Реактивный двигатель кто изобрел: РЕАКТИВНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ • Большая российская энциклопедия

[История] Реактивный двигатель — Новости

ВНИМАНИЕ! Устаревший формат новостей. Возможны проблемы с корректным отображением контента.

Ранние самолёты с реактивными двигателями: Me.262 и Як-15

Идеи создания теплового двигателя, к которому относится и реактивный двигатель, известны человеку с древнейших времен. Так, в трактате Герона Александрийского под названием «Пневматика» присутствует описание Эолипила – шара «Эола». Данная конструкция представляла собой не что иное, как паровую турбину, в которой пар подавался через трубки в бронзовую сферу и, вырываясь из нее, эту сферу и раскручивал. Вероятнее всего, устройство использовалось для развлечений.

Несколько дальше продвинулись китайцы, создавшие в XIII веке некое подобие «ракет». Используемая изначально в качестве фейерверка, в скором времени новинка была взята на вооружение и применялась в боевых целях.

Не обошел стороной идею и великий Леонардо, вознамерившийся при помощи горячего воздуха, подаваемого на лопасти, вращать вертел для жарки.

Впервые идею газотурбинного двигателя предложил в 1791 году английский изобретатель Дж. Барбер: конструкция его ГТД была оснащена газогенератором, поршневым компрессором, камерой сгорания и газовой турбиной.

Использовал в качестве силовой установки для своего самолета, разработанного в 1878 году, тепловой двигатель и А.Ф. Можайский: два паросиловых двигателя приводили в движение пропеллеры машины. Из-за низкого КПД желаемого эффекта достичь не удалось.

Другой русский инженер – П.Д. Кузьминский – в 1892 году разработал идею газотурбинного двигателя, в котором топливо сгорало при постоянном давлении. Начав реализацию проекта в 1900 году, он решил установить ГТД с многоступенчатой газовой турбиной на небольшой катер. Однако смерть конструктора помешала закончить начатое.

Более интенсивно за создание реактивного двигателя принялись лишь в ХХ веке: сначала теоретически, а через несколько лет – уже и практически.

В 1903 году в работе «Исследование мировых пространств реактивными приборами» К.Э. Циолковским были разработаны теоретические основы жидкостных ракетных двигателей (ЖРД) с описанием основных элементов реактивного двигателя, использующего жидкое топливо.

Идея создания воздушно-реактивного двигателя (ВРД) принадлежит Р. Лорину, запатентовавшему проект в 1908 году. При попытке создания двигателя, после обнародования чертежей устройства в 1913 году, изобретатель потерпел неудачу: скорости, необходимой для функционирования ВРД, достигнуть так и не удалось.

Попытки создания газотурбинных двигателей продолжались и далее. Так, в 1906 году русский инженер В.В. Караводин разработал, а через два года и построил бескомпрессорный ГТД с четырьмя камерами прерывистого сгорания и газовой турбиной. Однако мощность, развиваемая устройством, даже при 10000 об/мин не превышала 1,2 квт (1,6 л.с.).

Создал газотурбинный двигатель прерывистого горения и немецкий конструктор Х. Хольварт. Построив ГТД в 1908 году, к 1933 году, после многолетних работ по его совершенствованию, он довёл КПД двигателя до 24%. Тем не менее, идея не нашла широкого применения.

Идея же турбореактивного двигателя была озвучена в 1909 году русским инженером Н.В. Герасимовым, получившим патент на газотурбинный двигатель для создания реактивной тяги. Работы по реализации этой идеи не прекращались в России и впоследствии: в 1913 году М.Н. Никольской проектирует ГТД мощностью 120 квт (160 л.с.) с трёхступенчатой газовой турбиной; в 1923 году В.И. Базаров предлагает принципиальную схему газотурбинного двигателя, близкую по схеме современным турбовинтовым двигателям; в 1930 году В. В. Уваров совместно с Н.Р. Брилингом проектирует, а в 1936 году и реализует газотурбинный двигатель с центробежным компрессором.

Огромный вклад в создание теории реактивного двигателя внесли работы русских ученых С.С. Неждановского, И.В. Мещерского, Н.Е. Жуковского. французского учёного Р. Эно-Пельтри, немецкого учёного Г. Оберта. На создание воздушно-реактивного двигателя повлияла и работа известного советского ученого Б.С. Стечкина, который опубликовал в 1929 году свой труд «Теория воздушно-реактивного двигателя».

Не останавливались работы по созданию и жидкостного реактивного двигателя: в 1926 году американский ученый Р. Годдард осуществил запуск ракеты на жидком топливе. Работы над этой темой происходили и в Советском Союзе: в период с 1929 по 1933 год В.П. Глушко разработал и испытал в действии в Газодинамической лаборатории электротермический реактивный двигатель. Им же в этот период были созданы и первые отечественные жидкостные реактивные двигатели – ОРМ, ОРМ-1, ОРМ-2.

Наибольший вклад в практическое воплощение реактивного двигателя внесли немецкие конструкторы и ученые. Имея поддержку и финансирование со стороны государства, рассчитывавшего этим путем добиться технического превосходства в грядущей войне, инженерный корпус III Рейха с максимальной отдачей и в короткие сроки подошел к созданию боевых комплексов, имевших в своей основе идеи реактивного движения.

Концентрируя внимание на авиационной составляющей, можно сказать, что уже 27 августа 1939 года летчик-испытатель фирмы Heinkel флюг-капитан Э. Варзиц поднял в воздух He.178 – реактивный самолет, технологические наработки которого были впоследствии использованы при создании истребителей Heinkel He.280 и Messerschmitt Me.262 Schwalbe.

Установленный на Heinkel He.178 двигатель Heinkel Strahltriebwerke HeS 3 конструкции Х.-И. фон Охайна хоть и не обладал высокой мощностью, но сумел открыть эру реактивных полетов боевой авиации. Достигнутая He.178 максимальная скорость в 700км/ч с использованием двигателя, мощность которого не превышала 500 кгс, говорила о многом. Впереди лежали безграничные возможности, которые лишали будущего поршневые моторы.

Созданная в Германии целая серия реактивных двигателей, например, Jumo-004 производства фирмы Junkers, позволила ей уже в конце Второй мировой войны обладать серийными реактивными истребителями и бомбардировщиками, опередив другие страны в этом направлении на несколько лет. После поражения III Рейха именно немецкие технологии дали толчок развитию реактивного самолетостроения во многих странах мира.

Единственной страной, сумевшей ответить на немецкий вызов, была Великобритания: созданный Ф. Уиттлом турбореактивный двигатель Rolls-Royce Derwent 8 был установлен на истребителе Gloster Meteоr.

Первым в мире турбовинтовым двигателем стал венгерский двигатель Jendrassik Cs-1 конструкции Д. Ендрашика, построившего его в 1937 году на заводе Ganz в Будапеште. Несмотря на возникшие в ходе внедрения проблемы, двигатель предполагалось устанавливать на венгерский двухмоторный штурмовик Varga RMI-1 X/H, специально сконструированный для этого авиаконструктором Л. Варго. Однако довести работы до конца венгерские специалисты так и не сумели – предприятие было перенацелено на выпуск немецких моторов Daimler-Benz DB 605, выбранных для установки на венгерские Messerschmitt Me.210.

Перед началом войны в СССР продолжались работы по созданию различных типов реактивных двигателей. Так, в 1939 году прошли испытания ракеты, на которых стояли прямоточные воздушно-реактивные двигатели конструкции И.А. Меркулова.

В том же году на ленинградском Кировском заводе начались работы по постройке первого отечественного турбореактивного двигателя конструкции А.М. Люльки. Однако начавшаяся война прекратила опытные работы над двигателем, направив всю мощность производства на нужды фронта.

Настоящая эра реактивных двигателей началась после завершения Второй мировой войны, когда за короткий промежуток времени был покорен не только звуковой барьер, но и земное притяжение, что позволило вывести человечество в космическое пространство.

Реактивный двигатель. История реактивных двигателей. Виды реактивных двигателей.

Реактивные двигатели.

Реактивный двигатель — это устройство, конструкция которого позволяет получать реактивную тягу, посредством преобразования внутренней энергии запаса топлива в кинетическую энергию реактивной струи рабочего тела.

Рабочее тело объекта с большой скоростью истекает из реактивного двигателя, и, в соответствии с законом сохранения импульса, образуется реактивная сила, толкающая двигатель в противоположном направлении. Для разгона рабочего тела может использоваться как расширение газа, нагретого тем или иным способом до высокой температуры (тепловые реактивные двигатели), так и другие физические принципы, например, ускорение заряженных частиц в электростатическом поле (ионный двигатель).

Реактивный двигатель позволяет создавать тяговое усилие только за счёт взаимодействия реактивной струи с рабочим телом, без опоры или контакта с другими телами. В связи с этим, реактивный двигатель нашел широкое применение в авиации и космонавтике.

История реактивных двигателей.

Первыми реактивное движение научились использовать китайцы, ракеты с твердым топливом появились в Китае в X веке н. э. Такие ракеты применялись на Востоке, а затем в Европе для фейерверков, сигнализации, и как боевые.

Ракеты древнего Китая.

Важным этапом в развитии идеи реактивного движения была идея применения ракеты в качестве двигателя для летательного аппарата. Ее впервые сформулировал русский революционер-народоволец Н. И. Кибальчич, который в марте 1881 года, незадолго до казни, предложил схему летательного аппарата (ракетоплана) с использованием реактивной тяги от взрывных пороховых газов.

H. Е. Жуковский в работах «О реакции вытекающей и втекающей жидкости» (1880е годы) и «К теории судов, приводимых в движение силой реакции вытекающей воды» (1908 г.) впервые разработал основные вопросы теории реактивного двигателя.

Интересные работы по исследованию полета ракеты принадлежат также известному русскому ученому И. В. Мещерскому, в частности в области общей теории движения тел переменной массы.

В 1903 году К. Э. Циолковский в своей работе «Исследование мировых пространств реактивными приборами» дал теоретическое обоснование полета ракеты, а также принципиальную схему ракетного двигателя, предвосхищавшую многие принципиальные и конструктивные особенности современных жидкостноракетных двигателей (ЖРД). Так, Циолковский предусматривал применение для реактивного двигателя жидкого топлива и подачу его в двигатель специальными насосами. Управление полетом ракеты он предлагал осуществить посредством газовых рулей — специальных пластинок, помещаемых в струе вылетающих из сопла газов.

Особенность жидкостнореактивного двигателя в том, что в отличие от других реактивных двигателей он несет с собой вместе с топливом весь запас окислителя, а не забирает необходимый для сжигания горючего воздух, содержащий кислород, из атмосферы. Это единственный двигатель, который может быть применен для сверхвысотного полета вне земной атмосферы.

Первую в мире ракету с жидкостным ракетным двигателем создал и запустил 16 марта 1926 года американец Р. Годдард. Она весила около 5 килограммов, а ее длина достигала 3 м. Топливом в ракете Годдарда служили бензин и жидкий кислород. Полет этой ракеты продолжался 2,5 секунды, за которые она пролетела 56 м.

Систематические экспериментальные работы над этими двигателями начались в 1930-х годах.

Первые советские ЖРД были разработаны и созданы в 1930-1931 годах в ленинградской Газодинамической лаборатории (ГДЛ) под руководством будущего академика В. П. Глушко. Эта серия называлась ОРМ — опытный ракетный мотор. Глушко применил некоторые новинки, например охлаждение двигателя одним из компонентов топлива.

Параллельно разработка ракетных двигателей велась в Москве Группой изучения реактивного движения (ГИРД). Ее идейным вдохновителем был Ф. А. Цандер, а организатором — молодой С. П. Королев. Целью Королева была постройка нового ракетного аппарата — ракетоплана.

В 1933 году Ф. А. Цандер построил и успешно испытал ракетный двигатель ОР1, работавший на бензине и сжатом воздухе, а в 1932-1933 годах — двигатель ОР2, на бензине и жидком кислороде. Этот двигатель был спроектирован для установки на планере, который должен был совершить полет в качестве ракетоплана.

Развивая начатые работы, советские инженеры в последующем продолжали работать над созданием жидкостных реактивных двигателей. Всего с 1932 по 1941 год в СССР было разработано 118 конструкций жидкостных реактивных двигателей.

В Германии в 1931 году состоялись испытания ракет И. Винклера, Риделя и др.

Первый полет на самолетеракетоплане с жидкостнореактивным двигателем был совершен в Советском Союзе в феврале 1940 года. В качестве силовой установки самолета был применен ЖРД. В 1941 году под руководством советского конструктора В. Ф. Болховитинова был построен первый реактивный самолет — истребитель с жидкостноракетным двигателем. Его испытания были проведены в мае 1942 года летчиком Г. Я. Бахчиваджи. В это же время состоялся первый полет немецкого истребителя с таким двигателем.

В 1943 году в США провели испытания первого американского реактивного самолета, на котором был установлен жидкостнореактивный двигатель. В Германии в 1944 году были построены несколько истребителей с этими двигателями конструкции Мессершмитта.

