Фрэнк уиттл реактивный двигатель: Фрэнк Уиттл — 12 апреля 1937 года | Важные исторические события 12 апреля

Фрэнк УИТТЛ (1907-8.8.1996) (110 лет) — английский инженер, сконструировавший один из первых реактивных двигателей.

«В воздушном винте нет необходимости», — такую фразу внес 15 мая 1941 г. в графу «Тип и номер воздушного винта» стандартного отчета о первом вылете неказистого на вид низкоплана шеф-пилот фирмы «Глостер Эркрафт» Г.Сэйер. Чем и констатировал начало новой, реактивной эры британской и американской авиации. «Виновниками» события стали двое — экспериментальный самолет Gloster G.40 Pioneer (т.е. первопроходец) и талантливый изобретатель, конструктор, скуадрон-лидер (майор) Королевских ВВС Фрэнк Уиттл (Frank Whittle). Отнюдь не простой дорогой шел этот человек к своей победе, но так всегда бывает на переломных этапах развития технической мысли. Первый британский реактивный самолет появился во многом благодаря его упорству и одержимости.

Фрэнк Уиттл родился в 1907 г. и с малых лет был очарован авиацией, которая переживала в те годы период бурного развития. Нет ничего удивительного в том, что он решил связать с нею свою судьбу. После окончания школы в 1923 г. он предпринял попытку поступить в Крэнуэллский колледж RAF для освоения летной профессии, однако не прошел медкомиссию по причине малого роста. И все же желание быть ближе к небу сделало свое дело: неудачливый абитуриент был принят помощником механика самолета в 4-е учебное крыло RAF. Три года службы не прошли для Фрэнка даром: он получил большой практический опыт авиатора и значительно подрос. Когда он предпринял новую попытку поступления, то оказался в числе пяти везунчиков, отобранных из более чем 600 кандидатов. В период обучения в Крэнуэлле Фрэнк показал себя как прилежный кадет, успешно осваивающий летные и инженерные дисциплины и обладающий незаурядными математическими способностями.

И вот мечта Уиттла осуществилась — он окончил колледж, причем с блестящей аттестацией. Его летная карьера стала складываться вполне пристойно, но именно в этот период начала раскрываться вторая ипостась его натуры — страсть к инженерному труду. Еще в 1928 г., будучи кадетом выпускного курса, он опубликовал статью «Будущее развитие самолета», в которой высказался за использование газовой турбины как основы перспективной авиационной силовой установки. В то время, когда самый быстрый истребитель едва разгонялся до 300 км/ч, Уиттл утверждал, что с помощью нового двигателя можно достичь скорости полета порядка 800 км/ч.

Надо сказать, что сама идея использования реактивной тяги а авиации не была новой, в Англии ее активно защищал доктор А.Гриффит (A.Griffith), начиная еще с 1926 г. В то же время, абсолютное большинство специалистов считало подобные предложения непригодными для практической реализации. Но Уиттл был полон решимости добиться воплощения своих идей. Он, как и положено молодому офицеру, в 1929 г. обратился в Министерство авиации, так сказать, по команде, однако чиновники не проявили к его идеям никакого интереса. Тогда с предложением финансировать создание опытного образца турбореактивного двигателя Фрэнк обратился к промышленникам, в частности, к фирмам British Thomas Houston и Armstrong Siddeley Motors. Однако экономика Англии на рубеже 1920-30-х гг. переживала депрессию, деньги на новые рискованные затеи тратить никто не спешил, в итоге промышленность тоже дала Уиттлу «от ворот поворот». Тем не менее, Фрэнк не отчаялся и решил работать самостоятельно. 16 января 1930 г. он зарегистрировал патент №347206 на газовую турбину своей конструкции.

В 1932 г. наступил момент, когда он был вынужден определяться: либо продолжать летную карьеру, либо посвятить себя техническому творчеству. После недолгих колебаний флайт-лейтенант (соответствует капитану) Уиттл решил распрощаться с кабиной самолета и стал руководителем Центра испытаний авиадвигателей, одновременно продолжив свое образование в офицерской технической школе в Хэнлоу. Он досрочно окончил это учебное заведение, и в 1934 г. «родное» министерство направило его совершенствовать свои знания в престижный Кэмбридж. Там-то и свела его судьба с двумя бывшими офицерами RAF, сторонниками идеи реактивного движения: Р.Д.Уильямсом (R.D.Williams) и Дж. К.Б.Тинлингом (J.C.B.Tinling). Они решили совместными усилиями продвигать проект Уиттла и, как ни странно, смогли добиться финансирования постройки натурного образца двигателя в одном из частных банков под гарантии Министерства авиации. В марте 1936 г. еще один маленький успех — компаньоны основали в городе Латтенуорт фирму «Пауэр джетс» (Power Jets Ltd.) — своего рода центр исследования реактивного движения, в котором Уиттл стал ведущим инженером. Интересно, что он в чине скуадрон-лидера все еще находился на действительной военной службе, и, чтобы заняться бизнесом, ему потребовалось специальное разрешение командования.

Подрядчиком по постройке опытного образца двигателя выступила, хотя и без особого энтузиазма, фирма «Бритиш-Томас-Хоустон», выпускавшая паровые турбины. Свои плоды этот «брак по принуждению» принес уже в апреле 1937 г., когда был готов первый образец двигателя, получивший обозначение U.1 (Unit No.1). Устройство его отличалось простотой, чтобы не сказать примитивностью: одноступенчатый двухкамерный центробежный компрессор (не правда ли, оригинально? См. схему двигателя W.1 — у него компрессор такой же) напрямую соединялся с турбиной диаметром 420 мм, а единственная камера сгорания представляла собой изогнутый цилиндр. Огневые испытания этого двигателя начались 12 апреля 1937 г. Сначала при помощи 20-киловаттного электродвигателя турбину с компрессором раскрутили до 2000 об/мин, затем Уиттл открыл кран подачи керосина, и… окрестности Латтенуорта были оглушены неслыханным доселе грохотом. Извергающееся из U.1 пламя производило устрашающее впечатление, тем не менее, двигатель работал! Фрэнк и его друзья искренне радовались своей победе. Однако, как и во всяком новом деле, за первым успехом вскоре последовали сплошные трудности: стали течь топливопроводы, прогорать камера сгорания и сопло, двигатель «шел в разнос», быстро превышая назначенные предельными 8000 об/мин, и т.д.

Неожиданно перед партнерами встала еще одна проблема: первые же пуски U.1 «съели» весь выделенный лимит керосина. Но на сей раз Министерство авиации не поскупилось и в августе 1937 г. выделило сумму, достаточную для закупки топлива аж на 20 часов работы! К апрелю следующего года опытный двигатель наработал уже 5 часов, что для абсолютно нового устройства было неплохим показателем. За это время обороты U.1 довели до 13-14 тысяч, а максимальная зафиксированная тяга составила 630 кгс. Было признано, что предварительные испытания детище Уиттла выдержало.

Уже при переходе к новому этапу испытаний произошла авария: на высоких оборотах турбина разрушилась, и разлетевшиеся лопатки сильно повредили остальные части двигателя. Правда, это ЧП не очень обескуражило Уиттла, ибо параллельно с испытаниями U.1 он проектировал более совершенный двигатель W.1 (Whittle No.1). От U.1 он отличался, прежде всего, наличием 10 раздельных камер сгорания, размещенных вокруг компрессора и турбины, но самое главное, он был не только стендовым образцом, а предназначался для установки на самолет! К апрелю 1938 г. W. 1 был собран и подготовлен к испытаниям. Лишь месяцем раньше Министерство, убедившись в успехах «Пауэр джетс», наконец-то подписало официальный контракт на его разработку. Правда, средства выделялись крайне нерегулярно, и работы велись с перерывами. Все изменилось в сентябре 1939 г., с началом второй мировой войны, которая заставила чиновников уделить достойное внимание передовым идеям и перевести изыскания Уиттла в разряд «важных инженерных разработок». Это позволило изобретателю построить ряд стендовых образцов W.1, которым Уиттл дал название Gyron (т.е. вертушка, карусель), фигурировавшее некоторое время в переписке и вскоре забытое.

Пришло время подумать о «примерке» новой силовой установки к самолету, и Уиттл решил познакомить со своими наработками авиастроительные фирмы. Первой в его поле зрения попала Gloster Aircraft Company, конструкторский отдел которой под управлением В.Картера (W.G.Carter) в соответствии со спецификацией Министерства F. 18/37 занимался двухбалочным истребителем под поршневой мотор с толкающим винтом. Этот самолет, как никакой другой, подходил для оснащения реактивным двигателем. К тому же, «Глостер» в тот момент не выпускала серийно ни одну из собственных конструкций, и Министерство надеялось, что освоение новейшей техники станет для фирмы своеобразным толчком. Один из служащих Министерства, бывший однокашник Фрэнка по Крэндуэллу скуадрон-лидер М.Ринолдс организовал встречу двух конструкторов, посещение Уиттлом фирмы «Глостер» и осмотр им макета F.18/37. Вскоре последовал ответный визит: Картер посетил Латтенуорт, да не один, а в компании Т.О.М.Сопвича (Sopwith) — генерального директора Hawker Siddeley Group, и С.Тризилиена (Tresilian) — главного инженера Armstrong Siddeley Motors. Уиттл показал гостям W.1 и в их присутствии «прогнал» двигатель на стенде. Хотя тягу ограничили какими-то 272 кгс, визитеры были буквально ошеломлены увиденным и тут же, на месте, стали горячими сторонниками идеи реактивного полета.

В итоге 3 февраля 1940 г. между заинтересованными сторонами был подписан официальный контракт SB/3229 на проектирование и постройку реактивного самолета согласно спецификации Министерства авиации Е.28/39. В соответствии с документом, требовалось создать опытный самолет для подтверждения возможности практического использования реактивной силовой установки. Двигатель должен был развивать тягу в 545 кгс, а самолету предстояло достичь скорости в 616 км/ч. Вооружение на экспериментальной машине не закладывалось, хотя от создателей требовалось предусмотреть возможность установки четырех 7,69-мм пулеметов «Браунинг» с общим боекомплектом в 2000 патронов.

Картер и Уиттл рассмотрели несколько вариантов компоновки опытного самолета. Первый предусматривал расположение двигателя почти в центре фюзеляжа и подвод к нему воздуха через лобовой воздухозаборник и раздвоенный канал, огибавший с двух сторон кабину летчика. Для истечения раскаленных газов служили жаровая труба и реактивное сопло, установленное за хвостовым оперением. Поначалу Картер не очень-то склонялся к такому решению, поскольку длинная труба грозила заметными потерями тяги, а далеко вынесенное назад сопло во время взлета и посадки могло задеть за поверхность ВПП. По этим причинам Картеру больше импонировала двухбалочная схема, представлявшая собой дальнейшее развитие концепции F.18/37. Здесь двигатель также устанавливался за кабиной пилота, но эта часть фюзеляжа получалась относительно короткой, и связанные с первым вариантом страхи исчезали сами собой. Более того, в связи с меньшими потерями тяги, ожидался прирост максимальной скорости примерно на 23 км/ч. Но с другой стороны, никто не знал, какое влияние будет оказывать реактивная струя на стабилизатор, как будет изменяться его подьемная сила, какие возникнут вибрации, температурные напряжения и т.п. Посему решено было не рисковать и остановиться на первом, классическом варианте. Можно сказать, что эта революционная машина, получившая обозначение «Глостер» G.40 и собственное имя «Пионер», создавалась с большой долей традиционного английского консерватизма.

схемы Gloster G.40 Pioneer 

Сразу же было решено строить два опытных экземпляра самолета. Первый предназначался для изучения самой возможности полета на реактивной тяге и оснащался крылом с хорошо зарекомендовавшим себя профилем NACA 23012. Вторую машину предполагалось использовать для изучения высоких скоростей полета, на нее решили установить крыло с новым профилем ЕС 1240/090040, отличающимся малой относительной толщиной — от 12% до 9% ( т.н. крыло типа Е). Разумеется, все работы велись с соблюдением строгих мер секретности. Чтобы снизить риск, вызванный немецкими налетами, постройку первого прототипа перевели с экспериментального отделения «Глостера» в Брокуорте на один из т.н. «теневых заводов» в Челтнеме, строительство второго продолжили на старом месте.

В марте 1940 г. положение «Пауэр джетс» еще более упрочилось — вся ответственность за бесперебойное финансирование команды Уиттла была возложена на новообразованное Министерство авиапромышленности, руководимое лордом Бивербруком. Определился и генеральный подрядчик, ответственный за серийное производство двигателя нового типа — компания «Ровер» (Rover Motors Company). К тому времени Уиттл работал уже над двигателем W.2 — увеличенным и усовершенствованным вариантом W. 1. К сожалению, «двойка» оказалась не совсем удачной, но на ее основе был создан мотор W.2B, конструкция которого вполне отвечала требованиям серийного производства. К ноябрю 1940 г. его опытный экземпляр постройки «Ровер» наработал уже 20 часов. На самой «Пауэр джетс» времени тоже не теряли. В декабре здесь «выдали на-гора» первый экземпляр W.1Х, который считался полностью готовым к установке на самолет, хотя и не предназначался для полета. Не за горами было и окончание сборки летного W.1.

К концу марта 1941 г. планер первого прототипа, получившего регистрационный номер W4041/G, был готов. Вскоре в Челтнем доставили и установили на G.40 первый W.1Х, затем самолет разобрали и поагрегатно доставили в Брокуорт, где собрали вновь. 7 апреля «Пионер» выкатили на аэродром. С утра шел дождь, поэтому лишь поздним вечером шеф-пилот фирмы «Глостер» флайт-лейтенант Сэйер (G.Sayer) вывел «Пионер» на мягкую траву летного поля. Он совершил первые рулежки при оборотах двигателя 10000-13000 об/мин. «Поддать газу» не позволял ограничитель, установленный на РУДе во избежание неожиданностей вроде несанкционированного взлета. Летчик отмечал, что самолет послушен, но на раскисшем аэродроме он не смог разогнать его более 32 км/ч. Следующим утром испытания продолжили. Обороты двигателя довели до 15000 об/мин, и Сэйер сразу же разогнался до 95 км/ч. Тут он впервые ощутил преимущества реактивного самолета перед поршневым: уменьшение шума и вибраций, отличный обзор, простоту управления. Затем ограничитель переставили на 16000 оборотов, и летчик отрулил на подветренный край полосы, тем самым вызвав подозрения: а не собирается ли он взлететь с нелетным двигателем? О дальнейшем вспоминает Уиттл:

«Сэйер развернул «Пионер» против ветра, увеличил обороты двигателя до предела, но удерживал самолет на тормозах. Затем он отпустил их и стал быстро набирать скорость. Мы увидели, как, пытаясь прижать хвост самолета к земле, летчик отклонил руль высоты вверх. Он сделал это слишком резко, и предохранительная пята ударилась о землю, а самолет вновь опустился на переднее колесо. Однако через 1-2 секунды «Пионер» оторвался от земли и, пролетев около 200 м, приземлился. Такую процедуру Сэйер повторял еще дважды. Третий раз получилось особенно хорошо. Каждый раз самолет пролетал метров по 200-300…».

В своем очередном отчете Сэйер отметил, что реакция двигателя при управлении им немного запаздывает. Привыкший к поршневым моторам летчик просто еще не знал, что относительно низкая приемистость является характерной чертой газотурбинных двигателей.

На этом этап наземных испытаний «Пионера» посчитали законченным. С самолета сняли двигатель и отправили для дальнейших стендовых испытаний в Латтенуорт, где с 11 апреля уже проходил приемку летный W. 1. В начале мая он был доставлен в Брокуорт и установлен на W4041/G. Ограничитель оборотов зафиксировали на 16500 об/мин, что соответствовало тяге 390 кгс. На самолет поставили удлиненную носовую стойку шасси. 8 мая Сэйер совершил на «Пионере» с новым двигателем несколько коротких пробежек, после чего самолет вновь разобрали и отправили в Крэнуэлл, аэродром которого отличался длинной ВПП с удобными подходами. 13 мая на новом месте машину подготовили к первому полету.

Однако почти весь следующий день стояла плохая погода, и только вечером Сэйер сумел сделать несколько пробежек, привыкая к новой передней стойке. Утром 15 мая вновь лил дождь, поэтому Уиттл вернулся в Латтенуорт, но к вечеру, как только небо очистилось, конструктор вновь заспешил в Крэнуэлл. Он вспоминает:

«Пока Е.28 рулил к восточному краю ВПП, мы [с Картером — авт.] подъехали на автомобиле и остановились примерно в 400 м от начала полосы. Сэйер вывел машину на старт в 19.40. Удерживая ее на тормозах, он довел обороты до 16000. Затем отпустил тормоза, и самолет, быстро набрав скорость, оторвался от ВПП после пробега не более 600 м. Пролетев несколько миль, «Пионер» скрылся в облаках. В течение нескольких минут мы слышали только ровный гул двигателя». В это время Сэйер убрал шасси и перешел в горизонтальный полет, достигнув скорости 386 км/ч. Затем сбросил обороты до 14000, однако заметного снижения скорости не произошло. Летчик выполнил серию виражей, постепенно снижая обороты двигателя, дошел до 145 км/ч, сделал еще несколько разворотов. «Затем мы вновь увидели самолет, заходивший на посадку по большому кругу, — продолжает Уиттл. — По характеру снижения можно было сделать вывод, что Сэйер питает полное доверие к самолету, как будто он летает на нем уже несколько часов… Произведя отличную посадку в самом начале ВПП, он остановил машину недалеко от того места, где стояли мы, и показал большой палец. Мы бросились к нему и начали горячо пожимать его руку».

Первый полет «Пионера» длился 17 минут. Докладывая о нем, Сэйер отмечал, что он напомнил ему полет на планере, и лишь свист высокой тональности говорил о наличии силовой установки, которая, кстати, работала без перебоев. Правда, пилотировать реактивную машину оказалось труднее, чем планер — Сэйер оценил самолет как «малоустойчивый». Трудности возникли и при выпуске шасси — передняя опора не встала на замок, поэтому летчик, чтобы «дожать» ее, воспользовался ручной помпой.

Не только Уиттл и Картер, но все, наблюдавшие за «Пионером» с земли, находились под большим впечатлением. Уж очень необычным и даже неправдоподобным казался тогда полет на реактивной тяге. В этом смысле интересна реакция одного из посетителей аэродромного офицерского бара, который, присмотревшись к Е.28/39, воскликнул: «Господи! Пора бросать пить, а то уже самолеты без пропеллера мерещатся!».

В последующие 13 дней «Пионер» выполнил еще 15 полетов, полностью исчерпав 10-часовой назначенный ресурс W.1. Удалось достичь высоты 7500 м и скорости 486 км/ч. При взлетной массе 1675 кг с полным баком керосина — 368 л — самолет продержался в воздухе 56 минут. Во время всех этих полетов Сэйер, ввиду опасности повреждения турбины, выполнял только те маневры, перегрузка при которых не превышала 2g. Но двигатель работал надежно, и первая серия испытаний завершилась благополучно.

Подготовка к новой серии полетов затянулась на долгих семь месяцев. Основные работы заключались в установке нового двигателя W. 1А, давшего на стенде тягу 527 кгс, которую для полета ограничили величиной 454 кгс. Этот двигатель содержал некоторые конструктивные усовершенствования, идентичные с примененным и на W.2B, например, баростат для автоматического уменьшения подачи топлива при снижении атмосферного давления в ходе набора высоты. Самолет перевезли из Крэнуэлла в Эджхилл, графство Уорвикшир, где 4 февраля 1942 г. Сэйер вновь занял место в его кабине…

Итак, 4 февраля 1942 г. шеф-пилот «Глостера» Г.Сэйер приступил к опробыванию «Пионера» с двигателем W.1А. Как обычно, он начал с рулежек и проверки управляемости на полосе и сразу же отметил, что новый движок работает тише, чем W. 1. Спустя почти две недели, 16 числа он вновь поднял борт W4041/G в воздух. В отличие от первой серии испытательных полетов, вторая оказалась более проблемной. Осмотр двигателя после 2 ч 20 мин налета показал, что увеличение тяги сказалось на нем не в лучшую сторону. Так, из-за воздействия повышенных температур хвостовая часть сопла в отдельных местах деформировалась, а тепловое расширение лопаток турбины привело к задеванию за корпус двигателя. Специалисты «Пауэр джетс» немедленно забрали W.1А на фирму, где в течение 10 дней доводили его «до ума».

