История развития реактивного двигаетля

“Ла-7” и “Ла-9”  были снабжены реактивными ускорителями. 

Работа над одним  из первых советских реактивных самолетов  началась еще в 1943-1944 годах. Эта боевая машина создавалась конструкторским  коллективом, возглавляемым генералом  инженерно-авиационной службы Артемом

Ивановичем Микояном. То был истребитель “И-250” с  комбинированной силовой установкой, которая состояла из поршневого авиадвигателя  жидкостного охлаждения типа “ВК-107 А” с воздушным винтом и ВРД, компрессор которого получал вращение от поршневого мотора. Воздух поступал в воздухозаборник под валом винта, проходил по каналу под кабиной летчика и поступал в компрессор ВРД. За компрессором были установлены форсунки для подачи топлива и запальная аппаратура. Реактивная струя выходила через сопло в хвостовой части фюзеляжа. Свой первый полет “И-250” совершил еще в марте

1945 года. Во время  летных испытаний была достигнута  скорость, значительно превышающая  800 километров в час. 

Вскоре этот же коллектив  конструкторов создал реактивный истребитель

“МИГ-9”. На нем устанавливались  два ТРД типа “РД-20”. Каждый двигатель  развивал тягу до 8800 ньютонов при 9,8 тысячах  оборотов в минуту. Двигатель типа “РД-20” с осевым компрессором и  регулируемым соплом имел кольцевую  камеру сгорания с шестнадцатью горелками  вокруг форсунок для впрыска топлива. 24 апреля 1946 года летчик-испытатель А.Н.Гринчик совершил на самолете “МИГ-9” первый полет. Как и самолет “БИ”, эта машина мало отличалась по своей конструктивной схеме от поршневых самолетов. И все же замена поршневого мотора реактивным двигателем повысила скорость примерно на 250 километров в час. Максимальная скорость “МИГ-9” превышала 900 километров в час. В конце 1946 года эта машина была запущена в серийное производство. 

В апреле 1946 года был  совершен первый полет на реактивном истребителе конструкции А.С.Яковлева. Для облегчения перехода к производству этих самолетов с ТРД был использован  серийный винтовой истребитель “Як-3”, у которого передняя часть фюзеляжа и средняя часть крыла были переделаны под установку реактивного двигателя. Этот истребитель применялся как реактивный тренировочный самолет наших ВВС. 

В 1947-1948 годах прошел летные испытания советский реактивный истребитель конструкции А.С.Яковлева “Як-23” (рис.14), который обладал более  высокой скоростью. 

Это было достигнуто благодаря установке на нем турбореактивного двигателя типа “РД-500”, который  раз-вивал тягу до 16 кило-ньютонов при

14,6 тысячах оборотов  в минуту. “Як-23” представлял собой одномест-ный цельнометаллический мо-ноплан со среднерасположен-ным крылом. 

При создании и испытании  первых реактивных самолетов наши конструкторы столкнулись с новыми проблемами. Оказалось, что одного увеличения тяги двигателя еще недостаточно для  осуществления полета со скоростью, близкой к скорости распространения  звука. Исследования сжимаемости воздуха  и условий возникновения скачков  уплотнения проводились советскими учеными начиная с

30-х годов. Особенно  большой размах они приобрели  в 1942-1946 годах после летных  испытаний реактивного истребителя  “БИ” и других наших реактивных  машин. В результате этих исследований  уже к 1946 году был поставлен  вопрос о коренном изменении аэродинамической схемы высокоскоростных реактивных самолетов. Встала задача создания реактивных самолетов со стреловидным крылом и оперением. Наряду с этим возникли и смежные задачи – потребовалась новая механизация крыла, иная система управления и т.д. 

Настойчивая творческая работа научно-исследова-тельских, конструкторских и производственных коллективов увенчалась успехом: новые отечественные реактивные самолеты ни в чем не уступали мировой авиационной технике того периода. Среди скоростных реактивных машин, созданных в СССР в

1946-1947 годах, выделяется своими высокими летно-тактическими и эксплуатационными характеристиками реактивный истребитель конструкции

А.И.Микояна и М.И.Гуревича “МИГ-15” (рис.15), со стреловидным крылом и оперением. Применение стреловидного  крыла и оперения повысило скорость горизонтального полета без существенных изменений его устойчивости и  управляемости. Увеличению скорости самолета во многом способствовало также повышение  его энерговооруженности: на нем  был установлен новый ТРД с  центробежным компрессором “РД-45”  с тягой около 19,5 килоньютонов при 12 тысячах оборотов в минуту. Горизонтальная и вертикальная скорости этой машины превосходили все достигнутое ранее на реактивных самолетах. 