Кроме того, ЖРД применялись на немецких ракетах Фау2, созданных под руководством В. фон Брауна.

В 1950-е годы жидкостноракетные двигатели устанавливались на баллистических ракетах, а затем на космических ракетах, искусственных спутниках, автоматических межпланетных станциях.

ЖРД состоит из камеры сгорания с соплом, турбонасосного агрегата, газогенератора или парогазогенератора, системы автоматики, органов регулирования, системы зажигания и вспомогательных агрегатов (теплообменники, смесители, приводы).

Идея воздушнореактивных двигателей (ВРД) не раз выдвигалась в разных странах. Наиболее важными и оригинальными работами в этом отношении являются исследования, проведенные в 1908-1913 годах французским ученым Рено Лореном, который и предложил ряд схем прямоточных воздушнореактивных двигателей (ПВРД). Эти двигатели используют в качестве окислителя атмосферный воздух, а сжатие воздуха в камере сгорания обеспечивается за счет динамического напора воздуха.

В мае 1939 года в СССР впервые состоялось испытание ракеты с ПВРД конструкции П. А. Меркулова. Это была двухступенчатая ракета (первая ступень — пороховая ракета) с взлетным весом 7,07 кг, причем вес топлива для второй ступени ПВРД составлял лишь 2 кг. При испытании ракета достигла высоты 2 км.

В 1939-1940 годах впервые в мире в Советском Союзе были проведены летние испытания воздушнореактивных двигателей, установленных в качестве дополнительных двигателей на самолете конструкции Н. П. Поликарпова. В 1942 году в Германии испытывались прямоточные воздушнореактивные двигатели конструкции Э. Зенгера.

Воздушнореактивный двигатель состоит из диффузора, в котором за счет кинетической энергии набегающего потока воздуха происходит сжатие воздуха. В камеру сгорания через форсунку впрыскивается топливо и происходит воспламенение смеси. Реактивная струя выходит через сопло.

Процесс работы ВРД непрерывен, поэтому в них отсутствует стартовая тяга. В связи с этим при скоростях полета меньше половины скорости звука воздушнореактивные двигатели не применяются. Наиболее эффективно применение ВРД на сверхзвуковых скоростях и больших высотах. Взлет самолета с воздушнореактивным двигателем происходит при помощи ракетных двигателей на твердом или жидком топливе.

Большее развитие получила другая группа воздушнореактивных двигателей – турбокомпрессорные двигатели. Они подразделяются на турбореактивные, в которых тяга создается струей газов, вытекающих из реактивного сопла, и турбовинтовые, в которых основная тяга создается воздушным винтом.

В 1909 году проект турбореактивного двигателя был разработан инженером Н. Герасимовым. В 1914 году лейтенант русского морского флота М. Н. Никольской сконструировал и построил модель турбовинтового авиационного двигателя. Рабочим телом для приведения в действие трехступенчатой турбины служили газообразные продукты сгорания смеси скипидара и азотной кислоты. Турбина работала не только на воздушный винт: отходящие газообразные продукты сгорания, направленные в хвостовое (реактивное) сопло, создавали реактивную тягу дополнительно к силе тяги винта.

В 1924 году В. И. Базаров разработал конструкцию авиационного турбокомпрессорного реактивного двигателя, состоявшую из трех элементов: камеры сгорания, газовой турбины, компрессора. Поток сжатого воздуха здесь впервые делился на две ветви: меньшая часть шла в камеру сгорания (к горелке), а большая подмешивалась к рабочим газам для понижения их температуры перед турбиной. Тем самым обеспечивалась сохранность лопаток турбины. Мощность многоступенчатой турбины расходовалась на привод центробежного компрессора самого двигателя и отчасти на вращение воздушного винта. Дополнительно к винту тяга создавалась за счет реакции струи газов, пропускаемых через хвостовое сопло.

В 1939 году на Кировском заводе в Ленинграде началась постройка турбореактивных двигателей конструкции А. М. Люльки. Его испытаниям помешала война.

В 1941 году в Англии был впервые осуществлен полет на экспериментальном самолете истребителе, оснащенном турбореактивным двигателем конструкции Ф. Уиттла. На нем был установлен двигатель с газовой турбиной, которая приводила в действие центробежный компрессор, подающий воздух в камеру сгорания. Продукты сгорания использовались для создания реактивной тяги.

К концу Второй мировой войны стало ясно, что дальнейшее эффективное развитие авиации возможно только при внедрении двигателей, использующих принципы реактивной тяги полностью или частично.

Первые самолеты с реактивными двигателями были создавались в фашисткой Германии, Великобритании, США и СССР.

В СССР первый проект истребителя, с ВРД разработанным А. М. Люлькой, в был предложен в марте 1943 года начальником ОКБ-301 М. И. Гудковым. Самолёт назывался Гу-ВРД. Проект был отвергнут экспертами, в связи с неверием в актуальность и преимущества ВРД в сравнении с поршневыми авиадвигателями.

Немецкие конструкторы и учёные, работавшие в этой и смежных областях (ракетостроение), оказались в более выгодном положении. Третий рейх планировал войну, и выиграть её рассчитывал за счёт технического превосходства в вооружениях. Поэтому в Германии новые разработки, которые могли усилить армию, в области авиации и ракетной техники субсидировались более щедро, чем в других странах.

Первый самолёт, оснащенный турбореактивным двигателем (ТРД) HeS 3 конструкции фон Охайна, — был самолет He 178 (фирма Хейнкель Германия). Произошло это 27 августа 1939 года. Этот самолёт превосходил по скорости (700 км/ч) поршневые истребители своего времени, максимальная скорость которых не превышала 650 км/ч, но при этом был менее экономичен, и вследствие этого имел меньший радиус действия. К тому же у него были большие скорости взлёта и посадки, по сравнению с поршневыми самолётами, из-за чего ему требовалась более длинная взлётно-посадочная полоса с качественным покрытием.

Работы по этой тематике продолжались практически до конца войны, когда Третий рейх, утратив своё былое преимущество в воздухе, предпринял безуспешную попытку восстановить его за счёт поставки для военной авиации реактивных самолетов.

С августа 1944 года начал серийно выпускаться реактивный истребитель-бомбардировщик Мессершмитт Me.262, оборудованного двумя турбореактивными двигателями Jumo-004 производства фирмы Юнкерс. Самолет Мессершмитт Me.262 значительно превосходил всех своих «современников» по скорости и скороподъёмности.

С ноября 1944 года начал выпускаться ещё и первый реактивный бомбардировщик Arado Ar 234 Blitz с теми же двигателями.

Единственным реактивным самолётом союзников по антигитлеровской коалиции, формально принимавшим участие во Второй мировой войне, был «Глостер Метеор» (Великобритания) с ТРД Rolls-Royce Derwent 8 конструкции Ф. Уиттла.

После войны во всех странах, имевших авиационную промышленность, начинаются интенсивные разработки в области воздушно-реактивных двигателей. Реактивное двигателестроение открыло новые возможности в авиации: полёты на скоростях, превышающих скорость звука, и создание самолётов с грузоподъёмностью, многократно превышающей грузоподъёмность поршневых самолётов, как следствие более высокой удельной мощности газотурбинных двигателей в сравнении с поршневыми.

Первым отечественным серийным реактивным самолётом был истребитель Як-15 (1946 год), разработанный в рекордные сроки на базе планера Як-3 и адаптации трофейного двигателя Jumo-004, выполненной в моторостроительном конструкторском бюро В. Я. Климова.

А уже через год прошёл государственные испытания первый, полностью оригинальный, отечественный турбореактивный двигатель ТР-1, разработанный в КБ А. М. Люльки. Такие быстрые темпы освоения совершенно новой сферы двигателестроения имеют объяснение: группа А. М. Люльки занималась этой проблематикой ещё с довоенных времён, но «зелёный свет» этим разработкам был дан, только когда руководство страны вдруг обнаружило отставание СССР в этой области.

Первым отечественным реактивным пассажирским авиалайнером был Ту-104 (1955 год), оборудованный двумя турбореактивными двигателями РД-3М-500 (АМ-3М-500), разработанными в КБ А. А. Микулина. К этому времени СССР был уже в числе мировых лидеров в области авиационного моторостроения.

Изобретенный в 1913 году прямоточный воздушно-реактивный двигатель (ПВРД), так же начал активно совершенствоваться. Начиная с 1950-х годов в США было создан ряд экспериментальных самолётов и серийных крылатых ракет разного назначения с этим типом двигателя.

Обладая рядом недостатков для использования на пилотируемых самолётах (нулевая тяга на месте, низкая эффективность на малых скоростях полёта), ПВРД стал предпочтительным типом ВРД для беспилотных одноразовых снарядов и крылатых ракет, благодаря своей простоте, а, следовательно, дешевизне и надёжности.

В турбореактивном двигателе (ТРД) воздух, поступающий при полете, сжимается сначала в воздухозаборнике, а затем в турбокомпрессоре. Сжатый воздух подается в камеру сгорания, куда впрыскивается жидкое топливо (чаще всего – авиационный керосин). Частичное расширение газов, образовавшихся при сгорании, происходит в турбине, вращающей компрессор, а окончательное – в реактивном сопле. Между турбиной и реактивным двигателем может быть установлена форсажная камера, предназначенная для дополнительного сгорания топлива.

Сейчас турбореактивными двигателями (ТРД) оснащено большинство военных и гражданских самолетов, а также некоторые вертолеты.

В турбовинтовом двигателе основная тяга создается воздушным винтом, а дополнительная (около 10 %) — струей газов, вытекающих из реактивного сопла. Принцип действия турбовинтового двигателя схож с турбореактивным (ТР), с той разницей, что турбина вращает не только компрессор, но и воздушный винт. Эти двигатели применяются в дозвуковых самолетах и вертолетах, а также для движения быстроходных судов и автомобилей.

Наиболее ранние реактивные твердотопливные двигатели (РТТД) использовались в боевых ракетах. Их широкое применение началось в XIX веке, когда во многих армиях появились ракетные части. В конце XIX века были созданы первые бездымные пороха, с более устойчивым горением и большей работоспособностью.

В 1920-1930 годы велись работы по созданию реактивного оружия. Это привело к появлению реактивных минометов — «катюш» в Советском Союзе, шестиствольных реактивных минометов в Германии.

Получение новых видов пороха позволило применять реактивные твердотопливные двигатели в боевых ракетах, включая баллистические. Кроме этого они применяются в авиации и космонавтике как двигатели первых ступеней ракетоносителей, стартовые двигатели для самолетов с прямоточными воздушнореактивными двигателями и тормозные двигатели космических аппаратов.

Реактивный твердотопливный двигатель (РТТЖ) состоит из корпуса (камеры сгорания), в котором находится весь запас топлива и реактивного сопла. Корпус выполняется из стали или стеклопластика. Сопло — из графита, либо тугоплавких сплавов. Зажигание топлива производится воспламенительным устройством. Регулирование тяги может производиться изменением поверхности горения заряда или площади критического сечения сопла, а также впрыскиванием в камеру сгорания жидкости. Направление тяги может меняться газовыми рулями, отклоняющейся насадкой (дефлектором), вспомогательными управляющими двигателями и т. п.

Реактивные твердотопливные двигатели очень надежны, не требуют сложного обслуживания, могут долго храниться, и постоянно готовы к запуску.

Виды реактивных двигателей.

В наше время  реактивные двигатели самых разных конструкций используются достаточно широко.

Реактивные двигатели можно разделить на две категории: ракетные реактивные двигатели и воздушно-реактивные двигатели.

В категории ракетные реактивные двигатели существуют двигатели двух видов:

— Твердотопливный ракетный двигатель (РДТТ) — ракетный двигатель твёрдого топлива — двигатель, работающий на твердом горючем, наиболее часто используется в ракетной артиллерии и значительно реже в космонавтике. Является старейшим из тепловых двигателей.

— Жидкостный ракетный двигатель (ЖРД) — химический ракетный двигатель, использующий в качестве ракетного топлива жидкости, в том числе сжиженные газы. По количеству используемых компонентов различаются одно-, двух- и трёхкомпонентные ЖРД.

В категории воздушно-реактивные двигатели имеются двигатели следующих видов:

— прямоточный воздушно-реактивный;

— пульсирующий воздушно-реактивный;

— турбореактивный;

— турбовинтовой.

Современные реактивные двигатели.

На фотографии самолетный реактивный двигатель во время испытаний.

На фотографии процесс сборки ракетных двигателей.

Реактивные двигатели. История реактивных двигателей. Виды реактивных двигателей.

Женский сайт: Я-самая-красивая.рф (www.i-kiss.ru)

Вечные двигатели Архипа Люльки

В минувшую субботу, 23 марта, исполнилось 111 лет со дня рождения Архипа Михайловича Люльки – легендарного ученого, одного из основателей конструкторской школы «ОДК-Сатурн» и отечественного двигателестроения в целом.

Архип Люлька – автор первого турбореактивного двигателя в нашей стране. Под его руководством были созданы знаменитые авиадвигатели марки «АЛ», которые до сих пор ежедневно поднимают в небо сотни самолетов.