Однако в очередном полете, состоявшемся 24 марта, с двигателем впервые произошло ЧП. На высоте 9000 м летчик отметил внезапное изменение тона его работы и вибрацию. Он немедленно сбросил обороты и начал снижение, направив самолет к Эджхиллу, где и совершил удачную посадку. При осмотре обнаружилось, что разрушилась одна из лопаток турбины, а несколько других получили повреждения. Новый ремонт затянулся до лета.

2 июня во время следующей попытки покорения высоты вышел из строя баростат, что привело к потере тяги, однако на этот раз серьезной опасности не возникло. 6 июня Сэйер вновь пошел на штурм злополучных 9000 м и достиг их (точнее, 9150 м) за 28 минут. На этой высоте он приступил к выполнению скоростной «площадки», но тут двигатель выбросил пламя и заглох. Летчик вновь проявил свое мастерство и по-планерному посадил «Пионер» на своем аэродроме. Причину нашли быстро: на большой высоте от мороза разорвало маслопровод, и двигатель перестал получать смазку. W.1А вновь сняли с самолета и отправили в ремонт. Чтобы впредь подача масла не прерывалась, маслопровод буквально обвили вокруг двигателя, тепло которого стало гарантом от повторения инцидента.

Полеты возобновились только 27 сентября. В тот день вновь предстояла работа на большой высоте, и во время ее набора в очередной раз отказала маслосистема. Сэйер сразу развернулся на Эджхилл и совершил успешную посадку, лишь слегка задев поверхность ВПП левой законцовкой крыла. Этот полет для Сэйера на «Пионере» стал последним — вскоре он погиб при испытании истребителя Хоукер «Тайфун», который выпускался серийно в том числе и на фирме «Глостер». Для программы Е.28/39 это была большая потеря. Его напарник Майкл Донт (Michael Daunt) был знаком с ходом работ над новой машиной, поэтому ему поручили дальнейшие испытания. Между тем, ремонт «Пионера» завершился, и, начиная с 6 ноября, Донт выполнил на нем 3 полета.

Примерно тогда же руководство Министерства авиапромышленности высказалось за показ реактивной техники строевым пилотам RAF, для чего опытный G. 40 перелетел в Фарнборо. Там несколько военных летчиков совершили на нем ознакомительные полеты. К концу года самолет с W.1A налетал 25 часов. Таким образом, ресурс и этого двигателя был исчерпан. Его демонтировали, а планер в ожидании нового изделия «Пауэр джетс» — двигателя W.2/500 тягой 545 кгс — вернули на «Глостер».

В это время в Брокуорте завершалась сборка второго прототипа «Пионера», получившего бортовой номер W4046. Ждали лишь, когда компания Уиттла поставит для него двигатель W.2B, считавшийся серийным изделием. Мотор поступил в феврале 1943 г., без промедления был установлен на самолет, который тут же отправили в Эджхилл. 1 марта его поднял в небо новый испытатель — Джон Грирсон (Grierson). Майкл Донт был переведен на другую работу — испытания изделия F.9/40 — прототипа знаменитого «Метеора». В последующие две недели Грирсон совершил 12 полетов без каких-либо происшествий, достигнув скорости 664 км/ч, что, кстати, значительно превосходило требования контракта SB/3229.

Вскоре к полетам на W4046 подключили и Донта. Связано это было с предстоящим показом новой авиатехники высшему руководству страны во главе с самим Черчиллем. Известно, что начальство обычно весьма скептически относится ко всякого рода новациям, поэтому, показывая ему новый самолет, нужно стремиться не просто убедить, а удивить его, а лучше — ошеломить. Если подобное случается, то перед счастливчиками сразу же открываются радужные перспективы, широкие горизонты и зеленые улицы. Естественно, для такого ответственного дела нужен был опытный Донт.

17 апреля Донт перегнал «Пионер» из Эджхилла в Хэтфилд, совершив первый трансбританский перелет на реактивном самолете. Лидировщиком для W4046 в этом рейсе выступил один из «Тайфунов». Навстречу им из Хэтфилда была поднята пара «Спитфайров», которые быстро нашли гостей и заняли место в общем строю. В этот момент Донт выполнил трюк, который заранее оговорил с коллегой-лидировщиком — дал двигателю полный газ. «Пионер» быстро скрылся из глаз изумленных летчиков «Спитфайров». Когда они подходили к Хэтфилду, механики уже закатывали «Пионер» в ангар. Черчилль был в восторге, развитие реактивной техники получило мощную поддержку в британских «верхах».

3 мая W4046 перелетел в Фарнборо, где на него установили новый экземпляр W.2B с увеличенной до 690 кгс тягой (первый выдавал только 545 кгс). С этим двигателем самолет, как говорится, без сучка и задоринки отлетал 50 часов в течение трех месяцев. В тот период, 24 июня, Грирсон достиг на нем максимальной высоты 12850 м. Причем Джон был облачен в высотный костюм, а перед стартом полчаса дышал чистым кислородом. После полета он, как и другие летавшие на «Пионере» пилоты, отмечал, что с подъемом на высоту эффективность поперечного управления самолетом ухудшается, а само отклонение элеронов затрудняется.

30 июня в очередной полет на W4046 отправился скуадрон-лидер Дэйви (Davie). Когда он набрал 11280 м, элероны практически перестали реагировать на усилия летчика, а вскоре ручку управления заклинило окончательно. Самолет перевернулся на спину и вошел в штопор. Дэйви изо всех сил пытался открыть фонарь и покинуть машину, но большая перегрузка не позволила этого сделать. Однако на высоте около 10000 м «Пионер» ускорил вращение, и центробежная сила выбросила пилота из кабины, фонарь которой Дэйви пробил головой. Раненый, но не потерявший сознания летчик сумел раскрыть парашют и воспользоваться имевшимся у него аварийным баллоном с кислородом. Причина происшедшего оказалась до обидного простой: перед полетом механики смазали узлы навески элеронов не специальной незамерзающей смазкой, как им предписывалось, а обычным техническим вазелином, который при низких температурах превращается в некое подобие цемента. Не даром говорится — в авиации мелочей нет!

Итак, в распоряжении конструкторов и испытателей остался единственный — первый — экземпляр «Пионера». Полеты на нем, оснащенном двигателем W.2/500, возобновились незадолго до потери W4046. К 29 июня состоялся уже 21 полет, которые выполнили как Донт, так и Грирсон. На следующий день в Барфорд, где проходила эта серия испытаний, доставили скоростное крыло типа Е, ранее предназначавшееся для второго прототипа самолета. После его установки, начиная с 7 июля, на машине W4041/G была выполнена серия летных экспериментов, выявившая увеличение скорости сваливания, правда, на относительно небольшую величину — 6,5 км/ч. 31 октября «Пионер» вновь оказался в Фарнборо. Там он снова подвергся доработкам: для улучшения продольной устойчивости на стабилизатор установили два небольших киля.

9 марта 1944 г. началась завершающая стадия летных испытаний «Пионера», в ходе которой самолет налетал 10 часов и достиг скорости 755 км/ч, наибольшей на то время в Великобритании. 26 апреля W.2/500 сняли с борта, а в июле установили новый W.2/700 тягой 772 кгс. Тогда же на самолет вернули старое крыло. Вновь в небо «Пионер» поднялся 25 августа, а 5 сентября с ним произошло очередное ЧП, последнее в его летной карьере. На высоте около 10000 м от перепада давлений разрушился фонарь кабины, осколки которого повредили хвостовое оперение. Тем не менее, самолет благополучно вернулся на аэродром. В сентябре и декабре вновь менялись двигатели, но цели программы Е. 28/39 уже были достигнуты, и в самом конце 1944 г., после выполнения более 240 полетов, испытания самолета прекратили. «Пионер» из категории наиболее передовых образцов техники перешел в разряд музейных экспонатов. Летом 1945 г. он красовался на Оксфорд-стрит в Лондоне на выставке, посвященной победе в войне. А 26 апреля 1946 г. вместе с двигателем W.1 он занял достойное место а Научном музее британской столицы, где пребывает до сих пор.

Если говорить о совместном детище Уиттла и Картера в целом, то нет сомнений, что это был вполне удачный экспериментальный самолет. Проведенный на нем комплекс испытаний дал много ценного материала для дальнейшего развития реактивной авиации, в частности, для создания серийного реактивного истребителя Gloster Meteor. Работы Уиттла определили и развитие реактивных самолетов в США. В апреле 1941 г. берега туманного Альбиона посетила американская делегация во главе с командующим ВВС армии генерал-майором Арнольдом, которую англичане ознакомили с еще не летавшим на тот момент «Пионером». Пораженный увиденным генерал тут же предложил британцам рассмотреть вопрос о продаже лицензии на производство W.1 в США. В результате за океан ушла не только необходимая документация, но и один из «живых» двигателей Уиттла. На этой базе американцы построили свой образец ТРД — General Electric С Туре 1. Его дальнейшее развитие — Туре 1-А — установили на первый американский реактивный самолет Bell ХР-59 Aircomet, совершивший свой первый вылет 1 октября 1942 г.

А что же сам Фрэнк Уиттл? С одной стороны, он достаточно успешно продвигался по служебной лестнице и встретил окончание войны в звании эйр-коммандера (Air Commodore), т.е. бригадного генерала. Но, с другой стороны, у него хватало и неприятностей: его постепенно вытесняли из той сферы деятельности, у истоков которой он стоял. Причем это был процесс во многом объективный. Как только сомнения в перспективности новой силовой установки отпали, для развертывания широкомасштабных промышленных работ потребовалось привлечение солидных средств и производственных мощностей. Ничего подобного у «Пауэр джетс» не было. Тем более, что по распоряжению Кабинета министров доступ к технической документации на двигатели Уиттла, кроме «Ровера», получили «Роллс-Ройс» и «Де Хэвилленд». «Ровер», как мы уже знаем, выпустила два экземпляра двигателя W.2B, однако они были признаны не очень удачными, и вскоре эта компания «сошла со сцены». Более успешные двигатели W.2/500 и W.2/700 — это уже продукция «Роллс-Ройса». «Де Хэвилленд» поступила, может быть, умнее всех: дождалась, пока другие набьют себе достаточно шишек, а затем на основе их опыта создала известный двигатель «Гоблин».

Оба гиганта авиаиндустрии в подтверждение тезиса Маркса об «акулах капитализма» объединенными усилиями решили «съесть» несчастную «Пауэр джетс». Длительная подковерная борьба, в которой, кстати, Уиттл был совершенно неискушен, завершилась полной победой большого бизнеса. В 1944 г. Черчилль подписал указ о национализации «Пауэр джетс». У фирмы изъяли всю производственную базу, а ее саму преобразовали в Национальный газотурбинный исследовательский центр. Все это стало для Уиттла большим ударом, и в январе 1946 г. он был вынужден покинуть фирму, им основанную. Последовавший сильный нервный срыв уложил Фрэнка в госпиталь, и это послужило поводом для командования RAF принудительно уволить его со службы.

Правда, новое лейбористское правительство, понимая, что с заслуженным человеком обошлись нехорошо, решило «подсластить пилюлю», наградив Уиттла медалью Даниэля Гаггенгейма и денежной премией в 100000 фунтов стерлингов. Деньги изобретатель разделил среди сотрудников «Пауэр джетс», долгие годы трудившихся рядом с ним. В 1948 г. последовало новое «подслащение»: король Георг VI даровал Фрэнку рыцарское звание, и с тех пор его стали называть сэр Уиттл. Новоиспеченный сэр работал советником, консультантом, продолжал изобретать. Для нефтедобывающей компании Shell он создал буровую установку с принципом работы, основанном на его ранних разработках. В 1976 г., так и не погасив в себе чувства обиды, он переехал в США, где стал профессором Военно-морской академии в Аннаполисе. В этот период своей жизни он получил огромное количество всевозможных почестей и наград, но обрел ли душевный покой, не знает никто. Сэр Фрэнк Уиттл ушел в лучший мир 9 августа 1996 г., всей своей судьбой подтвердив библейскую мудрость:«Не бывает пророка без чести, разве только в отечестве своем и в доме своем».

Краткое техописание экспериментального самолета Gloster G.40 Pioneer

Самолет представлял собой цельнометаллический свободнонесущий низкоплан классической схемы с убирающимся шасси с носовой опорой. Экипаж — 1 человек.

Фюзеляж типа полумонокок круглого поперечного сечения. Силовой набор включал 27 шпангоутов.

Кабина летчика негерметична, кресло — некатапультируемое. За кабиной помещался топливный бак объемом 368 л, а за ним в четырех точках к силовому шпангоуту крепился сам двигатель. Воздух к нему поступал через носовой воздухозаборник по двум каналам, огибавшим с боков пилотскую кабину. Жаровая труба двигателя тянулась через всю хвостовую часть фюзеляжа. Для теплоизоляции она была покрыта несколькими слоями тонкой жести с воздушными прослойками между ними.

Крыло прямое однолонжеронное, каждая консоль содержала 14 нервюр. Угол установки — 1°, поперечное «V» — 3,75°. На самолете устанавливались два разных по аэродинамической компоновке крыла: одно с профилем NACA 23012, другое — с более скоростным профилем ЕС 1240/090040. Механизация включала зависающие щелевые закрылки с гидравлическим приводом. Элероны — металлические с полотняной обшивкой, которые имели весовую компенсацию.

Хвостовое оперение включало киль, стабилизатор и рули. Все рули по конструкции подобны элеронам, а руль направления, кроме того, имел аэродинамическую компенсацию.

Шасси — трехопорное, с управляемым носовым колесом. Основные опоры убирались в ниши крыла по направлению к фюзеляжу, носовая — в нишу под полом кабины пилота, привод уборки/выпуска — пневматический.

Силовая установка включала один ТРД. Применявшиеся на самолете типы двигателей и их характеристики даны в тексте. Охлаждение двигателя осуществлялось с помощью двух водяных радиаторов.

Система управления — механическая тросовая.

Вооружение, бронирование и протектирование бака отсутствовали.

Фрэнк Уиттл — gebiao-medical.com

Из Википедии, бесплатной энциклопедии

Фрэнк Уиттл (1943)

Сэр Фрэнк Уиттл из KBE, FRSA (родился 1 июня 1907 года в Ковентри † 9 августа 1996 года в Колумбии, штат Мэриленд ) был английским пилотом, изобретателем и бизнесменом. Его величайшим достижением было изобретение реактивного двигателя, который он разработал независимо от него одновременно с Гансом фон Охайном .

оглавление

• 1 жизнь
• 2 награды
• 3 литературы
• 4 веб-ссылки
• 5 индивидуальных доказательств

Жизнь

Уиттл родился в Эрлсдоне, Ковентри . После окончания колледжа он присоединился к Королевским военно-воздушным силам (RAF) в 1923 году . В 1926 году он начал свое обучение пилотов в авиационной школе RAF в RAF Cranwell, Lincolnshire . В 1928 году он закончил обучение как второй лучший в своем классе. В этом году он написал репортаж в журнале колледжа о «Будущей версии авиационного двигателя». Он предложил двигатель, который всасывает воздух, нагревает его и выпускает через сопло на высокой скорости.

Примерно в 1930 году он получил патенты на свой реактивный двигатель, которые, однако, не вызвали интереса со стороны ответственных властей. Виттл затем продолжил свою техническую подготовку, первой в 1932 году в инженерном курсе для офицеров в СРРЕ в Henlow, Бедфордшир и с 1934 в Peterhouse колледже в Кембриджском университете, где он окончил с отличием в 1936 году.

Еще в 1935 году с ним связались два бывших офицера Королевских ВВС, Рольф Дадли-Уильямс и Дж. К. Тинлинг, которые знали патент Уиттла. Они попросили его возобновить работу над его реактивным двигателем. С этой целью в 1936 году была основана компания Power Jets Ltd. основана, которая начала свою работу в мастерской British Thomson-Houston (BTH) в Регби, Уорикшир . Первые испытательные запуски были проведены в апреле 1937 года, примерно в то же время, когда демонстрационный двигатель Охайна работал на заводе Хейнкель в Ростоке-Мариенехе . Двигатель был трудноуправляемым и несколько раз выходил из строя во время пробных запусков. Несмотря ни на что, министерство авиации узнало об этом проекте и профинансировало его на £ 6000. Затем испытательный стенд был перемещен в старое заводское здание в соседнем Луттерворте . Наконец, в марте 1938 года был проведен полностью удовлетворительный испытательный запуск. Проблемы с правилами были преодолены. После начала Второй мировой войны Министерство авиации приказало построить самолет с реактивным двигателем, при этом компания Whittles поставила двигатель, а Gloster — планер .

Работа продвигалась быстро, и 15 мая 1941 года в 7:40 по местному времени экспериментальный самолет Gloster E.28 / 39 вылетел из аэропорта Кранвелл . Это было спустя полтора года после первого полета реактивного самолета в мире, совершенного с немецким He 178, первого полета британского реактивного двигателя. Машина была оснащена нагнетателем Whittle тип W.1 с тягой 3,8 кН . Этот двигатель уже использовал керосин в качестве топлива. Во время 17-минутного испытательного полета летчика-испытателя RAF Джерри Сэйера машина достигла максимальной скорости 545 км / ч. С усовершенствованным двигателем W.2 с тягой 7,6 кН на этом самолете впоследствии была достигнута скорость до 724 км / ч. Убедившись в результатах испытаний, Министерство авиации заказало у BTH истребитель с двумя двигателями, который позже стал Gloster Meteor . В 1942 году Уиттл отправился в Соединенные Штаты, чтобы помочь General Electric разработать собственный реактивный двигатель. В результате этой программы появился самолет Bell P-59 Airacomet, совершивший первый полет осенью 1942 года . Затем Уиттл вернулся в Англию, чтобы работать в Rolls-Royce . Он отвечал за проектирование и разработку двигателей. Компания Уиттла была национализирована и с тех пор называлась Power Jets.

Уиттл ушел из RAF в 1948 году в звании коммодора авиации, а затем стал консультантом BOAC . Наконец, в 1976 году он эмигрировал в США, где стал профессором Военно-морской академии США в Аннаполисе.

Фрэнк Уиттл женился на Дороти Ли в мае 1939 года. У Уиттла было двое сыновей. В 1976 году он развелся и вскоре после этого женился на Хейзел Холл. С Гансом фон Охайном он дружил с 1960-х годов до самой его смерти.

Почести

Мемориал Уиттла в Фарнборо с копией Gloster E.28 / 39, первого британского реактивного самолета

• В 1947 году он стал членом Королевского общества .
• В 1948 году он стал рыцарем Британской империи.
• В 1976 году он был назначен членом Американской академии искусств и наук .
• В 1977 году он получил медаль Джеймса Ватта .
• В 1977 году его именем был назван полуостров Уиттл в Антарктиде.
• 19 февраля 2006 г. в его честь был назван астероид в главном центральном поясе: (44217) Whittle.
• 1 июня 2007 года, по случаю его 100-летия, в центре его родного города Ковентри был открыт памятник сэру Фрэнку Уиттлу.

