica vairākus apļus virs lidlauka teritorijas.
Šie pilota Loginova lidojumi 1939. un 1940. gadā bija pirmie lidojumi ar lidmašīnu ar palīgreaktīvo dzinēju. Pēc viņa šī dzinēja testēšanā piedalījās testa piloti N.A.Sopotsko, A.V.Davydovs un A.I.Žukovs. 1940. gada vasarā šie dzinēji tika uzstādīti un pārbaudīti N. N. Poļikarpova konstruētajā iznīcinātājā I-153 Chaika. Viņi palielināja lidmašīnas ātrumu par 40-50 km / h.

Tomēr lidojuma ātrumā, ko varēja attīstīt ar propelleru darbināmām lidmašīnām, papildu nesaspiestie VJE patērēja daudz degvielas. Ramjet ir vēl viens svarīgs trūkums: šāds dzinējs nenodrošina vilces spēku un tādēļ nevar nodrošināt gaisa kuģa neatkarīgu pacelšanos. Tas nozīmē, ka lidmašīna līdzīgs dzinējs jāaprīko ar kaut kādu palīgiedarbināšanas spēkstaciju, piemēram, dzenskrūvi, pretējā gadījumā tas nepacelsies gaisā.
Mūsu gadsimta 30. gadu beigās - 40. gadu sākumā tika izstrādātas un pārbaudītas pirmās lidmašīnas ar cita veida reaktīvajiem dzinējiem.

PSRS tika veikts arī viens no pirmajiem cilvēku lidojumiem ar lidmašīnu ar šķidrās degvielas dzinēju (LPRE). Padomju pilots V. P. Fjodorovs 1940. gada februārī gaisā izmēģināja vietējā dizaina LRE. Pirms lidojumu pārbaudēm tika veikts liels sagatavošanās darbs. LRE, ko projektējis inženieris L.S. Duškins ar regulējamu vilci, izturēja visaptverošus rūpnīcas testus uz stenda. Tad tas tika uzstādīts uz S.P. Koroļeva projektētā planiera. Pēc tam, kad dzinējs veiksmīgi izturēja zemes testus uz planiera, sākās lidojuma testi. Reaktīvo lidmašīnu 2 km augstumā vilka parastā propellera lidmašīna. Šajā augstumā pilots Fjodorovs atkabina kabeli un, nolidojis kādu attālumu no velkošās lidmašīnas, ieslēdza raķešu dzinēju. Dzinējs darbojās vienmērīgi, līdz degviela bija pilnībā iztērēta. Motorlidojuma beigās pilots veiksmīgi noslīdēja un nolaidās lidlaukā.
Šie lidojuma testi bija nozīmīgs solis ceļā uz ātrgaitas reaktīvo lidmašīnu izveidi.

Drīz padomju dizaineris V.F. Bolkhovitinovs izstrādāja lidmašīnu, kurā kā spēkstacija tika izmantots L.S. Duškina šķidrās degvielas raķešu dzinējs. Neskatoties uz kara laika grūtībām, jau 1941. gada decembrī dzinējs tika uzbūvēts. Tajā pašā laikā tika izveidota arī lidmašīna. Šī pasaulē pirmā iznīcinātāja ar šķidro degvielu projektēšana un uzbūve tika pabeigta rekordīsā laikā: tikai 40 dienās. Tajā pašā laikā norisinājās gatavošanās lidojumu testiem. Pirmo testu veikšana gaisā jauna mašīna, kas saņēma zīmolu "BI", tika uzticēts izmēģinājuma pilotam kapteinim G.Ya.Bakhchivandži.
1942. gada 15. maijā notika pirmais kaujas lidmašīnas lidojums ar raķešu dzinēju. Tas bija mazs, smails deguns monoplāns ar ievelkamu šasiju un astes riteni. Fizelāžas priekšējā nodalījumā tika ievietoti divi 20 mm kalibra lielgabali, munīcija tiem un radiotehnika. Tālāk bija kabīne, ko noslēdza laterna, un degvielas tvertnes. Dzinējs atradās astes daļā. Lidojuma testi bija veiksmīgi.
Lielā Tēvijas kara laikā padomju lidmašīnu dizaineri strādāja arī pie cita veida iznīcinātājiem ar raķešu dzinējiem. Dizaineru komanda N. N. Poļikarpova vadībā izveidoja kaujas lidmašīnu Malyutka. Cita dizaineru komanda M.K.Tihonravova vadībā izstrādāja zīmola “302” reaktīvo iznīcinātāju.
Darbs pie kaujas reaktīvo lidmašīnu izveides tika plaši veikts arī ārzemēs.
1942. gada jūnijā notika pirmais Messerschmitt projektētā vācu reaktīvo iznīcinātāju Me-163 lidojums. Tikai devītā šīs lidmašīnas versija tika nodota masveida ražošanā 1944. gadā.
Pirmo reizi šī lidmašīna ar raķešu dzinēju tika izmantota kaujas situācijā 1944. gada vidū sabiedroto iebrukuma Francijā laikā. Tas bija paredzēts cīņai ar ienaidnieka bumbvedējiem un iznīcinātājiem virs Vācijas teritorijas. Lidmašīna bija monoplāns bez horizontālas astes, kas bija iespējams, pateicoties lielajam spārna virzienam.