Первый турбореактивный двигатель страны

Еще до начала Великой Отечественной войны Архип Люлька создал первый в СССР технический проект авиационного турбореактивного двигателя РД-1. Война внесла свои коррективы: работы над РД-1 с началом военных действий были приостановлены. Архип Люлька, трудившийся в то время в Ленинграде на Кировском заводе, как и многие другие сотрудники предприятия, вынужден был переключиться на ремонт танков. В конце 1941 года завод эвакуировали в Челябинск. Некоторые чертежи по РД-1 Архипу Люльке удалось забрать с собой, но большая часть документации и задел по деталям образцов РД-1 был спрятан, а точнее закопан прямо на территории Кировского завода.

В 1942 году на фронте появились немецкие реактивные истребители «Мессершмитт-262», летавшие со скоростью 860 км/ч. Советской армии необходимо было срочно разработать самолеты, способные противостоять им. Для таких скоростных самолетов нужны были двигатели принципиально нового типа – реактивные. Тогда и вспомнили про молодого инженера Архипа Люльку, который начал заниматься воздушно-реактивным двигателем еще за пять лет до войны. По личному указанию Сталина его доставили в блокадный Ленинград, чтобы найти чертежи опытного двигателя. Драгоценный клад Архипа Люльки раскопали на территории Кировского завода и эвакуировали по Ладожскому озеру, чтобы возобновить работу над первым советским турбореактивным двигателем.

Уже осенью 1942 года в ЦК партии был представлен проект реактивного самолета авиаконструктора Михаила Гудкова с двигателем Архипа Люльки РД-1. Однако отечественные специалисты были не готовы принять машину. Проект данного самолета не был воплощен, но старт работам в области турбореактивного двигателестроения в стране был официально дан.

В 1946 году было образовано ОКБ-165, задачами которого стали разработка и создание отечественных турбореактивных двигателей. Руководителем нового конструкторского бюро, ставшего позднее «ОДК-Сатурн», был назначен Архип Михайлович Люлька, которому на тот момент было 38 лет.

Первый отечественный турбореактивный двигатель ТР-1 прошел испытания в феврале 1947 года, а уже 28 мая того же года свой первый полет совершил реактивный самолет Су-11 с двигателями ТР-1. 

В августе того же года в воздушном параде в Тушине участвовали самолеты Су-11 и Ил-22 с первыми отечественными реактивными двигателями ТР-1. Пилотировали их Георгий Шиянов и Владимир Коккинаки. Архип Михайлович позже так прокомментировал этот полет: «Громогласным гулом турбореактивных двигателей здесь было заявлено о рождении советской реактивной авиации».

Двигатели с инициалами АЛ

Впоследствии под руководством Архипа Люльки создан целый ряд удачных реактивных двигателей, которыми оснащаются самолеты Сухого, Туполева, Ильюшина, Бериева. По решению руководства страны двигатели, созданные в ОКБ А.М. Люльки, стали именоваться инициалами конструктора – АЛ – Архип Люлька.

Первым из них, получившим мировую славу, стал АЛ-7. В 1950-е–1960-е годы эти двигатели считались лучшими в мире. В следующих модификациях АЛ-7 получает форсажную камеру. Двигатель АЛ-7Ф был установлен на первый сверхзвуковой истребитель ОКБ Сухого С-1, на котором впервые в СССР была достигнута скорость, в два раза превышающая скорость звука. В 1956 году этот самолет был запущен в серию под обозначением Су-7. 

Но, как считают эксперты, настоящую славу АЛ-7 принесла его полная автоматика. На двигателе все сложнейшие процессы регулировались аппаратурой самого двигателя. Пилоту нужно было лишь при запуске нажать кнопку на панели, а в полете плавно перемещать левой рукой сектор газа.

Для повышения напорности диаметр колеса новой ступени был увеличен, а диаметр старых ступеней остался прежним. Внешне это нововведение выдавало характерный горб. Несмотря на то что двигатель успешно справился со всеми испытаниями и показал отличные характеристики, коллектив конструкторов не раз пытался «выправить» двигатель. Но все попытки избавиться от горба оказались безуспешными: ровный компрессор упрямо не хотел работать. В конце концов, его оставили в покое, и необычная форма проточной части компрессора АЛ-7 стала его визитной карточкой.

Как рассказывали коллеги Архипа Михайловича, конструктор даже шутил по этому поводу. Например, во время визита делегации из General Electric американские специалисты, увидев необычной формы компрессор, удивленно спросили: «Почему у вашего двигателя компрессор горбатый?» Архип Михайлович шутя ответил: «Он от рождения такой!»

АЛ-31: технический бестселлер ХХ века

В начале 1970-х годов Архип Люлька обратился к реализации своего давнего изобретения – схемы двухконтурного ТРД со смешением потоков, авторское свидетельство на которое он получил еще в 1941 году. Сейчас по этой схеме строится абсолютное большинство турбореактивных двигателей в мире.

И вот в 1973 году Архип Люлька начал строить свой уникальный двухконтурный двигатель АЛ-31Ф. Этот двигатель четвертого поколения был установлен на фронтовой истребитель Су-27 разработки ОКБ Сухого.

АЛ-31Ф заслуженно признан вершиной творчества Архипа Михайловича. По оценке современников, лучший отечественный двигатель был установлен на лучший самолет, на котором с 1986 по 1988 год было установлено более 30 мировых рекордов. А в июне 1989 года в Ле Бурже на самолете Су-27 с двигателями АЛ-31Ф показана совершенно новая фигура высшего пилотажа – Кобра Пугачева.

Двигатель АЛ-31Ф и сегодня признан одним из лучших двигателей мира для самолетов фронтовой авиации. Он устанавливается на истребители Су-27 и его модификации, палубные истребители Су-33, многоцелевые истребители Су-35, Су-30МК, фронтовые бомбардировщики Су-34. Уникальный АЛ-31Ф можно без преувеличения назвать вечным двигателем для фронтовой авиации, или базовым, как называют его конструкторы, которые видят немалые резервы его развития.

«ОДК-Сатурн» продолжил работы по созданию глубоко модернизированной версии АЛ-31Ф. На истребителе пятого поколения Су-57 были установлены двигатели первого этапа – АЛ-41Ф1 (изделие 117). Этот авиационный турбореактивный двухконтурный двигатель позволяет развивать сверхзвуковую скорость без использования форсажа. 

В рамках программы Су-57 разрабатывается двигатель второго этапа под условным обозначением «тип 30». Первый полет истребителя пятого поколения с «Изделием 30» состоялся 5 декабря 2017 года. Считается, что в дальнейшем этот двигатель может по традиции получить индекс АЛ – Архип Люлька.

Дело генерального конструктора продолжается, и уже, как говорится, на новых современных рельсах. Сегодня на предприятиях ОДК при создании двигателей активно используются новые информационные и технологические возможности. Корпорации удалось не только модернизировать производство, но и сохранить школу, традиции и наследие великого конструктора. Как-то в своем выступлении сам Архип Михайлович заметил: «Прошло много лет с начала работ над турбореактивными двигателями в Советском Союзе, а я и сейчас не вижу предела их возможностей. В ближайшие годы нам предстоит решить ряд очень интересных и сложных задач по созданию новых поколений двигателей. И то, что они будут решены, у меня нет никаких сомнений. Ведь был же когда-то решен основной вопрос развития нашей авиации – создание отечественного турбореактивного двигателя!»

Реактивный двигатель. История техники и изобретений

До середины 1940-х гг. самолёты летали на ДВС (поршневых двигателях — ПД). Но возможности ПД оказались ограниченны, а развитие авиации требовало всё больших мощностей. Ещё до начала Второй мировой войны технически развитые страны начали финансировать разработку нового типа двигателей — воздушно-реактивных двигателей (ВРД). В 1937 г. ВРД были созданы одновременно в Англии Ф. Уиттлом и в Германии инженером Х.И. Пабстом фон Охайном. В 1939 г. на ВРД Охайна в небо поднялся первый в мире реактивный самолёт.

ВРД современного самолёта

Что толкает самолёт?

Авиационные ДВС вращением своих движителей — винтов — в секунду отбрасывают до 1500 м³ воздушных масс, разгоняя их до высоких скоростей. Согласно третьему закону Ньютона, воздух давит на винт с той же силой, с которой винт давит на воздух. Сила противодействия воздуха винту — реактивная отдача воздуха (лат. «реакция» — противодействие) — это движущая сила, тяга, толкающая самолёт и заставляющая его лететь с определённой скоростью. Винтовой ДВС использует тягу воздуха, а реактивные двигатели — тягу реактивной струи. Реактивная струя создаётся смесью газов, истекающей с большой скоростью из сопел двигателя и «отбрасывающей» двигатель с самолётом в противоположную сторону. Огромная скорость и мощь выброса газов обеспечивается за счёт химической реакции окисления (горения) смеси нагретого воздуха с парами топлива (керосина).

Нагреваясь, газы расширяются, вылетают из направляющего канала двигателя — сопла — и толкают самолёт вперёд с такой мощью, которую не развивает ни один ДВС. Авиационным реактивным двигателям для работы нужен воздух, забираемый из атмосферы и необходимый для сгорания топлива, поэтому они относятся к типу воздушно-реактивных двигателей (ВРД).

Долгая предыстория

В 1791 г. англичанин Дж. Барбер, изучив эолипил Герона Александрийского и паровую турбину Дж. Бранка, создал на основе их идей первый газотурбинный двигатель, который он хотел использовать в качестве привода станков. В этом примитивном двигателе уже прослеживались основные черты будущих ВРД. В XIX — первой половине XX в. реактивный двигатель совершенствовался и «затачивался» под авиацию. Например, поршневые компрессоры Барбера (нагнетатели воздуха) были заменены осевыми компрессорами, посаженными на один вал с турбиной, появилось сопло для формирования реактивной струи.

Теорию создания авиационных реактивных двигателей начали разрабатывать «отец русской авиации» Н.Е. Жуковский в ряде работ 18821908 гг. и ученик К.Э. Циолковского Б.С. Стечкин в книге 1929 г. ««Теория воздушно-реактивного двигателя».

Газотурбинный двигатель Барбера. 1791 г.
Горючий газ получали перегонкой угля или нефти в ретортах (1). В камеру сгорания (2) газ нагнетали поршневым компрессором (3), другим компрессором (4) туда также нагнетали воздух, нагревающийся от сжатия. Химическая реакция при смешивании паров газа и горячего воздуха приводила к расширению смеси, и газы с силой вылетали из камеры сгорания через трубку (5), формируя реактивную струю, раскручивающую лопасти турбины (6). Турбина вращала рабочий вал — привод станка. Часть энергии вращения через систему шестерёнок (7) и коромысел (8) приводила в движение поршни компрессоров.

Первый блин комом

Слава создателей ВРД досталась английским и немецким конструкторам. В Германии разработку реактивного двигателя финансировала немецкая авиастроительная компания «Хейнкель». В 1939 г. в небо поднялся первый реактивный самолёт — экспериментальный «Хейнкель» He-178, разработанный фон Охайном. Расчётная скорость Не-178 — 700 км/ч — заметно превосходила скорость самого быстрого самолёта с ДВС Второй мировой войны — американской «Аэрокобры» (580 км/ч). Но He-178 потреблял слишком много топлива, что не только удорожало полёт, но и ограничивало его дальность — топлива на борту хватало всего на 200 км («Аэрокобра» без дозаправки пролетала около 1000 км). Такие ограничения не устроили военных — заказчиков реактивных машин, и проект закрыли. Но технология реактивного двигателя Не-178 позднее использовались на других машинах.

Первый реактивный самолёт «Хейнкель» Не-178. Германия. 1939 г.

Развитие идеи

Немцы в 1944 г. первыми приняли на вооружение самолёты с реактивными двигателями фирмы «Юнкерс» — истребитель Me — 262 и бомбардировщик Ar 34. Великобритания с небольшой задержкой «ответила» истребителем «Глостер Метеор» с двумя ВРД конструкции Уиттла.

В СССР разработку собственного ВРД задержала война, поэтому за основу были взяты трофейные двигатели «Юнкерс». Это позволило весной 1946 г. поднять в воздух первые советские турбореактивные истребители Як — 15 и МиГ-9. Сейчас на ВРД летают почти все военные и «большие» гражданские самолёты.

Поделиться ссылкой

От ракеты до космического корабля » Детская энциклопедия (первое издание)

Как техника помогает водить самолеты

От ракеты до космического корабля (продолжение)

Нашу эпоху часто называют веком реактивной техники. И для этого есть все основания: роль ее сейчас исключительно велика. Пожалуй, ни одна отрасль техники не знает такого стремительного расцвета, как реактивная!

Ведь еще треть столетия тому назад, в 20-х годах, не существовало даже самого понятия реактивной техники. Да и о какой реактивной технике можно было тогда говорить, если ее «представляли» лишь простейшие пороховые ракеты! Как и многие сотни лет до того, они служили для фейерверочных огней да подачи сигналов.

