Винтажная статья 1934 года, которая, думаю, заинтересует коллег.
Свершилось… 12 июля 1909 г. француз Блерио перелетел Ламанш. Весь мир восхищался мужеством Блерио. Но спустя три месяца, пилот граф де-Ламбер по всеобщему признанию печати превзошел Блерио: он совершил полет над знаменитой Эйфелевой башней. По тем временам полет де-Ламбера был исключительным событием в технике. Вот как его описывают парижские корреспонденты:
«Подвиг графа де-Ламбера
Ни один полет не вызывал во Франции такого восторга, как недавний полет графа де-Ламбера из предместья Парижа к Эйфелевой башне и обратно.
В истории завоевания воздуха машинами, более тяжелыми, чем воздух, день 18 октября 1909 г. сохранился как отодвинувший пределы невозможного. Граф де-Ламбер парил в этот день на высоте 500 м над Парижем и обогнул башню Эйфеля.
Все прежние подвиги померкли. Даже перелет через Ламанш и эволюции Вильбура Райта над Нью-Йоркским рейдом – ни один из этих авиатических подвигов не требовал такого хладнокровия, решимости, презрения к опасности.
В день полета, когда погода была благоприяной, некто Малиновский, владевший аппаратом Райта, уступил его на время графу де-Ламберу. Последний, испытав аппарат, решил летать. Описав один круг над аэродромом, граф де-Ламбер поднялся на высоту 30 м, затем 65, затем 100 и направился к северу. Через пять минут аэроплан исчез из вида присутствовавших. Общее удивление сопровождалось догадкой, что де-Ламбер намерен совершить полет над прилегающей местностью. Однако минуты шли одна за другой, четверть часа прошли – биплана не было. Публика волновалась, опасаясь, что спуск для аэроплана в каком-либо другом месте может оказаться затруднительным. Вдруг далеко в воздухе показалась точка летящего аэроплана. Она увеличивалась, биплан спускался ниже и ниже, наконец достиг аэродрома, сделал поворот, описал еще круг и спустился на землю. Раздались аплодисменты. Тысячи зрителей разразились бурей приветствий.
Знавший о полете приятель де-Ламбера еще до отлета последнего отправился на автомобиле к Эйфелевой башне. Он видел, как аэроплан в 100 м над башней обогнул ее и направился назад. Аппарат напоминал огромную птицу, парившую над металлическим остовом башни. Полет был весьма рискованным: каждую минуту могло случиться несчастье, которое сопровождалось бы головокружительным падением вниз тяжелой машины вместе со смелым ее пилотом. Но машина не падала, а летела дальше, и общей мыслью всех наблюдавших за этим полетом было: «лишь бы не сорвалось».
– На обратном пути, – говорит упомянутый друг де-Ламбера, – аэроплан достиг еще большей высоты, вероятно 600 м.
Де-Ламбер начал свою воздухоплавательную карьеру учеником у Лилиенталя, затем учился у Максима и Райта.
Полет был совершен в 50 мин.
Пройденное расстояние превышает 40 верст…».
Без улыбки нельзя теперь читать это наивное восторженное описание полета де-Ламбера на аэроплане Райт «Ариель» над Эйфелевой башней. Прошло всего 25 лет, но как далеко успела уйти вперед авиационная техника. В свое время казалось, что Блерио и де-Ламбер достигли предела, возможного для аппаратов, летающих по принципу «тяжелее воздуха». А в этом году американцы выстроили шесть цельнометаллических четырехмоторных летающих лодок С-42 для регулярной работы на трансатлантической линии. Гидросамолет С-42 берет на свой борт 37 человек (включая команду) и полторы томны груза. Дистанцию в 2 тыс. км гидросамолет проходит со средней скоростью 250 км/час. Для подъема на высоту 5 тыс. м ему достаточно 47 мин. Что же тогда говорить о советском восьмимоторном великане «Максиме Горьком», который своей величиной и грузоподъемностью намного превосходит американский гидросамолет.
На заре авиации самолеты летели со скоростью 80-100 км в час, и это казалось триумфом человеческого гения. В прошлом году итальянец Кассинелли на одноместном гидроплане «Макки Кастольди» развил скорость, достигавшую 630 км в час. Правда, это была рекордсменская машина, построенная для завоевания кубка Шнейдера. Но уже в 1934 г. появились серийного производства самолеты, которые в состоянии развивать 450–500 км в час. Среди них – советская машина Сталь-6, сконструированная инж. Бартини.