литература

• Самолет: История пионера . Фредерик Мюллер, Лондон, 1953 год.
• Аэротермодинамика газовых турбин: особое внимание уделяется движению самолетов . Pergamon Press, 1981, ISBN 0-08-026719-X (твердая обложка) и ISBN 0-08-026718-1 (мягкая обложка).
• Дэвид С. Брукс: Викинги в Ватерлоо. Время ожидания работы на реактивном двигателе Whittle от компании Rover. Rolls-Royce Heritage Trust, Дерби 1997, ISBN 1-872922-08-2 .
• Джон Голли, Фрэнк Уиттл, Билл Ганстон: Уиттл. Правдивая история. Эйрлайф Пабл ., Шрусбери, 1987, ISBN 0-906393-82-5 .
• Стэнли Хукер: Не очень хороший инженер. Автобиография. AirLife Publ., Шрусбери, 2002 г., ISBN 1-85310-285-7 .
• Глин Джонс: Пионеры реактивных двигателей. Рождение реактивного полета. Метуэн, Лондон 1989, ISBN 0-413-50400-X .
• GBR Feilden: Уиттл, сэр Фрэнк (1907–1996). В: Оксфордский словарь национальной биографии. Oxford University Press, Лондон, 2004 г. ( онлайн, по состоянию на 7 июня 2005 г.).
• Дункан Кэмпбелл-Смит: Реактивный человек: создание и разрушение Фрэнка Уиттла, гения реактивной революции, Лондон: глава Zeus, 2020, ISBN 978-1-78854-468-9

веб ссылки

Commons : Фрэнк Уиттл — Коллекция изображений, видео и аудио файлов.

• midlandairmuseum.co.uk: Разрез двигателя Power Jets W2 / 700, спроектированного Уиттлом
• Литература Фрэнка Уиттла и о нем в каталоге Немецкой национальной библиотеки
• Газетная статья о Фрэнке Уиттле в пресс — ките 20-го века Информационного центра экономики имени Лейбница ZBW .

Индивидуальные доказательства

1. ↑ Вольфганг Вагнер, Первый в мире реактивный самолет, Bernard & Graefe Verlag Koblenz, стр. 215
2. ↑ Репортаж Arte о триумфальном продвижении реактивного самолета ( Мементо от 27 июля 2016 г. в Интернет-архиве )

личные данные
ФАМИЛИЯ	Уиттл, Фрэнк
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ	Английский летчик, изобретатель и бизнесмен
ДЕНЬ РОЖДЕНИЯ	1 июня 1907 г.
МЕСТО РОЖДЕНИЯ	Ковентри
ДАТА СМЕРТИ	9 августа 1996 г.
МЕСТО СМЕРТИ	Колумбия, Мэриленд

<img src=»//de.wikipedia.org/wiki/Special:CentralAutoLogin/start?type=1×1″ alt=»»>

Глава 7 Раздувая пламя . Достичь небес

Анри Коанда родился в Бухаресте в 1886 г. и стал одним из наиболее революционных инженеров своего времени. В 1905 г. он построил для румынской армии самолет-снаряд. Еще через пять лет он разработал, построил и лично испытал первый самолет на реактивной тяге, который встречали восторженные толпы на Втором международном авиасалоне в Париже.

Тридцать шесть лет спустя, в мае 1941 г., поднялся в небо самолет Gloster Е-28 с двигателем разработки офицера британских Королевских ВВС по имени Фрэнк Уиттл. Это тоже был первый в мире самолет на реактивной тяге.

Фрэнк Уиттл изобрел реактивный двигатель — такой, каким мы его сегодня знаем. Некоторую путаницу в эту историю вносит тот факт, что моделей реактивных двигателей множество; кроме того, инженеры нередко работали, совершенно независимо друг от друга, над одними и теми же идеями. Мотореоктивный двигатель Анри Коанды, безусловно, заслуживает места в истории авиации, как и турбореактивный двигатель Ханса фон Охайна, разработку которого он начал в 1934 г. Пятью годами позже этот двигатель, установленный на небольшом аэроплане с металлическим корпусом, стал первым в мире летающим реактивным самолетом[7].

Охайн, помимо собственных разработок, использовал результаты работ Уиттла (именно поэтому мы помним скорее Уиттла, чем Охайна). Но Охайн был не менее талантлив, и остается загадкой, почему нацистское правительство Германии отодвинуло его проект на второй план и предпочло работать с крупными производителями. (После войны американцы привлекли Охайна к работе, и он наконец встретился с Фрэнком Уиттлом. Они подружились.)

_{Самолет-снаряд Анри Коанды для румынской армии: неужели эта первый реактивный самолет?}

Что же такое реактивный двигатель? Вообще говоря, это любое устройство, выбрасывающее с одного конца струю жидкости и создающее соответствующую движущую силу в противоположном направлении. В ранних мультфильмах Диснея о космических путешествиях этот принцип очаровательно иллюстрирует чихающий пес. Пес чихает в одну сторону, а его зад скользит (по разграфленной бумаге чрезвычайно наукообразного вида) в другую.

При сгорании топлива в ракетном двигателе образуются газы, которые вырываются наружу через сопло и толкают ракету вперед. Проблема с ракетами состоит в том, что им приходится тащить с собой все топливо и весь кислород, в котором оно сгорает. Посмотрите еще раз съемки запуска «Аполлона»: незадолго до старта можно видеть, как капли жидкого кислорода испаряются с обшивки колоссальной 3000-тонной ракеты «Сатурн-5», готовой унести астронавтов к Луне, облачками белого дыма.

Реактивный двигатель сжимает встречный воздух и использует его для сжигания топлива. Коанда в мотореактивном двигателе использовал для вращения винта самолета обычный двигатель внутреннего сгорания; но часть энергии мотора при этом шла на сжатие воздуха, поступающего в двигатель. Этот сжатый воздух затем смешивается с топливом в камере сгорания; смесь вспыхивает, порождая струю реактивных газов, которые помогают двигать самолет. Даже в 1905 г. инженеры прекрасно понимали важность нового типа движителя, использованного Коандой. Прежние винты и поршневые двигатели становились все совершеннее, но чем выше поднимались самолеты, тем более разреженным становился воздух и тем менее эффективными — винты. Существовала и еще одна, более серьезная проблема: как только скорость движения концов винта достигает звукового барьера, его эффективность начинает снижаться. Так что даже на небольших высотах скорость винтовых машин ограничена. Авиаконструкторы знали, что впереди их ждет скоростной барьер; Коанда показал им путь к его преодолению.

Турбореактивный двигатель, созданный Уиттлом и Охайном, продвинул идею Коанды еще на шаг. Вместо того чтобы использовать для сжатия воздуха в камере сгорания дополнительный двигатель, они установили там вращающийся вентилятор — по существу, тот же воздушный винт. Вентилятор сжимает воздух, который попадает в двигатель. Топливо смешивается со сжатым воздухом и вспыхивает. Газы, образовавшиеся при сгорании топлива, вырываются назад, а часть высвобождаемой энергии идет на вращение вентилятора. Чем быстрее вращается вентилятор, тем больше энергии производит двигатель и тем быстрее вращается вентилятор. Если бы часть энергии системы не уходила на трение, шум и тепло, он ускорял бы свое вращение до бесконечности — точнее, до взрыва!

Турбореактивный двигатель породил невероятное количество вариаций. В турбовинтовом двигателе максимальная энергия направляется на вращение винта. Такой двигатель чрезвычайно эффективен на низких скоростях, вот почему по-настоящему крупные военно-транспортные самолеты до сих пор щеголяют винтами, что придает им несколько старомодный вид. Турбовентиляторный двигатель — тот же турбовинтовой, но винт у него прикрыт обтекателем. Винт направляет воздух в двигатель, одновременно сжимая его. Затем этот сжатый воздух смешивается с реактивной струей, что улучшает ее течение, снижая турбулентность и повышая эффективность двигателя. Кроме того, такой двигатель работает тише: на пассажирских самолетах, как правило, устанавливают именно турбовентиляторные двигатели.

Даже по описанию кажется, что сделать все это очень сложно. Это действительно так, и неудивительно, что Фрэнк Уиттл за время работы над своим двигателем перенес два нервных срыва.

_{Франк Уиттл со своим турбореактивным двигателем, на котором он почти ничего не заработал}

Уиттл родился в 1907 г. и в школе не отличался прилежностью, зато не терял времени и прочитывал все научные книги, какие ему только удавалось достать. В 1922 г. Фрэнк хотел поступить в Королевские ВВС учеником пилота и даже подал заявление, но врачи завернули его из-за маленького роста — в нем было всего 152 см. Доброжелательный инструктор по физподготовке отозвал паренька в сторону и подсказал, какие нужно делать упражнения, чтобы пройти медкомиссию; через шесть месяцев Уиттл, подросший на 7,5 см, благополучно поступил в летный колледж в Крэнвелле.

Уиттл стал бесстрашным летчиком и мастером высшего пилотажа. Именно ему в 1930 г. было доверено демонстрировать воздушную акробатику на шоу, которое устраивали Королевские ВВС на авиабазе Хендон. Еще во время репетиций Уиттл умудрился отправить в утиль два самолета. На лейтенанта Харольда Рейберна его героизм впечатления не произвел. Позже Уиттл вспоминал: «Когда я подошел, его лицо пылало от ярости. Он обрушился на меня: «Почему бы вам не сложить все мои чертовы аэропланы в кучу посреди аэродрома и не поджечь — все быстрее получится!»»

В том же году Уиттл получил свой первый патент. К апрелю 1937 г., заработал его первый реактивный двигатель. Это был жидкостный монстр, который продолжал ускорять вращение даже после того, как ему перекрывали топливо! Один заезжий офицер сказал, что сооружение Уиттла больше всего похоже на рисунок карикатуриста Хита Робинсона, любившего изображать нелепые и чудовищные машины.

Министерство военно-воздушных сил решило прекратить работы над реактивным двигателем Уиттла. Чиновников можно понять: в то время любая попытка запустить его на полную мощность закончилась бы кучей окалины и лужей расплавленного металла. Материалы, из которых нужно было строить машину Уиттла, были практически недоступны, и не похоже было, что в ближайшие годы они появятся. Вместо этого Королевские ВВС направили Уиттла в Кембридж и профинансировали его исследовательскую работу в надежде на то, что, когда материалы все же появятся, талант конструктора можно будет использовать.

Настоящие проблемы для Уиттла начались в 1942 г., когда Министерство авиационной промышленности (МАП) начало проявлять к его изобретению серьезный интерес. Теперь оно жаждало получить боевые реактивные самолеты как можно скорее! Компании Power Jet организованной Уиттлом, практически не дали времени на работу над прототипами. Чертежи прямо с конструкторских кульманов отправлялись на заводы компании Rolls-Royce. Там быстро выяснилось — и никто, естественно, этому особенно не удивился, — что эти неиспытанные двигатели работают очень плохо. Инженеры Rolls-Royce, оставшиеся с носом и с собственным контрактом, который надо было выполнять, поступили в тех обстоятельствах очень логично — самостоятельно доработали конструкцию Уиттла. Они справились с задачей блестяще — но на этом авторские права Фрэнка Уиттла на двигатель кончились.

Следует заметить, что министерству было не до правил корректного ведения бизнеса, и разрешать конфликт между Rolls Royce и Power Jet оно не собиралось. Фирмы принялись обмениваться громкими недоказуемыми аргументами о том, кому что принадлежит и кто что сделал с какой именно частью чьего двигателя. Вскоре эти споры настолько запутали дело, что МАП решило разрубить гордиев узел — и исключило из уравнения Power Jet. В 1944 г. Стаффорд Криппс национализировал компанию Уиттла. Это было сколь простое, столь и жестокое решение. После всех трудов Power Jet осталась практически на нуле. Много лет фирма пользовалась государственными мощностями, и теперь ей не оставалось ничего иного, как превратиться в научно-конструкторское подразделение государственного исследовательского центра по газовым турбинам.

Было ли решение отнять у Уиттла его компанию ошибкой? Я в этом убежден. Криппс был противником свободного предпринимательства и горячим сторонником центрального планирования — и за несколько лет его политика буквально уничтожила все британское производство. Другой директор авиапредприятия Рольф Дадли-Уильямс, много лет поддерживавший Уиттла, отзывался о Криппсе довольно грубо. «Мне хотелось вытереть им пол, — написал он позже. — К несчастью, он умер и велел себя кремировать, так что я не могу даже помочиться на его могилу».

В 1941 г. американские исследователи также подошли очень близко к созданию реактивного двигателя. От британцев они отставали, и в мирное время это имело бы коммерческое значение. Но шла война: сам Уиттл полетел в США, чтобы ускорить работу американских конструкторов, и в том же году Великобритания бесплатно поделилась реактивными технологиями с General Electric.

Сейчас много говорят о том, что такой подарок стоил Британии первенства над США в реактивном бизнесе. Однако это пустые разговоры. Сегодня Rolls-Royce — второй по величине производитель авиационных двигателей в мире и отстает только от GE Aviation. Его годовой доход в 2008 г. составил более ?9 млрд. Крупнейший британский авиапроизводитель — когда-то национализированный British Aerospace, а теперь ВАЕ Systems — второе в мире и самое большое в Европе оборонное предприятие. Кстати, в 2009 г. эта компания стала крупнейшим объектом расследования в истории британского Бюро по борьбе с мошенничеством в особо крупных размерах. Подозреваю, что без этой чести фирма вполне обошлась бы.

Великобритания и сегодня выглядит на мировом авиарынке совсем не плохо; но с самого конца войны ее мучают призраки несбывшегося. Иными словами, ее мучает призрак «Кометы».

De Havilland Comet — принципиально новая британская разработка. Это был первый в мире пассажирский реактивный самолет с герметичным салоном, что позволяло ему летать выше, дальше, быстрее и ровнее любого другого пассажирского самолета. Он был тихим и довольно вместительным (в салоне помещался даже бар). Но самое главное, он летал на высоте 11 000 м — выше негативных атмосферных явлений, которые приходилось преодолевать его винтовым конкурентам. На борту Comet воздушные путешествия впервые стали приятными. Телерепортеры, освещавшие первые полеты нового лайнера, неизменно снимали крупным планом карандаш, спокойно лежащий на краю обеденного подноса.

«Комета» могла взять на борт всего 70 пассажиров — скромно по сравнению с более поздними крупными американскими лайнерами, такими как Boeing 707. Но какое это имело значение? Опять же летал самолет вдвое медленнее своего соперника Douglas DC-6 и должен был стать основным небольшим лайнером для стремительно расширяющихся гражданских авиалиний мира. Самолет был очень популярен — его обожали летчики и экипаж, ему доверяли пассажиры.

Первым рухнул самолет компании ВОАС, летевший рейсом 781; через несколько минут после взлета с полосы римского аэропорта Чампино его разрозненные обломки дождем осыпались в Средиземное море. Произошло это 10 января 1954 г. Еще через три месяца Comet компании South African Airways рухнул в море недалеко от Неаполя. Полеты «Кометы» были прекращены; началось публичное расследование причин этих катастроф.

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.

_{Тщательная и очень сложная реконструкция разбившегося самолета вскрыла фатальные слабости Comet}

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.

_{Mitsubishi Zero: великолепный самолет — до тех пор, пока он не пытается преодолеть звуковой барьер}

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 проблем, с которыми сталкивались самолеты (как винтовые, так и реактивные), не приспособленные к сверхзвуковому движению, возникло представление о «звуковом барьере». Этот барьер вполне реален, но его преодоление — дело техники, а не физики; на данный момент все связанные с ним проблемы решены. Современные сверхзвуковые самолеты достигают скорости, многократно превышающей скорость звука, вообще без резких переходов.

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 восемь километров.

_{Модель X-15 создает конус ударной волны во время испытаний в сверхзвуковой аэродинамической трубе}

«Морской монстр»

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.

Полетит ли он когда-нибудь? Если да, не забудьте пригнуться!

Из-за уплотнения воздуха впереди самолеты на сверхзвуковой скорости сталкиваются примерно с такими же проблемами, с которыми имеют дело морские суда. Волны уплотненного воздуха — так называемые ударные волны — прижимаются к сверхзвуковому летательному аппарату, точно так же как волны от носа корабля прижимаются к его корпусу. (Кстати говоря, волны перед носом корабля — это тоже ударные волны. Волны в воде распространяются так медленно, что судно без особенного труда порождает перед собой ударную волну.) Еще в 1933 г. эксперименты в аэродинамической трубе показали немецким исследователям, что если воздух впереди самолета на сверхзвуковой скорости уплотняется, то ударная волна расходится сзади в виде конуса. Крылья самолета должны оставаться внутри конуса: в противном случае ударная волна создаст такое давление на рулевые поверхности, что работать ими будет невозможно.

Это проблема для конструкторов. Если сделать крылья самолета слишком длинными, они перестанут работать на сверхзвуковых скоростях, и самолет разобьется. Если сделать их слишком короткими, самолет вообще не сможет оторваться от земли! Конструирование крыла, которое будет функционировать и на дозвуковых, и на сверхзвуковых скоростях, непростая задача; но работы над этой проблемой начались задолго до постройки первых сверхзвуковых самолетов.

Дитрих Кюхеман, уроженец Гёттингена, начал заниматься теорией сверхзвукового полета в результате целой цепочки неприятных обстоятельств. Вообще, он собирался изучать в университете физику под руководством знаменитого математика Макса Борна — друга семьи и одного из основателей квантовой механики. Когда же еврея Борна под давлением нацистского режима изгнали из университета, Кюхеману ничего не оставалось, кроме как искать для себя новое занятие и новую тему.

В Гёттингене находился крупнейший в Германии институт аэродинамики. Там Кюхеман, к собственному немалому удивлению, нашел для себя дело всей жизни: аэродинамику. Во время войны Кюхеман разрабатывал воздухозаборники для первых германских реактивных истребителей. Это была важная задача, но Кюхеман находил время и для развития собственных идей о форме ударной волны, о бескрылых самолетах и теории сверхзвукового полета. После поражения Германии Кюхеман попал в сеть операции «Хирург» (Surgeon) — британской программы, по которой спецназовцы без долгих разговоров вытаскивали немецких ученых и инженеров из-под носа наступающих русских, «нравилось им это или нет».

Кюхеман, надо сказать, не возражал. Именно в Англии по-настоящему расцвел его талант, да и особых поводов тосковать по дому у него было. В Королевском авиационном центре (Royal Aircraft Establishment — RAE) в Фарнборо он оказался среди таких людей, как Карл Дёч и Адольф Буземан, — таких же, как Кюхеман, первопроходцев в области сверхзвукового полета. К концу 1940-х гг. список сотрудников аэродинамического отдела RAE больше всего походил на справочник «Кто есть кто в аэродинамике в Германии»!

Главной задачей RAE были исследования и разработка новых типов воздушных судов для британского правительства. Но какие именно самолеты потребуются в послевоенном будущем? Британские авиастроители ответили на этот вызов тремя поистине ужасающими военными самолетами: Handley Page Victor, Vickers Valiant и Avro Vulcan. Эти самолеты, известные вместе как «V-бомбардировщики», были основной сдерживающей силой Британии во время холодной войны, пока в 1969 г. не появились подводные лодки, вооруженные ракетами Polaris.

Еще не были завершены работы над V-бомбардировщиками, когда стало ясно, что когда-нибудь их задачи возьмут на себя беспилотные ракеты. Министр обороны Дункан Сэндис зашел даже так далеко, что еще при своей жизни предсказал полное исчезновение пилотируемых военных самолетов.

Инженеры British Aircraft Corporation (BAC) с ним не согласились и создали TSR-2 — ударный самолет, оборудованный хитроумным следящим радаром, инфракрасными камерами, боковым радаром и сложнейшим автопилотом — приборами, не установленными к тому моменту ни на одном военном самолете. Закрытие проекта TSR-2 лишило Британию самого передового военного самолета того времени.

Тем временем RAE переключился на серию ракетных проектов, которые все без исключения — Black Arrow, Black Knight, Jaguar, Skylark — завершились неудачно[8]. RAE даже разрабатывал — с некоторым успехом — спутники, но без поддержки правительства не смог довести начатые проекты до коммерческих запусков. Для Кюхемана и его коллег, занятых прежде в проектах V-бомбардировщиков, это было время перегруппировки сил и обдумывания перспектив.