Fizelāžai tika piešķirta racionalizēta forma. Lidmašīnas ārējās virsmas bija ļoti gludas. Priekšējā fizelāžas nodalījumā tika novietotas vējdzirnavas, lai darbinātu lidmašīnas elektriskās sistēmas ģeneratoru. Aizmugurējā fizelāžā tika uzstādīts dzinējs - raķešu dzinējs ar vilces spēku līdz 15 kN. Starp motora korpusu un automašīnas apvalku bija ugunsizturīga blīve. Degvielas tvertnes tika ievietotas spārnos, bet ar oksidētājiem - fizelāžas iekšpusē. Lidmašīnā nebija parastās šasijas. Pacelšanās notika ar īpašu palaišanas ratu un astes rata palīdzību. Tūlīt pēc pacelšanās šie rati tika nomesti, un astes ritenis tika ievilkts fizelāžā. Lidmašīnu vadīja ar stūri, kas uzstādīta, kā parasti, aiz ķīļa, un spārna plaknē novietotiem liftiem, kas vienlaikus bija arī eleroni. Nosēšanās tika veikta uz aptuveni 1,8 metrus garas tērauda nosēšanās slēpes ar 16 centimetrus platu sānslīdi. Parasti lidmašīna pacēlās, izmantojot tai uzstādītā dzinēja vilci. Taču, kā bija iecerējis dizainers, bija iespējams izmantot piekaramās palaišanas raķetes, kas tika nomestas pēc pacelšanās, kā arī iespēja tikt velkamam ar citu lidaparātu vēlamajā augstumā. Kad raķešu dzinējs darbojās pilnas vilces režīmā, lidmašīna varēja uzkāpt gandrīz vertikāli. Lidmašīnas spārnu platums bija 9,3 metri, tās garums bija aptuveni 6 metri. Lidojuma svars pacelšanās laikā bija 4,1 tonna, nolaižoties - 2,1 tonna; līdz ar to uz visu motorlidojuma laiku lidmašīna kļuva gandrīz divas reizes vieglāka – patērēja aptuveni 2 tonnas degvielas. Pacelšanās skrējiens bija vairāk nekā 900 metri, kāpuma ātrums bija līdz 150 metriem sekundē. Lidmašīna sasniedza 6 kilometru augstumu 2,5 minūtes pēc pacelšanās. Automašīnas griesti bija 13,2 kilometri. Plkst nepārtraukts darbs LRE lidojums ilga līdz 8 minūtēm. Parasti, sasniedzot kaujas augstumu, dzinējs nedarbojās nepārtraukti, bet periodiski, un lidmašīna vai nu plānoja, vai paātrinājās. Līdz ar to kopējais lidojuma ilgums varētu tikt palielināts līdz 25 minūtēm vai pat vairāk. Šim darbības režīmam raksturīgi ievērojami paātrinājumi: ieslēdzot raķešu dzinēju ar ātrumu 240 kilometri stundā, 800 kilometru stundā ātrumu lidmašīna sasniedza pēc 20 sekundēm (šajā laikā vidēji nolidoja 5,6 kilometrus). paātrinājums 8 metri sekundē). Netālu no zemes šī lidmašīna attīstīja maksimālo ātrumu 825 kilometri stundā, un 4-12 kilometru augstuma diapazonā tā maksimālais ātrums palielinājās līdz 900 kilometriem stundā.