Современная авиация поражает богатством и изощренностью конструкторской выдумки, ярким разнообразием самолетов. Машины – деревянные, из дерева и стали, целиком стальные, из дюраля. Машины – амфибии, которые могут садиться на землю, воду, в снег. Машины с прозрачными ацетилцеллюлозными крыльями, делающими самолет плохо видимым на высоте 800–1000 м. Самолеты, лишенные фюзеляжа, – так называемые бесхвостки. Самолеты с убирающимися в полете шасси и вытягивающимися крыльями…
Перелетев Ламанш, Блерио, казалось, достиг вершины возможного. А сегодня Водопьянов проложил в пургу и жестокий полярный холод трассу Хабаровск – Мыс Северный протяжением свыше 5 тыс. км.
Проблему за проблемой решает современная авиационная техника. Но как ни изощряется гений человека, в авиации осталась одна задача, решить которую до конца ему никак не удается, – это повышение «потолка» самолета. На этом участке авиационная техника совершенствуется несравнимо медленней, чем на всех остальных. Например, в дальности непрерывного полета современная авиация наращивает ежегодно 1-2 тыс. км. Во Франции в 1932 г., состязаясь на продолжительные полеты по замкнутой кривой, один из самолетов сумел налетать 10600 км. А месяц назад трое советских пилотов: Громов, Филин и Спирин на самолете Р-Д (новый тип), кружась между Москвой и Харьковом, пробыли в воздухе 75 час и налетали свыше 12500 км.
«Если бы не отвратительные метеорологические условия, – говорят наши рекордсмены, – Р-Д вытянул бы еще не меньше 800–1 тыс. км».
Двигаясь такими гигантскими шагами вдоль земли, авиация поднимает потолок всего лишь сотнями метров, несмотря на исключительное напряжение конструкторской мысли. В 1933 г. французский летчик Лемуан на самолете с мощным мотором «Мистраль» прорвался в стратосферу. Он достиг 13 661 м высоты. (У полюсов граница стратосферы начинается с 9 км, у экватора – на 18 км, в центральной европейской зоне – с 12-13 км.) Француз готовился к полету необычайно тщательно, продумав до мельчайших подробностей все детали. Во имя своего рекорда Лемуан экономил на каждом грамме горючего, и когда он стремительно пошел на посадку, у него иссяк весь запас бензина. Весной этого года итальянский летчик Донати, поднявшись с аэродрома Монтегелло (близ Рима) на одноместном самолете «Капрони», достиг 14 500 м. И Донати и Лемуан продержались в стратосфере считанные секунды.
* * * * * * *
Нас могут спросить, зачем человек стремится в неизведанную стратосферу, если он может отлично летать в тропосфере – нижних слоях воздуха, обволакивающего нашу планету. Зачем он пытается пробить границу стратосферы, если это связано с огромным риском для жизни? Наконец, почему авиации так трудно завоевать новые высоты? Серьезные причины побуждают авиацию покорить стратосферу, несмотря ни на какие трудности.
В стратосфере воздух всегда сухой. Стратосфера не знает гроз и бурь – этих злейших врагов самолета. Самолету – прямая выгода летать в разреженной воздушной среде. Самолет, строго говоря,– крайне неэкономичная машина, несмотря на все совершенство. Автомобиль для своего передвижения расходует в пять раз меньше энергии, чем самолет. Теплоход в сто раз меньше. Эти цифры кажутся невероятными, но они бесспорны. Да, самолет – гордость человека, самая прожорливая из всех транспортных машин. И это противоречие легко объяснить: самолет вынужден большую часть горючего, большую часть мощности мотора расходовать не на движение вперед, а на то, чтобы поддерживать себя в воздухе.