Теперь, когда не давили сроки, команда Кюхемана возобновила работу над теорией высокоскоростного полета и построила серию макетов для исследования проблем конструкции крыла. Они успели стать специалистами по треугольным стреловидным крыльям, называемым также дельтовидными. (С земли самолеты Avro Vulcan казались почти правильными треугольниками.) Площадь поверхности дельтовидного крыла была достаточной, чтобы удерживать самолет в воздухе на нормальных скоростях; на сверхзвуковых скоростях их стреловидная форма позволяла самолету целиком оставаться внутри конуса ударной волны. Главными проблемами для подобных самолетов были взлет и приземление. Углы взлета и посадки у самолета с крыльями такой формы были невероятно крутыми…

В то же время ветераны проекта TSR-2 увидели способ сохранить хотя бы часть своих тяжело давшихся результатов и применить военные разработки при создании жизнеспособного гражданского самолета. Возникли условия для замечательной встречи умов — и создания замечательного нового самолета. В 1961 г. Питер Торникрофт, тогдашний министр авиации, произнес перед Кабинетом министров речь. Он буквально светился от возбуждения. Он предлагал правительству разработать сверхзвуковой пассажирский самолет. С ним, считал Торникрофт, «Британия получит возможность… завоевать лидерство, которое мы упустили в случае с Comet».

Усилия по созданию британского сверхзвукового пассажирского самолета возглавил Арчибальд Рассел из British Aircraft — известный перфекционист. Результатом стал проект самолета, который должен был нести на борту около ста пассажиров и пересекать Атлантику со скоростью, примерно вдвое превышающей скорость звука, или «два Маха» (в этом термине увековечено имя немецкого физика Эрнста Маха, заложившего основы теории ударных волн). Bristol 223 мог похвастаться четырьмя двигателями Olympus, созданными на основе движков самолета Vulcan, необычным дельтовидным крылом — детищем Дитриха Кюхемана, и опускаемым носом. Последний был необходим из-за крутых взлетов и посадок — пилоту полезно видеть взлетно-посадочную полосу!

_{Двигателями и формой крыла Concorde в значительной степени был обязан ядерному бомбардировщику Avro Vulcan}

223-й был необычайным техническим достижением и стоил бешеных денег. В ноябре 1962 г. было заключено соглашение между Британией и Францией разделить расходы, объединив проект Рассела с менее крупным сверхзвуковым проектом компании Sid Aviation (позже она вошла в состав Aerospatiale).

Когда я говорю, что Concorde был замечательным самолетом, я ни на секунду не забываю и о его недостатках — а их было немало. Ему не хватало дальности полета, и потому выгодные маршруты на западное побережье США и в Йоханнесбург были для него недоступны. Он мог перевозить всего сто пассажиров. К тому же его салон был не слишком удобен: тот, кто задумывал его узенькие сиденья, никак не рассчитывал на сегодняшние необъятные «талии». Ноги было трудно вытянуть, потому что кресла стояли тесно, почти как в эконом-классе; а уж встать в этом самолете во весь рост высокому человеку было попросту опасно. ВА, конечно, пыталась подсластить пилюлю: обед в самолете подавали на веджвудском фарфоре с серебряными приборами; тем не менее следует признать, что Concorde никогда не отличался чрезмерным удобством.

На максимальной высоте 18 км, где летал этот сверхзвуковой лайнер, воздух настолько разрежен, что при внезапной разгерметизации никто в самолете не успел бы даже схватить кислородную маску; и пассажиры, и экипаж мгновенно лишились бы сознания. Поэтому окна в «Конкорде» были сделаны раздражающе маленькими, чтобы дать пассажирам эти несколько жизненно важных лишних секунд. Самолет летал так высоко, что в кокпите был установлен прибор, регистрировавший ионизирующую радиацию — космические лучи.

Concorde в полете обгонял вращение Земли; перелетев через Атлантику с востока на запад, вы вполне могли обогнать часы и приземлиться раньше времени вылета. Он летал так быстро, что обычный реактивный лайнер в попутном направлении, казалось, даже не стоял на одном месте, а летел задом наперед. Сжатый воздух нагревал окна в кокпите так сильно, что невозможно было дотронуться. Весь самолет при сверхзвуковом полете будто разбухал от жара, и на летной палубе появлялся зазор между пультом бортинженера и шпангоутом. Уходящие в отставку бортинженеры помещали свои фуражки в этот зазор; там они и лежат до сих пор.

Такой самолет, как Concorde, просто обязан был покорить воображение всей отрасли — если, конечно, считать, что у отрасли есть воображение. Это предположение, однако, оказалось слишком смелым.

_{Это по-прежнему самый футуристический по внешнему виду самолет: прототип «Конкорда» всегда собирал толпы народа}

Англо-французский консорциум, создавший самолет, получил примерно сотню предварительных, ни к чему не обязывающих заказов, но целая серия происшествий, едва не ставших фатальными, уменьшила это число до шести. Плохо было уже то, что продажи начались в разгар нефтяного кризиса 1973 г. Но реальной причиной аннулирования всех этих заказов (от всех основных глобальных игроков того времени — Pan Am, United, Lufthansa и др.) стала катастрофа чужого самолета.

Кое-кто утверждает, что советский Ту-144 — первый в мире сверхзвуковой пассажирский самолет, взлетевший на два месяца раньше «Конкорда», — был продуктом промышленного шпионажа и всего лишь копией «Конкорда». Это несправедливо. Да, советские конструкторы, скорее всего, немало знали о проекте Concorde. Но главная причина того, что Ту-144 и «Конкорд» были так похожи — вплоть до необычного носа, который мог опускаться и подниматься, — состояла в том, что уровень техники того времени жестко задавал формы и характеристики сверхзвукового пассажирского самолета. Ту-144, как и его соперник, был хорошо скомпонованным самолетом; он потреблял значительно больше топлива, чем его англо-французский аналог, но был больше и летал гораздо быстрее.

_{Многократно оболганный Ту-144 — первый в мире сверхзвуковой пассажирский самолет — в варианте летающей лаборатории}

Ту-144 — на Западе его сразу же окрестили Concordski[9] — был представлен на парижском авиасалоне в Ле-Бурже 3 июня 1973 г. Однако во время демонстрационного полета он вдруг резко нырнул, развалился и рухнул, разрушив пятнадцать домов; погибли все шесть членов экипажа и восемь человек на земле.

Эта катастрофа так и не получила полного и окончательного объяснения. После этого Ту-144 несколько лет летал на внутренних линиях Советского Союза без всяких происшествий. Слухов же было много: говорили, что лайнер столкнулся (или чуть не столкнулся) с французским самолетом сопровождения; что специалисты наземной службы, мечтавшие, чтобы Ту по всем статьям превзошел Concorde, перемудрили с автоматической системой управления; что в чертежи «Конкорда», которые, как известно, изучали советские шпионы, была внесена намеренная ошибка…

Во всяком случае, коммерческая судьба Ту-144 была предрешена, а Concorde, так на него похожий, пострадал «за компанию». В итоге заказали самолеты только Air France и British Airways. И не то чтобы эти компании заплатили за заказанные самолеты: в случае ВА стоимость покупки «Конкордов» была покрыта государственным займом, расплачиваться за который предполагалось долей прибыли (80 %) от их эксплуатации.

В то время как раз набирало обороты движение в защиту окружающей среды, и одной из первых его мишеней стало шумовое загрязнение от самолетов. Concorde в этом смысле был особенно уязвим, потому что преодоление звукового барьера у него сопровождалось сильным звуковым ударом. В последующие годы авиаконструкторы разработали способы минимизировать этот удар, но в то время неспециалисты были уверены, что звуковой барьер реален и что новомодным сверхзвуковым самолетам просто приходится сквозь него пробиваться. Неудивительно, что многим то будущее, которое олицетворял собой Concorde, внушало страх: представьте себе мир, заполненный какофонией звуков, где небеса непрерывно дрожат от взрывов и еще более оглушительного гула еще более мощных двигателей! Ограничение шумового загрязнения — серьезный вопрос, и время его пришло, но очень жаль, что первой и главной мишенью этого движения стал именно Concorde. На тот момент он был далеко не самым шумным самолетом в небе — что подтвердил в 1977 г. и Верховный суд США, когда снял наконец запрет на полеты «Конкордов», наложенный руководством Нью-Йоркского транспортного узла. (Было отмечено, что в длинном списке более шумных, чем Concorde, самолетов, присутствовал и личный самолет президента США!)

Самым главным препятствием на пути Concorde оказались, как ни странно, эксплуатировавшие его авиакомпании. Concorde — самолет, которому следовало быть ракетой, — был явлением настолько футуристическим, настолько противоречивым и странным, что ни одна из компаний не знала толком, что с ним делать. Обе авиакомпании совершили одну и ту же ошибку. Они рассматривали Concorde как обычный пассажирский самолет, призванный обслуживать регулярные авиалинии, но возводили его на пьедестал: полеты на Concorde через Атлантику, говорили они, это нормальный бизнес, с той оговоркой, что он эксклюзивен, он дорог, он… ну, в общем, не окупаем.

В последние шесть месяцев жизни Concorde ВА наконец проснулась. Кто-то там наконец понял, почему люди летают на Concorde. Дело было не в серебряных приборах, от которых в такой тесноте толку все равно мало. Люди летали на них ради новых ощущений. Concorde так и не стал рабочей лошадкой, которую придумывали конструкторы и в которой нуждались авиалинии. Это было нечто совершенно иное: развлекательный самолет.

Лишь в самый последний момент ВА наконец начала мыслить креативно. Если вам просто нравится этот самолет, вы можете совершить на нем экскурсионный полет — вылететь из Хитроу и вернуться туда же. Или вы можете полететь куда-нибудь на Concorde, а вернуться обычным эконом-рейсом. Для любителей скорости ВА предложила серьезные скидки. И смотрите, что произошло: компании больше не приходилось гонять пустые кресла через Атлантику со скоростью в два маха. Согласно напечатанному в Sunday Times отчету, им наконец удалось получить неплохую прибыль: ?50 млн за шесть месяцев!

Но топор был уже занесен. После 11 сентября 2001 г. спрос на воздушные перевозки упал, нанеся отрасли, и без того пострадавшей из-за бешеного роста цен на топливо, дополнительный удар. Салоны первого класса в самолетах национальных авиакомпаний еще больше опустели. ВА и Air France приняли решение снять Concorde с полетов, чтобы хоть как-то заполнить кресла первого класса.

Тремя годами раньше, 25 июля 2000 г., во время взлета из французского аэропорта Гонесс, самолет компании Air France (рейс 4590) наехал на титановую полоску — деталь механизма реверса тяги, только что отвалившуюся от самолета DC-10 компании Continental Airlines. Острый конец детали проткнул шину одного из колес на левой стойке шасси Concorde. Шина взорвалась, обрывки резины попали в топливный бак и перебили электрический кабель. Топливо из пробитого бака попало на искрящий конец кабеля. Вспыхнул пожар, отказала система уборки шасси. Не сумев набрать ни высоту, ни скорость, самолет резко задрал нос и рухнул на гостиницу «Хотелиссимо» в Гонессе. Погибли все 100 пассажиров и девять членов экипажа и четыре человека на земле.

Это была единственная авиакатастрофа с участием Concorde, и полеты после нее не прекратились; но отказаться от сверхзвуковых лайнеров после нее стало намного проще.

Пока Concorde был на приколе после гонесской катастрофы[10]. ВА и Air France отметили любопытный факт: регулярные пользователи сверхзвуковых линий теперь покупали места в салонах первого класса на регулярных линиях и в среднем хранили верность эксплуатирующим компаниям. Звоночек прозвенел: получалось, что ВА и Air France, уничтожив Concorde, не только сохранят средства, которые тратятся на эксплуатацию сверхзвуковых лайнеров, но и сделают остальные свои дальние рейсы более прибыльными. Они даже не потеряют пассажиров, потому что в салонах первого и бизнес-класса хватит пустых мест, чтобы удовлетворить запросы всех тех, кто прежде летал на «Конкордах». В каком-то очень примитивном смысле это было разумно, а времена для воздушного транспорта в 2003 г. были тяжелые.

Я предложил купить принадлежавшие ВА «Конкорды» за те же деньги, которые когда-то заплатила за них сама авиакомпания. По моим расчетам, примерно по ?1 за самолет. Новый Concorde оценивался в ?26 млн, но государственный заем означал, что компании никогда не приходилось выкладывать никаких реальных денег. Позже, в 1983 г., только что приватизированная ВА приобрела два самолета по цене ?1 за каждый в составе крупной партии общей стоимостью ?16,5 млн.

По непонятным причинам на ВА моя логика не произвела никакого впечатления! Так что я предложил компании другой вариант: пять самолетов по ?1 млн за штуку. ВА по-прежнему не соглашалась: только уничтожив Concorde, они могли заполнить салоны первого класса своих дальних рейсов. Рейсы, обслуживаемые Virgin Atlantic Concorde, окончательно отняли бы у них тех самых вожделенных пассажиров. Конечно, мне не нравилась позиция ВА, но я мог ее понять. А вот позиция британского правительства ставила меня в тупик: совершенно непонятно, почему правительству не хватило ума настоять, чтобы ВА, если не хочет продолжать эксплуатацию сверхзвуковых лайнеров, продала их еще кому-то. В конце концов, самолеты были оплачены налогоплательщиками, а не ВА!

К описываемому моменту в борьбу включились и всевозможные группы по интересам — включая и сотрудников самой ВА; развернулась кампания за то, чтобы сохранить по крайней мере один Concorde в рабочем состоянии для особых случаев. Вот и теперь на королевские именины мы можем найти Vulcan, Lancaster, несколько Spitfire — так зачем исключать из этого списка самый узнаваемый гражданский самолет Великобритании?

Поэтому я пообещал ?1 млн на организацию фонда национального наследия, который сохранил бы для страны пару «Конкордов». Компания QinetiQ со штаб-квартирой в Фарнборо готова была взять на себя обслуживание самолетов, а бывшая Bristol Aeroplane Company — в настоящее время британский аэрокосмический гигант ВАЕ Systems — объявила, что их можно разместить в Филтоне, неподалеку от Бристоля. Это было бы великолепно и очень символично — ведь именно в Филтоне «Конкорды» были сконструированы и построены! Все у нас могло получиться — если бы мне приходилось иметь дело только с ВА. Я выдвигал всевозможные идеи, а как-то даже предложил покрасить самолет с одной стороны в цвета ВА, с другой — в цвета Virgin! ВА отвечала уклончиво, но мы надеялись их уговорить.

Проблема была связана с французской стороной. Единственная катастрофа Concorde произошла во Франции; тогда погибло много людей, страна оделась в траур. Когда пришло время Air France сворачивать использование «Конкордов», французы были готовы поверить, что эти самолеты ненадежны, устарели и пора с ними заканчивать. А тут вдруг кучка английских энтузиастов авиации громко заявляет, что Concorde — все же блестящий самолет, и готова поддерживать его в рабочем состоянии на английской земле! Если бы этот проект был реализован, получилось бы, что Air France и французское правительство несправедливо отказались от одного из собственных величайших технических достижений. Ни компании, ни правительству подобные обвинения и подобная неловкая ситуация были ни к чему. В то время как я получал положительные ответы от европейской авиастроительной компании Airbus, имевшей контракт на обслуживание Concorde, другая фракция в руководстве Airbus заявила, что компания ни за что и ни при каких обстоятельствах не согласится обслуживать эти самолеты и дальше. Следует, пожалуй, пояснить, что штаб-квартира Airbus расположена в Тулузе (Франция).

Так ничем все и кончилось. Чтобы удобнее было развозить «Конкорды» по музеям, где сегодня они скучают в виде «статичных экспонатов», ВА и Air France отпиливали своим самолетам крылья. Самый любимый самолет Великобритании больше никогда не поднимется в воздух.

Критики утверждают, что Concorde был так называемым «белым слоном»: он был дорог в разработке (это точно), дорог в обслуживании (правда, но сильно преувеличенная) и дорог в эксплуатации (полная чепуха). Concorde был чем-то вроде спортивной машины. Спортивную машину не покупают ради экономии топлива, ну и что, что Boeing 747 в четыре с половиной раза эффективнее по топливу, чем Concorde? По топливу 747-й с заполненным салоном более эффективен, чем семейный автомобиль! Играть цифрами очень просто. Главное — задаться вопросом, для чего предназначено данное средство передвижения, и эксплуатировать его соответственно.

Concorde не оправдал ожиданий своих конструкторов и операторов. Он внушал восторг и благоговение всем: пилотам, пассажирам и просто случайным зрителям и знакомил нас с новой моделью авиаиндустрии: с тем, как сделать дальние воздушные перевозки не такими дальними.

Как я уже говорил, именно развлечения ведут нас в будущее. Новизна и необычность, более чем что-либо еще, — больше даже, чем амбиции и страхи наций и государств, — являются локомотивами технического прогресса. Компания Concorde не собиралась положить начало эры «Конкордов», так же как Delahaye и Bugatti 1930-х гг. не возвещали эру гоночных автомобилей. Сегодня перед теми из нас, кого вдохновил пример Concorde, стоит следующая задача: создать сверхзвуковые пассажирские самолеты, которые будут быстрее, дешевле и экологичнее первых ласточек.

Самолет Concorde был сделан из самых современных и продвинутых материалов того времени. По большей части это были металлы и сплавы; его дети будут сочетанием композитных материалов. Concorde жег ископаемое топливо бочками; его дети будут жечь обработанное топливо, которое оказывает на окружающую среду минимальное воздействие. Concorde забирался так высоко, как только мог, и там продирался сквозь воздух; его дети будут полностью выходить за пределы земной атмосферы, увеличивая тем самым скорость и сберегая атмосферу. Concorde по сравнению с конкурентами снижал время в пути более чем вдвое; его дети будут переносить пассажиров из Нью-Йорка в Сидней меньше чем за два часа. Компания Concorde обещала человеку будущее, в котором любая точка Земли будет доступна и недалека. Я уверен, что технология, которую разрабатывает в настоящий момент Virgin Galactic, выполнит эти обещания. Не знаю, произойдет ли это еще при моей жизни, но точно знаю, что преемники Concorde уже проектируются.

Обычные реактивные самолеты не могут летать быстрее, чем при числе Маха — три (МЗ), иначе у них расплавятся лопатки турбин. Ракетные суда могут достигать скорости М25 и летать достаточно быстро, чтобы иметь возможность выйти на орбиту вокруг Земли; но им приходится таскать с собой огромное жуткое количество кислорода для сжигания топлива. Где-то в промежутке между традиционным реактивным двигателем и традиционной ракетой находится идея двигателя такого простого, нетрадиционного и чертовски сложного в реализации, что до сих пор сделано всего несколько попыток построить такой двигатель.

Если не считать насос для впрыскивания топлива в камеру сгорания, прямоточный воздушно-реактивный двигатель (ПВРД) не имеет движущихся частей: никаких турбин, никаких вентиляторов и никаких валов. Сама форма двигателя при движении самолета вперед обеспечивает сжатие воздуха, попадающего внутрь. Единственный недостаток такой схемы состоит в том, что работает он только на высокой скорости.

Прямоточный воздушно-реактивный двигатель (ПВРД) изобрел в 1913 г. французский изобретатель Рене Лорен. Предложенная им схема определенно имела смысл (на нее даже был выдан патент) но Лорен так и не смог найти материалов, пригодных для строительства прототипа. Еще один проект прямоточного воздушно-реактивного двигателя, предложенный венгерским изобретателем Альбером Фоно, зашел еще дальше: в 1932 г. был выдан патент на конструкцию двигателя, предназначенного для высотных сверхзвуковых самолетов!

Первый самолет с ПВРД был советским и появился всего через семь лет после этого, но и до сего дня данный двигатель почти не нашел себе применения — разве что в самых мудреных военных самолетах. Причина в основном заключается в том, что самолет, которому нужно два типа тягового усилия — один для набора скорости, на которой другой может начать работать, — по определению окажется очень дорогим.

Этого мало. У прямоточного воздушно-реактивного двигателя, который становится эффективным, начиная где-то с одного Маха, есть и верхний предел скорости. Дело в том, что воздух внутри двигателя приходится замедлять до дозвуковых скоростей, иначе не произойдет воспламенения топлива. При принудительном замедлении воздуха двигатель нагревается до невероятных температур, какой бы метод замедления вы ни применили. На скорости выше пяти Махов ПВРД просто развалится.