Tajā pašā laika posmā vairākās valstīs tika veikts intensīvs darbs pie dažādu tipu un konstrukciju gaisa reaktīvo dzinēju (AJE) radīšanas. Padomju Savienībā, kā jau minēts, tika pārbaudīts kaujas lidmašīnā uzstādītais tiešās plūsmas ŪSD.
Itālijā 1940. gada augustā tika veikts pirmais 10 minūšu lidojums ar vienplānu Campini-Caproni SS-2. Šajā lidmašīnā tika uzstādīts tā sauktais motora kompresora WFD (šāda veida ŪSD netika ņemts vērā reaktīvo dzinēju pārskatā, jo tas izrādījās nerentabls un nesaņēma izplatīšanu). Gaiss pa speciālu atveri fizelāžas priekšpusē iekļuva maināmas sekcijas caurulē, kur to nospieda kompresors, kas saņēma rotāciju no aizmugures novietotā zvaigžņveida virzuļlidmašīnas dzinēja ar 440 zirgspēku jaudu.
Tad plūst kompresēts gaiss mazgāja šo virzuļmotoru gaisa dzesēšana un mazliet iesildījās. Pirms ieiešanas sadegšanas kamerā gaiss tika sajaukts ar izplūdes gāzes no šī motora. Sadegšanas kamerā, kurā tika iesmidzināta degviela, tās sadegšanas rezultātā gaisa temperatūra paaugstinājās vēl vairāk.
Gāzes un gaisa maisījums, kas plūst no sprauslas aizmugurējā fizelāžā, radīja šīs spēkstacijas strūklas vilci. Strūklas sprauslas izejas sekcijas laukums tika regulēts ar konusa palīdzību, kas varēja pārvietoties pa sprauslas asi. Pilotu kabīne atradās fizelāžas augšpusē virs gaisa plūsmas caurules, kas iet cauri visai fizelāžai. 1941. gada novembrī šī lidmašīna veica lidojumu no Milānas uz Romu (ar starpposma nosēšanos Pizā degvielas uzpildei), kas ilga 2,5 stundas ar vidējo lidojuma ātrumu 210 kilometri stundā.

Kā redzat, reaktīvā lidmašīna ar dzinēju, kas izgatavota pēc šādas shēmas, izrādījās neveiksmīga: tai tika liegta galvenā reaktīvo lidmašīnu kvalitāte - spēja attīstīt lielu ātrumu. Turklāt viņa degvielas patēriņš bija ļoti augsts.
1941. gada maijā Anglijā notika pirmais izmēģinājuma lidojums eksperimentālajai lidmašīnai Gloucester "E-28/39" ar turboreaktīvo dzinēju ar Vitla konstruētu centrbēdzes kompresoru.
Pie 17 tūkstošiem apgriezienu minūtē šis dzinējs attīstīja aptuveni 3800 ņūtonu vilces jaudu. Eksperimentālā lidmašīna bija vienvietīgs iznīcinātājs ar vienu turboreaktīvo dzinēju, kas atradās fizelāžā aiz kabīnes. Lidmašīnai bija trīsriteņu šasija, kas lidojuma laikā bija ievelkama.

Pēc pusotra gada, 1942. gada oktobrī, tika veikts pirmais amerikāņu reaktīvo iznīcinātāju Erkomet R-59A lidojuma izmēģinājums ar diviem Vitla konstruētiem turboreaktīvajiem dzinējiem. Tas bija vidēja spārna monoplāns ar augstu piestiprinātu asti.
Fizelāžas deguns bija spēcīgi virzīts uz priekšu. Lidmašīna bija aprīkota ar trīsriteņu šasiju; mašīnas lidojuma svars bija gandrīz 5 tonnas, griesti - 12 kilometri. Lidojuma testu laikā tika sasniegts 800 kilometru stundā liels ātrums.

