Этот двигатель имеет много замечательных свойств: занимает мало места, может развивать огромную тягу, одинаково хорошо работает на любой высоте, но вместе с тем у ЖРД есть и существеннейший недостаток. Для него нужно возить с собой окислитель! Это сложно и даже обидно: для чего возить кислород с собой, когда в воздухе его и так полно.
Известно, чтобы сжечь один килограмм топлива, надо ввести в него пятнадцать килограммов воздуха. Много? Много. А нельзя ли извлечь кислород из окружающей двигатель среды?
Задавшись такой целью, конструкторы заключили камеры сгорания в трубу. В обыкновенную, открытую с двух концов трубу. Идея была такова: при движении машины воздух будет засасываться с переднего конца. И в камере сгорания образуется горючая смесь (при условии, что воздуха будет поступать достаточно). Стоит теперь воспламенить эту смесь, и горячие струи газа, вырываясь через заднее сопло, образуют реактивную тягу. Как говорится, что и требовалось доказать!
Всем хороша схема ПВРД — прямоточного воздушно-реактивного двигателя — и вес невелик, и конструктивно ПВРД прост, и много других плюсов, одна беда: для того чтобы двигатель заработал, ему надо придать значительную начальную скорость. Для чего? Иначе в камеры сгорания воздух не поступит, или его поступит слишком мало. А если не хватит воздуха — горения не будет.
Придать двигателю значительную начальную скорость сложно. И тогда возникла новая мысль: а не попробовать ли разогнать воздух? Да-да, разогнать воздух и подать его в камеру сгорания принудительно. Мысль показалась заманчивой. Чем только разогнать воздух? Проще всего компрессором. Нарисуем схему. Все ясно? Компрессор, вращаясь на больших оборотах, подает к камерам сгорания столько воздуха, сколько необходимо для надежного устойчивого горения топлива, а дальше все происходит так, как в ЖРД или ПВРД. Но тут возникает новый вопрос: а чем вращать компрессор? Думали, ломали голову, решили: для этого можно занять часть будущей реактивной тяги, которая возникает в струе газов, выходящих из двигателя. Поставили в газовый поток турбину, связали ее осью с компрессором. Так родилась схема ТРД — турбореактивного двигателя. Эта схема нашла самое широкое применение во всех родах авиации, в разных странах, на всех континентах.
В наши дни около трех четвертей всех авиационных двигателей в мире — турбореактивные.
И все-таки эта надежная, прочно прижившаяся в авиации схема не единственная.
Так, на транспортных самолетах широко применяются турбовинтовые двигатели ТВД. В сокращенном названии двигателя вместо «Р» появилось «В», но вот что кроется за этой «маленькой» заменой.
ТВД конструктивно очень похож на ТРД, однако значительная часть мощности турбины расходуется на вращение не только компрессора, но и воздушного винта.
Да! Снова винт. Чего же достигли конструкторы, возвратив самолету старый, видавший виды воздушный винт? Во-первых, увеличили тягу на малых скоростях полета. А это сразу же улучшило взлетные качества машины. Во-вторых, снизили расход горючего. В-третьих, дали в руки летчика мощнейшее средство для торможения — управляемые винты. (Важное подспорье при посадке на малых аэродромах!) У ТВД есть и другие плюсы.
А недостатки? Недостатки тоже есть.
ТВД выгодно использовать на скоростях полета, не превышающих 800 километров в час. (Вот почему «ТУ-104» держит на маршруте скорость 900—1000 километров в час, а «ИЛ-18» — 600 650).
«Что же это такое? — возмутится неискушенный человек. — Сплошные преимущества и сплошные недостатки? С одной стороны — хорошо, а с другой — плохо…» Да, именно так — в авиации, как и во всей жизни, хорошее и плохое всегда соседствуют, борются, соперничают друг с другом. И умение выбрать лучшее решение для определенных, конкретных условий (будь то машина или целое производство) — сложнейшая задача.
Позднее в авиации появилась еще одна схема реактивного двигателя. ТВРД — турбовентиляторный реактивный двигатель. Иначе эту машину называют двухконтурным ТРД. Этот двигатель представляет собой комбинацию ТВД и ТРД.
Как ты, вероятно, уже догадался, возвращение винта в авиацию, хотя оно и было обдуманным, не радовало конструкторов. И тогда они постарались заменить винт вентилятором. Ясно, что размеры у вентилятора меньше и сопротивление не такое, как у винта.
Не очень уменьшая преимущества ТВД, ТВРД заметно скрадывает недостатки своего предшественника.
Надеюсь, что теперь, разобравшись в схемах реактивных двигателей, ты не скажешь: «Все машины хороши, выбирай на вкус!»
В большой технике, в серьезном деле, где конструктору приходится без конца мирить сотни «за» и сотни «против», это так просто не делается. О вкусе приходится забыть. Забыть начисто.
Надо строго учитывать условия, в которых будет работать самолет, тщательно обдумывать самые маленькие, самые ничтожные мелочи. И только после этого решать, какому двигателю отдавать предпочтение.