Тут появляется сверхзвуковой прямоточный воздушно-реактивный двигатель (СПВРД). В нем топливо, впрыскиваемое в двигатель, разгоняется до сверхзвуковой скорости, — и, соответственно, воздух, поступающий в мотор, замедлять не требуется. Достоинство такого двигателя заключается в том, что он способен нормально работать на скоростях выше пяти Махов и на высоте 74 км над поверхностью Земли, где самолет не может нанести никакого вреда атмосфере. Его недостаток заключается в том, что, если скорость попадающего внутрь воздуха падает ниже М1, двигатель захлебывается — и происходит взрыв.

_{Национальный консультативный комитет по аэронавтике США (NACA) поджигает фитиль}

В проекте NASA среди сверхзвуковых самолетов серии Х — мы будем говорить о них в следующей главе — уже есть экспериментальные СПВРД. Если Алану Бонду удастся настоять на своем, Европа от США не отстанет.

Бонд — бывший британский авиаинженер, который начинал свою карьеру в ракетном подразделении Rolls-Royce; под его руководством команда ученых разработала проект межзвездного космического корабля Daedalus. В настоящее время он на деньги Европейского космического агентства (ESA) разрабатывает двигатель, который мог бы обеспечивать и полет самолета со скоростью, впятеро превышающей скорость звука, и выход на орбиту Земли, причем без заметного вреда для экологии.

Компания Бонда Reaction Engines со штаб-квартирой в Оксфордшире работает над проектом авиалайнера под названием А2. Предполагается, что типичный рейс А2 будет выглядеть примерно так: вылет из международного аэропорта Брюсселя и выход на нормальной дозвуковой скорости М0,9 в воздушное пространство над Атлантическим океаном; затем набор скорости М5 и полет через Северный полюс и дальше над Тихим океаном в Австралию. Полное полетное время составит примерно 40 минут. Сегодня полет по такому маршруту занимает около 22 часов.

Главный секрет А2 — двигатель: это ПВРД с хитроумным теплообменником; он отбирает тепло у входящего в двигатель воздуха и передает его водороду, который здесь используется в качестве топлива. Это означает, что двигатель может спокойно работать даже в том случае, если воздух проносится через него с огромной скоростью. Чем быстрее движется воздух, тем холоднее двигатель. Специалисты Reaction Engines считают, что для их ПВРД не потребуются экзотические материалы; наоборот, его можно будет делать из легких сплавов.

Но есть еще и Skylon — ракетный корабль Алана Бонда. Этот летательный аппарат на водородном топливе взлетает с обычной взлетной полосы, разгоняется до М5,5, а затем — благодаря все тому же хитроумному теплообменнику — начинает замораживать кислород, попадающий в двигатель, для дальнейшего использования вне пределов атмосферы. На этом этапе Skylon смешивает собранный из атмосферы и сжиженный кислород с имеющимся на борту запасом жидкого водорода и получает традиционное ракетное топливо.

— Это совершенно уникальный проект, — говорит Марк Хемпселл, директор Reaction Engines по перспективным проектам. И это заявление полностью оправданно!

_{Концепция корабля Skylon Алана Бонда: самолет, который считает себя ПВРД, который считает себя ракетой!}

Фрэнк Уиттл биография. Инженер-конструктор. Отец турбореактивного авиационного двигателя – biography-live.ru

Фрэнк Уиттл был офицером английских Королевских ВВС (RAF), которому приписывают единоличное изобретение турбореактивного двигателя.

Вундеркинд, Уиттл с раннего возраста проявил способность добиваться больших успехов. В детстве он увлекался полетами. Его математическая гениальность и технические навыки помогли ему реализовать свои амбиции, когда он преодолел свой физический недостаток и стал подмастерьем. Вскоре он стал опытным пилотом. Именно во время написания своей диссертации Уиттл впервые представил миру фундаментальную концепцию турбореактивного двигателя. Несмотря на ряд ограничений, Уиттлу удалось осуществить свою мечту, и первый прототип был запущен в 1937 году. В течение его карьеры финансовая помощь и поддержка Министерства авиации помогли в дальнейшей разработке реактивного двигателя, который позже был национализирован в 1944 году. Уиттл повысился в своем звании Королевских ВВС, в конце концов получил рыцарское звание и ушел в отставку с должности коммодора авиации. За свой выдающийся вклад он был удостоен множества престижных наград.

Содержание статьи

Ранняя жизнь

Фрэнк Уиттл был старшим сыном, родившимся у Мозеса Уиттла и Сары Элис Гарлик  1 июня 1907 года в Эрлсдоне Ковентри, Англия. Уиттл блестяще учился, закончил школу Милвертон и получил стипендию для учебы в Лимингтонском колледже для мальчиков. Однако финансовые трудности заставили его бросить учебу на полпути.

Компания его отца Leamington Valve and Piston Ring Company впервые познакомила Уиттла с инструментами и одноцилиндровым газовым двигателем, экспертом по которым он позже стал.  Вскоре он развил практические инженерные навыки.

Карьера

Интерес Уиттла к авиации помог ему стать учеником авиалайнера в Королевских ВВС (RAF). Однако из-за невысокого роста он начал обучение на авиамеханика. Он поступил на программу подготовки офицеров в RAF Cranwell. Обучение дало ему первый опыт полета. Вскоре Уиттл приобрел репутацию смельчака, который занимается низкими полетами и пилотажем. Будучи курсантом, Уиттл представил диссертацию о потенциальных разработках конструкции самолетов, в которой он утверждал, что для полетов на больших высотах с большей скоростью и с охватом большей дальности потребуется новый моторный двигатель.

В 1928 году он окончил Королевский колледж ВВС и получил звание летчика. Он присоединился к 111-й эскадрилье, пролетая над Siskin Ills. В следующем году его направили в Центральную летную школу на курсы летного инструктора.

Концепция двигателя Уиттла привлекла внимание во время учебы в Центральной летной школе. Дизайн был оценен летным офицером Пэтом Джонсоном, который вскоре передал его командиру. К 1929 году Уиттл отправил свой проект двигателя в Министерство авиации, которое сначала отклонило его, посчитав его невыполнимым. Не имея выбора, Уиттл сам запатентовал эту идею.

В 1930 году Уиттл был произведен в звание летного офицера. В следующем году он был отправлен на экспериментальную базу морской авиации в Феликстоу в качестве офицера по вооружению и летчика-испытателя гидросамолетов. Несмотря на отсутствие знаний, он заработал репутацию летчика на 20 различных типах гидросамолетов, летающих лодок и амфибий. В 1932 году он посетил офицерские инженерные курсы в Королевских ВВС Хенлоу, Бедфордшир. Его исключительные способности привели его к прохождению двухгодичного инженерного курса в Кембриджском университете в 1934 году. В том же году он получил звание лётного лейтенанта. В 1935 году надвигалось продление срока действия его патента на реактивный двигатель. Из-за отсутствия средств для оплаты патент истек. За это время он подружился с Рольфом Дадли Уильямсом и Джеймсом Коллингвудом Тинлингом, которые пообещали заручиться финансовой поддержкой сэра Мориса Бонэм-Картера и Ланселота Лоу Уайта.

Получив одобрение Министерства авиации и финансовую помощь, Уиттл основал Power Jets Ltd. Будучи штатным офицером Королевских ВВС и студентом Кембриджа, Уиттл стал почетным главным инженером и техническим консультантом в Power Jets Ltd. Он начал работать над разработка турбореактивного двигателя.

В апреле 1937 года на заводе BTH в Регби были проведены испытания первого турбореактивного двигателя Whittle. Это был первый в мире реактивный турбоагрегат, получивший название WU (Whittle’s Unit). Осознавая потенциал нового двигателя, Министерство авиации финансово поддержало проект Уиттла для дальнейшего развития. Они разместили заказ на летающую версию двигателя.

С началом Второй мировой войны британское правительство все активнее поддерживало подразделение Уиттла. К апрелю 1941 года новый двигатель, получивший название W1, был готов к летным испытаниям. Первые летные испытания были проведены 15 мая 1941 г. в Кранвелле на союзном турбореактивном двигателе Gloster E28 / 39.  Он пролетел 17 минут с максимальной скоростью 340 миль в час. В течение нескольких дней самолет достиг 370 миль в час на высоте 25000 футов.

После успешного первого полета новости о мощном реактивном двигателе достигли американских берегов. К октябрю 1942 года американцы создали свой Bell XP-59A Airacomet.

Министерство авиации выдало компании Rover контракт на серийное производство 3000 двигателей W2 для Gloster Meteor. Однако из-за того, что последний не смог удовлетворить спрос, контракт был передан Rolls Royce в 1943 году.

В 1943 году Уиттл дослужился до звания командира звена. В том же году он предложил национализировать реактивные разработки. Это было в основном предложено, потому что он знал, что частные компании извлекут большую выгоду из этой технологии во время войны. Кроме того, национализация обеспечила бы легкое погашение долгов. К 1944 году британцы, наконец, приобрели реактивный истребитель с двигателями Rolls Royce, разработанными Фрэнком Уиттлом. Компания Power Jets приступила к разработке W2 / 700, и последний построенный двигатель был оснащен системой дожигания / повторного нагрева, которая должна была использоваться в экспериментальном проекте Miles 52 Supersonic Aircraft.  В том же году он стал капитаном группы.

В 1946 году Фрэнк Уиттл был назначен командиром авиации. Он ушел из Power Jets после того, как она была национализирована и слита с отделением газовых турбин RAE с образованием National Gas Turbine Establishment.

В 1948 году он уволился из Королевских ВВС в звании коммодора авиации. В своей последней жизни он занимался различными работами, такими как технический советник BOAC, инженер-механик Shell Oil и Bristol Aero Engine, военно-морская академия США в качестве профессора-исследователя NAVAIR и так далее. Он также написал биографию «Самолет: история пионера».

Основные работы

Основным вкладом Уиттла было изобретение реактивного двигателя. Именно во время работы над диссертацией ему впервые пришла в голову идея мощного двигателя, который позволял бы летать на большой высоте и с большей скоростью. Чтобы добиться того же, он поставил перед собой задачу и вскоре понял это, когда в 1937 году появился первый прототип реактивного двигателя.

Награды и достижения

За выдающийся вклад в разработку реактивного двигателя он был награжден множеством наград, включая Орден за заслуги, Орден Бани, медаль Луи Леви, Командующего Легионом за заслуги, медаль Альберта Королевского общества искусств и т. д. .

Фрэнк Уиттл был назначен кавалером Военного дивизиона Ордена Британской империи.

Фрэнк Уиттл стал членом Королевского общества и почетным членом Королевского авиационного общества.

Вместе с фон Охайном он получил премию Чарльза Страка Дрейпера за свою работу над турбореактивными двигателями.

Личная жизнь

24 мая 1930 года Уиттл впервые женился на Дороти Мэри Ли. Пара была благословлена ​​двумя сыновьями, Дэвидом и Яном. В 1976 году он развелся с Дороти, женился на американке Хейзел С. Холл и эмигрировал в США.

На протяжении жизни Уиттл страдал от проблем со здоровьем. Он страдал от болезней, связанных со стрессом, и принимал лекарства, чтобы не спать днем ​​и крепко спать ночью.

Последний раз он вздохнул 9 августа 1996 года из-за рака легких в своем доме в Колумбии, штат Мэриленд. После сожжения в Америке его прах был перевезен в Англию, где хранился в церкви в Крэнвелле.

История реактивного двигателя — Кто изобрел реактивный двигатель?

Хотя изобретение реактивного двигателя можно проследить до эолипиля, сделанного около 150 г. до н. Э., Д-р Ханс фон Охайн и сэр Фрэнк Уиттл признаны со-изобретателями реактивного двигателя, какими мы его знаем сегодня, хотя каждый работал отдельно и ничего не знал о работе другого.

Реактивное движение определяется просто как любое движение вперед, вызванное выбросом назад высокоскоростной струи газа или жидкости. В случае воздушных перевозок и двигателей реактивное движение означает, что сама машина работает на реактивном топливе.

В то время как фон Охайн считается разработчиком первого действующего турбореактивного двигателя, Уиттл первым зарегистрировал патент на свою схему прототипа в 1930 году.Фон Охайн получил патент на свой прототип в 1936 году, а его самолет впервые взлетел в 1939 году. Уиттлс впервые взлетел в 1941 году.

Хотя фон Охайн и Уиттл могут быть признанными отцами современных реактивных двигателей, многие деды пришли впереди них, руководя ими, прокладывая путь для современных реактивных двигателей.

Ранние концепции реактивного движения

Эолипил 150 г. до н.э. был создан как любопытство и никогда не использовался для каких-либо практических механических целей. На самом деле, только после изобретения китайской художницей ракеты фейерверка в 13-м веке практическое использование реактивного двигателя было впервые осуществлено.

В 1633 году Осман Лагари Хасан Челеби использовал ракету в форме конуса, приводимую в движение реактивным двигателем, чтобы взлететь в воздух, и набор крыльев, чтобы скользить обратно к успешной посадке. Однако из-за того, что ракеты неэффективны на низких скоростях для авиации общего назначения, такое использование реактивного двигателя было, по сути, одноразовым трюком. В любом случае его усилия были вознаграждены позицией в Османской армии.

Между 1600-ми и Второй мировой войной многие ученые экспериментировали с гибридными двигателями для приведения в движение самолетов. Многие использовали одну из форм поршневого двигателя — в том числе линейные и роторные и статические радиальные двигатели с воздушным и жидкостным охлаждением — в качестве источника энергии для самолетов.

Концепция турбореактивного двигателя сэра Фрэнка Уиттла

Сэр Фрэнк Уиттл был английским авиационным инженером и пилотом, который присоединился к Королевским военно-воздушным силам в качестве ученика, позже став летчиком-испытателем в 1931 году.

Уиттлу было всего 22 года, когда он впервые решил использовать газотурбинный двигатель для питания самолета. Молодой офицер безуспешно пытался получить официальную поддержку для изучения и развития своих идей, но в конечном итоге был вынужден продолжить свои исследования по собственной инициативе.

Свой первый патент на турбореактивный двигатель он получил в январе 1930 года.

Вооруженный этим патентом, Уиттл снова искал финансирование для разработки прототипа; на этот раз успешно. Он начал строительство своего первого двигателя в 1935 году — одноступенчатого центробежного компрессора, соединенного с одноступенчатой ​​турбиной. То, что должно было быть только лабораторным испытательным стендом, было успешно испытано на стенде в апреле 1937 года, эффективно демонстрируя осуществимость концепции турбореактивного двигателя.

7 июля 1939 года компания Power Jets Ltd. — фирма, с которой был связан Уиттл — получила контракт на двигатель Whittle, известный как W1. В феврале 1940 года компания Gloster Aircraft была выбрана для разработки небольшого двигателя Pioneer. самолет W1 двигатель был предназначен для питания; исторический первый полет Пионера состоялся 15 мая 1941 года.

Современный турбореактивный двигатель, используемый сегодня во многих британских и американских самолетах, основан на прототипе, изобретенном Уиттлом.

Концепция непрерывного цикла сгорания д-ра Ханса фон Охайна

Ханс фон Охайн был немецким авиаконструктором, который получил докторскую степень по физике в Геттингенском университете в Германии, а затем стал младшим помощником Хьюго фон Поля, директора Физического института в университете.

В то время фон Охайн исследовал новый тип авиационного двигателя, для которого не требовался пропеллер. Ему было всего 22 года, когда он впервые задумал идею двигателя внутреннего сгорания с непрерывным циклом в 1933 году. Фон Охайн запатентовал конструкцию реактивного двигателя в 1934 году, очень схожую по концепции с сэром Уиттлом, но отличающуюся внутренней компоновкой.

По взаимной рекомендации Хьюго фон Поля фон Охайн присоединился к немецкому авиастроителю Эрнсту Хейнкелю, который в 1936 году в то время искал помощи в разработке новых авиационных двигательных установок. Он продолжил разработку своих концепций реактивных силовых установок, успешно испытав на стенде один из своих двигателей. Сентябрь 1937 г.

Хейнкель спроектировал и сконструировал небольшой самолет, известный как Heinkel He178, в качестве испытательного стенда для этой новой двигательной установки, которая впервые взлетела 27 августа 1939 года.

Фон Охайн разработал второй усовершенствованный реактивный двигатель, известный как He S.8A, который впервые был запущен 2 апреля 1941 года.

Реактивный двигатель — termodinamikaVM.ru

Принцип действия теплового двигателя‎ > ‎Проект по термодинамике‎ > ‎история создания термодинамики‎ > ‎Учёные, внесшие вклад в развитие термодинамики‎ > ‎Классификация тепловых машин‎ > ‎

Мэриленд | История, флаг, карта, столица, население и факты

флаг штата Мэриленд

Печать Мэриленда

Балтиморская иволга — птица штата Мэриленд.

Черноглазая Сьюзан — цветочек штата Мэриленд.

Посмотреть все СМИ

Капитал:

Аннаполис

Население:

человек

(2020) 6 177 224

Губернатор:

Ларри Хоган (республиканец)

Дата поступления:

28 апреля 1788 ²

Сенаторы США:

Крис Ван Холлен (демократ)
Бенджамин Л. Кардин (демократ)

Посмотреть все факты и статистику →

Сводка

Прочтите краткий обзор этой темы

Узнайте о многих исторических личностях Мэриленда, таких как Джордж Калверт, Бенджамин Баннекер и Тергуд Маршалл. Один из первоначальных 13 штатов, он расположен в центре Восточного побережья, среди большого коммерческого и населенного комплекса, простирающегося от Мэна до Вирджинии. Его небольшой размер противоречит огромному разнообразию его ландшафтов и образа жизни, который они поддерживают, от низменного и ориентированного на воду района Восточного побережья и Чесапикского залива через столичную суету Балтимора, его крупнейшего города, до лесистые предгорья Аппалачей и горы на западе.

Мэриленд был назван в честь Генриетты Марии, жены короля Карла I, благодарным Сесилием (Сесилом) Калвертом, 2-м бароном Балтимора, который получил хартию на землю в 1632 году. Аннаполис, столица штата, расположен на Чесапикский залив, примерно на равном расстоянии от Балтимора (север) и Вашингтона, округ Колумбия (запад).

Географическое положение обеспечило Мэриленду роль в истории США как связующее звено между Севером и Югом. Его северной границей с Пенсильванией является знаменитая линия Мейсона и Диксона, проведенная в 1760-х годах для урегулирования споров между семьями Пенн и Калверт и традиционно считающаяся границей между Севером и Югом. На юге большая часть границы с Вирджинией образована рекой Потомак, символическим барьером во время Гражданской войны в США. На северном берегу Потомака находится округ Колумбия (граничащий с городом Вашингтон, округ Колумбия), небольшой анклав, переданный Мэрилендом в 179 г.1 для сайта столицы страны. К востоку от Чесапика восточный берег делит полуостров Делмарва с Делавэром на севере и Вирджинией на юге. На гористом западе находится попрошайничество Мэриленда, которое соединено с остальной частью штата узкой талией и смыкается с восточным попрошайничеством Западной Вирджинии. Площадь 12 406 квадратных миль (32 131 кв. км). Население (2020 г.) 6 177 224 человека.

Земля

Рельеф

Прибрежная равнина занимает около половины территории штата Мэриленд, уступая место области, называемой плато Пьемонт, на линии падения, идущей от северной оконечности округа Колумбия через Балтимор и почти к северо-восточному углу штат. Горный хребет Катоктин на западе образует ворота в Аппалачи.

Восточный берег, район к востоку от Чесапикского залива, представляет собой равнину с обширными болотами. Максимальная высота здесь составляет 100 футов (30 метров) над уровнем моря. Район к западу от Чесапика, называемый Западным берегом, обычно плоский, но некоторые невысокие холмы достигают высоты от 300 до 400 футов (от 90 до 120 метров). Большая часть Прибрежной равнины представляет собой сельскохозяйственные угодья с небольшими сельскими общинами, за исключением городских районов Балтимора, Вашингтона, округ Колумбия, Солсбери и Оушен-Сити.

