Достичь небес
Шрифт:
Во многих книгах можно найти упоминания о том, что конструкция Comet содержала фатальный недостаток; на самом деле это не так. Говорят, что квадратная форма иллюминаторов не подходит для того, чтобы выдерживать перепад давления на высоте 11 000 м. На самом деле с конструкцией окон все было в порядке. А произошло следующее: по технологии сборки оконные рамы предполагалось сажать на клей и герметизировать при помощи патентованного британского метода под названием «редакс». Один из старших инженеров, опасаясь, что одного «редакс» будет недостаточно для полной герметизации объекта такой сложной формы, распорядился закрепить рамы еще и заклепками — просто на всякий случай. При этом даже самая крошечная трещинка, образовавшаяся возле неровно вставшей заклепки, из-за усталости металла вызывала разрыв обшивки салона: за этим в течение нескольких секунд следовали взрывная декомпрессия и катастрофическое разрушение корпуса.
Если бы эта ошибка проявилась раньше, ее вполне можно было исправить. Если бы она проявилась рано, ее даже не сочли бы ошибкой: всего лишь очередная тупиковая ветка на длинном пути разработки и конструирования нового самолета. Но ни одно испытание, даже самое тщательное, не может предвидеть будущего. Самолеты De Havilland проходили самые жесткие испытания среди всех гражданских самолетов того времени — и ни малейшего намека на проблемы не возникло.
De Havilland не сдался без боя. Иллюминаторы были переделаны, и появился самолет Comet 2. А в 1958 г. фирма представила публике самолет Comet 4, великолепный реактивный пассажирский лайнер, который первым стал обслуживать британские трансатлантические линии. Но пока машины De Havilland прохлаждались на земле, американские компании Boeing и Douglas извлекали из несчастий британских коллег ценные уроки.
Независимо друг от друга эти две компании, яростно соперничавшие между собой, создали новое поколение авиалайнеров. DC-8 компании Douglas был быстрее и дешевле в обслуживании, чем Comet 4. Из-за безвременной кончины Comet Британия сильно отстала в авиаконструкторском деле. Оставался лишь один лучик надежды. Специалисты Королевского авиационного центра RAE (Royal Aircraft Establishment), работавшие над стратегическим бомбардировщиком Avro Vulcan и изучившие германский опыт создания высокоскоростных самолетов, теперь знали о конструировании сверхзвукового крыла больше, чем кто бы то ни было. Используя это знание, они могли еще обогнать Boeing и Douglas и создать первый в мире сверхзвуковой пассажирский самолет!
Звук распространяется в воздухе со скоростью около 330 м/с. Можно подумать, что полет на такой скорости — вещь сложная и труднодостижимая, но на самом деле разогнаться до скорости звука не так уж трудно: достаточно направить нос самолета в землю.
За время Второй мировой войны в мире появились по-настоящему юркие и маневренные военные самолеты. Одним из них был Mitsubishi Zero — поразительно маневренный истребитель, к тому же очень быстрый. Но в этом заключалась и проблема: на Zero стоило нырнуть вниз, уходя от опасности, и вывести машину из пике было чертовски трудно. Чем быстрее падал самолет, тем сильнее сгущался воздух перед ним. (Представьте капли дождя, падающие на ветровое стекло вашего автомобиля; стоит замедлиться, и дождь будто по волшебству ослабевает; стоит ускориться, и дворники перестают справляться с потоками воды.) Пользуясь земным тяготением, Zero мог бы без проблем разогнаться до скорости звука и даже превысить ее; но управляющие поверхности этого самолета были недостаточно прочными, чтобы выдержать давление уплотнившегося набегающего потока. Постепенно самолеты Zero начали обретать вполне определенную репутацию — даже не из-за частых падений, а из-за того, с какой силой они обрушивались на землю.
Звук — это колебания воздуха. Воздух может переносить информацию со скоростью примерно 330 м/с, и не быстрее. Войдите в воздух на более высокой скорости, и он не успевает расступиться перед вами. Он взрывается. Многие знакомые всем объекты способны в определенных обстоятельствах двигаться быстрее звука: это и передняя кромка флага, и кончик пастушеского бича (громкий щелчок бича слышен, когда его кончик преодолевает звуковой барьер), и край полотенца, которым вы пытаетесь кого-то хлестнуть, — а иногда и кончики лопастей винта. Если лопасти у винта достаточно длинные, а винт вращается достаточно быстро, кончики лопастей преодолевают скорость звука. Когда это происходит, воздух, который в обычных обстоятельствах загонялся бы назад и обеспечивал поступательное движение винта, начинает непрерывно взрываться и образует стоячую волну — ударную волну, собственно — и вследствие этого турбулентную зону непосредственно перед винтом. Это не так страшно, как кажется: вы все еще будете держаться в воздухе без особенных проблем. Но вот быстрее лететь уже не получится, а потребление топлива заметно вырастет.