Правда, еще в конце прошлого века отдельные смелые новаторы уже понимали, какое замечательное будущее ждет реактивную технику. Одним из таких людей был революционер-народоволец Николай Иванович Кибальчич. В ожидании смертной казни, сидя в тюремной камере, он написал записку, в которой впервые в мире предложил использовать пороховую ракету как средство для полета человека.

Ничего не знал о записке Кибальчича, скрытой царской полицией, Константин Эдуардович Циолковский. Скромный русский учитель через несколько лет после Кибальчича стал задумываться над проблемой межпланетного полета. Он не только первый в мире открыл, что межпланетные сообщения возможны лишь с помощью ракеты, но и изобрел реактивный двигатель, без которого сейчас не мыслится осуществление космического полета. К. Э. Циолковский разработал также основы теории реактивных двигателей и реактивного движения, рассмотрел многие важнейшие проблемы использования этих двигателей. Вот почему мы с гордостью называем его родоначальником современной реактивной техники, а нашу страну — ее родиной.

Однако в первые три десятилетия XX в. его идеи с трудом прокладывали себе дорогу. Многие считали Циолковского беспочвенным мечтателем, фантастом. Но с каждым годом все большее число ученых и инженеров в разных странах приходило к тем же выводам.

Навсегда осталось позади время, когда над этой проблемой работали одинокие энтузиасты. Теперь реактивной техникой занимаются крупнейшие ученые, большие научно-исследовательские институты, многочисленные конструкторские бюро. Создана и стремительно развивается новая отрасль промышленности, занятая изготовлением различных видов реактивной техники. Ведущую роль в развитии реактивной техники играет наша страна. Достижения советских ученых, конструкторов и рабочих, создающих новые образцы реактивной техники, известны всему миру.

Пороховой реактивный двигатель — это сейчас только один из представителей многочисленного семейства реактивных двигателей. Каких только замечательных членов не насчитывает это необыкновенное «семейство»! Причем все время появляются новые и новые.

Взгляните на изображенное на цветном рисунке «генеалогическое дерево» этого семейства. Сколько в нем «ветвей»! Большие «ветви» — это двигатели, которые уже получили широкое применение. А молодые «побеги» — новые двигатели, иной раз с большим будущим.

Генеалогическое дерево семейства реактивных двигателей

В самом низу «дерево» делится на две главные «ветви». Одна из них — воздушно-реактивные двигатели, другая — ракетные. Различие это очень важное, принципиальное.

В воздушно-реактивных двигателях для создания движущей силы используется окружающий воздух. Кислород воздуха нужен, чтобы сжигать в двигателе горючее — керосин, бензин или другое высококалорийное топливо. Такие двигатели не могут работать на очень больших высотах, где воздух разрежен, и бесполезны в безвоздушном пространстве.

Ракетные двигатели не нуждаются в воздухе; их топливо содержит в себе все необходимое для сгорания — и горючее и окислитель. Окислителем служит кислород или другое вещество, выделяющее при химической реакции с горючим большое количество тепла и газообразные продукты сгорания. Поэтому ракетные двигатели могут работать на больших высотах и в межпланетном пространстве.

Познакомимся сначала с двигателем одной «ветви» — воздушно-реактивным. Двигаясь вверх по ней, мы снова встречаемся с разветвлением. Более толстая и длинная «ветвь» — это газотурбинные воздушно-реактивные двигатели, а другая, поменьше и покороче,— бескомпрессорные воздушно-реактивные двигатели.

Чтобы ответить на вопрос, в чем их различие, нужно сперва вспомнить принцип работы любого реактивного двигателя, или так называемого двигателя прямой реакции.

Реактивным называется такой двигатель, в котором движущая сила создается в результате того, что из него наружу вытекает с большой скоростью струя жидкости или газа.

В любом воздушно-реактивном двигателе внутрь устремляется атмосферный воздух, а наружу с гораздо большей скоростью, чем воздух, вытекают продукты сгорания — раскаленные газы. Эта разность скоростей и дает тягу, развиваемую двигателем. Чем больше скорость выходящих газов, тем больше сила тяги, и, чтобы заставить газы вытекать со все большей скоростью, в двигателе создают повышенное давление. Наиболее распространенный способ повышения давления — сжатие поступающего в двигатель воздуха в специальной машине — компрессоре. Вращает компрессор газовая турбина, работающая на продуктах сгорания топлива. Такие двигатели — с газовой турбиной и компрессором — называют газотурбинными или газотурбокомпрессорными; они применяются не только в авиации, но и в промышленности, на железнодорожных локомотивах, автомобилях и др.

Схема турбореактивных двигателей: вверху — с центробежным; внизу — с осевым компрессором.

Газотурбинный двигатель, который создает реактивную тягу, обычно называется турбореактивным. Эти двигатели — основа современной реактивной авиации. Теперь существует немало их разновидностей. Посмотрите на наше дерево. Вот, например, турбореактивный двигатель с центробежным компрессором — большой крыльчаткой (колесо с лопатками). Крыльчатка вращается с огромной скоростью — несколько тысяч, а то и десятков тысяч оборотов в минуту. Поступающий на нее у оси воздух под действием центробежной силы отбрасывается к концам лопаток. В результате он сжимается, давление его повышается. Такой компрессор 10-15 лет тому назад имело большинство турбореактивных двигателей самолетов. Но сейчас центробежный компрессор устанавливают лишь на двигателях сравнительно небольшой тяги. Инженеры и ученые создали более совершенный — осевой компрессор.

Устроен он совсем иначе, чем центробежный. Вместо одной большой крыльчатки у него есть целый ряд колес, посаженных на вращающемся вале на небольшом расстоянии одно от другого. Они несколько напоминают обычные колеса телеги, но не имеют наружного обода. Спицами в них служат тонкие, изогнутые лопатки. Эти колеса вращаются между рядами таких же лопаток, но только неподвижных.

Когда компрессор работает, первое колесо засасывает снаружи воздух, как обыкновенный вентилятор. Воздух течет вдоль оси, от одной ступени к другой. Ступень — одно вращающееся колесо с рядом установленных за ним неподвижных лопаток. И на каждой ступени он немного сжимается. А так как ступеней бывает 7-10 и даже больше, то общее сжатие воздуха оказывается довольно сильным.

Но это не единственное преимущество осевого компрессора. Пожалуй, еще большее значение имеет то обстоятельство, что через него в секунду протекает значительно большее количество воздуха, чем через центробежный такого же наружного диаметра. Это очень важно — ведь чем больше воздуха будет протекать в секунду через компрессор, тем большую тягу разовьет двигатель при тех же размерах. А чем больше тяга, тем больше при прочих равных условиях и скорость полета самолета. Современные двигатели с осевым компрессором развивают тягу по крайней мере вдвое, а то и втрое большую, чем с центробежным.

Центробежный компрессор турбореактивного двигателя.

В настоящее время создано много конструкций турбореактивных двигателей с осевым компрессором. На нашем дереве изображены два типа таких двигателей. Левая веточка показывает схему простого двигателя, о котором уже шла речь выше. Многоступенчатый осевой компрессор приводится во вращение турбиной. Этот компрессор назван на рисунке однокаскадным.

Сложнее двигатель, схему которого вы видите на правой веточке. Это так называемый двувальный двигатель, или двигатель с двухкаскадным компрессором. У него компрессор разделен на два отдельных, установленных один за другим. Это как бы два последовательных каскада сжатия воздуха: сначала в компрессоре низкого давления, а затем — высокого давления. Каждый из них вращается своей турбиной. Число оборотов у этих компрессоров может быть разным. Это очень выгодно, так как позволяет достичь большего сжатия воздуха. По такой схеме в ряде иностранных государств созданы новые мощные турбореактивные двигатели.

Но вот в сторону от турбореактивных идет ответвление — двухконтурные турбореактивные двигатели. Двухконтурными они называются потому, что в них воздух течет по двум путям. Внутренний контур представляет собой обычный турбореактивный двигатель, а наружный — кольцевой канал вокруг этого двигателя. Воздух засасывается в канал специальным вентилятором. Наружу вытекают две струи: внутренняя — раскаленные газы и наружная — холодный воздух. При той же затрате топлива общее количество вытекающих газов оказывается, таким образом, большим, чем в обычном турбореактивном двигателе, а скорость их истечения — меньшей. Для скоростей полета, не превышающих примерно 800-1000 км/час, такое сочетание оказывается выгодным, так как с тем же количеством топлива самолет может совершить более дальний полет.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Как техника помогает водить самолеты

От ракеты до космического корабля (продолжение)

РАЗВИТИЕ ПРЯМОТОЧНЫХ ВОЗДУШНО-РЕАКТИВНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ В СССР.

Б.С. СТЕЧКИН, Ю.А. ПОБЕДОНОСЦЕВ, И.А. МЕРКУЛОВ

РАЗВИТИЕ ПРЯМОТОЧНЫХ ВОЗДУШНО-РЕАКТИВНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ В СССР. Б.С. СТЕЧКИН, Ю.А. ПОБЕДОНОСЦЕВ, И.А. МЕРКУЛОВ

УДК 621.454(091)

Создание космических ракет представляет собой весьма сложную комплексную научную проблему. Но среди всего многообразия задач, решение которых определяет успехи ракетостроения, на первом месте стоит проблема ракетной энергетики. Поэтому совершенствование силовых установок для ракет и выбор наиболее эффективных топлив для них составляют одну из ведущих, определяющих проблем космонавтики. В настоящее время основной силовой установкой космических ракет являются жидкостные ракетные двигатели. Вместе с тем отечественные ученые выдвинули и разработали идею использования в космической технике (в дополнение к жидкостным ракетным двигателям) воздушно-реактивных двигателей (ВРД).

Первым выдвинул и обосновал идею о целесообразности применения двигателей, использующих кислород воздуха, для разгона космических аппаратов в период их движения в атмосфере К. Э. Циолковский [1]. Много сил посвятил исследованию этой задачи Ф. А. Цандер [2].

В настоящее время идея использования ВРД для разгона космических ракет является общепризнанной. Многочисленные теоретические и экспериментальные исследования, опубликованные в мировой печати, показывают, что применение ВРД на первых ступенях ракет-носителей позволит в несколько раз увеличить массу выводимого на орбиту спутника при сохранении неизменным стартового веса ракеты. Воздушно-реактивные двигатели могут быть использованы при спуске космического корабля в атмосфере и для возвращения стартового устройства космического аппарата на Землю.

Первые изобретения в области воздушно-реактивных двигателей появились более столетия назад. Еще в середине прошлого века, в 1867 г. штабс-капитан Н. А. Телешов изобрел двигатель, названный им «тепло-родным духометом», который содержал в себе все основные элементы современных ВРД.

В 1909 г. русский инженер Н. В. Герасимов разработал проект воздушно-реактивного двигателя, в котором для привода компрессора предложил применить газовую турбину [10].

В 1911 г. инженер А. Горохов предложил проект мотокомпрессорного ВРД. В этом двигателе предусматривалось предварительное сжатие воздуха перед камерой сгорания в компрессоре, приводимом в движение поршневым двигателем [10].

Идея прямоточного воздушно-реактивного двигателя (ПВРД) была выдвинута впервые французским инженером Рене Лореном (1907 — 1913) [3].

В 1923 г. советский инженер В. И. Базаров разработал проект газотурбиного двигателя с центробежным компрессором. В проекте Базарова были даны все основные черты современных газотурбинных двигателей [10].

В 1924 г. Б. Н. Юрьев разработал схему реактивного винта. Втулка этого винта имела центральное отверстие, через которое входил воздух. Для получения высокой экономичности воздух предварительно сжимался центробежным компрессором, приводимым во вращение самим винтом. В конце лопасти в сжатый воздух впрыскивалось топливо. Продукты сгорания вытекали из сопел, помещенных на концах лопастей, и создавали реактивную силу, вращавшую винт [10].

Для претворения в жизнь смелых проектов изобретателей и конструкторов настоятельно требовалось создание теоретических основ проектирования самых разнообразных типов ВРД. И, отвечая насущным потребностям развития реактивной авиации и ракетной техники, отечественная наука решила эту задачу. В 1928 г. Б. С. Стечкин, читая курс лекций по гидродинамике на механическом факультете МВТУ им. Н. Э. Баумана, изложил созданную им теорию воздушно-реактивного двигателя. Со всей строгостью классической газодинамики он вывел уравнения для тяги и КПД нового типа двигателя, работающего в упругой среде и в самом общем случае.

Для несжимаемой жидкости вопрос о силе реакции струи, протекающей через реактивный двигатель, подробно был разработан ранее еще Н. Е. Жуковским и изложен в его классических работах. «О реакции втекающей и вытекающей жидкости» и «К теории судов, приводимых в движение силой реакции воды». Для случая же течения упругой среды аналогичное исследование было выполнено Б. С. Стечкиным впервые. В нем был детально разработан вопрос о подводе энергии струе воздуха внутри аппарата и показано, что закон сообщения тепла воздуху может быть произвольным, но интеграл, определяющий собою работу, должен быть взят по замкнутому контуру, в координатах р-v, изображающему процесс изменения состояния воздуха, проходящего через аппарат.