Доля Мэриленда в Аппалачах состоит из ряда лесных барьеров, многие из которых долин до сих пор не расчищены. Гора Магистральная гора, огибающая линию Западной Вирджинии, является самой высокой точкой Мэриленда на высоте 3360 футов (1024 метра).

Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.
Подписаться сейчас

Дренаж и почвы

На юге Прибрежная равнина песчаная; к северу она суглинистая и плодородная. Его водные кромки, состоящие из солончаков или водно-болотных угодий, раздражают картографов, поскольку эрозия периодически заполняет болото или стирает целый остров: например, остров Сент-Клементс (также называемый островом Блэкистон) составляет примерно одну десятую от его первоначального размера. в 1634 году. Около двух десятков устьевых притоков Чесапика обеспечивают штату около 3 200 миль (5 150 км) береговой линии, которая часто меняется. Важнейшей из произведенных природой ревизий было вторжение океана во время шторма в 19 г.33, через остров Ассатиг, песчаный барьерный остров на берегу Атлантического океана, разделяющий его на две части. Северная часть, остров Фенвик, теперь имеет на южной оконечности курортный город Оушен-Сити, ранее располагавшийся в центре острова. Южная часть теперь является Национальным побережьем острова Ассатиг, территория которого находится на территории штата Вирджиния. Пролив между двумя островами стал благом для курортного рыболовного флота Оушен-Сити. Он оставался открытым благодаря регулярным дноуглубительным работам Инженерного корпуса армии США.

Плато Пьемонт имеет хорошие сельскохозяйственные почвы, за исключением поясов глины, которые добываются для печей для обжига кирпича; с ранних колониальных времен фасады зданий Мэриленда светились кирпичом лососевого цвета, сделанным из этих глиняных месторождений. На западе и параллельно линии падения низкий хребет Парра образует водораздел, разделяющий поток воды на восток до Чесапика и на юго-запад до реки Потомак.

Наиболее заметной особенностью топографии Мэриленда является Чесапикский залив, который обслуживает порт Балтимора, отделяет восточный берег от того, что когда-то называлось Мэриленд-Мейн, и занимает площадь около 1840 квадратных миль (4770 квадратных километров). В летние выходные на воде можно увидеть до 100 000 парусников и моторных лодок. Но есть у бухты и недостатки. Пловцы избегают его солоноватой, мутной воды после появления в конце лета миллиардов маленьких жалящих медуз, а мосты через залив часто заполнены до отказа толпами летних выходных, идущих на океанские пляжи и возвращающихся с них.

Дноуглубительные работы также необходимы для обслуживания судоходного канала глубиной 50 футов (15 метров) до Балтимора и канала Чесапик-Делавэр, который соединяет северный конец Чесапика с рекой Делавэр. Бухта также должна быть защищена от загрязнения муниципалитетами, предприятиями и фермами в ее водосборной зоне. Дно залива когда-то было усеяно устрицами, но ил, загрязняющие вещества и враждебные микроорганизмы вытолкнули дно в притоки рек и даже там уменьшили урожай. Самый большой улов — синий краб, который поступает на обеденные столы в таких формах, как крабовый суп, крабовые котлеты, крабы с твердым панцирем, крабы с мягким панцирем и краб империал. Залив, который журналист и критик Х. Л. Менкен назвал «большой белковой фабрикой под открытым небом», до сих пор обеспечивает ненадежное существование сотням людей, которые живут и работают на воде.

Музей авиации Мидленда | Реактивный двигатель

В музее хранится уникальная коллекция
Центр наследия реактивного самолета сэра Фрэнка Уиттла , самолетов, двигателей и сопутствующих экспонатов.
иллюстрируя захватывающую историю реактивного века. Рассказана история реактивного двигателя Уиттла.
в изображениях, видео и артефактах, включая анимированный дисплей.

15 мая 1941 года первый британский реактивный самолет вылетел из Королевских ВВС Крэнвелл на историческую высоту.
17 минут полета. Началась реактивная эра! Человек, который сделал это возможным, был инженером из Ковентри.
Сэр Фрэнк Уиттл. С раннего возраста Уиттл больше интересовался двигателями и самолетами, чем
ничего другого и вскоре решил присоединиться к RAF. Семья Уиттла была небогатой, и он мог
не мог позволить себе поступить в колледж Королевских ВВС в Крэнвелле, поэтому попытался поступить в качестве ученика. Он потерпел неудачу,
слишком низкий и худой, чтобы пройти медицинский. В возрасте всего 15 лет Уиттл решил, что это
не остановить его, поэтому он тренировался, пока не набрал три дюйма в высоту и не наполнился еще немного. Он
повторно подал заявку в 1923 и не упомянул свою предыдущую заявку — и на этот раз он был успешным.

В 1926 году он был выбран для подготовки офицеров и пилотов. Во время своего пребывания в Крэнвелле он написал свой
диссертацию на тему Будущие разработки в области проектирования самолетов . В нем он впервые упомянул о
возможности других форм движения для самолетов. Позже ему пришла в голову идея использовать
газовая турбина для создания реактивной тяги. Он пытался заинтересовать министерство авиации, но они это почувствовали.
было непрактично. Несмотря на это Уиттл подал заявку на патент. К 1932, за это время он
был выбран для специализации в области инженерии в RAF Henlow, патент был выдан.
Невероятно, но никто не счел это достаточно важным, чтобы остаться в Великобритании, и это было опубликовано.
во многих странах, в том числе и в Германии (исследования реактивных двигателей начались в Германии годом позже).
Уиттл пытался вызвать интерес в частном секторе, но ничего не добился.

Первый экспериментальный реактивный двигатель Уиттла (WU)
картина Рода Лавси

Все изменилось в 1936 году, когда с помощью двух бывших офицеров Королевских ВВС и инженера,
при финансировании инвестиционного банка (O. T. Falk and Partners), компания
была создана Power Jets Ltd. Базируется в британском Thomson Houston, работает в регби, работает
шло медленно — Уиттл все еще служил офицером Королевских ВВС и поддерживался Министерством авиации.
не существовало. Но 12 апреля 1937 года был совершен первый запуск танка.
Блок Уиттла (WU). Зрители побежали в укрытие среди «шума, похожего на сирену воздушной тревоги», но
идея была доказана. Тем временем на горизонте сгущались тучи войны, но все же
Министерство авиации не интересовалось, сосредоточившись на более традиционных конструкциях самолетов и двигателей.

С началом войны в 1939 году министерство авиации наконец заинтересовалось, и компания Power Jets
получил контракт на производство двигателя для использования на реальном самолете. Глостер самолет получил
контракт на постройку самолета вокруг двигателя; этим самолетом будет E.28/39.
Пока продолжалась разработка пригодного для использования реактивного двигателя, Уиттлу все еще приходилось бороться с
власти — во время битвы за Британию комитет Национальной академии наук
по газовым турбинам сообщили:

В его нынешнем состоянии, и даже с учетом улучшений, возможных при принятии на вооружение
более высокие температуры, предлагаемые в ближайшем будущем, газотурбинный двигатель
вряд ли можно считать возможным применением в самолетах главным образом из-за
трудности с соблюдением строгих требований к весу, налагаемых
воздухоплавание.

Современное оборудование двигателей внутреннего сгорания, используемое в самолетах, весит около
1,1 фунта на лошадиную силу, и приблизиться к такой цифре с газовой турбиной кажется
за пределами возможного с существующими материалами.

Уиттл позже скажет: « Хорошо, что я был слишком глуп, чтобы знать это «!
Постоянная борьба за поддержку сказалась на попытках Великобритании получить реактивный самолет.
однако в воздухе. Немцы, используя реактивный двигатель конструкции фон Хайна, имели Heinkel 178 ,
довольно ветхая конструкция с использованием турбореактивного двигателя с осевым потоком (в отличие от конструкции Уиттла с центробежным потоком),
в 1939 году и итальянцам чуть не удалось получить безнадежно маломощную Капрони-Кампини
N.1 поднялся в воздух в 1940 году (скорее псевдореактивный, поскольку в нем использовался поршневой двигатель, встроенный в фюзеляж, для приведения
турбина).

Модель E.28/39 , иногда известная как Pioneer или даже Squirt , была оснащена
с двигателем W.1 Уиттла и совершил первый полет 5 мая 1941 года под управлением летчика-испытателя Джерри Сэйера. Наконец-то министерство авиации.
осознали потенциал новой силовой установки и построили планы реактивного истребителя. Это будет Метеор ,
также будет построен Glosters. Но теперь Уиттлу предстояла еще одна битва — сохранить контроль над своим изобретением.

‘Пионер’ — ограниченное издание
Kenneth C. Aitken AGAvA
можно приобрести в музейном магазине

Авиапромышленность была обеспокоена новым изобретением и отчаянно хотела получить
вовлечены, несмотря на их ранее отсутствие поддержки или интереса. Давление оказывалось на
Правительство привело к тому, что Rover получил контракт на производство двигателя W2 для
Метеор. Не имея опыта работы с газовыми турбинами, Rover быстро отстал от графика и в 1943
На их замену был вызван Rolls-Royce. Имея большой опыт работы с авиационными двигателями, Rolls-Royce
сделали лучше, но разработку следовало оставить компаниям Whittle и Power Jets, которые
действительно знали, что делали. Планы дизайна Уиттла также были
передан американцам, которые построили экземпляры для использования в опытных P-59 Airacomet .
Уиттл работал с американцами, чтобы помочь им, и был впечатлен уровнем
энтузиазма, который они проявляли, — и заметил, что все было бы иначе, если бы он
такой уровень поддержки со стороны британской промышленности. Между тем потраченное время и усилия означали
что Метеор не летал до 1943 и не был готов к эксплуатации до 1944 года.

Уиттл и его конструкция

Метеор никогда не участвовал в боевых действиях против своего немецкого современника, Ме-262 ;
отчасти потому, что Гитлер постановил использовать Ме-262 как штурмовик
вместо истребителя! 616-я эскадрилья удостоилась чести быть первым британским подразделением, управляющим реактивным самолетом.
самолетов с двигателями и одержали свою первую победу в августе, управляя своими Метеорами против летающих бомб Фау-1.

В 1942 году также начались работы по разработке сверхзвукового самолета с форсажным двигателем W.2/700.
гораздо большей мощности — Miles M.52 . В конце 1944 года правительство выдало большую часть данных о высокой скорости
аэродинамика для использования на М.52 американцам, которые разрабатывали аналогичный, но ракетный самолет,
Белл Х-1 . После окончания Второй мировой войны новое правительство отменило проект М.52 всего за несколько месяцев до
Первый прототип должен был летать по соображениям безопасности и стоимости.

Музейный двигатель W.2/700

Работа над форсированным двигателем W.2/700 остановлена ​​и
Компания Power Jets была национализирована и объединена с газотурбинным отделением Королевского авиастроительного предприятия.
Национальное газотурбинное предприятие. Уиттл и большая часть его команды с отвращением подали в отставку. Это был конец Power Jets.
(старая площадка Power Jets в Уэтстоуне используется до сих пор; подразделение по производству электроэнергии
Там находится GEC Alsthom, а старый пруд-охладитель все еще используется).

Невероятно, отдав чертежи реактивного двигателя американцам вместе с большей частью исследований Майлза М.52,
новое правительство передало реактивные двигатели Rolls-Royce и русским, что привело к быстрому развитию
МиГ-15 истребитель. Стресс от его постоянной борьбы за поддержку привел к ухудшению
в здоровье Уиттла, и в конце концов в 1948 году он вышел на пенсию по состоянию здоровья. В своей карьере после RAF Уиттл продолжал
работать над газовыми турбинами, а затем буровыми установками, в частности, работая на Shell, зарегистрировав несколько патентов, связанных с
буровое оборудование. Он также консультировал авиационную промышленность (включая BOAC и Bristol Siddeley).
а позже он переехал в США — его опыт там во время войны показал ему атмосферу
открытости и легкости признания достижений человека, что, несомненно, повлияло на его решение.
Его последней работой была должность профессора-исследователя в Военно-морской академии США.

Уиттл в конце 1980-х с одним из своих двигателей

В 1981 году Уиттл написал книгу под названием Аэротермодинамика газовых турбин , которую часто называют
«библия» в этой области. В 1986 году истеблишмент признал сэра Фрэнка гораздо более щедрым.
и открытая манера — он получил Орден за заслуги перед королевой. Сэр Фрэнк умер в августе 1996 года.
в возрасте 91 года. Музей Центр наследия сэра Фрэнка Уиттла Джета
стоит как дань уважения сэру Фрэнку, отцу реактивного века и человеку, который сделал революцию
в пассажирских авиаперелетах возможно.

Статуя Уиттла в
центре города Ковентри

У нас есть непревзойденная коллекция оригинальных архивных фильмов
и другие материалы, касающиеся разработки реактивного двигателя; часть нашей пленки была использована
в телевизионных документальных фильмах, включая программу BBC Horizon. У нас также есть
чрезвычайно редкий цветной фильм о ранних операциях «Метеор» с 616-й эскадрильей.

Этот район также отдает дань уважения гению сэра Фрэнка со статуей великого человека, стоящей под
скульптура «Арки Уиттла» возле автобусной станции Coventry Pool Meadow (недалеко от Музея транспорта) и
в его честь названа местная школа (Начальная школа сэра Фрэнка Уиттла в Уолсгрейве). Чуть дальше
в Латтерворте копия E.28/39был установлен на кольцевой развязке на дороге A246 и бюсте
сэра Фрэнка выставлен военный мемориал. Еще одну копию E.28/39 можно найти на кольцевой развязке в
Фарнборо вместе с одним в Музее реактивного века в Ставертоне. Различные дороги и здания по всей
страна также носит его имя.

Старый…

Самый старый реактивный самолет в Музее – это наш Meteor F.4, EE531, который впервые поднялся в воздух в 1946 году.
второй по возрасту существующий метеор и самый старый в Великобритании (есть также прототип F. 9/40 в Косфорде, но
прототипы никогда не назывались Meteor). Оснащен двумя турбореактивными двигателями с центробежным потоком Rolls-Royce Derwent, одним из родственных двигателей EE531.
корабли установили мировой рекорд скорости 616 миль в час 7 сентября 1946 года. Ровер спроектирован и построен
Двигатель основан на одной из разработок Уиттла, первый запуск состоялся в марте 1942 г.

Двигатель Rover W.2B/26 ST4

Мы также очень редкий экземпляр W.2/700,
последняя и самая мощная из конструкций Уиттла, производящая 2485 фунтов силы. Этот тип двигателя был опробован на первом британском реактивном самолете.
самолет Gloster E.28/39, а также использовался некоторыми ранними метеорами. Необычно поток воздуха через камеры сгорания
находится в обратном направлении, обеспечивая более компактное расположение.

Двигатель W.2/700

…и новый

Наш новейший реактивный экспонат — Sea Harrier FA.2, ZE694. Этот конкретный планер впервые был запущен как FRS. 1.
в марте 1988 г., но позже преобразован в FA.2 в 1996 г. Последний Sea Harrier Королевского флота был списан в марте 2006 г. Sea Harrier
были оснащены знаменитым турбовентиляторным двигателем Rolls-Royce Pegasus с изменяемым вектором тяги, что позволяло им садиться вертикально и взлетать на очень короткие расстояния.

Sea Harrier FA.2 ZE694

Эта уникальная возможность позволила Королевскому флоту использовать истребители с гораздо меньших авианосцев, которые
доказали свою полезность в Фолклендской войне 1982. В воздушных боях не было потеряно ни одного «Си Харриера», сбито несколько аргентинских самолетов.

Взгляните поближе

Большинство реактивных двигателей в Музее, конечно же, по-прежнему установлены внутри соответствующих планеров, поэтому их нелегко достать.
рассмотреть их поближе. Это правый двигатель нашей Канберры, например, его можно увидеть только сверху крыла с
сняты защитные панели:

Двигатель Avon в нашей Канберре

. ..но, к счастью, не все наши реактивные двигатели спрятаны! Например, в галерее Армстронг-Сиддели выставлен сапфировый камень.
турбореактивный двигатель (используемый на всепогодном истребителе Javelin с треугольным крылом, бомбардировщиках V-force Victor и некоторых ранних моделях Hunter).

Двигатель Sapphire

…а также у нас есть примеры
ТРД Westinghouse J30 (McDonnell-Douglas FH-1 Phantom),
Турбореактивный двигатель Rolls-Royce Avon (Hawker Hunter, EE Canberra среди многих других),
Роллс-Ройс Дарт (Армстронг-Уитворт Аргози),
ТРД Armstrong-Siddeley Viper (Jet Provost, Strikemaster, Dominie среди многих других),
ТРД Bristol-Siddeley Olympus 301 (Avro Vulcan),
Турбовинтовой двигатель Armstrong-Siddeley Mamba (Arsmtrong-Whitworth Apollo, Handley-Page Marathon),
Турбовинтовой двигатель Armstrong-Siddeley Double Mamba (Fairey Gannet)
и турбовальный Rolls-Royce Gem (Lynx).

Вы можете еще ближе рассмотреть некоторые из наших реактивных двигателей, так как они частично разделены на части, чтобы вы могли видеть
внутренние работы. Так обстоит дело с нашим Rolls-Royce Derwent (Gloster Meteor, Avro 707, Avro Canada C-102, Fokker S.14),
Junkers Jumo 004 (Messerschmitt Me-262), de Havilland Goblin (dH Vampire & Swallow, SAAB 21R) и
Bristol-Siddeley Orpheus (Folland Gnat, Fiat G.91).

Двигатель Jumo 004 от Ме-262

История в процессе создания: как GE превратила Америку из отстающей в лидера в разработке реактивных двигателей

Когда в июне 1942 года гидросамолет Фрэнка Уиттла приземлился на морском аэровокзале Ла-Гуардия в Нью-Йорке, новаторский разработчик реактивных двигателей оказался в стране, которая гордилась своим технологическим мастерством. И все же, когда Вторая мировая война была в самом разгаре, американские реактивные двигатели позорно сильно отставали от британцев, которые сами отстали от своих немецких врагов.

Проходя через новый терминал Pan Am в стиле ар-деко, Уиттл прошел под недавно завершенной фреской, изображающей три десятилетия достижений в области полетов человека, надеясь, что его собственная секретная миссия в США приведет к следующей панели, добавленной к этой фреске. 35-летний изобретатель, непреднамеренно сыгравший роль в том, чтобы помочь нацистам стать лидерами в критически важной технологии турбореактивных двигателей, приехал в США, чтобы изменить ситуацию.

Самые ранние попытки создать работающий реактивный двигатель представляют собой запутанную историю о высокомерии, упущенных возможностях и — особенно в случае Уиттла — упорной решимости доказать, что конструкция его турбореактивного двигателя может изменить как воздушные путешествия, так и воздушные бои. Именно стремление к этой конечной цели побудило Королевские ВВС отправить его в США, чтобы он объединился с инженерами GE.

Как оказалось, непомерная самоуверенность Уиттла была оправдана до последней детали. Партнерство привело к созданию первого американского реактивного двигателя, а также активизировало авиационное подразделение GE. По статистике компании, каждые две секунды где-то в мире взлетает самолет, работающий на ее технологии. Это означает, что в любой момент времени в воздухе находится более 2200 самолетов, каждый из которых перевозит до 500 пассажиров.

Партнерство между GE и Whittle привело к созданию первого американского реактивного двигателя, а также активизировало авиационное подразделение GE. Верхнее и верхнее изображения предоставлены: Музей инноваций и науки Скенектади.

