Реактивные двигатели прибывают в несколько главных типов:
турбореактивный двигатель
турбовентиляторный (которые прибывают в две главных формы низко, обходят турбовентиляторный и высокий турбовентиляторный обход)
ракета
Различные типы используются в различных целях.
Ракеты – самый старый тип и главным образом используются, когда чрезвычайно высокие скорости или чрезвычайно большие высоты необходимы. Должный до крайности, типично сверхзвуковая, выхлопная скорость и необходимость перевезенного окислителя, они потребляют топливо чрезвычайно быстро. Поэтому они не практичны для обычной транспортировки.
Турбореактивные двигатели – второй по возрасту тип; это имеет высокое, обычно сверхзвуковую, выхлопную скорость и низкое лобное поперечное сечение, и так подходит лучше всего для быстродействующего, обычно сверхзвукового, полет. Хотя когда-то широко используемый, они относительно неэффективны по сравнению с турбовинтовым насосом и turbofans для подзвукового полета. Последними главными самолетами, которые будут использовать турбореактивные двигатели, был Конкорд и сверхзвуковой транспорт Tu-144.
Низкий обход turbofans имеет более низкую выхлопную скорость, чем турбореактивные двигатели и главным образом используется для высоких звуковых и околозвуковых и низких сверхзвуковых скоростей. Высокий обход turbofans используется для подзвукового самолета и довольно эффективен и широко используется для авиалайнеров.
Советские образцы
первый советский реактивный самолет сошел с конвейера в 1941 году. Его выпустили в рекордные сроки. 20 дней ушло на проектирование и еще месяц на производство. Сопло реактивного самолета выполняло функцию защиты его частей от излишнего нагрева.
Первый советский образец представлял собой деревянный планер, к которому были прикреплены жидкостно-реактивные двигатели. все наработки были переброшены на Урал. Там начались экспериментальные вылеты и испытания. По замыслу конструкторов, самолет должен был развивать скорость до 900 километров в час. Однако, как только первый его испытатель Григорий Бахчиванджи приблизился к отметке в 800 километров в час, воздушное судно рухнуло. Летчик-испытатель погиб.
Окончательно доработать советскую модель реактивного самолета удалось только в 1945 году. Зато массовый выпуск начали сразу двух моделей – Як-15 и МиГ-9.
В сравнении технических характеристик двух машин принимал участие сам Иосиф Сталин. В результате было принято решение использовать Як-15, как учебное воздушное судно, а МиГ-9 поступил в распоряжение ВВС. За три года было выпущено более 600 МиГов. Однако вскоре самолет был снят с производства.
Основных причин было две. Разрабатывали его откровенно наспех, постоянно вносили изменения. К тому же сами пилоты относились к нему с подозрением. Чтобы освоить машину, требовалось много усилий, а ошибок в пилотаже допускать было категорически нельзя.
В результате в 1948 году на смену пришел усовершенствованный МиГ-15. Советский реактивный самолет летит со скоростью более 860 километров в час.
Несколько интересных фактов
Сейчас существуют лайнеры, способные вмещать в себе большое количество пассажиров и грузов, обладающие огромными размерами и невообразимой скоростью свыше 3000 км/час, оборудованные современной боевой экипировкой. Но есть несколько поистине удивительных конструкций; в число реактивных самолетов-рекордсменов входят:
«AirbusA380» – самый вместительный аппарат, способный принять на своем борту 853 пассажира, что обеспечено двухпалубной конструкцией. Он же по совместительству один из роскошнейших и дорогостоящих авиалайнеров современности. Авиакомпания «Emirates Airline» предлагает клиентам многочисленные удобства, здесь есть турецкая баня, VIP-апартаменты и каюты, спальные комнаты, бары и лифт. Но такие опции есть не во всех аппаратах, все зависит от авиакомпании.
Самый крупный пассажирский лайнер в воздухе
«Boeing 747» – более 35 лет считался наиболее пассажировместительным двухэтажным лайнером и мог расположить 524 пассажира;
«АН-225 Мрия» – грузовой летательный аппарат, который может похвастаться грузоподъемностью в 250 тонн;
«LockheedSR-71» – реактивный самолет, достигающий во время полета скорости 3529 км/час.
