Гиперзвуковые самолеты недалекого будущего.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

На самолетах ракетные двигатели исполь­зуются только как вспомогательные — для

Рис. 12. Схе­ма ракетного двигателя.

73