В лекции Б. С. Стечкин дал количественное определение полного КПД воздушно-реактивного двигателя для скоростей полета от 50 до 600 м/с. На основе этой лекции ученый подготовил к печати статью «Теория воздушного реактивного двигателя» [4].

Объясняя принцип работы воздушно-реактивного двигателя, Б. С. Стечкин писал: «Сила R, которую мы назовем свободной тягой реактивного двигателя, будет, таким образом, равнодействующей сил давления воздуха как на внутреннюю, так и на внешнюю поверхность РД» [4]. Для КПД было дано выражение

и сказано: «Как видно, КПД реактивного двигателя равен произведению двух КПД, из которых один есть термический КПД цикла, совершенного воздухом, а другой равен КПД пропеллера, движущегося со скоростью V₀ и отбрасывающего за собой струю воздуха с абсолютной скоростью V+V₀» [4].

В статье приводилось выражение для эффективного КПД воздушно-реактивного двигателя:

.

Разработанная Б. С. Стечкиным теория воздушно-реактивных двигателей относилась не только к двигателю прямоточного типа, но и к двигателям с компрессором. В цитируемой статье было написано:

«Если при прохождении воздуха через реактивный двигатель происходило сообщение внешней работы, то в этом случае КПД представляется в виде

,

где Т₀ — работа, затраченная во вне для сообщения каждому килограмму воздуха работы, равной Т» [4].

Вскоре после опубликования работы Б. С. Стечкина известный итальянский ученый Г. А. Крокко в своей большой и весьма содержательной работе «Суперавиация и гиперавиация» [5], отмечал, что классическая теория ВРД впервые была создана в СССР московским профессором Б. С. Стечкиным.

Свой вклад в развитие реактивной техники Б. С. Стечкин дополнял большой педагогической деятельностью, чем способствовал широкому внедрению работ по воздушно-реактивным двигателям в конструкторские бюро и исследовательские институты. Конспекты его лекций, читавшихся им в МВТУ им. Н. Э. Баумана, в Военно-воздушной академии им. Н. Е. Жуковского, на Инженерно-конструкторских специальных курсах по ракетной технике, служили теоретическим руководством к проектированию воздушно-реактивных двигателей.

Первые экспериментальные исследования прямоточных воздушно-реактивных двигателей

Теория, разработанная Б. С. Стечкиным, открыла возможности для практических работ по созданию воздушно-реактивных двигателей. И когда осенью 1931 г. в Москве организовалась «Группа изучения реактивного движения» (ГИРД), ее третьей бригаде было поручено экспериментальное исследование ПВРД. Первые несколько месяцев были посвящены теоретическим расчетам и изучению возможных областей применения этих двигателей. Затем начались исследования моделей и отдельных элементов ПВРД.

Для выполнения этих задач в ГИРДе была построена испытательная установка — сверхзвуковая аэродинамическая труба ИУ-1. Первое испытание ИУ-1 состоялось 26 марта 1933 г. И вскоре после этого установка была подготовлена к исследованию на ней моделей ПВРД. Целью испытаний было «выявление и исследование процесса работы воздушно-реактивного двигателя на газообразном горючем» (Здесь и далее цитируются документы архива ГИРДа.). Для первых испытаний был выбран водород, воспламеняющийся в смеси с воздухом в очень широких пределах и имеющий самые большие скорости сгорания. 15 апреля 1933 г. состоялось первое испытание модели ПВРД на водороде. Оно продолжалось 5 мин. В выводах по результатам испытаний было сказано: «Первый запуск двигателя вполне оправдал теоретические предположения о реактивных двигателях на газообразном горючем». Этим испытанием было положено начало экспериментальным исследованиям воздушно-реактивных двигателей. В последующих опытах исследовалась работа двигателя при различном давлении в камере сгорания, изменявшемся от 2,0 до 4,2 ата. Начиная с 9 июня 1933 г. при опытах на установке ИУ-1 осуществлялось измерение силы тяги, развиваемой двигателем.

Чтобы сделать ВРД эффективным не только на сверхзвуковых, но и на дозвуковых скоростях, были предприняты поиски таких схем ВРД, в которых осуществлялось бы дополнительное сжатие воздуха с помощью каких-либо устройств. Одной из таких схем была схема пульсирующего ВРД — ПуВРД. В июне 1933 г. в ГИРДе была изготовлена и испытана экспериментальная камера сгорания ПуВРД с клапаном на входе, получившая обозначение ЭК-3.

В том же году в ГИРДе родилась идея использовать для повышения давления в ВРД инжекционный эффект газовой струи, вытекающей из ЖРД, установленного во входном диффузоре ВРД. Эта схема инжекционного ВРД была признана рациональной, но из-за большой сложности и трудности реализации в те годы такой схемы ее экспериментальное исследование было отложено на последующее время, так же, как и дальнейшие испытания ПуВРД. Было решено в ближайшие годы все внимание направить на исследование прямоточных ВРД.

Успехи первых экспериментальных исследований ПВРД дали возможность приступить к созданию и испытаниям их моделей в свободном полете, чтобы экспериментальным путем доказать принципиальную возможность создания прямоточного воздушно-реактивного двигателя. Была выдвинута и одобрена техсоветом ГИРДа смелая идея — разместить исследуемый двигатель в корпусе артиллерийского снаряда и провести испытания ПВРД на сверхзвуковой скорости.

Большое значение имел вопрос о выборе горючего для такой модели ПВРД. Рассмотрев большое количество горючих веществ, Ю. А. Победоносцев остановился на белом фосфоре. Вместе с тем было решено использовать в качестве горючего также и твердый бензин.

Для подготовки модели ПВРД к испытанию в полете был построен специальный переносной станок, в который устанавливалась вращающаяся камера сгорания ПВРД. 12 июля 1933 г. на подмосковном полигоне в Нахабино состоялись первые испытания работающей на фосфоре камеры сгорания во вращающемся ПВРД.

В июле было проведено 7 испытаний моделей ПВРД, в том числе два испытания двигателя ВРД-1 и одно испытание двигателя с конической камерой, работавших на этилене. Эти опыты показали возможность использования в ВРД не только водорода, но и углеводородного горючего. Вся вторая половина 1933 г. была посвящена подготовке к летным испытаниям ПВРД, и в сентябре того же года воздушно-реактивные двигатели вышли на первые в мире испытания в полете.

Рис. 1. Продувка ракеты с ВРД в аэродинамической трубе Механико-математического факультета МГУ им. М. В. Ломоносова

Модели ПВРД, получившие индекс 08, имели внешние формы дальнобойного снаряда 76-миллиметровой пушки. Внутренняя часть этого ПВРД состояла из входного канала, камеры сгорания и сопла. Топливная шашка помещалась непосредственно в камере сгорания. Для устранения прорыва пороховых газов во внутреннюю полость двигателя выходное сопло закрывалось металлической пробкой, которая отделялась после вылета ПВРД из канала орудия. Топливная шашка представляла собой металлический каркас, наполненный фосфором. Внутри шашки, вдоль ее оси, имелся конический канал, расширяющийся к выходному соплу. Продольные ребра металлического каркаса шашки изготавливались из листовой стали толщиной 2 мм, а поперечные пластины — из листового электрона. Шашка покрывалась со всех сторон тонкой пленкой лака.

Для первых испытаний было приготовлено десять снарядов. Отстрел производился из 76-миллиметрового орудия образца 1902 г. под углом возвышения 20⁰. Вначале было сделано два выстрела модернизированной шрапнелью. Шрапнель упала на расстоянии 7 200 м. Затем был выпущен снаряд № 1 без топлива. Вместо фосфорной шашки в его камеру был помещен каркас шашки с песком, имеющий такой же вес. Дальность его полета составила 2000 — 3000 м. Затем было произведено девять выстрелов снарядами с ПВРД.

Результаты опытов подтвердили возможность применения артиллерийского орудия для катапультирования ПВРД и полную безопасность стрельб снарядами принятой конструкции. Зажигание горючего в камере ПВРД происходило в полете в 10 — 15 м от орудия.

Летные испытания ПВРД показали, что двигатель этого типа способен работать, подтверждением чего явилось увеличение почти на 1 км дальности полета снаряда с ПВРД по сравнению с дальностью полета штатного снаряда.

Летные испытания позволили определить величину тяги, развиваемой ПВРД. При скорости полета 588 м/с, с которой снаряд вылетал из ствола орудия, расчетная величина силы сопротивления воздуха составляла 20 кгс, а тяга ВРД при такой скорости по расчетам равнялась 18кгс. Следовательно, двигатель был способен компенсировать примерно 90% силы сопротивления воздуха, но не мог полностью ее преодолеть и сообщить положительное ускорение снаряду. В действительности сопротивление воздуха превосходило расчетное, а тяга оказалась несколько меньше расчетной. Это объяснялось рядом причин: деформированием металлического каркаса фосфорной шашки, недостаточной устойчивостью полета снаряда с ПВРД и т. п. Поэтому скорость снаряда в полете снижалась, что приводило к еще большему увеличению разности между силой сопротивления и тягой. Но результаты летных испытаний и при таком соотношении тяги и силы сопротивления позволили установить факт работы ПВРД и определить степень приближения полученной на практике тяги к расчетной.

После первой серии, в феврале 1934 г. была проведена вторая серия и в 1935 г. — третья серия летных испытаний ПВРД. Для этих испытаний были спроектированы еще шесть вариантов двигателя. Благодаря внесенным в конструкцию ПВРД усовершенствованиям результаты испытания получились заметно лучшими и величина удельного импульса достигла 423 кгс/кг.

В новых вариантах двигателя каркас шашки был полностью изготовлен из электрона и использован в качестве горючего. Таким образом, ПВРД, спроектированные Ю. А. Победоносцевым, были первыми в мире реактивными двигателями, которые в полете использовали металлическое горючее и при этом не в виде порошка, а как элемент конструкции.

Во время этих испытаний снаряды с ПВРД достигали дальности в 12 км. При испытаниях был получен КПД до 16%.

Соотношение сил тяги и сопротивление воздуха было примерно таково. По расчетным данным в момент вылета из ствола орудия при скорости 680 м/с снаряд испытывал сопротивление воздуха, равное 25 кгс. Сила тяги ПВРД должна была достигать при этом 30 кгс. Практически в момент вылета сопротивление снаряда с неработающим ПВРД составляло около 42 кгс. Тяга ПВРД после вылета снаряда из орудия равнялась 23 кгс. Следовательно, сила тяги компенсировала 60% сопротивления.

Главным результатом летных испытаний было экспериментальное доказательство работоспособности ПВРД.

Надо отметить и еще один факт исторического значения. Прямоточные воздушно-реактивные двигатели конструкции 3-й бригады ГИРД были первыми реактивными двигателями, вторгшимися в область сверхзвуковых скоростей. Снаряды с ПВРД двигались со скоростью, в 2 раза превосходящей скорость звука. На такой скорости до тех пор не летала ни одна ракета в мире.

Все изложенные выше исследования снарядов с ПВРД проводил возглавляемый Ю. А. Победоносцевым коллектив 3-й бригады в составе: М. С. Кисенко, Л. Э. Брюккер, И. А. Меркулов, О. С. Оганесов, А. Б. Рязанкин, А. Г. Саликов, Г. В. Шибалов.

Поскольку проведенный эксперимент подтвердил положение теории о работоспособности двигателей такого типа, то, следовательно, теоретические выводы Б. С. Стечкина и других отечественных и зарубежных ученых о целесообразности применения ПВРД на различных летательных аппаратах оказывались вполне обоснованными. Поэтому встала задача решить вопрос о возможности использования прямоточных ВРД на летательных аппаратах различного назначения.

Проведенные экспериментальные исследования, подтвердив работоспособность ПВРД, в то же время показали, что эти двигатели развивают тягу сравнительно небольшой величины, не достигающей величины силы сопротивления воздуха, испытываемого снарядом. Естественно, возник вопрос, а может ли прямоточный ВРД развить тягу, превосходящую лобовое сопротивление, которое испытывает корпус двигателя, одетый в удобообтекаемый кок. Может ли ПВРД сообщить ускорение летательному аппарату? Это предстояло решить на следующем этапе исследований.

Запуск первой двухступенчатой ракеты с ПВРД

Для решения вопроса о возможности создания ПВРД, развивающего тягу, превышающую лобовое сопротивление, которое испытывает корпус двигателя, и способного сообщить ускорение летательному аппарату, инженер И. А. Меркулов стал исследовать термодинамический цикл ПВРД и в качестве первого вывода установил, что прямоточный воздушно-реактивный двигатель, работающий по правильному циклу Брайтона, т. е. с горением при р = const, не может развить тягу, существенно превосходящую лобовое сопротивление, испытываемое корпусом двигателя. Это происходит потому, что для сохранения постоянного давления вдоль камеры сгорания необходимо увеличивать площадь ее поперечного сечения пропорционально росту температуры. И с повышением температуры вместе с увеличением тяги увеличивается и мидель, а следовательно, и величина лобового сопротивления двигателя.