* * * * * * *
Скорость, – вот что может вывести самолет из тупика противоречий, заложенных в самой его природе. Чем большее расстояние покроет самолет за единицу времени полета, тем выше будет его экономичность. Но быстрота передвижения в тропосфере ограничена плотностью воздуха, оказывающего самолету сопротивление. Говорят, что в Италии появился самолет, развивающий 700 км в час. Такая скорость уже близка к предельной. Еще сто километров – и стоп: выжать большую скорость не позволят ни плотность нижних слоев воздуха ни мотор. Дело в том, что скорость полета связана с мощностью мотора. Но развитие мощности карбюраторного двигателя имеет свои пределы. Наш новый мотор М-34, создание и освоение которого потребовало трех лет напряженной работы, считается вполне современным по своим качествам и по своей мощности авиадвигателем в 850 л.с.. Нам известно несколько заграничных моторов мощностью по 2-3 тыс. л.с., в частности итальянский рекорд скорости (705 км/час) был завоеван с помощью мотора мощностью 2900 л.с..
Рекордные моторы в 3-4 раза превосходят своей мощностью моторы серийные, но преимуществ особенно больших это самолету не дает. 500 км в час можно «выжать» из самолета и на стандартном моторе. Секрет – в законе аэродинамики, согласно которому для удвоения скорости полета необходимо в восемь раз повысить мощность мотора. Если, скажем, наш самолет с мотором М-34 способен развить 450 км/час, то чтобы заставить лететь хотя бы с удвоенной быстротой нужен мотор мощностью в 6800 л.с. Таких мощностей мы не имеем.
Свою жизнь авиация начала стосильными моторами. В результате упорных трудов и сложных экспериментов за 25-30 лет авиационная техника довела карбюраторный двигатель до 800-1000 л.с. Рекордный, как мы уже сказали, – 3 тыс. л.с. Большего вряд ли можно требовать от мотора. К тому же самолет близко подошел к пределу скорости полета в тропосфере и единственный выход – стратосфера. Только там, где воздух менее плотен, где самолет встретит меньшее сопротивление среды, мыслимо летать со скоростью 1200-1500 км в любую погоду, в любое время года и, поднявшись с Московского аэродрома, опуститься через 6-10 часов во Владивостоке.
И, наконец, особенно настойчиво требует решения проблемы полета в стратосфере военная авиация. Только на высоте 15-16 км самолет укрыт от зенитных орудий и пулеметов. Современные звукоулавливатели, ориентируясь на шум моторов, автоматически и почти мгновенно наводят зенитные орудия и пулеметы на прицел, а 77 снарядов из 100, выпущенных зенитным орудием, попадают в цель.
* * * * * * *
Нам нужен стратоплан… Над этой нелегкой задачей настойчиво работают решительно все страны, имеющие собственную авиационную промышленность. Во Франции фирма Фарман построила стратоплан, но он поднялся на высоту всего 8 тыс. м.
В Германии пыталась создать стратоплан фирма Юнкерс, и он показывает пока что довольно неутешительные результаты.
Советские конструктора тоже построили стратоплан. Советский стратосферный самолет изящно «зализанной» формы. Размах крыльев – 30 м. Стенки герметической кабины – двухмиллиметровой толщины. В кабине – люк, который моментально откроется, если пилотам потребуется выпрыгнуть на парашютах. Но стратоплан не имеет мотора, способного работать в разреженном воздухе.
Как известно, барометрическое давление воздуха с возрастанием высоты в арифметической прогрессии понижается в геометрической прогрессии. Давление воздуха у земли 760 мм рт. ст.; на высоте 10 км давление падает до 217 мм; на высоте 20 км – до 41 мм; на высоте 30 км оно снижается до 9 мм. Многим кажется, что стоит лишь самолету выбраться за пределы тропосферы, как он сумеет развивать невероятные скорости, звуковые и сверхзвуковые (т. е. равные скорости звука). Это предположение товарищи строят на следующем расчете: если, окажем, на высоте 30 км давление воздуха уменьшается в 85 раз, то в 85 раз и сокращается сопротивление воздушной среды самолету и едва ли не во столько же раз можно ускорить полет.
Эти рассуждения абсолютно неверны. Такие расчеты справедливы лишь для ракет и будущих ракетопланов. Известный изобретатель – математик Циолковский, утверждает, что ракета будет двигаться тем скорее, чем меньше сопротивляется воздушная среда газам, бурно выделяющимся из «хвоста» ракеты, и чем меньше лобовое сопротивление воздуха самой ракете. Но этот расчет совершенно непригоден для самолета, который заставляет передвигаться ввинчивающийся в воздух пропеллер. Давайте допустим совершенно немыслимый факт: на нашем стратоплане стоит идеальный мотор, способный нормально «дышать» и работать в стратосфере. На какой-то определенной высотной точке самолет разовьет максимальную скорость, которая затем по мере дальнейшего подъема будет непрерывно падать, пока, наконец, самолет совершенно потеряет способности подниматься. Почему? Дело в том, что сила тяги винта, коэффициент его полезного действия тем ниже, чем меньше плотность воздуха, в которой он вращается.