No citām šī perioda lidmašīnām ar turboreaktīvo dzinēju jāatzīmē iznīcinātājs Gloucester Meteor, kura pirmais lidojums notika 1943.gadā. Šis vienvietīgais metāla monoplāns izrādījās viens no veiksmīgākajiem šī perioda reaktīvo iznīcinātājiem. Uz zemā konsoles spārna tika uzstādīti divi turboreaktīvie dzinēji. Sērijveida kaujas lidmašīnas attīstīja ātrumu 810 kilometri stundā. Lidojuma ilgums bija aptuveni 1,5 stundas, griesti bija 12 kilometri. Lidmašīnai bija 4 20 mm kalibra automātiskie lielgabali. Automašīnai bija laba manevrētspēja un vadāmība visos ātrumos.

Šī lidmašīna bija pirmais reaktīvais iznīcinātājs, ko izmantoja sabiedroto aviācijas kaujas gaisa operācijās cīņā pret vācu V-1 lādiņiem 1944. gadā. 1941. gada novembrī šīs mašīnas īpašā rekorda versijā tika uzstādīts pasaules lidojuma ātruma rekords - 975 kilometri stundā.
Šis bija pirmais oficiāli reģistrētais reaktīvo lidmašīnu uzstādītais rekords. Šī rekordlidojuma laikā turboreaktīvie dzinēji katrs attīstīja aptuveni 16 kiloņūtonu vilces spēku, un degvielas patēriņš atbilda plūsmas ātrumam aptuveni 4,5 tūkstoši litru stundā.

Otrā pasaules kara laikā Vācijā tika izstrādātas un izmēģinātas vairāku veidu kaujas lidmašīnas ar turboreaktīvo dzinēju. Mēs norādām uz divu dzinēju iznīcinātāju Me-262, kas attīstīja maksimālo ātrumu 850-900 kilometru stundā (atkarībā no lidojuma augstuma) un četru dzinēju bumbvedēju Arado-234.

Iznīcinātājs "Me-262" bija visattīstītākais un pabeigtākais dizains starp daudziem vācu veidiem reaktīvās mašīnas Otrā pasaules kara periods. Kaujas mašīna bija bruņota ar četriem 30 mm automātiskajiem lielgabaliem.
Lielā Tēvijas kara beigu posmā 1945. gada februārī trīs reizes Padomju Savienības varonis I. Kožedubs vienā no gaisa kaujām virs Vācijas teritorijas pirmo reizi notrieca ienaidnieka reaktīvo lidmašīnu - Me-262. Šajā gaisa duelī noteicošais izrādījās pārsvars manevrēšanas spējā, nevis ātrumā (La-5 dzenskrūves iznīcinātāja maksimālais ātrums 5 kilometru augstumā bija 622 kilometri stundā, bet reaktīvo iznīcinātāju Me-262. tajā pašā augstumā bija aptuveni 850 kilometri stundā).
Interesanti atzīmēt, ka pirmās vācu lidmašīnas bija aprīkotas ar turboreaktīvajiem dzinējiem ar aksiālo kompresoru, un maksimālā dzinēja vilce bija mazāka par 10 kiloņūtoniem. Tajā pašā laikā britu reaktīvie iznīcinātāji bija aprīkoti ar turboreaktīvo dzinēju ar centrbēdzes kompresoru, kas attīstīja apmēram divreiz lielāku vilci.

Jau sākotnējā reaktīvo dzinēju izstrādes periodā agrāk pazīstamās lidmašīnu formas piedzīvoja vairāk vai mazāk būtiskas izmaiņas. Ļoti neparasti izskatījās, piemēram, angļu divu staru konstrukcijas reaktīvais iznīcinātājs "Vampire".
Vēl neparastāka acīm bija eksperimentālā angļu reaktīvais lidmašīna “Flying Wing”. Šis lidaparāts bez fizelāžas un bezases tika izgatavots spārna formā, kurā atradās apkalpe, degviela utt. Uz paša spārna tika uzstādīti arī stabilizācijas un vadības korpusi. Šīs shēmas priekšrocība ir minimāla velciet. Zināmas grūtības rada “Lidojošā spārna” stabilitātes un vadāmības problēmas risinājums.