Однако этот негативный вывод не остановил И. А. Меркулова. Им было установлено, что если пойти на заведомое снижение термического КПД цикла, осуществляя сжигание горючего при понижающемся давлении, то можно ценою потери некоторой величины тяги значительно сократить габариты двигателя и, следовательно, уменьшить его лобовое сопротивление. Естественно, встал вопрос, в какой мере следует сокращать радиальные размеры камеры сгорания ПВРД. Надлежало выбрать такие габариты двигателя, при которых свободная тяга, т. е. разность тяги двигателя и лобового сопротивления, имела бы наибольшее значение.

Рис. 2. Авиационный прямоточный двигатель ДМ-2

В результате анализа тепловых циклов ПВРД были определены оптимальные параметры двигателя, при которых он может развивать силу тяги, значительно превосходящую его лобовое сопротивление. На основании этих теоретических исследований группа работников Реактивной секции Стратосферного комитета ЦС Осоавиахима спроектировала в 1936 г. опытные образцы воздушно-реактивных двигателей. Вся работа по исследованию и проектированию ПВРД проводилась в Стратосферном комитете в общественном порядке энтузиастами ракетной техники. Все расчеты при исследовании циклов ПВРД выполнили А. Д. Меркулова и М. А. Меркулова. В разработке конструкций участвовали О. С. Оганесов, Л. К. Баев, Л. Э. Брюккер, М. А. Меркулова, А. Ф. Нистратов, Б. Р. Пастуховский и др.

Первые испытания ПВРД было решено провести на ракете. Поэтому конструкторы спроектировали ракету, в корпусе которой помещался ПВРД (рис. 1). В верхней части корпуса ракеты между стенками диффузора и коком было оставлено место для размещения парашюта и полезного груза.

В первом проекте для разгона ракеты с ПВРД в камере сгорания размещался пороховой заряд и при старте двигатель должен был работать как ракетный двигатель твердого топлива. Затем был разработан проект двухступенчатой ракеты. В качестве первой ступени была применена пороховая ракета, а в качестве второй ступени — ракета с ПВРД.

Проект ракеты был подробно рассмотрен многими учеными.

Проф. В. П. Ветчинкин, высоко оценив проект ракеты с ПВРД, писал в своем отзыве, составленном 18 января 1938 г. (Цитируемые документы хранятся в Научном архиве ИИЕТ АН СССР.):

«Принципиальная сторона вопроса, по моему мнению, проработана очень хорошо: уменьшая площадь наибольшего (третьего) сечения в несколько раз против теоретической, взятой под условием постоянства давления в камере сгорания, автор получает возможность осуществить перевес силы тяги над лобовым сопротивлением, т. е. возможность самостоятельного полета ПВРД. Этим определяется вся сущность проекта…

Безусловно, следует построить несколько опытных экземпляров ракет предполагаемого типа и подвергнуть их испытаниям сначала на земле, а затем в полете».

Проф. К. А. Путилов внимательно просмотрел, проверил и апробировал термодинамические расчеты прямоточного воздушно-реактивного двигателя, одобрив работы по созданию ракеты с двигателем такого типа. Большую помощь в выполнении баллистических расчетов оказали проф. К. Л. Баев и доцент В. В. Баева, горячо поддержавшие работу молодых инженеров.

Инженер В. С. Зуев писал в отзыве:

«Познакомившись с представленным эскизным проектом, отмечаю, что проект представляет значительный интерес.

I. Впервые применен воздушно-реактивный двигатель для стратосферной ракеты, причем, исходя из предварительных расчетов, можно сделать заключение о значительном преимуществе ПВРД перед реактивным двигателем обычного типа при полетах в атмосфере. ..

Резюмируя сказанное, считаю осуществление данного проекта весьма целесообразным».

Поддержка видными специалистами проекта ракеты с ПВРД открыла путь к претворению его в жизнь, и в 1937 г. на заводе «Авиахим» в Отделе специальных конструкций (ОСК), руководимым А. Я. Щербаковым, начались работы по созданию ракет с ПВРД. Сначала там были спроектированы две модели ПВРД, предназначенные для исследований процессов, протекающих в прямоточных воздушно-реактивных двигателях. Затем, чтобы возможно быстрее решить поставленную принципиальную задачу, была спроектирована ракета, обозначенная индексом Р-3. В качестве горючего для ее двигателя применили твердые шашки, состоящие из смеси алюминиевого и магниевого порошков с некоторыми другими веществами. Цилиндрические шашки со сквозным каналом в центре помещались в камере двигателя. В ракетах применялись шашки горючего двух типов. Одни из них, изготавливаемые химиком МГУ В. А. Абрамовым, состояли из порошка алюминия и магния, скрепленного органическим связующим. Эти шашки были весьма прочными и равномерно горели в камере двигателя. Теплотворная способность горючего вещества, из которого изготовляли шашки, была равна 8400 ккал/кг. Воспламенение топлива производилось с помощью черного пороха, поджигаемого стапиновым шнуром. Полный вес помещаемых в двигателе двух шашек составлял 2,1 кг, время горения равнялось 8 с.

Шашки другого типа изготовлялись в Московском химико-технологическом институте им. Д. И. Менделеева под руководством научного сотрудника Дергунова. Они получались путем спрессовывания под большим давлением алюминиевого и магниевого порошков. Для интенсификации процессов горения и увеличения тяги двигателя в эти шашки добавлялось некоторое количество окислителя (бертолетовой соли).

Испытания ракет Р-3 проводила бригада в составе: инженера И. А. Меркулова, механиков П. В. Карева и И. А. Парного, моториста В. Н. Акатова и химика В. А. Абрамова.

Для проведения летных испытаний было изготовлено 16 ракет

Технические характеристики ракет 1-й серии были следующие вес пороховой ракеты 3,8 кг, вес пороха 1,4 кг, полный импульс 260 кгс x м/с максимальная тяга 450 кгс, средняя тяга 118 кгс, время горения пороха 2,24 с, вес ракеты с ПВРД 4,5 кг, диаметр ракеты с ПВРД 121 мм, полный начальный вес двухступенчатой ракеты 8,3 кг.

Следующие варианты ракет Р-3-2в отличались от ракет первой серии некоторым облегчением конструкции.

Рис. 3. Самолет конструкции Н.Н. Поликарпова И-15-бис с прямоточными двигателями ДМ-2

В дальнейшем в качестве первой ступени при испытании ракет Р-3 — 2в применялись пороховые ракеты, имеющие следующие данные: полный вес ракеты ,3,510 кг, вес баллиститного пороха «Н» 1,050 — 1,079 кг, скорость истечения пороховых газов 1860 м/с.

В течение 1938 г. и начала 1939 г. было проведено несколько десятков продувок ракет с ВРД в аэродинамической трубе механико-математического факультета МГУ. Были определены коэффициенты лобового сопротивления ракеты, подобраны аэродинамические тормоза для пороховых ракет, предназначавшиеся для отделения первой ступени от второй Одновременно с аэродинамическими исследованиями проводились испытания процесса горения в камере ВРД.

В феврале 1939 г. начались испытания ракет с ПВРД в полете. Запуск ракеты в воздух производился из пускового станка вертикально вверх. На первых испытаниях отрабатывались старт ракеты, расцепка ступеней, зажигание топлива в ВРД. Первый успешный полет ракеты с ВРД, когда было отчетливо установлено увеличение скорости ракеты благодаря работе ВРД, произошел 5 марта 1939 г.

Через два месяца — в первых числах мая, состоялись испытания на которых присутствовали начальник ОСК А. Я. Щербаков, руководители Отдела изобретений завода: В. В. Кольцов, П. М. Блайман и другие сотрудники завода.

В двух ракетах, испытанных в тот день, были установлены топливные шашки, изготовленные В. А. Абрамовым. Эти испытания убедительно показали надежную работу всей системы. Было решено произвести официальные испытания с представителями Наркомата авиационной промышленности. Для точного определения скорости полета и высоты подъема ракеты была приглашена бригада астрономов во главе с В. А. Бронштэном, которая применяла для этой цели методы наблюдения за метеоритами.

Официальные испытания ракеты с ВРД состоялась 19 мая 1939 г. В ракете были установлены топливные шашки, изготовленные в Институте им. Д. И. Менделеева. При включении зажигания ракета вылетела из станка и пошла вверх. Присутствующим при испытании был отчетливо виден успешный полет первой в СССР двухступенчатой ракеты.

За время работы первой ступени ракета достигла скорости 200 м/с, поднявшись на высоту 250 м, после чего первая ступень отделилась от второй. От момента окончания горения пороха до включения воздушно-реактивного двигателя прошло 2,5 с. За это время ракета прошла путь 375 м, поднявшись на высоту 625 м, а ее скорость понизилась до 105м/с. При этой скорости произошло включение ПВРД, который работал 5,12 с. К концу работы двигателя ракета поднялась на 1317 м, достигнув скорости 224 м/с. После выгорания топлива ракета 6,06 с летела вверх, поднявшись на 1808 м. К концу работы двигателя величина избыточной тяги, т. е. разность между тягой и лобовым сопротивлением, достигла 20 кгс, коэффициент тяги при этом составлял 0,7. За весь период полета ракеты с работающим ПВРД среднее положительное ускорение ее полета составило 23 м/с².

Результаты испытаний этих первых в мире ракет с воздушно-реактивными двигателями были зафиксированы актом, в конце которого говорилось:

«Полет ракеты позволил полностью установить факт надежной работы воздушно-ракетного двигателя и увеличения скорости полета ракеты под действием этого двигателя».

Испытания ракеты с полной очевидностью продемонстрировали факт ускоренного полета вертикально вверх летательного аппарата с прямоточным воздушно-реактивным двигателем.

Этими испытаниями была практически доказана возможность создания ПВРД, способного развивать тягу на дозвуковых скоростях, превосходящую лобовое сопротивление и даже сумму сил лобового сопротивления и веса. Так завершился второй этап труда советских ученых и конструкторов по созданию прямоточных воздушно-реактивных двигателей.

Летные испытания ПВРД на самолетах

3 июля 1939 г. И. А. Меркулов сделал на совещании Технического совета Народного комиссариата авиационной промышленности (НКАП) доклад о результатах экспериментов с прямоточным ВРД на ракетах и о задачах дальнейших работ по исследованию ВРД, усовершенствованию его конструкции и применению в авиации.

Рис. 4. Самолет И-153 «Чайка» с прямоточными двигателями ДМ-2

Он предложил применить прямоточные ВРД в сочетании с установленной на самолете винто-моторной группой. ПВРД должны были использоваться в качестве дополнительных моторов для увеличения максимальной скорости полета. Установленный на самолете ВРД не требовал дополнительных запасов специального топлива, а мог питаться тем же бензином, что и основной мотор.

В августе 1939 г. были спроектированы и изготовлены первые образцы авиационных ПВРД — «дополнительных моторов» (ДМ-1) -диаметром 240 мм. Их стендовые испытания были проведены в сентябре 1939 г.

В сентябре 1939 г. были изготовлены три экземпляра дополнительных моторов ДМ-2 для установки на самолет.

Непрогораемость камеры сгорания дополнительных моторов обеспечивалась ее охлаждением поступающим в двигатель бензином. Устойчивость горения бензина в камере сгорания достигалась защитными кольцами, установленными внутри камеры. Защитные кольца создавали в камере небольшие зоны с малыми скоростями потока воздуха. В этих защищенных зонах-форкамерах осуществлялось воспламенение и устойчивое горение небольшой доли бензина. Выходящее из-под защитных колец пламя обеспечивало распространение горения на всю основную массу бензо-воздушной смеси. Для обеспечения зажигания в пределах температур от — 60⁰ до +60⁰ С и возможности многократных запусков в полете при любых скоростях был сконструирован специальный электроприбор зажигания, который употреблялся в течение всех полетов.

Двигатели ДМ-2 были весьма компактны. Их длина равнялась 1 500 мм, максимальный диаметр — 400 мм, диаметр выходного сечения сопла — 300 мм, вес одного двигателя (без моторамы) составлял 12 кг, с моторамой — 19 кг (рис. 2).

Для исследования работы ПВРД перед летными испытаниями была построена специальная аэродинамическая труба АТ-1. (После модернизации она именовалась АТ-2). Максимальная скорость потока воздуха в ее рабочей части составляла 75 м/с. Испытание дополнительных моторов ДМ-2 в аэродинамической трубе началось в октябре 1939 г. и дало возможность проверить безопасность работы двигателей, отработать зажигание, устойчивость процесса горения и определить основные параметры ПВРД. Испытания проводились в течение всего периода летных исследований ДМ как с целью проверки конструктивных усовершенствований, вносимых в процессе летных испытаний, так и с целью периодического контроля за работой и состоянием материальной части двигателей.

Рис. 5. Авиационный прямоточный двигатель ДМ-4 под крылом самолета И-153

22 октября 1939 г. состоялись официальные испытания ДМ-2 в аэродинамической трубе. Результаты этих испытаний показаны в акте, где говорилось:

«Во время испытаний двигатель был запущен в работу три раза. Органы управления работали исправно. Двигатель показал полную надежность и безопасность в отношении взрыва.