В испытаниях и доводке  самолета принимали участие летчики-испытатели Герои 

Советского Союза  И.Т.Иващен-ко и 

С.Н.Анохин. Самолет  имел хорошие летно- тактичес-кие данные и был прост в эксплуатации. За исключи-тельную выносливость, прос-тоту в техническом обслу-живании и легкость в управ-лении он получил прозвище “самолет-солдат”. 

Конструкторское бюро, работающее под руководством С.А.Лавочкина, одновременно с выпуском “МИГ-15”  создало новый реактивный истребитель  “Ла-

15”. Он имел  стреловидное крыло, расположенное  над фюзеляжем. На нем было  мощное бортовое вооружение. Из  всех существовавших тогда истребителей  со стреловидным крылом “Ла-15”  имел наименьший полетный вес.  Благодаря этому самолет “Ла-15”  с двигателем “РД-500”, имевшим  меньшую тягу, чем двигатель

“РД-45”, установленный  на “МИГ-15”, обладал примерно такими же летно- тактическими данными, как и “МИГ-15”. 

Стреловидность и  специальный профиль крыльев  и оперения реактивных самолетов  резко уменьшили сопротивление  воздуха при полетах со скоростью  распространения звука. Теперь на волновом кризисе сопротивление возрастало уже не в 8-12 раз, а всего в 2-3 раза. Это подтвердили и первые сверхзвуковые  полеты советских реактивных самолетов. 

Часть 4. Применение реактивной техники в гражданской  авиации. 

Вскоре реактивные двигатели стали устанавливаться  и на самолетах гражданской авиации. 

В 1955 году за рубежом  начал эксплуатироваться многоместный пассажирский реактивный самолет “Комета-1”. Эта пассажирская машина с четырьмя ТРД обладала скоростью около 800 километров в час на высоте 12 километров. Самолет мог перевозить 48 пассажиров. 

Дальность полета сос-тавляла около 4 тысяч кило-метров. Вес с пассажирами и полным запасом горючего составлял 48 тонн. Размах крыльев, имеющих небольшую стреловидность и относи-тельно тонкий профиль, - 35 метров. Площадь крыльев – 187 квадратных метров, длина самолета – 28 метров. Однако после крупной аварии этого самолета в Средизем-ном море его эксплуатация была прекращена. Вскоре стал использоваться конст-руктивный вариант этого самолета – “Комета-3” (рис.16). 

Представляют интерес  данные об американском пассажирском самолете с четырьмя турбовинтовыми двигателями Локхид “Электра”, расчитанном на 69 человек (включая экипаж из двух пилотов и бортинженера). Число пассажирских мест могло быть доведено до 91. Кабина герметизирована, входная дверь двойная. Крейсерская скорость этой машины – 660 километров в час. Вес пустого самолета – 24,5 тонн, полетный вес – 50 тонн, в том числе 12,8 тонн горючего для рейса и 3,2 тонны запасного горючего. Заправка и обслуживание самолета на промежуточных аэродромах занимали 12 минут. Выпуск самолета был начат в 1957 году. 

Американская фирма  “Боинг” с 1954 года проводила испытания  самолета

“Боинг-707” с четырьмя ТРД. Скорость самолета – 800 километров в час, высота полета – 12 километров, дальность – 4800 километров. Этот самолет  был предназначен для использования  в военной авиации в качестве “воздушного танкера” – для  заправки боевых самолетов горючим  в воздухе, но мог быть переоборудованным  и для применения в гражданской  транспортной авиации. В последнем  случае на машине могло быть установлено 100 пассажирских мест. 

В 1959 году началась эксплуатация французского пассажирского самолета

“Каравелла”. У самолета был круглый фюзеляж диаметром 3,2 метра, в котором был оборудован герметизированный отсек длиной 25,4 метра. В этом отсеке размещалась  пассажирская кабина на 70 мест. Самолет  имел стреловидное крыло, скошенное  назад под углом 20 градусов. Взлетный вес самолета – 40 тонн. Силовая установка  состояла из двух ТРД с тягой по 40 килоньютонов каждый. Скорость самолета была около 800 километров в час. 