Всему бывает предел, и тяга винта имеет свой предел. В безвоздушном пространстве, как догадывается каждый, она равна полному нулю. Техника пытается оказать помощь винту, работающему в разреженной среде. Можно непосредственно в полете в зависимости от высоты менять шаг винта – угол его атаки. Но на самолете с винтом выше 22 км человек, несомненно, не поднимется, а стратоплан с помощью винтовой тяги вообще вряд ли будет способен на гигантские скорости 1500– 2000 км в час. Летать так быстро самолет сумеет только с реактивным двигателем.
* * * * * * *
Время не ждет: самолет настойчиво рвется из тропосферы. Что же делать, если обычный мотор не годится для работы в стратосфере? На высоте 8 тыс. м мотор теряет почти 60 проц. своей полезной мощности. На высоте 18-20 тыс. м его полезная мощность будет фактически сведена к нулю. Многие думают, что если снабдить обычный карбюраторный мотор нагнетателем воздуха (импеллер), то проблема высотного авиадвигателя благополучно разрешится. Ничего подобного. Высотный двигатель – такой запутанный клубок технических противоречий, что одним взмахом его разрубить нельзя.
Удельный вес (отношение веса двигателя к его максимальной мощности) наилучших моторов, в частности американских, удалось снизить до 500– 600 г. Если мы снабдим самолет нагнетателем для наддува мотора, то, несмотря и на это, мотор по мере подъема на высоту после какого-то оптимального уровня непрерывно будет терять свою мощность. Нагнетатель позволит мотору сохранить его полезную мощность постоянной примерно лишь до 4 тыс. м. На высоте 8 тыс. м, несмотря на работу нагнетателя, мотор потеряет 40–45 проц. мощности, а на высоте 18–20 тыс. м мощность мотора практически снова будет равна нулю. Неспособность мотора сохранять свою мощность с высотой приводит, во-первых, к огромному снижению скоростей полета; во-вторых, чем больше потери в мощности, тем выше удельный вес мотора. На высоте примерно 15 км удельный вес мотора с нагнетателем увеличится, по крайней мере, до 3500 г.
Некоторые возлагают большие надежды на дизель. Над созданием дизеля длительное время работают все передовые в техническом отношении страны. Фирма Юнкерс испытала уже в эксплуатации авиадизель мощностью в 700 л.с. Надо думать, что в недалеком будущем появятся дизели мощностью в 3-4 тыс. л.с. Весьма вероятно, что дизель благодаря своей большей мощности и тому, что он не требует дорогого и легко воспламеняющегося бензина вытеснит из авиации бензиновые моторы. Но и дизелю не под силу полет в стратосфере.
И как это не странно слышать, скорее всего самолет полетит в стратосферу с помощью паровых турбин и паровых машин. Некоторым такое утверждение может показаться маловероятным. Техника, мол, давно похоронила паровой самолетный двигатель. Ведь еще в 1897 г. изобретатель Лэнгли пытался летать на самолете с паровым двигателем в 40 л.с. и у него ничего не вышло. Полным провалом закончились опыты с паровой машиной и у Хайрема Максима – известного изобретателя пулемета. Паровая машина оказалась тихоходной.
Все эти ссылки на факты из истории авиации совершенно справедливы, но паросиловую авиационную установку незачем преждевременно хоронить. Могут возразить, что паросиловая установка: котел, конденсатор пара, насосы, всевозможные вспомогательные механизмы и наконец самая паровая машина или турбина – все это настолько тяжело и громоздко, что разместить такое оборудование на самолете немыслимо. У читателя возникает общераспространенное представление о котле – этакой махине, обмурованной сотнями тысяч кирпичей и окованной десятками тонн стали. На самом же деле авиационный котел – изящная легкая конструкция. На изготовление всей авиационной паросиловой установки нужны сотни килограммов, а не десятки тонн металла.