Первые прототипы и наработки
Конечно же, самолеты с турбореактивной силовой установкой имеют значительно больше преимуществ, нежели летательные аппараты с поршневыми двигателями.
Самолет германского происхождения под обозначением He 178 был впервые поднят в воздух 27.08.1939 года.
В 1941 году в небо поднялся подобный аппарат британских конструкторов с названием Gloster E.28/39.
Аппараты с ракетными двигателями
He 176, созданный в Германии, осуществил первый отрыв от ВПП 20.07.1939 года.
Советский летательный аппарат БИ-2 взлетел в мае 1942 года.
Самолеты с многокомпрессорным двигателем (их считают условно пригодными к полетам)
Campini N.1 – изготовленный в Италии самолет впервые поднялся в воздух в конце августа 1940 года. была достигнута скорость полета в 375 км/час, а это еще меньше, чем поршневого аналога.
Японский самолет «Ока» с двигателем Tsu-11 был предназначен для разового использования, поскольку это был самолет-бомба с пилотом-камикадзе на борту. Из-за поражения в войне так и не было окончательно доделана камера сгорания.
За счет заимствованной технологии во Франции американцы также смогли изготовить собственную модель самолета с реактивным двигателем, которым стал Bell P-59. Машина имела два двигателя реактивного типа. Впервые отрыв от ВПП зафиксирован в октябре 1942 года. Нужно отметить, что эта машина была достаточно успешной, поскольку ее изготовление велось серийно. Аппарат имел некоторые преимущества над поршневыми аналогами, но все же в боевых действиях он участия не принимал.
Ту-154. Пассажирский, 1968/1972, построено 935 (потеряно 69), завершение производства планируется в 2010, находится в стадии вывода из эксплуатации по причине низкой топливной эффективности и высокого шума, по ресурсу возможна эксплуатация до 2015-16 гг, в Аэрофлоте выведен 21 декабря 2009, после 38 лет службы.
Ил-76. Грузовой, военно-транспортный, 1971/1974, построено 960 (потерян 61, из них 13 уничтожены в боевых действиях), производится в настоящее время, проектируются обновлённые варианты. До 60 тонн груза, до 245 солдат (разные модификации).
Су-25. Штурмовик, 1975/1981, 1320 шт., планируется эксплуатация до 2020 года и дальнейшее производство.
Су-27. Истребитель многоцелевой, 4-го поколения. 1977/1984, построено около 600 базового типа, модификация Су-30 270 шт.К:Википедия:Статьи без источников (тип: не указан)[источник не указан 2837 дней]
Aero L-39 Albatros. Основной учебный самолёт стран Варшавского договора, Чехословакия, 1968/1972, производился до 1999, построено 2868 шт.
Страны Запада
Boeing 737. Среднемагистральный пассажирский самолёт. Принят в эксплуатацию в 1968 году, построено 6285 шт.К:Википедия:Статьи без источников (тип: не указан), производится в настоящее время.
Сверхзвуковые код
Военные[ | код]
A-5 «Виджилент» (North American A-5 Vigilante) — единственный в истории авиации сверхзвуковой палубный бомбардировщик.
Як-141 (прототип) и F-35 Lightning II — сверхзвуковые палубные истребители.
Гражданские[ | код]
Ту-144ЛЛ в полёте
За всю историю авиации было создано только два сверхзвуковых пассажирских авиалайнера.
СССР — Ту-144, первый полёт 31 декабря 1968, начало перевозок пассажиров 1 ноября 1977, 1 июня 1978 снят с эксплуатации после очередной катастрофы. Построено 16 шт., в перевозках пассажиров участвовали 2, совершено 55 рейсов, перевезено 3194 пассажира. Во всех рейсах командирами экипажа были лётчики-испытатели ОКБ Туполева.
Великобритания, Франция — Aérospatiale-BAC Concorde, первый полёт 2 марта 1969, начало эксплуатации 21 января 1976, выведен из эксплуатации 26 ноября 2003. Построено 20 машин, активно эксплуатировалось 14, перевезено более 3 млн пассажиров, средний налёт — 17 417 часов. Один потерян в катастрофе 25 июля 2000 года, имел налёт 11 989 часов при наибольшем из всех самолётов — 23 397 (заводской № 210, регистрация G-BOAD, находится в Intrepid Sea-Air-Space Museum (англ.)).