В СССР уже в 1954 году на одной из воздушных авиалиний  доставка срочных грузов и почты  производилась скоростными реактивными  самолетами “Ил-

20”(рис.17). 

С весны 1955 года реактивные почтово-грузовые самолеты “Ил-20”  начали курсировать на воздушной  трассе Москва-Новосибирск. На борту  самолетов – матрицы столичных  газет. Благодаря использованию  этих самолетов жители Ново- сибирска получали московс-кие газеты в один день с москвичами. 

На авиационном  празднике 3 июля 1955 года на Тушинском  аэродроме под

Москвой впервые  был показан новый реактивный пассажирский самолет конструкции  А.Н.Туполева “ТУ-104”(рис.18). 

Этот самолет с  двумя ТРД тягой по 80 килоньютонов каждый имел отличные аэродинамические формы. Он мог перевозить 50 пассажиров, а в туристическом варианте – 70. Высота полета превышала 10 километров, полетный вес – 70 тонн. Самолет имел прекрасную звуко- и теплоизоляцию. Машина была герметична, воздух в салон отбирался от компрессоров ТРД. В случае отказа одного ТРД самолет мог продолжать полет на другом. Дальность беспосадочного перелета составляла 3000-3200 километров. Скорость полета могла достигать

1000 километров в  час. 

15 сентября 1956 года  самолет Ту-104 совершил первый  регулярный рейс с пассажирами  по трассе Москва-Иркутск. Через  7 часов 10 минут летного времени,  преодолев с посадкой в Омске  4570 километров, самолет приземлился  в Иркутске. Время в пути по  сравнению с полетом на поршневых  самолетах сократилось почти  втрое. 13 февраля 1958 года самолет  Ту-104 стартовал в первый (технический)  рейс по авиалинии Москва-Владивосток  - одной из самых протяженных  в нашей стране. 

“ТУ-104” получил  высокую оценку и в нашей стране и за рубежом.

Иностранные специалисты, выступив в печати, заявили, что начав  регулярную перевозку пассажиров на реактивных самолетах “ТУ-104”, Советский  Союз на два года опередил США, Англию и другие западные страны по массовой эксплуатации пассажирских турбореактивных самолетов : американский реактивный самолет «Боинг-707» и английская «Комета-IV» вышли на воздушные линии только в конце 1958 года, а французский «Каравелла» - в 1959 году. 

В гражданской авиации  также использовались самолеты с  турбовинтовыми двигателями (ТВД). Эта  силовая установка по устройству похожа на ТРД, но в ней на одном  валу с турбиной и компрессором с  передней стороны двигателя установлен воздушный винт. Турбина здесь  устроена таким образом, что раскаленные  газы, поступающие из камер сгорания в турбину, отдают ей большую часть  своей энергии. Компрессор потребляет мощность значительно меньше той, которую  развивает газовая турбина, а  избыточная мощность турбины передается на вал винта. 

ТВД – промежуточный  тип авиационной силовой установки. Хотя газы, выходящие из турбины, и  выпускаются через сопло и их реакция порождает некоторую тягу, основная тяга создается работающим винтом, как у обычного винтомоторного самолета. 

ТВД не получил распространения  в боевой авиации, так как он не может обеспечить такую скорость движения, как чисто реактивные двигатели. Также он непригоден на экспрессных  линиях гражданской авиации, где  решающим фактором является скорость, а вопросы экономичности и  стоимости полета отходят на второй план. Но турбовинтовые самолеты целесообразно  использовать на трассах различной  протяженности, рейсы по которым  совершаются со скоростями порядка 600-800 километров в час. При этом нужно  учитывать, что, как показал опыт, перевозка на них пассажиров на расстояние

1000 километров обходится  на 30% дешевле, чем на винтовых  самолетах с поршневыми авиадвигателями. 

В 1956-1960 годах в СССР появилось много новых самолетов с ТВД. Среди них “ТУ-114”(220 пассажиров), “Ан-10”(100 пассажиров), “Ан-24”(48 пассажиров), “Ил-18”(89 пассажиров). 

Часть 5.Заключение. 

Изобретение реактивного  авиационного двигателя предопределило резкий скачок в развитии авиации. Новые  самолеты с реактивными силовыми установками были значительно быстрее  и мощнее свих аналогов, оснащенных поршневыми авиамоторами.