Вероятно, ты и сам уже понял, что на самолет-истребитель — машину стремительную, высотную — никто ТВД ставить не станет. Не будут вооружать ЖРД и пассажирский корабль (каждому ясно, что транспортный самолет должен возить людей, а не воздух)…
ЧТО ЧИТАТЬ?
Предупреждаю сразу: рассказать даже о тысячной доле вышедших в свет авиационных книг не могу. Литературы, посвященной устройству самолетов и моторов, рассказывающей о жизни и боевых делах наших летчиков, достижениях штурманского искусства, высотной подготовке и многих других интересных делах, столько, что даже простое перечисление названий заняло бы больше места, чем ушло на всю книгу.
Те несколько произведений, которые будут здесь рекомендованы, наиболее доступны для начинающих авиаторов, некоторые из них — мои любимые книги. Да, выбраны книги пристрастно, и этого я не собираюсь скрывать.
Обязательно прочти «Крылья Родины» Льва Ивановича Гумилевского. Эта книга введет тебя в историю авиации. Ты узнаешь и поймешь, как родившаяся в глубине веков мечта о полете обрела плоть. Как первые схемы летательных аппаратов переводились с бумаги в дерево и полотно, а позже — в сталь и дюралюминий. Как набирали высоту и скорость полета люди, еще совсем недавно, каких-нибудь семьдесят лет назад, яростно завидовавшие птицам…
«Крылья Родины» стремительная книга. Перевернув 380 ее страниц, ты проживешь десять жизней! Ты повстречаешься с множеством замечательных людей — нашими предшественниками и нашими современниками, с учеными, конструкторами, летчиками.
Советую познакомиться и с «Рассказами авиаконструктора» Александра Сергеевича Яковлева. Эта книга о жизни человека, начавшего свою авиационную деятельность в школьном кружке. Модель, планер, спортивный самолет, грозные боевые машины вот путь, который прошел автор книги, бывший московский пионер, ныне Генеральный конструктор, дважды Герой Социалистического Труда.
Непременно найди книгу Антуана де Сент-Экзюпери «Земля людей». Экзюпери был летчиком, писателем, замечательным человеком. Он погиб в боевом полете во время второй мировой войны. Поверь мне: я прочел много книг, посвященных авиации, и могу смело сказать — пока еще ни один автор не сумел рассказать о чувствах человека в полете так, как это сделал Экзюпери. Прочти эту повесть, и пусть ты не все в ней поймешь — это совсем не детская книга, — не беда. Главное, ты почувствуешь и узнаешь, как должен любить настоящий летчик наше большое и порой очень суровое небо.
Экзюпери поможет тебе узнать, о чем думает пилот в трудный час рискованного полета.
Не так давно вышли отдельным изданием напечатанные до этого в журнале «Новый мир» записки Заслуженного летчика-испытателя СССР Марка Лазаревича Галлая «Через невидимые барьеры».
Мне трудно писать об этой книге: все время хочется говорить об авторе — замечательном Летчике и Человеке (с большой буквы и Летчик и Человек); хочется хвалиться личным, долголетним с ним знакомством, старой нержавеющей дружбой…
Уже на третьей странице эта книга введет тебя в совершенно особый мир. этом особом мире люди каждый день в течение всей своей жизни сдают экзамены. Тут нет преувеличения: каждый испытательный полет — труднейший экзамен знаниям, мужеству, сообразительности, упорству, профессиональному мастерству пилота, носящего звание летчик-испытатель.
Эта книга особенно хороша тем, что написана человеком, с блеском владеющим самолетной ручкой. Каждая мысль автора-летчика проверена полетом, каждый факт взят из настоящей жизни, каждый совет подсказан личным опытом. Прочтешь «Через невидимые барьеры» — поумнеешь.
О боевых делах наших летчиков написано особенно много. Мне лично нравится простая, ясная, специально для ребят изданная книга трижды Героя Советского Союза Ивана Никитовича Кожедуба «Служу Родине». Из нее ты узнаешь, как может подняться обыкновенный паренек до высот невероятного боевого мастерства.
Во время Великой Отечественной войны Кожедуб уничтожил 63 фашистских самолета! Шестьдесят три — это ни мало ни много два боевых полка! Познакомиться с таким человеком, заглянуть в его жизнь, прислушаться к его мыслям и советам — большое счастье. Конечно, эта книга не может полностью заменить личного знакомства, но она очень многое позволяет узнать и почувствовать.
Не знаю, удастся ли тебе найти в библиотеке книгу Николая Николаевича Боброва — «Чкалов». К сожалению, она давно не переиздавалась. Если найдешь, прочти непременно.
В нашей авиации Валерию Павловичу Чкалову принадлежит особое место. Не думай, что Чкалов был «сверхлетчиком»; таких вообще не бывает. Среди близких товарищей Валерия Павловича можно найти мастеров, не уступавших, но даже превосходивших его профессиональным умением. Но трудно назвать пилота, который бы стоял вровень с Валерием Павловичем по своим человеческим качествам.
Самый знаменитый из советских летчиков, Чкалов был самым скромным человеком. Чкалов, как никто, любил товарищей. Прямолинейный и часто даже грубоватый в обычной жизни, Чкалов был деликатным и нежным с другом, попавшим в беду…