Реактивная авиация после войны
Во время войны СССР не вело активных разработок реактивных двигателей, так как они так и не сыграли в ней решающей роли. Однако в её последние годы встал вопрос о необходимости иметь на вооружении носитель атомного оружия, для чего Советским Союзом был скопирован Боинг Б-29.
Однако для обороны против вероятной агрессии были необходимы быстрые и манёвренные высотные истребители. Изучение немецкой военной техники, полученной в качестве боевых трофеев, посчитали недостаточным для решения этого вопроса. Авиаконструкторы приступили к проектированию самолётов, превосходящих мировой уровень.
Як и МиГ
Два конструкторских бюро разработали экземпляры реактивных самолётов, на которых были установлены тугоплавкие материалы в тех местах, где сопла сопрекосались с фюзеляжем, что защищало корпус от перегрева. Основной задачей был переход на новые виды энергоустановки, однако эти разработки рассматривались как временные варианты, пока им на смену не пришёл МиГ-15.
МиГ-15 стал легендарной авиаединицей. В нём применили множество смелых инноваций — в их числе первая в мире надёжная система спасения пилота (катапульта), также машину снабдили мощным пушечным вооружением. Великолепные лётно-технические и боевые характеристики позволяли мигу одерживать победы над армадами тяжёлых бомбардировщиков в Корее.
В ответ на отечественную разработку американцы создали «Сейбр», некий аналог МиГ-15. Один из экземпляров самолёта МиГ был угнан корейцами и продан США для изучения, а подбитый «Сейбр» солдаты СССР вытащили из воды. Таким образом, две сверхдержавы обменивались опытом.
Гражданская реактивная авиация
Британцы ещё в конце сороковых годов прошлого века выпустили на свои авиалинии авиалайнер «Комета», снабжённый реактивными двигателями. Он обрёл большую популярность, хоть и не отличался надёжностью — в первые годы его использования случилось немало катастроф.
Гражданские самолёты с реактивными двигателями разрабатывали и в Советском Союзе — одни из них был Ту-104, разработанный на основе бомбардировщика Ту-16. Несмотря на случающиеся катастрофы, разработки в этом направлении не прекратили. Постепенно прорисовывался образ надёжного реактивного лайнера, отодвигая винтовые двигатели всё дальше на второй план.
Американцы в числе последних
Среди всех основных участников Второй мировой одними из последних реактивный самолет выпустили военно-воздушные силы США. Американская модель Lockheed F-80 попала на аэродромы Великобритании только в апреле 1945 года. За месяц до капитуляции немецких войск. Поэтому поучаствовать в боевых действиях он практически не успел.
Американцы активно применяли этот самолет через несколько лет во время Именно в этой стране произошел первый в истории бой между двумя реактивными самолетами. С одной стороны был американский F-80, а с другой советский МиГ-15, который на тот момент был более современным, уже околозвуковым. Советский пилот одержал победу.
Всего на вооружение американской армии поступило более полутора тысяч таких самолетов.
Достижения и рекорды код
Грузоподъёмность и вместимость[ | код]
A-380
Летящий реактивный самолёт и оставляемый им инверсионный след (снято суперзумом)
Пассажирские:
Airbus A380 (2005) — до 853 пассажиров в одноклассовой конфигурации, крупнейший в мире пассажирский самолёт.
Boeing 747 (1969) — в течение 35 лет до A380 был крупнейшим в мире пассажирским самолётом[уточнить], до 524 пассажиров, до 275,6 м³ груза (разные модификации).
Грузовые:
Ан-225 Мрия (1984—1988) — крупнейший в мире грузовой самолёт, не серийный (построен 1, задел на 1), грузоподъёмность до 250 тонн во внутреннем грузовом отсеке, до 200 тонн на внешних точках крепления. Основное назначение — перевозка частей космической системы Энергия — Буран.
Ан-124 руслан (1982—1987) — крупнейший в мире серийный грузовой самолёт. Грузоподъёмность до 150 тонн (Ан-124-150), масса единицы груза допускаемая без специального разрешения — 50 тонн.
Lockheed C-5 Galaxy (1968) — крупнейший грузовой и военно-транспортный самолёт стран Запада, крупнейший в мире до Ан-124. Грузоподъёмность 118 тонн или 270 солдат.