Авиационная паросиловая установка, особенно с турбиной, обладает в сравнении с бензиновым мотором или дизелем исключительными преимуществами. Они, прежде всего в том, что паросиловая установка по своей мощности в состоянии во много раз превзойти и мотор и дизель. В отличие от этих двигателей паровая турбина по мере подъема на высоту не только сохраняет, но даже несколько увеличивает мощность.
Паровая турбина по мере подъема на высоту встречает все более холодный, направленный в конденсатор поток воздуха, и, с другой стороны, давление воздуха, окружающего конденсатор, становится все меньше и меньше. Эти два обстоятельства значительно улучшают вакуум в конденсаторе и способствуют конденсации отработанного пара. Вследствие этого сокращается и удельный расход пара. Вот почему, расходуя одно и то же количество пара (и топлива), турбина, поднимаясь на высоту, несколько увеличивает свою мощность. Правда, у парового котла с подъемом на высоту обстоит не так благополучно. Чем выше поднимается самолет, тем труднее нагнетать в топку нужное количество воздуха, чтобы поддерживать нормальный процесс горения. Необходим мощный вентилятор. Но сконструировать такой вентилятор гораздо проще, чем трехступенчатый нагнетатель для высотного мотора. Затем надо иметь в виду, что топка котла вовсе не нуждается в том, чтобы в ней непрерывно поддерживалось постоянное давление. А мотору это постоянство давления жизненно необходимо. На работу вентилятора приходится расходовать какую-то долю мощности турбины. (Кстати скажем, что и нагнетатель поглощает часть энергии мотора. Но вентилятор котла работает гораздо экономичнее нагнетателя.) Побочный расход мощности на работу вентилятора настолько незначителен, что его вполне окупает возрастание мощности турбины. Вот почему можно считать, что, в конечном счете, мощность паросиловой установки практически постоянна до высоты 15–20 км.
Паросиловая установка отличается от моторной простотой своей схемы. Например, нет той сложной системы маслопроводов, которая присуща обычным моторным установкам. Подача топлива и пара осуществляется крайне простым методом. Быстро срабатывающихся деталей в паросиловой установке значительно меньше, чем в моторных установках. Многомоторный самолет для подготовки к полету требует 5–8 час. Паросиловую установку можно подготовить к полету в течение 10-15 мин. Какой огромный выигрыш для воздушного флота в боевой обстановке.
Паросиловые установки гораздо безопаснее обычных моторных потому, что топки котла питаются нефтью или даже мазутом, а не огнеопасным бензином.
Авиационные моторы, даже самые лучшие из них, недолговечны: они живут без ремонта (смена клапанов) несколько сот часов. Советский мотор М-34 – мотор высокого класса техники – проработал на стенде непрерывно 500 час. Эту цифру специалисты признают великолепной. Но и М-34 не выдержит никакого сравнения с жизнеспособностью паросиловых установок, которая исчисляется годами.
Дикий вой, который характерен для самолета с мотором, вызывает не пропеллер, а выхлопные клапана. Турбина же работает совершенно бесшумно. Поэтому самолет с турбиной на высоте 500 м совершенно неслышим с земли, что имеет исключительное значение для военной авиации.
Две крупных американских фирмы «Дженерал Электрик» и «Грет Лекс» построили авиационную паросиловую установку общей мощностью 2300 л.с.. Эта установка состоит из котла системы Ламонта, двух главных паровых турбин с конденсаторами, двух вспомогательных турбинок, насосов, вентиляторов и других обслуживающих механизмов. Котел, установленный в фюзеляже самолета, представляет собой лежачий цилиндр. Котел имеет воздухоподогреватель и пароперегреватель. Вспомогательная турбинка приводит в движение вентилятор, который засасывает из атмосферы воздух в котельную топку. Воздух предварительно подогревается горячими газами, отходящими из топочной камеры. Вторая вспомогательная турбинка приводит в действие насос принудительной циркуляции, насос, подающий воду в котел и насос, питающий топку жидким воздухом. Подача топлива, воздуха и воды регулируется автоматически. Любопытно то, что нагнетание воздуха в топку регулирует специальный аппарат в зависимости от степени барометрического давления. Чем давление ниже, тем энергичнее работает вентилятор.