Izstrādājot šo lidaparātu, bija paredzēts, ka spārns sasniegs lielu stabilitāti lidojuma laikā, vienlaikus ievērojami samazinot pretestību. Lielbritānijas aviācijas kompānija De Haviland, kas uzbūvēja lidmašīnu, plānoja to izmantot, lai pētītu gaisa saspiežamības un lidojuma stabilitātes parādības lielā ātrumā. Šīs pilnībā metāla lidmašīnas spārna slīpums bija 40 grādi. Spēkstacija sastāvēja no viena turboreaktīvo dzinēja. Spārnu galos īpašos apvalkos bija pretgriešanās izpletņi.
1946. gada maijā Flying Wing pirmo reizi tika pārbaudīts testa lidojumā. Un tā paša gada septembrī, nākamā testa lidojuma laikā, viņš avarēja un avarēja. Pilots, kurš to vadīja, traģiski gāja bojā.

Mūsu valstī Lielā Tēvijas kara laikā plaši pētnieciskais darbs par kaujas lidmašīnu ar turboreaktīvo dzinēju izveidi. Karš izvirzīja uzdevumu – izveidot iznīcinātāju ar ne tikai liels ātrums, bet arī ar ievērojamu lidojuma ilgumu: galu galā izstrādātajiem reaktīvo iznīcinātājiem ar LRE bija ļoti īss lidojuma ilgums - tikai 8-15 minūtes. Kaujas lidmašīnas tika izstrādātas ar kombinētu spēkstaciju - propelleru un reaktīvo lidmašīnu. Tā, piemēram, iznīcinātāji La-7 un La-9 bija aprīkoti ar reaktīvo dzinēju pastiprinātājiem.
Darbs pie vienas no pirmajām padomju reaktīvajām lidmašīnām sākās 1943.–1944.

Šo kaujas transportlīdzekli izveidoja dizaina komanda, kuru vadīja Aviācijas inženieru dienesta ģenerālis Artjoms Ivanovičs Mikojans. Tas bija iznīcinātājs I-250 ar kombinētu spēkstaciju, kas sastāvēja no virzuļlidmašīnas dzinēja šķidruma dzesēšana tipa "VK-107 A" ar dzenskrūvi un VRD, kura kompresoru grieza virzuļmotors. Gaiss iekļuva gaisa ieplūdē zem dzenskrūves vārpstas, izgāja caur kanālu zem kabīnes un iekļuva WFD kompresorā. Aiz kompresora tika uzstādītas sprauslas degvielas padevei un aizdedzes iekārtām. Strūklas straume izplūda caur sprauslu aizmugurējā fizelāžā. I-250 pirmo lidojumu veica 1945. gada martā. Lidojuma testu laikā tika sasniegts ātrums, kas ievērojami pārsniedza 800 kilometrus stundā.
Drīz tā pati dizaineru komanda izveidoja reaktīvo iznīcinātāju MIG-9. Uz tā tika uzstādīti divi RD-20 tipa turboreaktīvie dzinēji. Katrs dzinējs attīstīja vilces spēku līdz 8800 ņūtoniem ar 9,8 tūkstošiem apgriezienu minūtē. RD-20 tipa dzinējam ar aksiālo kompresoru un regulējamu sprauslu bija gredzenveida sadegšanas kamera ar sešpadsmit degļiem ap degvielas iesmidzināšanas sprauslām. 1946. gada 24. aprīlī izmēģinājuma pilots A.N.Grinčiks veica pirmo lidojumu ar lidmašīnu MIG-9. Tāpat kā BI lidmašīna, arī šī mašīna pēc konstrukcijas maz atšķīrās no virzuļlidmašīnām. Tomēr virzuļdzinēja nomaiņa pret reaktīvo dzinēju palielināja ātrumu par aptuveni 250 kilometriem stundā. Maksimālais ātrums"MIG-9" pārsniedza 900 kilometrus stundā. 1946. gada beigās šī iekārta tika nodota masveida ražošanā.

1946. gada aprīlī tika veikts pirmais lidojums ar A. S. Jakovļeva konstruēto reaktīvo iznīcinātāju. Lai atvieglotu pāreju uz šo lidmašīnu ražošanu ar turboreaktīvo dzinēju, tika izmantots sērijveida dzenskrūves iznīcinātājs Yak-3, kurā tika pārveidota priekšējā fizelāža un spārna vidusdaļa, lai tā būtu piemērota reaktīvajam dzinējam. Šis iznīcinātājs tika izmantots kā mūsu gaisa spēku reaktīvo mācību lidmašīna.
1947.-1948.gadā lidojuma testus izturēja A.S.Jakovļeva konstruētais padomju reaktīvais iznīcinātājs “Jak-23”, kuram bija lielāks ātrums.
Tas tika panākts, uzstādot uz tā turboreaktīvo dzinēju tipa "RD-500", kas attīstīja vilces spēku līdz 16 kiloņūtoniem ar 14,6 tūkstošiem apgriezienu minūtē. "Yak-23" bija vienvietīgs pilnībā metāla monoplāns ar vidējo spārnu.