Scaled Composites Virgin Atlantic GlobalFlyer (2005) — построен в 1 экземпляре, конструктор Бёрт Рутан, пилот Стив Фоссет. Совершил два рекордных полёта: кругосветный полёт без посадки и дозаправки длиной 36 912 км, и абсолютный рекорд дальности полёта среди всех типов воздушных судов, включая воздушные шары — 41 467 км, вокруг света + второй раз через Атлантический океан.
Скорость[ | код]
МиГ-25
Lockheed SR-71 (1966), разведчик. 3 529.6 км/ч в специальной рекордной версии. Несмотря на практическое использование, является промежуточным между экспериментальным и серийным — построено всего 32 самолёта, требует специальных условий для обслуживания, не может взлетать с полной заправкой топлива.
МиГ-25 (1964—), истребитель-перехватчик, строился серийно (1190 шт.), не требует особых условий эксплуатации. Скорость полёта 3400 км/ч кратковременно, 3 000 км/ч при нормальном режиме работы двигателей.
NORTHROP GRUMMAN X-47B
Также американские ученые ведут разработки и в области перспективных БПЛА – беспилотных летательных аппаратов. Одним из таких проектов стал X-47 компании Northrop Grumman. X-47 это модель беспилотного боевого летательного аппарата, разработка которого велась до 2000 года. Изначально проект стартовал под управлением перспективных исследований Министерства обороны США, а сейчас представляет собой часть программы военно-морского флота США. Она направлена на создание беспилотного самолета, способного взлетать с авианосца. Пустой самолет весит более 6 тонн, а максимальная взлетная масса может превышать 20 тонн. При этом X-47B может нести на борту около 2 тонн полезной бомбовой нагрузки и поражать цели на расстоянии до 4000 километров. Основное оружие самолета – корректируемые авиабомбы с датчиком GPS.
ПЕРСПЕКТИВНЫЙ АВИАЦИОННЫЙ КОМПЛЕКС ФРОНТОВОЙ АВИАЦИИ Т-50
В России также давно ведутся работы по созданию перспективного самолета 5-го поколения. Такой самолет был создан в ОКБ «Сухой» и получил название Т-50 ПАК ФА. В настоящий момент большая часть информации о ПАК ФА засекречена. По этой причине известны лишь приблизительные характеристики самолета. По размаху крыла и длине Т-50 больше своего американского конкурента F-22, но меньше Су-27. По массе, вероятно, относится к тяжелому классу истребителей, аналогично Су-27. Самолет полностью отвечает всем требованиям к истребителям пятого поколения: построен с применением технологий малозаметности, развивает сверхзвуковую скорость без использования форсажа, способен маневрировать с большими перегрузками, оснащен передовой электроникой.
Видео
Сухой Т-50 ПАК ФА МАКС 2013
Проблемы первых реактивных самолетов
Ошибок немецких конструкторов было несколько. Во-первых, двигатель был выбран жидкостно-реактивный. В нем использовались метанол и перекись водорода. Они выполняли функции горючего и окислителя.
Разработчики предполагали, что эти реактивные самолеты смогут развивать скорость до одной тысячи километров в час. Однако на практике удалось добиться скорости только в 750 километров в час.
Во-вторых, у самолета был непомерный расход топлива. С собой его приходилось брать столько, что авиасудно могло удалиться максимум на 60 километров от аэродрома. После ему требовалась дозаправка. Единственным плюсом, в сравнении с другими ранними моделями, стала быстрая скорость набора высоты. Она составляла 60 метров в секунду. При этом в судьбе этой модели определенную роль сыграли субъективные факторы. Так, она просто-напросто не понравилась Адольфу Гитлеру, который присутствовал на одном из пробных пусков.
Вертикальная взлет-посадка F-35B
Для этого сопло двигателя F-35 поворачивается вниз на 90°, а за кабиной пилота, вертикально установленный и связанный с главным двигателем жесткой передачей вентилятор создает подъемную тягу. В крейсерском полете подъемный вентилятор останавливается и закрывается створками. Для управления по крену в каждой консоли крыла установлены дополнительные сопла, питающиеся от основного двигателя. В 1995 году компания Lockheed Martin объявила о сотрудничестве с российским КБ Яковлева. Знания и опыт российских технических специалистов, накопленные в процессе разработки советского истребителя вертикального взлета и посадки Як-141, привлекались для разработки F-35. Демонстрационная версия, Lockheed Martin X-35B, во многом внешне напоминает Як-141.
