Величайшие рукотворные чудеса
Шрифт:
Консультация со специалистами ЦИАМа – Центрального института авиационного моторостроения – позволила точно установить: ничего принципиально нового за прошедшие годы так и не придумали. Если не считать, конечно, системы активного шумоподавления. Но и она еще не вышла за пределы лаборатории. Ни у них, ни у нас…
Если все осталось по-прежнему, значит, шум авиационных реактивных двигателей уменьшают прежде всего за счет их многоконтурности. Вместо одного компрессора – самого шумного агрегата – в турбореактивном двигателе теперь ставят несколько. Причем режимы их работы подбирают так, чтобы шумы от механизмов в какой-то мере компенсировали, а не усиливали друг
Суть работы активной системы шумоподавления, так сказать, в чистом виде, можно объяснить следующим образом. На выходе работающего и соответственно шумящего агрегата ставят микрофон. Записанные им шумы подвергают специальной обработке. Весь спектр разлагается на синусоидальные составляющие, каждая из которых затем сдвигается с таким расчетом, чтобы при наложении на составляющие исходного шума «горб» каждой налагаемой кривой оказывался на месте «провала» исходной. Согласно законам физики, при этом должна происходить интерференция акустических волн и их взаимное погашение.
Так гласит теория. Однако на практике достаточно чуть не угадать с наложением – и шумы, вместо того, чтобы погасить друг друга, лишь усилят общую какофонию. До сих пор никому не удалось разработать столь точно и быстро действующие анализаторы, которые были бы способны производить точное наложение синусоидальных составляющих друг на друга. Так что даже частичное подавление шумов взаимным влиянием уже можно считать достижением.
В основном же авиационным конструкторам приходится пока обходиться традиционными средствами шумоглушения. Они ставят на диффузоре и сопле двигателя глушители, используют шумо– и вибропоглощающие прокладки и покрытия моторных гондол… Однако за это приходится расплачиваться суммарным уменьшением тяги. Так что, если даже предположить будто Леонарду Грину действительно удалось сконструировать глушитель, на 100 процентов снимающий шум, это всего лишь означало бы, что и тяга такого двигателя равна практически нулю! А кому он такой нужен?..
Нет, разгадку «фокуса» надо, наверное, искать в другом месте. Грин ведь аэродинамик. В МАИ, на кафедре аэродинамики летательных аппаратов, к сообщению отнеслись с интересом, но без особого удивления. Оказывается, для специалистов-аэродинамиков бесшумный авиалайнер – не новость. Теоретики давно уж показали принципиальную возможность его существования. Для этого надо всего лишь «сгладить скачок уплотнения», не дать ему оторваться от корпуса самолета. Физическая картина, в описании которой, кроме одного из основоположников российской и мировой аэродинамики, приняли участие видные наши ученые – Чаплыгин, Христианович, Дойцянский, Стру-минский и другие, – в конце концов вырисовалась такая.
Всякое быстро летящее тело испускает звук. Свистят пули и снаряды, свистит камень, выпущенный из пращи, да и лоза при резком взмахе ею. Причина тому – акустические волны или микроскопические уплотнения воздуха, которые производит быстро движущееся тело. В своем устремлении вперед оно как бы расталкивает молекулы воздуха и те неохотно поддаются, расходясь в стороны, подобно «усам» от быстро идущей по воде лодки.
Всякое акустическое уплотнение распространяется в атмосфере со скоростью звука. И пока тело летит с дозвуковой скоростью, вызываемые им возмущения воздушной среды обгоняют его, постепенно рассеиваясь в атмосфере. Но вот скорость объекта повысилась, он догнал звук. В этот момент все мелкие уплотнения сливаются воедино, в монолитный фронт – они уж не успевают убежать от источника возмущения и рассеяться. Такой фронт (стена
Всякая попытка пробить эту стену, перескочить звуковой барьер, как правило, сопровождается жутким грохотом. Ударная волна обрушивается на землю с такой силой, что при преодолении самолетом звукового барьера на низкой высоте с домов сносит крыши, а людей сшибает с ног. При дальнейшем увеличении скорости самолет обгоняет звук и может промчаться над головой подобно беззвучному привидению. Но это всего лишь значит, что гром обрушится на вас несколькими мгновениями позднее.
И все-таки ударную волну в принципе можно укротить. Для этого надо подобрать самолету такие аэродинамические формы, чтобы он протыкал звуковой барьер с такой же легкостью, с какой иголка проходит сквозь тонкую ткань.
Причем портняжная аналогия тут более глубока, чем может показаться на первый взгляд. Обратите внимание, многие сверхзвуковые самолеты имеют игольчатые носы и острые кромки оттянутых назад крыльев. Так им легче «протыкать» звуковой барьер. Но опытная швея знает: на шитье определенной ткани швейную машину нужно настраивать – иначе будет мука, а не работа. «Настроить» на определенный режим полета самолет сложнее (ведь у него, кроме крыльев, фюзеляжа, есть еще киль, воздухозаборники и множество других выступающих частей), но все-таки возможно. При этом звуковой конус становится пологим, скачок уплотнения не будет таким резким, а значит, и громким…
Однако акустика – вещь тонкая. Скажем, скрипач перед каждым выступлением вынужден заново настраивать свой инструмент, приспосабливая его, кроме всего прочего, и к характеристикам данного зала, к конкретным атмосферным условиям. А как «настроить» самолет? Изменяемая геометрия крыла, перестраиваемые воздухозаборники и регулируемые сопла – лишь часть решения проблемы… Сочетание акустики с аэродинамикой настолько капризно, что Леонард Грин мог добиться беззвучности, точнее, малошумности, лишь при каком-то, строго определенном режиме полета. И то, насколько удачно его решение, покажет не сам факт выдачи патента, а конкретная конструкторская практика.
Ну, а шум, поднятый в прессе, – всего лишь один из способов привлечения внимания к своему детищу. Леонард Грин хорошо усвоил одну из азбучных истин нашего времени – без шумихи даже бесшумный самолет не протолкнешь.
«Большая Берта»
Обычно стоит лишь заговорить в компании «технарей» о сверхбольших пушках, кто-нибудь непременно вспомнит:
– А, «Большая Берта»! Она стреляла по Парижу.
Но, как считает доктор технических наук, профессор В. Г. Маликов, в таком суждении есть как минимум две ошибки. Во-первых, по французской столице стреляла не «Большая Берта», а пушка «Колоссаль»; во-вторых, «Берта» вообще не могла выплюнуть снаряд на 100 с лишним километров.
В общем, дело было так.
…Ночь на 23 марта 1917 г. прошла без воя сирен, возвещавших об очередном воздушном налете. Однако «в 7 ч утра я услышал сильнейший, как мне показалось, разрыв бомбы, потрясший окна нашей квартиры на Кэ Бурбон, – вспоминал генерал-лейтенант А. Игнатьев, в то время – военный атташе России во Франции. – Сирены молчали, и мы еще более были удивлены, когда ровно в 7 ч 15 мин раздался такой же удар, а в 7 ч 30 мин – третий, несколько более отдаленный. В это солнечное утро Париж замер от продолжавшихся и никому не понятных сильных разрывов каких-то неведомых бомб». То были снаряды, выпущенные из сверхдальнобойных германских орудий.