Veidojot un testējot pirmo reaktīvo lidmašīnu, mūsu dizaineri saskārās ar jaunām problēmām. Izrādījās, ka ar vienu dzinēja vilces palielinājumu joprojām ir par maz, lai lidotu ar ātrumu, kas tuvs skaņas izplatīšanās ātrumam. Gaisa saspiežamības un triecienviļņu rašanās apstākļu pētījumus padomju zinātnieki ir veikuši kopš pagājušā gadsimta 30. gadiem. Īpaši lielu mērogu tie ieguva 1942.–1946. gadā pēc BI reaktīvo iznīcinātāju un citu mūsu reaktīvo mašīnu lidojuma testiem. Šo pētījumu rezultātā līdz 1946. gadam tika izvirzīts jautājums par radikālām izmaiņām ātrgaitas reaktīvo lidmašīnu aerodinamiskajā konstrukcijā. Uzdevums bija izveidot reaktīvo lidmašīnu ar izplestu spārnu un apspalvojumu. Līdz ar to radās saistīti uzdevumi - bija nepieciešama jauna spārnu mehanizācija, cita vadības sistēma utt.

Pētniecības, projektēšanas un ražošanas komandu neatlaidīgais radošais darbs vainagojās panākumiem: jaunās vietējās reaktīvas lidmašīnas nekādā ziņā neatpalika no tā laika pasaules aviācijas tehnoloģijām. No 1946.-1947.gadā PSRS radītajām ātrgaitas reaktīvajām mašīnām A.I.Mikojana un M.I.Gureviča konstruētais reaktīvais iznīcinātājs “MIG-15” ar izplestu spārnu un apspalvojumu izceļas ar augstajām taktiskajām un darbības īpašībām. Spārna un spārna izmantošana palielināja horizontālā lidojuma ātrumu bez būtiskām izmaiņām tā stabilitātē un vadāmībā. Lidmašīnas ātruma palielināšanos lielā mērā veicināja arī tās barošanas avota palielināšana: tajā tika uzstādīts jauns turboreaktīvo dzinēju ar centrbēdzes kompresoru "RD-45" ar aptuveni 19,5 kiloņūtonu vilci pie 12 tūkstošiem apgriezienu minūtē. . Šīs mašīnas horizontālais un vertikālais ātrums pārspēja visu, kas iepriekš tika sasniegts ar reaktīvo lidmašīnu.
Lidmašīnas testēšanā un pilnveidošanā piedalījās izmēģinājuma piloti Padomju Savienības varoņi I.T.Ivaščenko un S.N.Anokhins. Lidaparātam bija labi lidojuma un taktiskie dati, un to bija viegli vadīt. Par izcilu izturību, vieglu apkopi un vieglu darbību viņš saņēma segvārdu "karavīru lidmašīna".
Dizaina birojs, kas strādāja S. A. Lavočkina vadībā, vienlaikus ar MIG-15 izlaišanu, izveidoja jaunu reaktīvo iznīcinātāju La-15. Tam bija noslaucīts spārns, kas atradās virs fizelāžas. Tam bija jaudīgi iebūvēti ieroči. No visiem toreiz esošajiem iznīcinātājiem ar spārniem La-15 bija vismazākais lidojuma svars. Pateicoties tam, La-15 lidmašīnai ar RD-500 dzinēju, kam bija mazāka vilce nekā RD-45 dzinējam, kas uzstādīts uz MIG-15, bija aptuveni tādi paši taktiskie lidojuma dati kā MIG-15".

Reaktīvo lidmašīnu spārnu un apspalvojuma slaucīšana un īpašais profils krasi samazināja gaisa pretestību, lidojot ar skaņas ātrumu. Tagad viļņu krīzes laikā pretestība pieauga nevis 8-12 reizes, bet tikai 2-3 reizes. To apstiprināja pirmie padomju reaktīvo lidmašīnu virsskaņas lidojumi.