Видео
F-35 Lightning II
Аэродинамика
Из-за пути они работают, типичная выхлопная скорость реактивных двигателей околозвуковая или быстрее, поэтому самый реактивный самолет должен полететь на высоких скоростях, или сверхзвуковых или скорости чуть ниже скорости звука («околозвукового»), чтобы достигнуть эффективного полета
Аэродинамика – поэтому важное соображение.
Реактивные самолеты обычно разрабатываются, используя правление области Whitcomb, которое говорит, что общая площадь поперечного сечения самолета в любом пункте вдоль самолета от носа должна быть приблизительно тем же самым как тем из тела Sears-Haack. Форма с той собственностью минимизирует производство ударных взрывных волн, которые потратили бы впустую энергию.
Значение термина реактивный
Если судить по корню этого слова, можно предположить, что в основе работы двигателя лежит какая-то реакция. Имеется ввиду не химическое окисление — оно проходит и в обыкновенных карбюраторынх двигателях. В случае реактивного двигателя действует такой же принцип, как у ракеты. В одно направление выбрасывается газовая струя под высоким давлением, толкая тело, реагирующее ускорением, направленным в противоположную сторону.
Довольно сложно отделить ракетные и авиационные исследования в вопросе реактивных двигатель. Разработки в направлении установки компрессионного двигателя на аэроплан велись ещё задолго до войны — речь идёт о том самом самолёте, сгоревшем в 1910 году.
Первые реактивные самолёты
Первые шаги были совершены немецкими учёными, однако преуспели в этом направлении другие государства — Италия, США, Великобритания и Япония, на тот момент отстающая в вопросах технологического развития от других мировых стран. Первые самолёты с реактивными двигателями вызывали удивление тем, что у них отсутствовали винты, многие пилоты изначально не доверяли таким авиаконструкциям.
СССР также вели разработки в этом направлении, однако больше концентрировались на усовершенствовании имеющихся винтовых самолётов. Был разработан и построен самолёт Би-1, крайне несовершенный и ненадёжный. Азотная кислота проедала топливные баки, также имелись другие технические осложнения.
Германия вела активную разработку всех видов военной техники, стараясь применить новые открытия и технические решения, способные переломить ход войны и получить существенное преимущество над вооружёнными силами противников. Одним из этих направлений были реактивные самолёты.
В ходе этих разработок немцы построили первый самолёт с реактивным двигателям, поступивший на серийный выпуск. Этим самолётом был Мессершмит-262 или Штурмфогель. Эта авиамашина развивала скорость свыше 900 километров в час, что было невероятно для тех времён. Он оказался успешным средством для борьбы с тяжёлыми бомбардировщиками Б-17.
В какой-то момент с немецких верхов поступило странное указание — переоборудовать этот истребитель в бомбардировщик, что привело к тому, что самолёт не смог раскрыть своего потенциала.
Арадо
Этот самолёт также является немецкой разработкой. Его отличие от прошлого рассматриваемого самолёта в том, что он изначально проектировался как бомбардировщик. В ходе военных действий продемонстрировал прекрасные боевые качества — скорость в 750 километров в час и высота полёта в 10000 метров не оставляли зенитным орудиям никакого шанса подбить его. Истребители американцев и Великобритании не догнали его.
Помимо того, что Арадо сбрасывал бомбы, пусть и не слишком точно из-за высокой скорости, он также осуществлял фотосъёмку, выполняя функции разведки. Во время применения этих самолётов в боевых целях, немцы практически не несли потерь. Если бы они смогли построить большее количество этих единиц авиатехники, сражаться с ними было бы ещё сложнее.
Ю-287
Уже в последние годы ещё не закончившейся второй мировой войны США и СССР взаимно готовились к противостоянию друг с другом. С обоих сторон велись активные разработки реактивных двигателей для авиатехники, поскольку всем было ясно, что в случае ещё одной войны без их использования обойтись не удастся.