В трубе при испытании двигателя была достигнута скорость 120 км/ч. При данной скорости двигатель дал тягу величиной в 10 кгс, что соответствует расчетным цифрам» [6, с. 74].

После успешных испытаний воздушно-реактивных двигателей в аэродинамической трубе они были установлены для летных испытаний на самолет конструкции Н. Н. Поликарпова И-15-бис (И-152). При первых испытаниях воздушно-реактивных двигателей самолет явился летающей лабораторией, предназначенной для исследования работы ПВРД. В целях предохранения фюзеляжа и хвостового оперения от возможного влияния продуктов сгорания ДМ хвост и оперение самолета И-15-бис были обшиты листовым дюралем (рис. 3).

Летные испытания самолета И-15-бис с двумя ПВРД, установленными под плоскостями самолета, начались в декабре 1939 г. Их проведение было поручено летчику-испытателю П. Е. Логинову (Краткий отчет об испытании авиационного воздушно-ракетного двигателя для увеличения максимальной скорости полета. — Научный архив ИИЕТ АН СССР.).

Рис. 6. Самолет конструкции А. С. Яковлева ЯК-7Б с прямоточными двигателями ДМ-4

Первые пять полетов были совершены с целью проверки модернизированной машины. Затем были совершены полеты для испытания зажигания в воздухе и отработки запуска двигателей. В результате этих первых полетов удалось добиться надежного запуска и устойчивой работы ПВРД.

25 января 1940 г. было проведено официальное испытание самолета И-15-бис с ПВРД. Летчик П. Е. Логинов сделал несколько кругов над Центральным аэродромом им. Фрунзе с работающими ПВРД. Он несколько раз выключал и вновь включал дополнительные моторы. Работа ПВРД оказалась надежной, устойчивой и не опасной для самолета. Полеты П. Е. Логинова в декабре 1939 г. и январе 1940 г. были первыми в мире полетами на самолете с прямоточными воздушно-реактивными двигателями.

В феврале — мае 1940 г. продолжались испытания ДМ-2 на самолете И-15-бис с целью испытания различных конструктивных усовершенствований, направленных на сокращение времени запуска и улучшение процессов горения. Затем были осуществлены полеты для измерения прироста скорости благодаря работе дополнительных моторов. В этих полетах, кроме П. Е. Логинова, приняли участие летчики-испытатели А. В. Давыдов, Н. А. Сопоцко. Всего на самолете И-15-бис с ДМ-2 было сделано 54 полета (табл. 1). Испытания проводились на скоростях 300 — 315 км/ч. При включении ПВРД скорость увеличивалась в среднем на 18 — 22 км/ч. Так как при подвеске двигателей скорость самолета несколько уменьшалась, то чистый прирост скорости был меньше указанных величин. Но при использовании самолета в качестве летающей лаборатории незначительное снижение его скорости не имело большого значения, а при практическом использовании ПВРД предполагалось существенно уменьшить его лобовое сопротивление путем хорошего капотирования или даже введением дополнительных моторов в конструкцию самолета, что прорабатывалось уже параллельно с описываемыми летными испытаниями.

Специальная комиссия, назначенная приказом Наркома, составила следующий акт: «Акт об испытании самолета И-15-бис с воздушно-ракетными моторами.»

На основании результатов летных испытаний комиссия констатирует, что работами завода «Авиахим» создан авиационный воздушно-ракетный двигатель, который работает на самолете и увеличивает скорость полета.

Безопасность, огнеупорность и долговечность двигателя проверены продолжительными испытаниями на земле и в полете…

Испытаниями установлено, что воздушно-ракетные двигатели увеличивают скорость самолета при собственной его скорости 315 км/ч в среднем на 15 км/ч…» [16, с. 3 — 4].

Таблица 1. Результаты испытаний самолета И-152-ДМ в 1940 г. [5, с. 66]

После испытаний самолета И-152-ДМ были произведены испытания ПВРД на самолете конструкции Н. Н. Поликарпова И-153, хорошо известного под именем «Чайка». Они начались в сентябре 1940 г. Их выполняли летчики-испытатели П. Е. Логинов, А. И. Жуков и А. В. Давыдов. Средний прирост скорости при включении ДМ на самолете «Чайка» составил около 30 км/ч (табл. 2) (рис. 4).

В августе 1940 г. были изготовлены новые воздушно-реактивные двигатели ДМ-4. Конструкция ДМ-4 являлась дальнейшим развитием конструкции ДМ-2.

3 октября 1940 г. состоялся первый полет самолета И-153 с дополнительными моторами ДМ-4. Самолет поднялся на высоту 2 тыс. м и при собственной скорости 388 км/ч благодаря включению ПВРД увеличил скорость на 42 км/ч, доведя ее до 430 км/ч. Во время последующих полетов с двигателями ДМ-4 средний прирост скорости составил примерно 40 км/ч по сравнению с полетом при неработающих воздушно-реактивных двигателях. 27 октября 1940 г. на самолете И-153 с воздушно-реактивными двигателями ДМ-4 на высоте 2 тыс. м был получен прирост скорости с 389 до 440 км/ч, т. е. на 51 км/ч (рис. 5).

В акте о результатах летных испытаний самолета И-153 с дополнительными моторами говорилось:

«. ..Летные испытания позволили полностью установить факт эффективной работы воздушно-ракетных двигателей и увеличения благодаря их действию максимальной скорости полета.

Испытанные воздушно-ракетные двигатели обладают способностью работать на любом сорте авиационного бензина независимо от дозировки этиловой жидкости.

Долговечность двигателей проверена продолжительными испытаниями на земле и в полете…» [6; с. 5 — 6].

Результаты летных испытаний получили положительную оценку. В то же время летные испытания позволили выявить основные недостатки двигателей и задачи дальнейшей исследовательской и конструкторской работы в области их совершенствования. Этими задачами являлись исследования процесса горения в камере ПВРД и его улучшение в целях повышения полноты сгорания, усовершенствование системы зажигания и доводка конструкции ПВРД в отношении ее дальнейшего облегчения, а также оснащение двигателей контрольно-измерительной аппаратурой и автоматикой.

Таблица 2. Результаты испытаний самолета И-152-ДМ в 1940 г. [5, с. 69]

Всего при испытании обоих самолетов с воздушно-реактивными двигателями ДМ-2 и ДМ-4 было сделано 74 полета, выполненных без единой аварии.

Работа по проектированию и летным испытаниям ПВРД на самолетах Н. Н. Поликарпова была начата в Отделе специальных конструкций, руководимым А. Я. Щербаковым, и продолжена в Отделе изобретений, руководимым В. В. Кольцовым и П. М. Блайманом завода «Авиахим». Ее выполняла конструкторская группа, в состав которой входили: конструкторы Меркулов И. А., Маслов А. П., Мельников А. А., Николаевский Б. А., техники Гонсовская А. А., Толстикова 3. В., авиамеханики Чарный И. А., Карев П. В., Ильин А. Н. и моторист Рыбаков Г. П. Этим небольшим коллективом были проведены первые в мире работы по созданию авиационных ПВРД.

В следующие годы работы по авиационным ПВРД проводились в СССР весьма широко. В 1941 г. были испытаны прямоточные воздушно-реактивные двигатели конструкции В. С. Зуева и Е. С. Щетинкова. Эти двигатели также устанавливались в качестве дополнительных на самолет с винтомоторной группой.

В 1942 г. состоялись летные испытания ПВРД конструкции М. М. Бондарюка на самолете ЛАГГ-3. Испытания показали практическую работоспособность прямоточных двигателей и выявили вместе с тем некоторые недостатки, которые необходимо было устранить для нормальной эксплуатации двигателей.

В 1944 г. на самолете ЯК-7Б были проведены летные испытания воздушно-реактивных двигателей ДМ-4с. Их выполнил летчик-испытатель С. Н. Анохин.

Во время полета на высоте 2340 м самолет ЯК-7Б без ДМ имел максимальную скорость 494 км/ч. При установке на самолет ДМ максимальная скорость снизилась до 460 км/ч. При работе ВРД максимальная скорость увеличилась на 53 км/ч, т. е. до 513 км/ч (рис. 6).

В 1948 г. М. М. Бондарюком был создан дозвуковой одноконтурный разгонно-маршевый двигатель, предназначенный в качестве ускорителя самолета Ла-9. Два прямоточных двигателя подвешивались под крыльями самолета и включались в работу по команде пилота. Двигатель работал в диапазоне числа М от 0,4 до 0,85 и развивал 320 кг тяги на расчетной высоте. Удельная тяга двигателя на разных режимах составляла 520 — 650 кг x с/кг. Прямоточные двигатели обеспечивали максимальный относительный прирост скорости самолету Ла-9 — 110 км/ч. Включение двигателя могло производиться многократно. Вес сухого двигателя составлял 40 кг.

Приведенные материалы показывают, как широко развернулись в нашей стране еще много десятилетий назад работы по созданию и летным испытаниям прямоточных воздушно-реактивных двигателей. Главным результатом выполненных в те годы стендовых и летных испытаний было то, что они подтвердили правильность ранее созданной теории и методов расчета, показали на практике работоспособность и надежность двигателей нового типа, позволили выбрать и уточнить направление дальнейших научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ.

Параллельно с летными испытаниями в нашей стране велись начатые еще в ГИРДе теоретические и экспериментальные исследования процессов, протекающих в ПВРД, исследование и отработка отдельных элементов ПВРД и двигателей в целом. Особенно много внимания было уделено изучению процесса горения топлива и отработке камер сгорания, исследованию воздухозаборников для сверхзвуковых ПВРД, разработке методов и систем регулирования.

Наиболее полные и ценные результаты лабораторных исследований процессов горения и охлаждения камер сгорания ПВРД были получены коллективом ученых, возглавляемым док. техн. наук, проф. Е. С. Щетинковым. Сравнение результатов летных испытаний ПВРД, проведенных в 1939 — 1942 гг., и аналогичных испытаний 1948 г. убедительно показывают, каких больших успехов в области создания ПВРД добилась советская наука и техника за эти годы.

Весьма ценная работа по исследованию и доводке прямоточных воздушно-реактивных двигателей была проведена в 1942 — 1943 гг. в Московском авиационном институте им. Серго Орджоникидзе доктором физ-матем. наук, проф. К. А. Путиловым. Вспоминая об этой работе, он писал:

«Нужно сказать, что в те годы редко кто соглашался помогать энтузиастам ракетной техники, так как тогда эта область казалась экзотической, уводящей от неотложных нужд авиации. Нам посчастливилось, что директором МАИ тогда был Александр Иванович Михайлов. Он на свой риск, чтобы помочь СКБ, учредил в МАИ специальную экспериментально-исследовательскую группу (СЭИГ) и утвердил тему «Доработка и испытание дополнительных моторов специального типа».

При содействии А. И. Михайлова и его заместителя профессора Н. В. Иноземцева удалось преодолеть разнообразные и иногда довольно сложные препятствия, возникавшие из-за трудностей военных лет».

Благодаря этой большой повседневной помощи руководителей МАИ группе проф. К. А. Путилова удалось провести исследование прямоточных двигателей ДМ-4 в аэродинамической трубе, доработать их и подготовить к упомянутым выше летным испытаниям на самолете Як-7Б.

Успешное развитие советской ракетной техники и переход авиации в область сверхзвуковых скоростей полета поставили перед учеными и конструкторами задачу создания сверхзвуковых ПВРД (СПВРД). Для решения этой задачи требовались сверхзвуковые диффузоры. Отвечая запросам техники, требованиям нашей промышленности, коллектив ученых, руководимый академиком Г. И. Петровым, на основе многолетних теоретических и экспериментальных исследований разработал сверхзвуковые воздухозаборники для ПВРД.

Итоги замечательных достижений советских ученых в создании теоретических и экспериментальных основ прямоточных воздушно-реактивных двигателей показаны в фундаментальном научном труде «Прямоточные воздушно-реактивные двигатели», написанном выдающимися специалистами этой области техники М. М. Бондарюком и С. М. Ильяшенко [8].

В результате комплексных, проводимых многими научными коллективами, исследований проблемы прямоточных воздушно-реактивных двигателей и опирающихся на достижения ученых опытно-конструкторских работ в Советском Союзе созданы высокоэффективные ПВРД и заложен фундамент для создания космических ракет с воздушно-реактивными двигателями [11 — 15].

ЛИТЕРАТУРА

1.Циолковский К. Э.Космический корабль. — В кн.: Циолковский К. Э. Избр. тр. М., 1962, с. 220 — 241.

2.Цандер Ф. А.Проблема полета при помощи реактивных аппаратов. М., 1932.

3. Lorin R.Une experience simple relative au propulseur a reaction directe. -Aerop-hile, 1913, 21, p. 514.

4.Стечкин Б. С.Теория воздушного реактивного двигателя. — Техника воздушного флота, 1929, № 2, с. 96 — 103.

