Читать «Авиация и время 2001 03» онлайн

Практически со времен изобретения аэроплана между авиаконструкторами развернулась незримая борьба за создание наиболее скоростных самолетов. С одной стороны, роста скорости достигали, совершенствуя аэродинамические формы летательных аппаратов, а с другой – увеличивая мощность винтомоторной группы (ВМГ). В результате из года в год скорость полета неуклонно возрастала и к середине 1940-х гг. у лучших истребителей она приблизилась к отметке 700 км/ч. Дальнейшее приближение к скорости звука приводило к резкому возрастанию сопротивления воздуха. Поэтому мощность, потребная для обеспечения полета, переставала быть пропорциональной квадрату скорости, а росла значительно быстрее. С другой стороны, за порогом 750 км/ч коэффициент полезного действия воздушного винта резко снижался вследствие приближения линейной скорости концевых участков лопастей к скорости звука и возникновения на них волнового сопротивления, на преодоление которого стала затрачиваться значительная часть мощности мотора. В итоге даже небольшая прибавка скорости стала требовать значительного увеличения мощности, что в случае поршневой ВМГ приводило к неприемлемому росту ее габаритов и массы.

В итоге остро встал вопрос о новых типах силовых установок, которые позволили бы получить большую мощность при относительно небольшой массе. Решение этой задачи шло в нескольких направлениях, в результате чего в ряде стран развернулись работы над жидкостно-реактивными (ЖРД), прямоточными воздушно-реактивными (ПВРД), турбореактивными (ТРД) и воздушно-реактивными с компрессором (ВРДК) двигателями. Однако еще не скоро конструкторы окончательно решили, какой из них является самым перспективным для дальнейшего развития авиации.

Разрабатывали реактивные двигатели и в СССР. Еще перед Великой Отечественной войной на истребителе И-152 проводили эксперименты с двумя прямоточными двигателями ДМ-2 конструкции И.А.Меркулова. Они дали прирост скорости всего на 15 км/ч, что было явно недостаточно. В дальнейшем ПВРД испытывали на истребителях И-153, И-207, ЛаГГ-3 и Як-7Б, но и в этих случаях небольшое увеличение скорости сопровождалось значительным ухудшением других характеристик. К тому же, для работы ПВРД необходим скоростной напор, иначе говоря, этот тип двигателя нельзя использовать для разгона самолета с места. То есть, он не может быть основным.

Более многообещающим выглядело применение на истребителях ЖРД, над которыми работали коллективы, возглавляемые В.П.Глушко, Л.С.Душкиным и А.М.Исаевым. В отличие от ПВРД, которые обычно устанавливали на крыле, вследствие чего они создавали значительное лобовое сопротивление, ЖРД легко вписывался в фюзеляж истребителя. К тому же, в отличие от винтомоторной силовой установки, тяга ЖРД практически не зависела от скорости полета. Уже в годы войны начались испытания истребителя БИ-1 с ракетным двигателем Д-1А-1100. Однако ЖРД «грешили» большим расходом топлива, что существенно ограничивало дальность и продолжительность полета, да и агрессивные компоненты, из которых состояло топливо, представляли собой большую опасность, прежде всего для самого самолета.