Сегодня большинство из нас воспринимают дальние авиаперелеты как нечто само собой разумеющееся, но дорога туда была отнюдь не легкой. Уиттлу впервые пришла в голову идея реактивного двигателя с турбонаддувом в 1928 году, и он представил свои планы своему начальству в британском министерстве авиации в 1919 году.29. Конструкция двигателя была крайне инновационной: он всасывал воздух, который затем сжимался, нагревался и — когда газ быстро расширялся — выбрасывал заднюю часть двигателя на огромной скорости, толкая самолет вперед. К сожалению, как и многие прорывы, нововведение Уиттла показалось начальству фантазией, мечтой, которая была слишком хороша, чтобы быть правдой. По совету одного консультанта министерство авиации отклонило проект как непрактичный, предоставив Уиттлу возможность получить обычный патент.

Этот патент, поданный в январе 1930 г., был обнародован в апреле 1931 г. Посольство Германии немедленно купило копию и в течение четырех месяцев подало свою собственную версию в патентное бюро Берлина, согласно записям, полученным сыном изобретателя Яном. Уиттл. «Люди, которым интересно, как технология так быстро распространилась в Германии, просто должны понять, что происходит, когда патенты вынимаются», — говорит Уиттл-младший. «Министерство авиации Великобритании было достаточно небрежным, чтобы не накрыть это плащом секретности, потому что они были убеждены, что идея турбореактивного двигателя бесполезна».

Немцы были не единственными, кто заметил то, что пропустили англичане. Инженеры из Швеции и Швейцарии подхватили идею Уиттла и вскоре создали самые совершенные в мире прототипы. К счастью для будущих военных действий союзников, в 1936 году британская команда, финансируемая из частных источников, ухватилась за конструкцию Уиттла и начала строить собственные прототипы.

Биплан Le Pere с нагнетателем GE после рекордного полета на высоте. Мосс второй слева. Изображение предоставлено: Музей инноваций и науки Скенектади.

Помощь компании GE со стороны Whittle стала важным поворотным моментом в развитии технологии, а также была важна для американских усилий по восстановлению ведущей роли в разработке авиационных двигателей. В 1941 году генерал Генри «Хэп» Арнольд стал свидетелем короткого полета первого экспериментального британского реактивного самолета с двигателем W.1 Уиттла. По его просьбе британцы отправили версию двигателя в США, где инженеры GE приступили к ее воспроизведению.

Так уж вышло, что американская компания обладала несколькими соответствующими техническими навыками, которые оказались критически важными для превращения конструкции в практичный двигатель. Первой была способность к сложной металлообработке; еще более важным был многолетний опыт GE в создании так называемых «турбокомпрессоров» для авиационных двигателей.

Хотя GE не изобретала механическое устройство, инженер GE Сэнфорд Мосс усовершенствовал его и сделал безопасным и практичным для увеличения мощности поршня в самолетах. Первоначально Мосс стремился построить лучшую газовую турбину. Турбина не сработала, но инженер успешно использовал свою запатентованную конструкцию, чтобы заполнить цилиндры авиационного поршневого двигателя большим количеством воздуха, чем обычно, что позволило самолетам сохранять свою мощность на больших высотах. «Преимущество Мосса заключалось в том, что он спроектировал свой турбонагнетатель таким образом, чтобы охлаждающий воздух направлялся к турбинному колесу — большой прорыв», — говорит историк GE Aviation Рик Кеннеди. «Турбокомпрессор разогрелся до чертиков!»

Создание первого реактивного двигателя было непростым делом. «У нас не было нужных инструментов, — сказал Джозеф Сорота, один из сотрудников GE, участвовавший в сверхсекретной операции. «Наши ключи не подходили к гайкам и болтам, потому что они были в метрической системе. Нам пришлось их еще немного растолочь, чтобы попасть внутрь». Изображение предоставлено: Музей инноваций и науки Скенектади.

В 1937 году, когда власть Гитлера росла, GE получила крупный заказ от ВВС США на производство турбокомпрессоров для бомбардировщиков Boeing B-17 и Consolidated B-24, истребителей P-38, Republic P-47 Thunderbolt и других самолетов. . Компания открыла специализированное подразделение по производству нагнетателей в Линне, штат Массачусетс. Именно в Линн в конце концов приземлился прототип Уиттла. (Со своей стороны, Мосс попал в Национальный зал авиационной славы.

К тому времени, когда в 1942 году прибыл Уиттл, эта комбинация навыков позволила GE создать прототип по его проекту. Но это было непросто. «У нас не было нужных инструментов, — сказал Джозеф Сорота, один из сотрудников GE, участвовавший в сверхсекретной операции. «Наши ключи не подходили к гайкам и болтам, потому что они были в метрической системе. Нам пришлось их еще немного растолочь, чтобы попасть внутрь». Власти также следили за каждым их шагом — агент ФБР обязательно напомнил Сороте, что «если я выдам какие-либо секреты, наказанием будет смерть», — вспоминал он.

Самолет, сконструированный Ларри Беллом, забирается в кабину XP-59, первого реактивного самолета американского производства. Самолет был оснащен двигателем GE, основанным на конструкции Уиттла. Изображение предоставлено: Музей инноваций и науки Скенектади.

После нескольких месяцев безостановочной работы двигатель почти заработал, но обнаружилась загадочная склонность к сгоранию подшипников. С помощью Уиттла рабочие вскоре заметили недостаток и в течение четырех месяцев смогли опробовать двигатель, названный IA, прикрепив пару к Bell P-59.самолет.

Хотя разработка турбореактивного двигателя в конечном итоге началась слишком поздно, чтобы оказать решающее влияние на исход воздушной войны, сотрудничество положило начало давней традиции лидерства в области технологий двигателей в США. Сегодня один из первых двух турбореактивных двигателей General Electric I-A находится в Национальном Музей авиации и космонавтики в Вашингтоне, округ Колумбия,

.

Оглядываясь назад на извилистый путь, который прошла идея его отца от замысла до воплощения, Ян Уиттл видит урок, применимый к современным технологиям: не отвергайте потенциальные прорывы с надменным пессимизмом. «Это был плохой совет от одного-единственного консультанта, который убедил министерство авиации в том, что это пустая трата времени», — говорит Уиттл.

Он также вспоминает, что, хотя его отец восхищался техническими навыками американцев, его еще больше впечатлял их энтузиазм в воплощении его идеи в жизнь. Как он выразился со смехом: «Я считаю, что это фанатичное отношение к вызову сформировало у моего отца образ мышления, который побуждал его сотрудничать с GE больше, чем это было строго необходимо».

Турбокомпрессор Мосса (слева) появляется рядом с GE9X, крупнейшим в мире коммерческим реактивным двигателем. Изображение предоставлено Алексом Шроффом для GE Reports.

Борьба или бегство: поразительный запуск первого реактивного двигателя Уиттла — Блог GE Aerospace

Сын Ян Уиттл говорит о решимости отца развивать историческую технологию

12, 19 апреля37 — день в истории авиации, навсегда изменивший мир. Это также был решающий момент для Фрэнка Уиттла, авиационного инженера и провидца, чья решимость пережила его ранние неудачи.

В тот день, в возрасте 29 лет, Уиттл успешно испытал первый реальный реактивный двигатель. Но, как и многие испытания в жизни Уиттла, испытание не было гладким. На самом деле этот опыт сначала парализовал его от страха.

Из архивного интервью Уиттл описал первый запуск своего прототипа реактивного двигателя Whittle Unit (WU): «Я открыл регулирующий клапан, который впускал топливо. В течение секунды или двух скорость медленно увеличивалась. Затем с нарастающим визгом, похожим на сирену воздушной тревоги, скорость стала быстро расти, и на кожухе камеры сгорания стали видны большие пятна красного каления. Двигатель явно вышел из-под контроля».

«Он был очень напуган», — сказал Ян Уиттл, сын Фрэнка, сотрудникам GE во время визита в штаб-квартиру GE Aviation в Эвендейле прошлой осенью. «Он запустился и становился все быстрее и быстрее. Мой отец перекрыл топливный кран, а двигатель не останавливался, и он подумал: «Блин, у меня тут вечный двигатель!» Мой отец огляделся после того, как он остановился, и там никого не было. Все люди вокруг ушли с дороги и исчезли».

Слушайте: вопросы и ответы с Яном Уиттлом: Гэри Мерсер, вице-президент по проектированию в GE Aviation, провел сеанс вопросов и ответов с Яном Уиттлом во время недавнего визита в штаб-квартиру GE Aviation в Эвендейле, штат Огайо. Йен рассказывает сумасшедшие истории своего отца о летчике-испытателе Королевских ВВС.

По словам Яна Уиттла, пройдет еще два года, примерно до 1939 года, прежде чем проблемы со сгоранием двигателя будут устранены.

Это была не единственная проблема, которая преследовала Фрэнка Уиттла, когда он работал над разработкой двигателя. Финансирование было ключевой проблемой с того дня, как он начал разрабатывать планы для своего самолета.

Во время службы в Королевских ВВС в 1929 году Фрэнк Уиттл расчетным путем доказал, что турбина может стать будущим воздушных двигателей. Его расчеты привели его к разработке двухступенчатого центробежного компрессора с эффективностью 80 процентов, который обеспечивал бы соотношение компрессора примерно 4:1 к ряду камер. Он сжигал 168 галлонов топлива в час и создавал тягу в 1000 фунтов.

— Он думал, что это можно сделать, — сказал Ян Уиттл. «Начать думать в 1929 о двигателе, который весил бы менее 1000 фунтов и обеспечивал тягу в 1000 фунтов, было большим делом. Мой отец был очень взволнован тем, что он, казалось, узнал».

Двигатель Уиттла впервые поднялся в воздух на Gloster E28 в 1939 году.

При поддержке своего командира Уиттл передал свою разработку по цепочке управления Министерству авиации. Позже его отверг Алан Арнольд Гриффит, инженер Королевского авиастроительного предприятия, который указал на ошибку в расчетах Уиттла и счел его конструкцию непрактичной. Затем министерство авиации отказалось от дальнейшего участия в планах Уиттла.

В 1930 году Уиттл запатентовал свою идею и работал с летным офицером Пэтом Джонсоном, бывшим патентным экспертом, над тем, чтобы вызвать интерес. Их продажа была встречена постоянным отказом.

«Уиттл торговал своим изобретением от двери к двери в течение пяти лет», — сказал Джонсон в интервью 1944 года. «Не сумев найти никого, кто был бы заинтересован, он не смог оплатить продление первоначального патента, полученного в 1930 году, и был готов сдаться».

— Срок действия его патента на турбореактивный двигатель истек в 1934 году, — сказал Ян Уиттл. «У него не было денег, а моя мать как раз собиралась заполучить меня. Он не мог позволить себе сохранить патент в силе, поэтому он действительно позволил истечь сроку его действия по необходимости».

Однако 1935 год вдохнул новую жизнь в угасающие надежды Уиттла. Рольф Дадли-Уильямс, старый знакомый, сотрудничал с Уиттлом и отставным военнослужащим Королевских ВВС Джеймсом Коллингвудом Тинлингом, чтобы спасти изобретение. Они разработали план по сбору государственного финансирования для проекта под названием Power Jets Ltd.

К началу 1936 года бизнес получил столь необходимые инвестиции для развития. В последующие годы было еще больше головной боли с финансированием — вплоть до того, что Power Jets Ltd. едва могла позволить себе продолжать работать после первого запуска двигателя Whittle. Только летом 1939, после того как Уиттл продемонстрировал 20-минутный прогон на большой мощности, программа была наконец узаконена при достаточном финансировании после того, как официальные лица Министерства авиации разместили свой первый заказ на реактивный двигатель.

«Первым полетным двигателем был W-1 на Gloster E28 в 1939 году, — сказал Ян Уиттл. «Полет длился 17 минут. Это был хороший, удобный для пилота двигатель».

В течение следующих двух лет в газетах сообщалось, что люди, живущие рядом с местом проведения испытательных полетов, замечали странные самолеты, «у которых нет воздушных винтов», которые летели очень быстро и издавали пронзительный свистящий звук.

Когда в 1941 году всплыла Вторая мировая война и начались и усилились немецкие бомбардировки Англии, британское правительство забеспокоилось, что они могут потерять и Фрэнка Уиттла, и реактивный двигатель в результате бомбового налета.

«Они действительно искали, где бы он мог уйти от действия. Они серьезно рассматривали возможность разработки реактивного двигателя в Канаде, но генерал Арнольд заключил соглашение», — сказал Ян Уиттл.

Это должно быть генерал Соединенных Штатов Генри «HAP» Арнольд, начальник авиационного корпуса армии США, видел демонстрацию двигателя в 1941. Арнольд вмешался, чтобы дальнейшая разработка двигателя проводилась в США.

«Мы экспортировали в США только два двигателя — W-1X, который использовался для испытаний такси в апреле 1941 года — и хороший, нетронутый W-1, который использовался для летных испытаний», — сказал Ян Уиттл. «У нас были только эти два двигателя. Вы знаете, что произошло оттуда».

По чертежам Фрэнка Уиттла компания GE получила заказ от военного министерства и армейской авиации США на восстановление и коммерциализацию реактивного двигателя Уиттла. Группа инженеров GE из Линна, штат Массачусетс, под названием Hush Hush Boys разработала новые детали для двигателя, переработала другие, протестировала двигатель и поставила сверхсекретный рабочий прототип под названием I-A. 1 октября 19 г.42 января первый американский реактивный самолет Bell XP-59A поднялся в воздух с озера Мюрок в Калифорнии на короткий перелет.

«Мой отец приехал в штаты в мае 1942 года, чтобы увидеться с GE и помочь с некоторыми проблемами, которые возникали у них с I-A», — сказал Ян Уиттл. «Он был так впечатлен тем, что сделал (GE) — к тому времени, когда он приехал, IA уже работал — всего через 10 месяцев после того, как (GE получил) двигатель, ваш XP-59 был в воздухе. Это феноменально. Это повлияло на его идеи на всю оставшуюся жизнь».

Фрэнк Уиттл уволился из Королевских ВВС в возрасте 41 года и продолжал выполнять различные функции в качестве советника и специалиста. Позже он эмигрировал в Соединенные Штаты в 1970-х годах и в 1981 году опубликовал книгу под названием. «Аэротермодинамика газовой турбины: с особым упором на движение самолетов».

Уиттл умер в 1996 году в возрасте 89 лет. Прошлой осенью он был занесен в Национальный зал авиационной славы.

«Мой отец никогда не говорил: «Я изобретатель турбореактивного двигателя», потому что был француз — Максим Гийом — в 1921, который сказал, что газовая турбина будет лучшим кандидатом для реактивного движения, чем поршневой двигатель, — сказал Ян Уиттл. — Дело в том, что Гийом не делал никаких расчетов, чтобы продемонстрировать осуществимость двигателя. Это то, что делал мой отец — он делал расчеты».

Ян Уиттл пошел по стопам отца. Он начал с летной стипендии в 1952 году, пилотируя Tiger Moths и Austers. Он вступил в Королевские ВВС и летал на нескольких британских реактивных истребителях, включая «Метеор», «Вампир» и «Охотник». Позже он перешел в гражданскую авиацию для Kuwait Airways и Cathay Pacific Airways, увеличив пробег на самолетах DC2, Viscount, Comet, Trident, Convair 880, Boeing 707, Lockheed Tristar и Boeing 747. Сегодня он продолжает летать в качестве частного лица с рейтингом приборов. Пилот.

Смотреть: Взрыв из прошлого: История первого реактивного двигателя GE GE Reports

Сэр Фрэнк Уиттл-Латтерворт и районный музей

Реактивный век начался в Латтерворте!

Музей Lutterworth and District гордится тем, что в его коллекции находится прототип реактивного двигателя Whittle W2/700. Двигатель, предоставленный музеями Лестершира, находится в формате «вырезанного», что означает, что внутренняя работа двигателя выставлена ​​на обозрение.

Коллекция также включает модель двигателя в масштабе 1/3 (также предоставленную в аренду Лестерширским музеем), модель испытательного стенда реактивного двигателя, копию оригинального патента на реактивный двигатель, поданного Фрэнком Уиттлом в январе 1930 г., примеры камер сгорания и бутылку шампанского (увы, пустую!), которую выпили сотрудники Power Jets, чтобы отпраздновать успешное первое испытание реактивного самолета. Бутылка подписана сотрудниками.

Фрэнк Уиттл родился на Ньюкомб Роуд, Ковентри, 1 июня 1907. Он посещал школы местного совета, прежде чем выиграть стипендию в средней школе, которая позже стала Лимингтонским колледжем для мальчиков. Помогая отцу в его мастерской, он быстро приобрел практические инженерные знания.

В 1923 году Фрэнк явился в Крэнвелл, чтобы начать свое обучение в Королевских ВВС, а в 1926 году, благодаря своим выдающимся качествам ученика, он был удостоен звания кадета в Колледже Королевских ВВС в Крэнвелле, чтобы пройти обучение в качестве пилота-офицера. Его 2 года в качестве летного курсанта закончились в 19 лет.28, и он потерял сознание с отличием, а также получил желанную Мемориальную премию Энди Джеррарда Феллоуза в области аэронавтики.

Направленный в оперативную эскадрилью № 111 в качестве пилота-офицера, он перешел в Центральную летную школу в 1929 году, чтобы получить квалификацию летного инструктора. В это время он разрабатывал свои идеи для движения самолетов, признавая при этом ограничения двигателя внутреннего сгорания на высоте, а также ограничения скорости воздушного винта. Он показал свои проекты Королевскому авиастроительному учреждению, но, к сожалению, доктор А. А. Гриффитс (который ранее также рассматривал эту идею) отклонил предложения Уиттлза и убедил министерство авиации, что эта идея не заслуживает дальнейшего внимания.

Неустрашимый Фрэнк Уиттл подал первый в истории патент на газовую турбину, приводящую самолет в движение непосредственно за счет выхлопных газов, 16 января 1930 года, когда ему было 22 года и он был летным инструктором в Королевских ВВС.

Для получения дополнительной информации о сэре Фрэнке Уиттле посетите веб-сайт сэра Фрэнка Уиттла по адресу https://frankwhittle.co.uk/

На нем показан воздух, проходящий через одноступенчатую осевую турбину, а затем через центробежный компрессор. , перед входом в ряд радиально расположенных камер сгорания и выпуском через двухступенчатую осевую турбину на том же валу, что и компрессор. Современные небольшие газовые турбины имеют аналогичную схему. К сожалению, поскольку президент Воздушного совета не считал нужным сохранять секретность, патент был опубликован в 1919 г.31, копии которого были закуплены Министерством авиации Германии и распространены через технический журнал среди производителей двигателей, проектировщиков планера и исследователей. Срок действия патента истек в январе 1934 года, когда Уиттл не мог позволить себе плату за продление в размере 5 фунтов стерлингов, а министерство авиации отказалось помочь. Тем временем министерство авиации Германии добавило эту идею в свой список альтернативных методов аэродинамического движения.

Уиттл продолжал работать над развитием своих идей, посетив курс офицерской инженерии в RAF Henlow в 1932, после чего Королевские ВВС согласились отправить его в Кембриджский университет для изучения механических наук. Пока он был там, Уиттл и другие по отдельности сформировали компанию «Power Jets» в 1936 году, чтобы начать надлежащую разработку двигателя. Уиттл получил дополнительный год в Кембридже для проведения «аспирантских исследований», а затем был внесен в список особых обязанностей Королевских ВВС, чтобы разрешить дальнейшую работу по созданию двигателя. Известный как WU, он впервые успешно провел его на заводе British Thomson-Houston в Регби 12-го числа. 19 апреля37. Это произошло всего через четыре года после первых успешных стендовых испытаний двигателя Rolls Royce Merlin, который так успешно использовался ВВС Великобритании во время Второй мировой войны.

К сожалению, на ранних этапах двигатель проявлял склонность к неустойчивому поведению, поэтому BT-H предположил, что было бы безопаснее продолжить испытания на заброшенном литейном заводе, которым они владели в Латтерворте. Power Jets переехали на завод Ladywood Works на восточной стороне Лестер-роуд в начале 1938 года, рабочая сила состояла из Уиттла и его помощника Виктора Кромптона, а также нескольких монтажников BTH и испытателей.