Котел Ламонта при полном использовании его мощности в состоянии выработать 9310 кг пара в час. Рабочее давление пара в котле 70 атм. Предельная температура перегретого пара в котле 538° Ц. , Коэффициент полезного действия котла 83. Котел питается дистиллированной водой. Пуск паросиловой установки Ламонта отнимает всего одну минуту. Котел пускается в ход двумя электромоторами, получающими энергию от аккумулятора. Один мотор вращает вентилятор, другой – топливный насос. В случае надобности имеется еще резервный насос, который можно привести в действие рукой. Топливо зажигает электрическая искра. Когда в котле пар достигает необходимой температуры и давления, включаются вспомогательные турбинки и выключаются пусковые моторы.
Полная мощность каждой турбины 1150 л.с. Работая на полную мощность, турбина расходует на 1 л.с. 3,65 кг пара в час. Вал турбины вращается с колоссальной быстротой – 20 тыс. оборотов в минуту. Пропеллер же должен вращаться со скоростью в 10–12 раз меньшей. Поэтому усилия турбинного вала передаются на вал пропеллера через посредника, так называемый редуктор, который снижает в нужной степени число оборотов.
Установка Ламонта компактна и легка. Каждая рабочая турбина с редуктором весит 363 кг. Котел (без воды) – 1070 кг. Вода – 160 кг. (Охлажденный пар снова превращается в воду, замыкая этим цикл.) Со всеми вспомогательными агрегатами и механизмами паросиловая установка в целом весит 3340 кг. Удельный вес турбинной установки Ламонта составляет 1436 г. Как будто бы по удельному весу установка Ламонта уступает современному мотору. Помните, выше мы говорили о 500 г – удельном весе усовершенствованного авиамотора. Но практически удельный вес карбюраторного двигателя проигрывает в сравнении с турбинной установкой. Обычно принято сопоставлять удельный вес двигателей из расчета их работы на земле. Неверный принцип. Нужно сравнивать эти величины на той высоте, которая обязательна для современных самолетов. И вот если мы, исходя из нашего принципа, будем сравнивать паросиловую установку с моторной, то мы получим совершенно иные, более справедливые результаты, говорящие в пользу паросиловых установок. Удельный вес авиационного мотора с трехступенчатым нагнетателем в результате неизбежного падения мощности в стратосфере увеличивается, как мы уже говорили, до 3500 г. А паросиловая установка Ламонта сохранит в стратосфере свой удельный вес 1436 г. Чей же, спрашивается, в конечном счете, удельный вес выгоднее для самолета: турбины или мотора?
Определенный интерес представляет американская паросиловая установка мощностью 150 л.с. братьев Беслер. Она состоит из прямоточного котла (представляющего собой трубку, согнутую в змеевик), паровой машины, двух конденсаторов и различного вспомогательного оборудования. Давление пара в котле 125 атм. Температура перегретого пара 300° Ц. Котел регулируется автоматически. Для пуска всей установки требуется пять минут.
Паровая машина братьев Беслер представляет собой двухцилиндровую двойного действия «компаунд». Машина снабжена реверсивной передачей (для движения вала в обратную сторону). Пилот имеет возможность менять направление вращения пропеллера: при пуске, в полете и при посадке. Эту особенность паровой машины братьев Беслер использовали чрезвычайно интересно. Весной прошлого года в Окленде (Калифорния) они испытывали свой паровой двигатель, поставленный на биплан. Пилот, проделав несколько мертвых петель, выключил машину и пошел на посадку. На небольшом ‘расстоянии от земли пилот включил реверсивную передачу машины на малые обороты. Пропеллер стал вращаться в обратную сторону. В тот момент, когда самолет коснулся земли, пилот дал полный пар, заставив вал вращаться снова в противоположном направлении. Самолет резко затормозил и благополучно встал.
Любопытна еще одна деталь. Беслер, управляя самолетом, свободно разговаривал с воздуха с присутствовавшей на аэродроме публикой, настолько тихо работает паровая машина.
Из всех работ над паросиловыми авиационными установками особого внимания заслуживает оригинальное изобретение инженера Хютнера (завод «Клингенберг», вблизи Берлина) – турбокотел. Этот двигатель представляет собой остроумное соединение котла с турбиной в одном агрегате с общим корпусом. Министр германской авиации Геринг, в прошлом летчик, всячески содействует Хютнеру. Германское правительство не щадит никаких затрат для того, чтобы как можно скорее довести до конца разрешение проблемы компактного парового авиационного двигателя.