Reaktīvo tehnoloģiju izmantošana civilajā aviācijā

Drīz vien civilās aviācijas lidmašīnās sāka uzstādīt reaktīvos dzinējus.
1955. gadā ārzemēs sāka ekspluatēt daudzvietīgo pasažieru reaktīvo lidmašīnu Kometa-1. Šī vieglā automašīna ar četriem turboreaktīvajiem dzinējiem 12 kilometru augstumā sasniedza aptuveni 800 kilometru stundā ātrumu. Lidmašīna varēja pārvadāt 48 pasažierus.
Lidojuma diapazons bija aptuveni 4 tūkstoši kilometru. Svars ar pasažieriem un pilnu degvielas padevi bija 48 tonnas. Spārnu plētums ar nelielu spārnu un salīdzinoši plānu profilu ir 35 metri. Spārna platība - 187 kvadrātmetri, lidmašīnas garums - 28 metri. Taču pēc šīs lidmašīnas lielas avārijas Vidusjūrā tās darbība tika pārtraukta. Drīzumā sāka izmantot šīs lidmašīnas konstruktīvo versiju Comet-3.

Interesanti ir dati par amerikāņu pasažieru lidmašīnu ar četriem turbopropelleru dzinēji Lockheed Elektra, kas paredzēta 69 cilvēkiem (ieskaitot divu pilotu apkalpi un lidojumu inženieri). Numurs pasažieru sēdekļi varētu palielināt līdz 91. Salons aizzīmogots, priekšējās durvis dubultas. Kreisēšanas ātrumsšī automašīna - 660 kilometri stundā. Tukšās lidmašīnas svars ir 24,5 tonnas, lidojuma svars ir 50 tonnas, tajā skaitā 12,8 tonnas degvielas lidojumam un 3,2 tonnas rezerves degvielas. Degvielas uzpilde un lidmašīnas apkope starplidlaukos ilga 12 minūtes. Lidmašīnas ražošana sākās 1957. gadā.

Kopš 1954. gada amerikāņu kompānija Boeing testē Boeing 707 lidmašīnu ar četriem turboreaktīvajiem dzinējiem. Lidmašīnas ātrums ir 800 kilometri stundā, lidojuma augstums ir 12 kilometri, darbības rādiuss ir 4800 kilometri. Šis lidaparāts bija paredzēts izmantošanai militārajā aviācijā kā "gaisa tankkuģis" - kaujas lidmašīnu uzpildei ar degvielu gaisā, bet varēja arī pārveidot izmantošanai civilajā transporta aviācijā. Pēdējā gadījumā automašīnā varēja uzstādīt 100 pasažieru sēdekļus.
1959. gadā sākās franču pasažieru lidmašīnas Caravel darbība. Lidmašīnai bija apaļa fizelāža ar 3,2 metru diametru, kas bija aprīkota ar 25,4 metrus garu hermetizētu nodalījumu. Šajā nodalījumā atradās pasažieru kabīne par 70 vietām. Lidmašīnai bija nosvērts spārns, kas bija noliekts atpakaļ 20 grādu leņķī. Lidmašīnas pacelšanās svars ir 40 tonnas. Spēkstaciju veidoja divi turboreaktīvie dzinēji ar katra vilces jaudu 40 kiloņūtonu. Lidmašīnas ātrums bija aptuveni 800 kilometri stundā.
PSRS jau 1954. gadā vienā no gaisa maršrutiem steidzamo kravu un pasta piegādi veica ātrgaitas reaktīvo lidmašīnu Il-20.

Kopš 1955. gada pavasara reaktīvā pasta un kravas lidmašīnas Il-20 sāka lidot Maskavas-Novosibirskas gaisa maršrutā. Lidmašīnās atrodas galvaspilsētas laikrakstu matricas. Pateicoties šo lidmašīnu izmantošanai, Novosibirskas iedzīvotāji saņēma Maskavas laikrakstus tajā pašā dienā, kad maskavieši.