Необходимость замены некоторых неисправных компонентов привела к задержкам: испытания возобновились 17 июня 1939 года, и скорость двигателя вскоре достигла 16 000 об/мин, что намного выше, чем когда-либо прежде. Комнаты были арендованы в Браунсовер-холле, большом доме на северной окраине Регби, и Уиттл перевел туда свой офис, взяв с собой своих старших дизайнеров. Главное конструкторское бюро по-прежнему располагалось в большой деревянной хижине на заводе в Ледивуде. В октябре 1941 года правительство приказало значительно увеличить проектно-конструкторский центр примерно в 7 милях дальше по дороге в Уэтстоне, чтобы открыть его в 1943.

К апрелю 1941 года в Латтерворте была собрана и запущена тестовая версия лётного двигателя W1X, как раз тогда, когда был завершен первый из Gloster Whittle E28/39. Сэр Фрэнк Уиттл добился того, что Британия вступила в эру реактивных самолетов, когда 15 мая 1941 года Gloster-Whittle E 28/39, приводимый в движение одним из его реактивных двигателей, успешно вылетел из Крэнвелла, Англия.

В январе 1942 года Эрнест Хайвс, директор Rolls-Royce, посетил Латтерворт после обсуждения с Уиттлом возможного объединения двух компаний. 19 марта42 года Уиттл начал модернизацию, получившую обозначение W2/500, и теперь план Уиттла заключался в том, чтобы Rolls-Royce запустил в производство W2/500 для новых Meteors. Тем временем большая часть работы над Power Jets была передана Whetstone, и ее общее количество сотрудников возросло до более чем 1000 человек. Whittle был награжден CBE в Новом списке наград 1944 года, а 6 дней спустя, поддавшись давлению США, существование реактивного двигателя было прекращено. обнародовано, что сделало Уиттла национальным героем. Он также был повышен до коммодора авиации.

В октябре 1945 года Уиттл, наконец, смог совершить несколько полетов на «Метеоре-1» с двигателем собственной разработки W2/700. Это образец этого двигателя, который выставлен в музее Латтерворта и округа. Однако в январе 1946 года, разочаровавшись в событиях на деловом фронте, он ушел с поста директора Power Jets и возобновил свои обычные обязанности в RAF. Большая часть небольшой группы преданных своему делу инженеров и дизайнеров, которую создал Уиттл (впредь именуемой «реакционерами» и собирающейся неофициально раз в год в течение следующих 50 лет в The Hind Inn до закрытия) рассеялась через несколько недель. преследовать отдельные карьеры в промышленности.

Уиттл уволился из Королевских ВВС в 1948 году и в том же году был посвящен в рыцари королем Георгом V. Он стал консультантом и техническим советником авиационных компаний в 1950-х годах. Позже он уехал работать в США, а после женитьбы на американке в 1976 году переехал в США. В 1986 году он был награжден Ее Величеством Королевой орденом «За заслуги» и умер в Америке в 1996 году.

Сэр Фрэнк был преданным англичанином и чрезвычайно гордился своей страной. Кроме того, он с огромным уважением относился к Королевским ВВС, которые он высоко ценил и считал лучшей службой в мире. Он всегда отдавал должное своему успеху, как в частном порядке, так и публично, обучению, которое он получил в Крэнвелле, как в качестве ученика, так и в качестве кадета. Однако он всегда сожалел об одном: реактивная авиация не внесла большого вклада в военные действия Британии, как он надеялся.

Вызовы — Сэр Фрэнк Уиттл

Вызовы

Инновации неизменно создают проблемы как для способов мышления, так и для способов действий. Это было особенно верно в отношении предложения Фрэнка Уиттла о турбореактивном двигателе.

В конце 1920-х годов нескольким людям пришла в голову возможность использования газовых турбин для привода самолетов. Среди тех, кто находился в Англии, был доктор А. А. Гриффит, ученый с растущей репутацией после представления своего доклада «Аэродинамическая теория проектирования турбин» (опубликованного в 1919 г. ).26). Другим был Фрэнк Уиттл, пилот Королевских ВВС, который в возрасте 22 лет представил свою идею компактной газовой турбины, использующей реакцию выхлопных газов для создания тяги. Его начальство сочло достаточно интересным получить экспертное заключение и обратилось к доктору Гриффиту из RAE, который работал над теорией осевого потока и проектами газовой турбины, подходящей для винтового привода.

1. Пилот Фрэнк Уиттл
2. Доктор А. А. Гриффит

Его мнение о гораздо более простой схеме турбореактивного двигателя Уиттла было убийственным. То, что он нашел ошибку в расчетах Уиттла, не могло помочь, хотя, впоследствии пересматривая их, Уиттл обнаружил еще одну ошибку, которая в значительной степени свела на нет первую. Однако Гриффитс, похоже, недооценил благоприятное влияние низких температур на впуске на большой высоте и повышенной эффективности компрессора из-за эффекта тарана на высокой скорости — его турбовинтовые предложения работали бы ниже и медленнее, чем предполагал Уиттл. Возможно, он также не понял, что меньшее количество кислорода в разреженном воздухе на больших высотах будет компенсировано меньшим сопротивлением. Суммарный эффект этих факторов заключается в том, что турбореактивные самолеты работают более эффективно на больших высотах, чем на малых высотах.

Другая точка зрения заключалась в том, что отсутствие обтекания крыльев и рулей потоком воздуха от винтов приводит к увеличению взлетной и посадочной дистанции и снижению эффективности рулей на малых скоростях. На практике это оказалось намного меньше, чем некоторые ожидали, как это было продемонстрировано тем, что E28/39 поднялся в воздух во время своих первых высокоскоростных рулежных испытаний на травяном аэродроме в Брокворте.

1. Летный лейтенант Джерри Сэйер
2. Gloster E28/39, первый прототип

Материалы

В последующем письме Уиттлу из Министерства также указывалось, что газовые турбины нецелесообразны, поскольку не существует подходящих материалов, которые могли бы выдерживать высокие температуры и связанные с этим нагрузки, и это мнение по-прежнему оставалось в основном верным (к вопросу о цыплятах). и яйца), хотя и основанный на более раннем (1920 г.) отчете ученого Министерства авиации, доктора В. Дж. Стерна. Он, в свою очередь, основывал это на предположении о бронзовом роторе турбины и чугунной камере сгорания. Между тем потребность в высокотемпературных допусках для таких применений, как выпускные клапаны двигателей внутреннего сгорания, уже рассматривалась.

На практике успех W1 быстро стимулировал исследования металлов, специально оптимизированных для реактивных двигателей, и Леонарду Пфилю из Inco приписывают разработку первого из серии никель-хромовых жаропрочных сплавов с низкой ползучести, Nimonic 80. , который впервые был использован в W.2B. По иронии судьбы, это, в свою очередь, привело к разработке родственного сплава Nimonic 80A специально для выпускных клапанов. Вскоре в семействе Nimonic появился целый ряд других улучшенных сплавов на основе никеля, которые широко использовались в более поздних двигателях и других агрессивных средах.

Сгорание

Существенным для успеха предложения Уиттла была эффективность сгорания топлива в камерах после компрессора — он стремился к интенсивности сгорания, не достигаемой ранее. Первоначально предполагалось, что испарение топлива может быть более эффективным, но, несмотря на долгую серию испытаний, стабильное и интенсивное сгорание оказалось трудным и задержало прогресс. Исаак Лаббок, прикомандированный из Asiatic Petroleum Company, работая с инженерами Shell, придумал настолько удачное решение для распыления, что оно перестало быть препятствием для развития.

Одна из первых испытательных установок для сжигания с использованием бочки с «уайт-спиритом» на объекте BTH в Ледивуде

Центробежный или осевой компрессор?

Уиттл подал заявку на первый патент на турбореактивный двигатель 16 января 1930 года, через несколько месяцев после интервью с Гриффитом. Только как средство включения это показало 2-ступенчатый осевой компрессор, питающий односторонний центробежный. На самом деле он намеревался использовать двухступенчатую центробежную машину, и к тому времени, когда он приступил к созданию двигателя, он решил использовать только одноступенчатую двухстороннюю установку.

Репродукция чертежей, иллюстрирующих британский патент № 347,206, поданный 16 января 1930 г.

При тщательном проектировании центробежный компрессор сам по себе может обеспечить требуемое соотношение. Но Уиттл выбрал двустороннюю форму, чтобы уменьшить лобовую площадь и длину вала ротора. Осевой компрессор также может достичь этого и с меньшей передней площадью, но только в более строго контролируемых идеальных условиях. Осевой также имел преимущество более низких скоростей конца лопасти. Однако увеличение давления на ступень было небольшим, для чего требовалось не менее 8 ступеней с промежуточными лопатками статора. Он был бы значительно менее надежным и аэродинамически гораздо более чувствительным как к условиям впуска, так и к изменениям давления на выходе, например, вызванным быстрыми движениями дроссельной заслонки. Это может привести к остановке лезвия и, как следствие, скачкам напряжения, что, в свою очередь, может привести к катастрофическим отказам лезвия. Осевой также подвержен обледенению (один из главных врагов безопасного полета), тогда как центробежный «ледостойкий».

Центробежный компрессор будет проще и дешевле в производстве. Он был бы более прочным и гораздо более терпимым к различным условиям впуска и быстрым изменениям дроссельной заслонки, с которыми сталкивается летный двигатель. Однако он должен работать на более высоких оборотах, чем осевой. Но был большой опыт разработки небольших центробежных нагнетателей в качестве надежных нагнетателей авиационных двигателей. И было мало предшествующего уровня техники по осям.

В том же году, когда Уиттл подал заявку на патент (1930) также увидел, что подкомитет Aeronautical Research Engine рекомендовал прекратить все финансируемые государством проекты газотурбинных двигателей. Рассматриваемые работы включали работы по осевым компрессорам. Возобновление работ в Королевском авиационном учреждении в Фарнборо в 1936 году стало прямым результатом образования Power Jets — независимой компании.

Ханс Иоахим Пабст фон Охайн

Тем временем в 1935 году д-р Ханс фон Охайн, работавший ассистентом в Геттингенском университете, попытался запатентовать свое собственное предложение, которое, в отличие от первоначального патента Уиттла от 1930, отличался односторонним центробежным компрессором, расположенным вплотную друг к другу с центростремительной турбиной. В последующие годы фон Охайн объяснил, что в то время он ничего не знал о патенте Уиттла, но можно с уверенностью предположить, что концепция турбореактивного двигателя к тому времени была жива и процветала в Германии. Оба теперь приступили к созданию своих двигателей; фон Охайн с помощью Макса Хана и группы инженеров, предоставленных Эрнстом Хейнкелем, а Уиттл заказывал детали — в основном производителю паровых турбин British Thompson-Houston. Оба впервые запустили свои двигатели в 1937, Уиттл в апреле и фон Охайн пятью месяцами позже. Затем Хейнкель спроектировал и построил самолет для испытаний двигателя Ohain. В результате было выполнено два коротких (шестиминутных) полета — один в августе, а другой в ноябре 1939 года. Однако после значительных модификаций от двигателя Ohain отказались в пользу других реактивных проектов, разрабатываемых компанией Heinkel.

В то же время, когда Охайн работал в Heinkel AG (HAG), доктор Герберт Вагнер аналогичным образом работал над многообещающим осевым турбореактивным двигателем в Junkers Flugzeugwerke (JFA). Два проекта были секретными и неизвестными друг другу. Впоследствии проект Вагнера перешел к Heinkel и стал He.S30, но не получил поддержки со стороны Министерства авиации Германии (RLM), которое отдавало предпочтение осевым двигателям, которые тогда разрабатывались в Junkers Motorenwerke и BMW.

Гриффит и Хейн Констант теперь возобновили работу над осевыми газовыми турбинами на Королевском авиастроительном заводе в Фарнборо, располагая достаточными средствами как для строительства, так и для заключения контрактов на осевые компрессоры, в том числе для Metropolitan-Vickers. Однако затем Гриффит перешел в Rolls-Royce, где продолжил работу над ужасно сложным и обреченным на отказ турбовинтовым двигателем с обратным потоком и противоположным вращением. Метровик, после двух неудачных попыток самостоятельно построить осевой турбореактивный двигатель, начал разработку F2, спроектированного Hayne Constant, и запустил его 19 декабря.41. Это была первая ненемецкая осевая авиационная газовая турбина. После трех модификаций в 1945 году была построена небольшая серия F2/4. К этому времени тяга достигла 4000 фунтов. Однако проблемы остались, и компания решила использовать полученный опыт для альтернативных разработок.

W1 Whittle и He.S3B Ohain

В Германии в 1937 году правительство заключило контракты с тремя производителями двигателей, позже включая Heinkel, который приобрел большую часть команды у Junkers Aircraft, не получившего контракта. Каждая из четырех проектных групп решила использовать осевые компрессоры — теперь у Heinkel есть как осевой, так и центробежный проект фон Охайна. На эти решения, возможно, частично повлияло министерство авиации Германии (RLM), которое проводило исследования осевых двигателей в то время, когда министерство авиации Великобритании прекратило исследования газотурбинных двигателей. В результате остались только Уиттл и фон Охайн, разрабатывающие центробежные двигатели, хотя и совершенно неизвестные друг другу.

Производство

Когда в середине 1939 года Уиттл успешно продемонстрировал правительству реконструкцию своего оригинального двигателя, он и его небольшая команда наконец получили поддержку правительства. У него самого не было производственных мощностей, поэтому в апреле 1940 года министерство передало производство его нового двигателя W2 Rover, независимому производителю автомобилей, стремящемуся выйти на новую территорию. Ровер оказался одаренным новой технологией «FOC». Они решили извлечь как можно больше преимуществ из слабого патентного положения. В этом стремлении их поддержало Министерство авиастроения, и они смогли фактически вырвать контроль у Power Jets. В результате почти два года были потеряны (в основном) на ненужные модификации. Возможность поставить работающий двигатель для предполагаемого реактивного истребителя для противодействия наступлению немецких бомбардировщиков была упущена.

Компания Rolls-Royce взяла на себя проект в апреле 1943 года, и с тех пор разработка шла быстрыми темпами. Но ущерб был нанесен. Уиттл и его команда испытали мучительные разочарования, когда Ровер был у власти. Эффект оказал разрушительное влияние на здоровье Уиттла.
Под руководством Rolls-Royce двигатель прошел 100-часовые испытания с тягой 1600 фунтов в мае и вскоре после этого привел в действие Gloster Meteor. Metrovick F2 также начал летные испытания. Но к настоящему времени министерство решило приложить основные усилия к производству W2B и другого центробежного двигателя по схеме Уиттла, но с прямоточным сгоранием — R-R Derwent. Между тем, de Havilland h2 Goblin, разработанный Фрэнком Хэлфордом, к этому времени также достиг стадии полета и привел в движение первый метеор. Этот двигатель предназначался для de Havilland Vampire — одномоторного истребителя.

В Германии фон Охайн продолжал разработку своего двигателя, пока он не был прекращен в 1941 или 42 году. Затем его перевели руководить разработкой двигателя Heinkel-Hirth 109-011 с диагональным центробежным компрессором, предшествующим 3-ступенчатому осевому — в основном предложенный Гельмутом Шельпом из RLM. Это было близко к производству, когда война закончилась. Наиболее многообещающие из осевых двигателей, Junkers Jumo 004 и BMW 003, столкнулись с серьезными проблемами с компрессором и вибрацией, и, хотя Junkers Jumo 004 был запущен в производство к концу 1919 г.43, он появился в большом количестве из цепочки поставок только в сентябре, к тому времени он производился впечатляющими темпами — 1000 штук в месяц. Тем не менее, он по-прежнему вызывал проблемы, поскольку время между капитальными ремонтами составляло 10 часов, а срок годности — 25 часов. Частично это было связано с некачественными материалами, но останов компрессора оставался серьезной проблемой.

General Electric, поставляемый с самым первым двигателем Whittle W1, когда он стал доступен в октябре 1941 года, за 6 месяцев испытал на стенде версию GE (A-I/J31) и разработал серию конструкций для достижения тяги в 4000 фунтов с серийный И-40/J33 в 19 г.45. Осевая конструкция, начатая в то же время, J35, была запущена в производство с той же тягой к сентябрю следующего года. Компания Rolls-Royce решила, что преемником Derwent должен стать RB41 Nene, еще один центробежный двигатель. Первый запуск состоялся в октябре 1944 года, он был спроектирован и построен за 7 месяцев (некоторые говорят, что за 5), имел тягу 5000 фунтов и приводил в действие ряд реактивных двигателей 2-го поколения с лицензионным производством в Великобритании, США, России (РД-45), Испании, Канада и Австралия. Сэр Стэнли Хукер, главный дизайнер Rolls-Royce, отметил, что их Avon с осевым компрессором потребовалось столько же лет, чтобы добиться успеха, сколько Nene потребовалось месяцев. De Havilland также последовал за Goblin с другим центробежным двигателем Ghost с тягой 5000 фунтов.

1. Rolls-Royce Derwent
2. Rolls-Royce RB41 Нене

1. Жены команды празднуют успех
2. Сэр Рольф Дадли-Уильямс, крайний справа, рядом со своим другом сэром Фрэнком Уиттлом

Следовательно, к середине 1945 года можно было сказать, что центробежных (британцев) было 2 конструкции и 2 осевых (немецких) конструкции весом более 2000 фунтов со значительной историей производства и полетов. Центробежные были проще, прочнее и долговечнее — Welland поступили на вооружение 19 мая.44 с межремонтным ресурсом 180 часов. Возможно, они также были разработаны в более короткие сроки с меньшими проектными ресурсами. На фоне этого блокада и бомбардировки союзников серьезно затормозили продвижение Германии. Пилоты, которые в то время оценивали как британские, так и немецкие реактивные самолеты, почти не сомневались в том, что британские центробежные двигатели были более надежными и более простыми в обращении, чем немецкие осевые двигатели. Также в это время готовились к вводу в эксплуатацию 3 двигателя второго поколения, один американский и 2 британских, с тягой 4-5000 фунтов (J33, Nene и Ghost). Все они имели центробежные компрессоры, и их происхождение можно было проследить до W1 Уиттла.

Однако аксиальный двигатель GE J35 отставал всего на несколько месяцев, и, учитывая потребность в еще большей тяге, длительный период созревания аксиальных двигателей теперь начал окупаться. Avon и Sapphire, производный от Metrovik F2 (который к настоящему времени был передан Armstrong Siddeley), оба поступили на вооружение в конце 40-х годов с тягой в районе 7000 фунтов. Оба имели большой успех и производились по лицензии в США. При больших тягах осевой стал универсальным. Но какой был бы выбор сейчас, со всем, что известно как об осевых, так и о центробежных компрессорах, если бы кто-то проектировал двигатель с тягой около 2000 фунтов, как это делали первые конструкторы? Примером может служить Rolls-Royce Williams FJ44-2, двигатель с тягой 2300 фунтов, который в настоящее время производится для бизнес-джетов. Вентиляторный двигатель (идея также впервые запатентована Уиттлом) имеет трехступенчатый осевой (включая вентилятор) привод центробежного компрессора. Без вентилятора это соответствует оригинальному патенту Уиттла на турбореактивный двигатель от 19 лет.30. Аксиально-центробежная компоновка (или центробежная сама по себе) по-прежнему является наиболее распространенной конфигурацией в небольших двигателях — лопасти осевого двигателя становятся слишком маленькими для более поздних ступеней.

Сноска:

• В конце 1943 года Фрэнк Уиттл и его команда из Power Jets приступили к разработке вентиляторного двигателя с высокой степенью двухконтурности, основанного на его идеях, сформулированных в 1932 году и запатентованных в 1936 году. Он имел девятиступенчатый осевой компрессор с последняя центробежная ступень с приводом от двухступенчатой ​​турбины, обозначенная как LR1 (Long Range 1). Нет никаких сомнений в том, что осевой компрессор вобрал в себя знания, накопленные за многие годы RAE, один из ведущих ученых которой был прикомандирован к компании. К сожалению, проект был отменен правительством, когда он был завершен на 50%, и пройдет еще 10 лет, прежде чем появится первый серийный турбовентилятор с малым байпасом, Rolls-Royce Conway.