СССР на тот момент не имела собственного ядерного вооружения. В свою очередь, США захватили самолёт «Юнкерс287», который, в силу своих технических характеристик, был пригоден для использования в качестве носителя для атомной бомбы.
Пассажирские реактивные
Скорость реактивного самолета – главное его достоинство, и применимо оно не только к бомбардировщикам и истребителям. Уже в конце сороковых на международные авиалинии вышел лайнер «Комета», построенный в Британии. Он создавался специально для перевозки людей, был комфортабельным и быстрым, но, к сожалению, не отличался надежностью: в течение двух лет случилось семь катастроф. Но прогресс в области скоростных пассажироперевозок уже остановить было нельзя. В середине пятидесятых в СССР появился легендарный Ту-104, конверсионная версия бомбардировщика Ту-16. Несмотря на многочисленные летные происшествия, происходившие с новой авиатехникой, реактивные самолеты все в большей степени овладевали авиалиниями. Постепенно формировался облик перспективного лайнера и представления о том, каким он должен быть. Пропеллеры (винтовые движители) применялись конструкторами все реже.
CHENGDU J-20
Не отстают от ведущих стран в области военного самолетостроения и китайские инженеры, создавшие перспективный самолет Чэнду J-20. Но полностью собственной разработкой КНР этот самолет можно назвать с большой «натяжкой». По сообщениям ряда СМИ сообщается, что на J-20 установлены российские двигатели для истребителей четвертого поколения АЛ-31ФН. Большая часть тактико-технических характеристик разработки остается в тайне. J-20 «Черный орел» очень похож и копирует некоторые элементы у американских F-22 и F-35, а также российского, так и не завершившего испытания, МиГ 1.44.
МиГ 1.44
Фонарь кабины и носовая часть идентичны этим же элементам на F-22, расположение воздухозаборников, схоже с F-35. Хвостовая часть фюзеляжа, лишенная горизонтального оперения, аналогично МиГ 1.44. Вертикальное оперение сконструировано как у истребителя F-35.
Видео
Chengdu J-20
Будущее, прототипы, исследования код
Сверхзвуковые[ | код]
Компьютерная модель обтекания X-43A
Проектируемые пассажирские самолёты[ | код]
Крупные:
Ту-244
High Speed Civil Transport (англ.)русск.
Бизнес-класса:
Россия: Ту-444, SSBJ.
Запад: Aerion SBJ (англ.)русск., SAI Quiet Supersonic Transport (англ.)русск.
Гиперзвуковой проект:
Reaction Engines A2 (англ.)русск.
Пилотируемые летающие лаборатории[ | код]
Перестроенный Ту-144ЛЛ с двигателями НК-32 от Ту-160.
Quiet Spike (англ.)русск.
Беспилотные гиперзвуковые[ | код]
NASA X-43 (Boeing X-43)
Boeing X-51
Альтернативное топливо[ | код]
Ту-155 — один из двигателей работал на сжиженном водороде и природном газе.
Освоение космоса[ | код]
«SpaceShipTwo» вместе со своим носителем «White Knight Two»
SpaceShipOne и SpaceShipTwo используют реактивный самолёт в качестве первой ступени для суборбитального полёта. Проект активно развивается.
Многоцелевая авиационно-космическая система на базе Ан-225 «Мрия». Проект заморожен, обсуждается возобновление.
Авиационно-космическая система Спираль. Проект прекращён по причинам в высокой степени готовности.
Двухконтурные двигатели
Внешне и сегодня реактивные самолеты первых образцов не выглядят в своем большинстве анахронизмами. Вид многих из них вполне современен, а технические характеристики (такие как потолок и скорость) не слишком отличаются от современных, по крайней мере, на первый взгляд. Однако при более тщательном ознакомлении с ТТХ этих машин становится ясно, что в последние десятилетия совершен качественный прорыв в двух главных направлениях. Во-первых, появилось понятие переменного вектора тяги, создающего возможность резкого и неожиданного маневра. Во-вторых, сегодня способны намного дольше находиться в воздухе и преодолевать большие расстояния. Этот фактор обусловлен малым расходом топлива, то есть экономичностью. Достигается он применением, выражаясь техническим языком, двухконтурной схемы (низкая степень двухконтурности). Специалистам известно, что указанная технология сжигания топлива обеспечивает более полное его сгорание.
