Юный техник, 2000 № 07
Шрифт:
Рекорды бывают разными — по скорости, высоте… Тут мы имеем немалые достижения. Но по странному стечению обстоятельств после войны мало занимались рекордными полетами на дальность. А ведь в 30-е годы наша страна шла впереди и в этой области.
18 — 20 июня 1936 года В.Л.Чкалов, Г.Ф.Байдуков и А.В.Беляков на самолете АНТ-25 выполнили перелет из Москвы в Портленд (США), покрыв расстояние в 10 000 км за 63
К тому времени самолет был значительно улучшен. Дальность полета составила уже 11 500 км. Но в баках еще оставался запас топлива на 1500 км. И если бы была дипломатическая договоренность, можно было бы пересечь всю территорию США, совершив посадку в Мексике!
На этом общеизвестная часть истории нашего сверхдальнего самолета заканчивается. Все эти рекорды были поставлены самолетами с бензиновыми моторами. Но известный историк нашей авиации В.Б.Шавров в своей книге сообщает, что в 1936 году уже появился самолет РДД-РД с дизельным двигателем АН-1 конструкции А.Д.Чаромского. В мае 1936 года летчик-испытатель Михаил Васильевич Сильвачев провел программу его испытаний. Было выяснено, что самолет может совершить перелет без посадки и дозаправки на 25 000 км! Это позволяло облететь земной шар по параллели Москвы.
К полету начал готовиться экипаж М.М. Громова. Старт был назначен на 20 июля 1941 года, а 22 июня началась война…
Замечательное достижение наших авиаконструкторов стало возможным благодаря авиадизелю АН-1. Этот двигатель развивал 1500 лошадиных сил, весил 1290 кг, расходовал 145 г топлива на лошадиную силу в час — примерно в два раза меньше, чем бензиновый мотор. Это был самый экономичный авиадвигатель в мире. И подчеркнем особо: таковым он остается и по сей день, шестьдесят лет спустя!
При равных мощностях дизель тяжелее бензинового мотора. Но через 3–4 часа полета за счет своей экономичности он сводил этот весовой недостаток к нулю. И для самолетов, совершающих длительные полеты, дизель был вне конкуренции.
Но мы упустили свой шанс до войны, а после никто в верхах об этом даже не вспомнил. И мы вновь его упустили недавно, позволив американцам без борьбы облететь земной шар по экватору на самолете «Вояджер».
Однако борьба все же была. Идея беспосадочного (без дозаправки в воздухе) кругосветного перепета продолжает жить. После 35-летнего перерыва к ней вернулась по собственной инициативе небольшая группа специалистов МАИ, возглавляемая старшим научным сотрудником Е.П. Голубковым. Это была группа энтузиастов, поставившая задачу создать самолет с дальностью полета 40 000 км. Их работа по проектированию рекордного самолета стала логическим продолжением проводившихся в институте исследований по повышению экономичности авиатранспорта за счет применения новых двигателей и снижения скоростей полета.
К июлю 1977 года был прорисован общий вид одного из вариантов рекордного самолета. В дальнейшем работа шла в трех направлениях: над легким рекордным самолетом (шифр «40 000») с авиадизелем Д-11 конструкции Т.М.Мелькумова; над тяжелым рекордным самолетом (шифр «40 000-2») с авиадизелем АЧ-30Б конструкции А.Д.Чаромского; над самолетом с ядерным двигателем (шифр «40 000-3»).
АНТ-25
Одним из первых был изучен вариант самолета с ядерным двигателем на основе энергоустановки, разработанной Институтом атомной энергии им. И.В.Курчатова. Ядерная установка надежно обеспечивала рекордный полет. Однако проблему радиационной безопасности в полной мере решить не удалось. В связи с этим исследовательские работы по ядерному варианту были прекращены, возможно, оставлены на будущее. Этот весьма интересный проект заслуживает особого рассказа.
К тому времени значительно дальше продвинулся вариант тяжелого рекордного самолета «40 000-2».
Однако и от него пришлось отказаться по чисто экономическим соображениям. Постройка и испытания огромной машины с размахом крыльев 78,8 м и стартовым весом 27,3 т обошлись бы слишком дорого.
Между тем с 1982 года преподаватель кафедры «Конструкции самолетов» А.А. Бадягин, не привязываясь к какой-либо конкретной силовой установке, давал задания студентам на курсовое и дипломное проектирование «кругосветных самолетов» с гипотетическими турбореактивными и дизельными двигателями. Так нарабатывался материал по проекту самолета «Бумеранг». Здесь было много интересного. Но, поскольку проект не был привязан к конкретным двигателям, реализация его не представлялась возможной.
В итоге остановились на варианте легкого рекордного самолета «40 000» с авиадизелем Д-11 мощностью 140 л.с. конструкции профессора Т. М.Мелькумова. У этого двигателя расход топлива не превышал 157 г на лошадиную силу в час. Он был вне конкуренции.
У близких по мощности бензиновых моторов М-11 расход составляет 240 г/л.с.ч., а у авиационных газовых турбин той же мощности превышал 450 г/л.с.ч. Сам самолет представлял собой «бесхвостку» с размахом крыла 24,5 м и стартовым весом 2970 кг. Его сухой вес составлял 950 кг, с топливом — 2770. Максимальная скорость — 248 км/ч, крейсерская — 165 км/ч.
На примере этого самолета и рассмотрим основные принципы проектирования сверхдальних машин, применявшиеся группой Е.П. Голубкова.
В момент старта двигатель самолета работает на полную мощность. Однако многих, быть может, удивит, что после отрыва от земли она уже не нужна. Самолет переходит в крейсерский режим полета. Здесь уже достаточно 70 л.с. А дальше и вовсе потребная мощность снижается примерно по 10 л.с. на каждые 400 кг сгоревшего топлива. Когда самолет пойдет на посадку, имея в баках так называемый «навигационный» запас топлива (91 кг), для полета будет достаточно всего 15 л.с.
Есть много двигателей, имеющих очень низкий расход топлива в узком диапазоне мощностей. Но при снижении мощности в 5 — 10 раз расход у них резко возрастает. Такие двигатели для дальних полетов не пригодны. Дизель же Т.М. Мелькумова при мощности 15 л.с. расходует всего 200 г топлива на л.с.ч. — меньше, чем у многих автомобильных дизелей. Только на взлете он возрастает до 165 г на л.с.ч. Но в этом режиме работает лишь несколько минут.
Силовая установка, заметим, — это не только двигатель (хотя он и очень важен), но и винт, и многое другое, что обеспечивает полноценную работу. Для полета с крейсерской скоростью 165 км/ч требовался тихоходный винт большого диаметра.