Крылья Родины

Вопросами реактивного движения с особенной страстностью занимался здесь Ф. А. Цандер — человек совершенно необычайной целеустремленности, скромный, застенчивый и тихий в жизни, но исполненный внутренне грандиознейших замыслов и непреклонной веры в их осуществление.

Подобно Циолковскому, он мечтал о межпланетных сообщениях, давал своим детям имена планет и, увлеченный своими расчетами, заставляя вздрагивать углубленных в свои занятия сотрудников лаборатории, часто восклицал, высоко подняв голову:

— О Марс, о Юпитер! Я увижу вас…

Он рано умер от туберкулеза легких, не успев высказать всех своих идей и не дожив до появления реактивных самолетов, но и сделанные им предложения показывают, каким оригинальным и изобретательным умом обладал этот скромный, болезненно тихий человек.

Цандер начал заниматься реактивным движением еще до революции. После целого ряда работ по вычислению скорости истечения газов и по изучению сверхвысотного самолета с обычной винто-моторной группой он предложил в 1917 году присоединить к этому самолету ракеты для полетов на больших высотах.

В 1923 году Цандер разрабатывает идею применения металла в качестве топлива в жидкостных реактивных двигателях с использованием для той же цели и отдельных частей конструкции летательного аппарата, с тем чтобы таким образом увеличить запас топлива. По его проекту, такой аппарат должен был постепенно втягивать крылья в камеру сгорания во время полета, расплавляя втянутые части и используя их далее в качестве топлива. К концу полета, таким образом, аппарат превращался в самолет с маленькими крыльями, необходимыми только для спуска и посадки. Проведенные Цандером позднее опыты подтвердили возможность сжигания в воздухе сплавов, содержащих магний и алюминий.

Из других предложений Цандера интересны крылатые ракеты для полетов в высшие слои земной атмосферы. В низших слоях атмосферы он рекомендовал пользоваться реактивными двигателями, приспособленными для полетов в воздухе.

Незадолго до смерти им была разработана схема реактивного двигателя весьма оригинальной конструкции.

Но самой интересной из работ, выполненных в винто-моторной лаборатории ЦАГИ, остается работа самого Стечкина «О теории воздушно-реактивного двигателя», опубликованная им в 1929 году.

Реактивное движение теперь уже вышло из своего младенческого возраста. Но двадцать лет назад надо было обладать большой смелостью и предвиденьем, чтобы ввести вопросы реактивных двигателей в научное хозяйство исследовательского института.

Стечкин имел замыслы более скромные, чем полет на Луну, но и более близкие к осуществлению. Поэтому он занялся не ракетным двигателем, а воздушно-реактивным, столь простым и легким, что у техников он получил название «свистульки». Схематически воздушно-реактивный двигатель представляет собой сосуд с более узким горлом спереди и более широким — сзади. При быстром движении летательного аппарата с таким двигателем воздух входит в узкое горло сосуда, затем несколько уплотняется в расширяющемся сосуде и поступает в камеру сгорания. Газообразные продукты сгорания выходят из широкого горла со значительно большей скоростью, чем имеет воздух, поступающий в двигатель. Разность между скоростями поступления и выхода и сообщает всему аппарату движущую силу.

Ракета пленяет «звездоплавателей» тем, что она может лететь и в безвоздушном пространстве, так как не нуждается в кислороде для сгорания топлива. Кислород входит в состав горючего, как это имеет место при начинке ракеты порохом, или же запасается в жидком виде, как это проектировал Циолковский. В безвоздушном пространстве, конечно, только и можно летать на ракете, скорость которой будет при этом очень большой, так как тут нет сопротивления воздуха.

Но если мы собираемся летать в пределах земной атмосферы, то, разумеется, выгоднее не таскать с собой в баллонах жидкий воздух, а брать его прямо из атмосферы.

Как средство межпланетных сообщений, ракетные двигатели представляют для нас главным образом теоретический интерес. Ведь для преодоления земного притяжения ракета должна развить скорость до 40 тысяч километров в час. Существующие же виды горючего и материалов не дают возможности достигнуть таких скоростей. Это не значит, конечно, что и в будущем полеты на Луну будут совершаться только в фантастических романах. Ряд очень серьезных авторов считает полет на Луну с помощью ракетного двигателя вполне осуществимым.

Практическому использованию ракетных двигателей мешает их ужасающая неэкономичность — непомерный расход горючего. Но ракетные установки все-таки находят себе применение в виде приспособлений для облегчения взлета перегруженных самолетов или для быстрого набора высоты. Такие ракетные установки состоят из нескольких ракет, прикрепленных к фюзеляжу. После использования пустые гильзы ракет и вся установка автоматически отрываются от самолета и спускаются на парашюте.

Такие вспомогательные ракетные установки оказываются очень удобными и полезными, когда самолету приходится подниматься с неприспособленных площадок недостаточного размера. Применяя пусковые ракеты, удается вдвое уменьшить разбег истребителя для взлета, что резко увеличивает пропускную способность палубы авианосца.

Практический интерес и широчайшее развитие получили в наше время, как известно, не ракетные, а воздушно-реактивные двигатели.

Вот такому-то воздушно-реактивному двигателю Борис Сергеевич Стечкин и дал теоретическое обоснование, поставив вопрос на научную почву и приблизив реактивный самолет к практическому осуществлению.

В течение последующего десятилетия вопросами реактивного движения у нас занимались мало, и это понятно: воздушно-реактивный двигатель становится выгодным лишь при очень большой скорости полета, приближающейся к звуковой. Но авиации в те времена такие скорости были еще не по силам, и в области реактивного движения продолжал работать только Циолковский.

Одна из работ этого страстного мечтателя все же имела очень интересное практическое приложение. В 1932 году Циолковский опубликовал свое сочинение: «Стратоплан полуреактивный», посвященное приблизительным расчетам некоторых деталей своеобразного самолета, который «движется одновременно силою тяги воздушного винта и отдачей продуктов горения».

В. И. Поликовскому, с его иным строем мысли, прежде всего бросилось в глаза, когда он начал работать в авиации, что при все возрастающих скоростях выхлопные трубы начинают действовать как реактивные двигатели.

Углубившись в физическую сущность явления, он дал его теорию и показал, что, используя выхлопные трубы по предложенному им методу, можно повышать мощность мотора на пятнадцать процентов, что и подтвердилось практикой самолетостроения.

Осуществление воздушно-реактивного двигателя совершенно нового типа возможно, конечно, только на основе глубокого и правильного понимания природы явления.

Но характерно для широты нашей научной и инженерно-технической мысли, что вопросами реактивного движения мы начали заниматься так давно.

Конечно, применяемые теперь в авиации воздушно-реактивные двигатели уже не представляют собой примитивную «свистульку», но принцип их действия тот же.

В чем же заключаются преимущества воздушно-реактивного двигателя перед обычным авиационным мотором?

На первых аэропланах ставились двигатели внутреннего сгорания мощностью 25–40 лошадиных сил. С тех пор поршневые двигатели непрерывно совершенствовались, повышая свою мощность. Есть авиационные моторы в 2000 лошадиных сил и выше.

Рост мощности сопровождается увеличением веса двигателя. Авиационный мотор оброс множеством вспомогательных механизмов и представляет собой сейчас одну из самых сложных машин.

Схема действия турбо-компрессорного воздушно-реактивного двигателя.

Для увеличения скорости полета необходимо повысить тягу двигателя, не допуская при этом роста его размеров и веса, ибо утяжеление самолета сведет на нет прирост мощности.