Конструкция Хютнера держится в строжайшем секрете. Сведения о ней проникают в печать буквально в микроскопических дозах. Котел Хютнера представляет собой систему у-образных трубок, расположенных концентрично. Трубки имеют два патрубка. Один патрубок входит в магистраль, подводящую в котел питательную воду; другой – в паросборную коробку. Из этой коробки пар через сопла, заменяющие собой направляющие аппараты в обычной турбине, поступает на рабочие колеса турбины. Уходя через сопла в турбину, пар благодаря своему реактивному воздействию заставляет вращаться котел, который поставлен на особый вал. Котел вращается в одну сторону (3 тыс. оборотов в минуту), а вал турбины независимо от котла вращается в другую сторону (18 тыс. оборотов в минуту). Хютнер сумел благодаря ряду мер добиться необычайно высокой паропроизводительности котла. Например его модельный котелок (диаметром всего 210 мм) позволяет снять в час 200 кг пара с квадратного метра поверхности. Работоспособность миниатюрного агрегата исключительная – 80 проц. коэфициента полезного действия.
Под влиянием огромной центробежной силы, возникающей в непрерывно вращающемся котле, вода засасывается в него из магистрали автоматически. Таким образом, Хютнер сумел обойтись без питательного насоса. Пользуясь той же центробежной силой, Хютнер сумел заставить работать топку котла и без вентилятора. Котел, вращаясь, сам засасывает воздух в топочную камеру. Мало того, он сам прогоняет топочный газ в атмосферу.
Изобретение Хютнера обладает еще многими другими удивительными свойствами. Котел автоматически устанавливает для себя тот режим, который соответствует в каждый данный момент режиму турбины. От пилота турбокотел требует немногого: регулировать подачу топлива при помощи рычага. Чем больше топлива, тем больше пара. Чем больше пара, тем быстрее вращаются турбинные лопатки. Чем быстрее вращаются лопатки, тем большую мощность передаст вал турбины на винт. Тем, наконец, скорее летит самолет. Один фактор тянет за собой другой. Более простое, более надежное регулирование двигателя трудно себе и представить.
Как мы уже сказали, Хютнер устроил двигатель так, что котел вращается в одну сторону, а турбина – в другую. На два независящих друг от друга вала он поставил два пропеллера. Разумеется, что и пропеллеры вращаются каждый в свою сторону. Этим самым Хютнер добился поглощения вредно действующего на самолет центробежного момента, который возникает из-за того, что на одномоторном самолете пропеллер вращается лишь в одну сторону. Вращаясь от одного двигателя в разные стороны, два пропеллера взаимно поглощают два противоположных источника центробежных сил.
Двигатель Хютнера необычайно компактен. Он прост до гениальности и потому не может капризничать. Турбокотел Хютнера прошел с большим успехом стадию экспериментального моделирования. Конструктор собрал опытные материалы, позволившие ему начать изготовление двигателя мощностью в 2500 л.с. Хютнер утверждает, что его агрегат будет работать настолько надежно, что он амортизируется не раньше чем через 8 тыс. час. С таким двигателем самолет сумеет совершать дальние полеты в стратосфере с запасом горючего на 60–70 час. Самолет, для которого предназначен турбокотел Хютнера, будет развивать у земли 370 км в час, а на высоте 9 тыс. м – 425 км в час. По мнению выдающихся специалистов авиации, хютнеровский турбокотел одним из первых разрешит проблему беспосадочных кругосветных путешествий без добавления горючего с воздуха.
* * * * * * *
Развитие авиационной техники описывает интересный зигзаг. На заре своей жизни авиация безуспешно пыталась применить паровую машину. Дело это совершенно забросили. Но теперь конструктор получил в свои руки такую массу новых материалов, а теплотехника настолько выросла и окрепла, что теперь есть все основания вновь приняться за решение тех задач, от которых авиационная техника отступила два-три десятка лет назад.
Паросиловая установка не выдержала в свое время соперничества с карбюраторным двигателем и потерпела полное крушение. Сегодня она готовится к реваншу, и близок тот день, когда пар будет вращать пропеллеры во всем мире.
Решение важнейшей авиационной проблемы подходит к концу. Кто первым поставит паровую турбину на самолет, тот первым полетит в стратосферу. Советский союз не должен быть последним.
источник: С. КАНЕВСКИЙ «Самолет под парами» «Техника–молодежи» 10/1934