Aviācijas svētkos 1955. gada 3. jūlijā Tušino lidlaukā pie Maskavas tika izlaista jauna A.N.Tupoļeva konstruētā reaktīvo pasažieru lidmašīna “TU-104.
Šim lidaparātam ar diviem turboreaktīvajiem dzinējiem ar 80 kiloņūtonu vilci katrs bija izcilas aerodinamiskās formas. Tas varēja pārvadāt 50 pasažierus, bet tūristu versijā - 70. Lidojuma augstums pārsniedza 10 kilometrus, lidojuma svars bija 70 tonnas. Lidmašīnai bija lieliska skaņas un siltuma izolācija. Automašīna bija aizzīmogota, gaiss salonā ņemts no turboreaktīvo dzinēja kompresoriem. Viena turboreaktīvo dzinēja atteices gadījumā lidmašīna varētu turpināt lidot ar citu. Tiešā lidojuma diapazons bija 3000-3200 kilometri. Lidojuma ātrums varētu sasniegt 1000 kilometru stundā.

1956. gada 15. septembrī lidmašīna Tu-104 veica pirmo regulāro lidojumu ar pasažieriem pa maršrutu Maskava-Irkutska. Pēc 7 stundu 10 minūšu lidojuma laika, nobraucot 4570 kilometrus ar nosēšanos Omskā, lidmašīna nolaidās Irkutskā. Ceļojuma laiks, salīdzinot ar lidojumiem ar virzuļlidmašīnu, ir samazināts gandrīz trīs reizes. 1958. gada 13. februārī lidmašīna Tu-104 sāka savu pirmo (tehnisko) lidojumu aviokompānijā Maskava-Vladivostoka, kas ir viens no garākajiem mūsu valstī.

"TU-104" tika augstu novērtēts gan mūsu valstī, gan ārzemēs. Ārvalstu eksperti, uzstājoties presē, sacīja, ka, uzsākot regulārus pasažieru pārvadājumus ar reaktīvo lidmašīnu "TU-104", Padomju Savienība pasažieru turboreaktīvo lidmašīnu masveida ekspluatācijā par diviem gadiem apsteidza ASV, Angliju un citas Rietumvalstis. lidmašīna: amerikāņu reaktīvo lidmašīnu "Boeing-707" un angļu Comet-IV gaisa līnijās ienāca tikai 1958. gada beigās, bet franču Caravel - 1959. gadā.
Civilajā aviācijā tika izmantotas arī lidmašīnas ar turbopropelleru dzinējiem (TVD). Šī spēkstacija pēc konstrukcijas ir līdzīga turboreaktīvajam dzinējam, taču tai ir uz vienas vārpstas uzstādīts dzenskrūve ar turbīnu un kompresoru dzinēja priekšpusē. Turbīna šeit ir sakārtota tā, ka karstās gāzes, kas nāk no sadegšanas kamerām turbīnā, dod tai lielāko daļu savas enerģijas. Kompresors patērē daudz mazāk jaudu, nekā attīsta gāzes turbīna, un turbīnas liekā jauda tiek pārnesta uz dzenskrūves vārpstu.

TVD ir starpposma tipa gaisa kuģu spēkstacija. Lai gan gāzes, kas iziet no turbīnas, tiek izvadītas caur sprauslu un to reakcija rada zināmu vilci, galveno vilci ģenerē darbojošs propelleris, tāpat kā parastajā ar propelleru darbināmā lidmašīnā.
Operāciju teātris nav guvis popularitāti kaujas aviācijā, jo tas nevar nodrošināt tādu ātrumu kā tīri reaktīvie dzinēji. Tas nav piemērots arī civilās aviācijas ātrgaitas līnijām, kur ātrums ir noteicošais faktors un ekonomiskuma un lidojuma izmaksu jautājumi paliek otrajā plānā. Tomēr turbopropelleru dzinēji būtu jāizmanto dažāda garuma maršrutos, kuros lidojumi tiek veikti ar ātrumu 600-800 kilometru stundā. Vienlaikus jāņem vērā, ka, kā rāda pieredze, pasažieru pārvadāšana tajos 1000 kilometru attālumā ir par 30% lētāka nekā ar propelleru lidmašīnām ar virzuļlidmašīnu dzinējiem.
1956.-1960.gadā PSRS parādījās daudz jaunu ar teātri aprīkotu lidmašīnu. To vidū ir Tu-114 (220 pasažieri), An-10 (100 pasažieri), An-24 (48 pasažieri), Il-18 (89 pasažieri).