Именно из-за различных технических
Полет со сверхзвуковой скоростью действительно отличается от дозвукового полета в некоторых довольно любопытных отношениях. Так, на сверхзвуковой скорости самолет нагревается: температура некоторых деталей экспериментального космического самолета Х-15 ВВС США достигала 650 °C. Причина в том, что воздух не успевает расступаться перед носом самолета; вместо этого он скапливается и образует своеобразную подушку. Полет сквозь этот уплотненный воздух — все равно что полет сквозь густое желе. Нил Армстронг убедился в этом на собственной шкуре 20 апреля 1962 г. в полете над авиабазой Эдвардс в Калифорнии. На своем Х-15 Армстронг поднялся на высоту 63 км (максимальная высота, на которой ему довелось побывать до Gemini 8, и почти две трети высоты, на которую поднялся SpaceShipOne Берта Рутана). Однако во время спуска пилот задрал нос самолета чуть-чуть выше, чем следовало, и… срикошетил от атмосферы! Оказавшись на тридцать километров выше, чем нужно, и имея в этот момент скорость втрое выше скорости звука, Армстронг должен был перелететь посадочную полосу авиабазы на шестьдесят восемькилометров.
Если внимательно оглядеть любое водное пространство заметных размеров, рано или поздно вы заметите птицу, несущуюся над самой водой. Эта птица будет лететь очень быстро, потому что она использует одну авиационную возможность, которую мы, люди, только начинаем исследовать.
Кончики крыльев и птицы, и самолета порождают в воздухе заметную турбулентность. Однако если лететь очень низко над поверхностью земли, воздух, вымещаемый крыльями, не может свободно закручиваться и распределяться: мешает земля. Вместо турбулентности под крылом возникнет подушка уплотненного воздуха, по которой птица или самолет способна скользить. Результат — невероятно быстрый и эффективный с точки зрения энергии полет, если, конечно, вы не против лететь всего в паре метров над землей.
Во время холодной войны на спутниковых снимках Каспийского моря был обнаружен вызывающий тревогу объект: он был огромен, быстр и не имел, казалось, никакого смысла. С виду он был похож на старинный самолет: гигантский фюзеляж и куцые обрубленные крылья. Было понятно, что это не судно и не самолет, — но что это? Западное разведывательное сообщество окрестило загадочный объект «Каспийским монстром».
Это чудовище — экраноплан — изобрел советский инженер-новатор Ростислав Алексеев. И, в противоположность тому, что десятилетиями говорила западная пропаганда, эта история может служить примером огромного технического успеха советских военных. Экранопланы не один год летали над Каспийским морем на глазах у ошеломленной НАТО, перевозя военные грузы с одного берега моря на другой гораздо быстрее и дешевле, чем это под силу любому другому самолету. Морским чудовищем, заинтриговавшим все западное разведсообщество, был КМ — величайшее достижение советского экранопланного проекта. Самолет длиной почти 100 м и массой в груженом состоянии 531 т мог летать в нескольких метрах над поверхностью воды со скоростью около 400 км/ч.
Забавная диковинка холодной войны? Да, конечно: после распада Советского Союза работа над экранопланом прекратилась на много лет. Но хорошие идеи живут долго, и уже сегодня на чертежах американских и российских компаний рождаются проекты новых, еще более величественных экранопланов.
Boeing разрабатывает Pelican — турбовинтовой военно-транспортный самолет с размахом крыльев 150 м. Предполагается, что он сможет перевозить 1300 т. груза на расстояние 10 000 морских миль — на высоте шести метров над водой. Одновременно в России авиаконструкторское бюро Бериева планирует построить самый крупный самолет в мире. Проект Бе-2500 «Нептун» — это концепция сверхтяжелого грузового самолета-амфибии. Максимальный взлетный вес этого монстра будет 2750 т. Он будет функционировать и как обычный высотный реактивный самолет, и как экраноплан: обслуживая трансконтинентальные маршруты, взлетая из акватории обычного морского порта и не требуя специальной инфраструктуры.