5. Crocco G. A.Iperaviazione superaviazione. — Aerotechnica, 1931, 11, p. 1173 — 1220.

6. Краткий отчет об испытании авиационного воздушно-ракетного двигателя для увеличения максимальной скорости полета. М., 1940. — В кн.: Из истории авиации и космонавтики. М., 1965, вып. 3.

7.Дудаков В. И.Основы теории воздушно-реактивного двигателя непрерывного действия. М., 1938.

8.Бондарюк М. М., Ильяшенко С. М.Прямоточные воздушно-реактивные двигатели. М., 1958.

9.Стечкин Б. С.Избранные труды. М., 1977.

10.Воронков Ю. С.Развитие авиационных газотурбинных двигателей, как элемента новой техники. — Канд. дис., М., 1969.

11.Раушенбах Б. В.Вибрационное горение. М., 1961.

12.Раушенбах Б. В., Беспалов С. А., Волынский М. С.и др. Физические основы рабочего процесса в камерах сгорания воздушно-реактивных двигателей. М., 1964.

13.Щетинков Е. С.Физика горения газов. М., 1965.

14.Зуев В. С, Макарон В. С.Теория прямоточных и ракетно-прямоточных двигателей. М., 1971.

15.Пономарев А. Н.Авиация на пороге в космос. М., 1971.

Реактивные двигатели

Меню Общее введение Реактивные самолеты и Вторая мировая война Как это работает Другой полезный материал Библиография

Реактивные самолеты и Вторая мировая война Разработка реактивных двигателей во время войны Перед Второй мировой войной, в 1939 году, реактивные двигатели в основном существовали в лабораториях. Однако конец войны показал, что реактивные двигатели с их большой мощностью и компактностью были в авангарде развития авиации. Молодой немецкий физик Ганс фон Охайн работал в компании Ernst Heinkel, специализирующейся на передовых двигателях, над созданием первого в мире реактивного самолета, экспериментального Heinkel He 178. Первый полет он совершил 27 и 19 августа.39. Опираясь на это достижение, немецкий конструктор двигателей Ансельм Франц разработал двигатель, пригодный для использования в реактивном истребителе. Этот самолет, Ме 262, был построен Мессершмиттом. Хотя Me 262 был единственным реактивным истребителем, участвовавшим в боевых действиях во время Второй мировой войны, он провел значительное количество времени на земле из-за высокого расхода топлива. Его часто называли «сидячей уткой для атак союзников». Тем временем в Англии Фрэнк Уиттл полностью самостоятельно изобрел реактивный двигатель. Таким образом, британцы разработали удачный двигатель для другого раннего реактивного истребителя — Gloster Meteor. Великобритания использовала его для обороны страны, но из-за недостатка скорости он не использовался для боевых действий над Германией. Британцы поделились технологией Уиттла с США, что позволило General Electric (GE) построить реактивные двигатели для первого в Америке реактивного истребителя Bell XP-59. Британцы продолжали разрабатывать новые реактивные двигатели по конструкции Уиттла, а компания Rolls-Royce начала работу над двигателем Nene в 1944 году. Компания продала Nenes Советскому Союзу — советская версия двигателя, фактически приводившая в действие реактивный истребитель МиГ-15. которые позже сражались с американскими истребителями и бомбардировщиками во время Корейской войны. 19Капитуляция Германии в 45 г. выявила существенные открытия и изобретения военного времени. General Electric и Pratt & Whitney, еще один американский производитель двигателей, добавили уроки немецкого языка к урокам Уиттла и других британских конструкторов. Ранние реактивные двигатели, такие как у Me 262, быстро потребляли топливо. Таким образом, была поставлена ​​первоначальная задача: построить двигатель, который мог бы обеспечить высокую тягу при меньшем расходе топлива. Компания Pratt & Whitney решила эту дилемму в 1948 году, объединив два двигателя в один. Двигатель включал два компрессора; каждый вращается независимо, внутренний обеспечивает высокое сжатие для хорошей производительности. Каждый компрессор потреблял энергию от своей турбины; следовательно, было две турбины, одна за другой. Такой подход привел к двигателю J-57. На нем летали коммерческие авиалайнеры — Boeing 707, Douglas DC-8. Один из выдающихся послевоенных двигателей, он поступил на вооружение ВВС США в 1919 г.53. Человек за двигателем Ханс фон Охайн Ганс фон Охайн из Германии был конструктором первого работающего реактивного двигателя, хотя заслуга изобретения реактивного двигателя принадлежит британцу Фрэнку Уиттлу. Уиттл, который зарегистрировал патент на турбореактивный двигатель в 1930 году, получил это признание, но не проводил летных испытаний до 1941 года. Охайн родился 14 декабря 1911 года в Дессау, Германия. Работая над докторской диссертацией в Геттингенском университете, он сформулировал свою теорию реактивного движения в 1919 г.33. После получения степени в 1935 году он стал младшим ассистентом Роберта Уичарда Пола, директора Физического института университета. Получив патент на свой турбореактивный двигатель в 1936 году, Охайн присоединился к компании Heinkel в Ростоке, Германия. К 1937 году он построил испытанный на заводе демонстрационный двигатель, а к 1939 году — полностью действующий реактивный самолет He 178. Вскоре после этого Охайн руководил созданием He S.3B, первого полностью действующего центробежного турбореактивного двигателя. Этот двигатель был установлен на самолете He 178, совершившем первый в мире полет реактивного самолета 27 августа 19 г.39. Охайн разработал усовершенствованный двигатель He S.8A, который впервые поднялся в воздух 2 апреля 1941 года. Эта конструкция двигателя, однако, была менее эффективной, чем разработанная Ансельмом Францем, которая приводила в движение Me 262, первый действующий реактивный самолет. истребитель. Охейн приехал в Соединенные Штаты в 1947 году и стал ученым-исследователем на базе ВВС Райт-Паттерсон, Лабораториях аэрокосмических исследований, Лаборатории аэродинамических двигателей Райта и Исследовательском институте Дейтонского университета. За 32 года службы в правительстве США Охейн опубликовал более 30 технических статей и зарегистрировал 19патенты США. В 1991 году Национальная инженерная академия США наградила Охейна премией Чарльза Старка Дрейпера как пионера реактивной эры. Охейн умер 13 марта 1998 года в своем доме в Мельбурне, штат Флорида. Heinkel He 178 был первым в мире реактивным самолетом. 16-03-2004

Анри Коанда: настоящий изобретатель реактивного двигателя

Как Ганс фон Охайн на протяжении всей истории затмил Генри Коанду изобретением реактивного двигателя

Андрей Тапалага | 14 сентября 2022 г. | Технология | 0 комментариев

Coanda-1910 Первый в мире реактивный самолет (Источник: Wikimedia Commons)

ost Если не все истории ошибались в истинном изобретателе реактивного двигателя, поскольку есть много точек зрения на истории. Во время Второй мировой войны было много разных изобретателей, работающих над новой технологией, позволяющей запускать самолеты на большие скорости за считанные секунды. Большая часть путаницы возникает из-за того, что было много разных типов моделей, которые пытались усовершенствовать Первоначальную модель реактивного двигателя, изобретенного Анри Коандой (7 июня 1886 г. — 25 ноября 1986 г.).72), человек из сильного поколения, прожившего свою жизнь через войны.

Анри Мари Коанда (Источник: Wikimedia Commons)

Анри Мари Коанда был румынским изобретателем, а также пионером аэродинамики, который в основном известен благодаря эффекту Коанда, который решил серьезную проблему, стоявшую перед первым прототипом реактивного двигателя. Это была реактивная жидкость, не имевшая постоянного потока на высоких скоростях. После окончания румынского военного училища в 1903 году в звании старшего сержанта продолжил образование в Берлине в Высшей технической школе.

Затем он переехал в Бельгию, чтобы продолжить обучение в Институте Монтефиоре в Льеже. После окончания у него было более чем достаточно знаний, чтобы наконец применить свои изобретения в теории. Даже если винтовой двигатель был все еще довольно новой технологией, он думал, что он устарел, поскольку есть место для гораздо большего потенциала.

Коанда придумал реактивный двигатель в 1908 году, а к 1909 году он построил первый прототип, однако проблема заключалась в том, что в то время концепция самолетов была еще свежа, и даже винтовые самолеты не были развиты в полной мере. потенциал. Основным недостатком, с которым столкнулся Коанда, были размер и вес двигателя, самолеты должны были быть построены из очень легкого материала, который также не был прочным, поэтому было трудно установить реактивный двигатель.

Вторым недостатком было огромное количество неконтролируемой мощности и огромный расход топлива. Кому-то по имени Фрэнк Уиттл пришлось бы оптимизировать мощность, чтобы погоня самолета выдерживала мощность тяги, а при меньшей мощности еще и снизить уровень расхода топлива. Однако Фрэнк Уиттл решил эту проблему в 1921 году, спустя 11 лет после «первого самолета с реактивным двигателем», созданного Коандой.

Реактивный двигатель Coanda 1910 (Источник: Wikimedia Commons)

Как показано на изображении выше, рама (как и большинство бипланов того времени) была сделана из дерева, которое никогда не могло выдержать тягу, создаваемую реактивным двигателем, особенно когда реактивный двигатель находился в передней части самолета, который теоретически следует сосредоточить власть на весовом рационе, а не держать его на спине. Некоторые инженеры-аэродинамики говорят, что размещение реактивного двигателя в передней части самолета было не самой лучшей идеей, однако многие реактивные самолеты, особенно эпохи холодной войны, поставлялись с реактивным двигателем в носовой части самолета.

Еще в 1910 году Анри Коанда хотел проверить свое изобретение, чтобы увидеть его полный потенциал, а также возможности со всеми упомянутыми недостатками, которые он собирался обнаружить. Он решил, что будет проще, если он построит самолет вокруг самого реактивного двигателя, а не построит реактивный двигатель на основе самолета.

Чертежи Coanda-1910 (Источник: Wikimedia Commons)

Таким образом, реактивный двигатель будет находиться в центре самолета, что не только уравновесит массу самолета, чтобы улучшить аэродинамику, но и будет иметь более жесткую конструкцию, чем наличие реактивного двигателя или двигателей, установленных на крыльях самолета. Моторный реактивный двигатель будет меньшего размера в соответствии с весом самолета и мощностью двигателя, необходимой для взлета и достижения высоты 3000 метров. Прототипу требовался 4-цилиндровый поршневой двигатель Clegret (мощностью 50 лошадиных сил) для приведения в действие центробежного компрессора, который должен был приводить в движение самолет. Это добавило самолету дополнительного веса.

Ганс фон Охайн (Источник: Wikimedia Commons)

Большинство людей думают, что первоначальным изобретателем реактивного двигателя является Ганс фон Охайн, немецкий аэрокосмический инженер, который «улучшил» реактивный двигатель, создав немецкий истребитель МЕ-262. эпохи 2 мировой войны. Однако это был не первый настоящий реактивный самолет, это был первый реактивный истребитель, способный развивать скорость до 1300 км/ч. Интересно, что даже если Ганс был намного старше Анри, они оба учились в одной и той же школе Berlin Technische Hochschule.

Как упоминалось ранее, он усовершенствовал реактивный двигатель, но это не значит, что он его создал. Коанда-1910 (несмотря на то, что многие историки не согласны с этим) летал, пусть и не в полную силу, из-за технологических ограничений того времени. МЕ-262, который считается первым реактивным самолетом/истребителем, был построен в 1944 году, то есть через 34 года после создания первого реактивного самолета Анри Коанда. работа.

Окончательный прототип Messerchmitt Me 262 (Источник: Wikimedia Commons)

Многие историки до сих пор утверждают, что прототипы Анри Коанды никогда не летали и даже не тестировались. Я не понимаю и не сопротивляюсь дерзости таких критиков, поскольку настоящие пилоты погибли, испытывая это изобретение. Анри Коанда так и не достиг стабильного самолета, так как технический менеджер Bristol Airplane Company в Соединенном Королевстве вызвал его для работы над другим самолетом.

Единственным свидетельством того, что он был истинным создателем реактивного двигателя, которое я могу вам представить (для справки), является книга, написанная двумя учеными из Технологического университета Дрездена, Рольфом Зоннеманном и Клаусом Кругом. Они написали Technik und Technikwissenschaften in der Geschichte  ( Технологии и технические науки в истории ) 1987 г., в котором четко упоминается, что реактивный самолет Анри Коанда 1910 г. был первым реактивным самолетом.

Андрей Тапалага

Заядлый писатель с бесценным знанием человечества!

Будущий историк с более чем 30 миллионами просмотров в Интернете.

Специалист по современной истории.

[email protected]

Ганс фон Охайн и изобретение реактивного двигателя

Ганс Иоахим Пабст фон Охайн (1911-1998)

14 декабря 1911 года родился немецкий инженер Ганс Иоахим Пабст фон Охайн , который разработал первый действующий реактивный двигатель. Фон Охайн независимо разработал первый реактивный двигатель в то же время, когда Фрэнк Уиттл делал то же самое в Великобритании, их конструкции являются примером одновременного изобретения.

Ганс Охайн – Ранние годы

Ганс фон Охайн родился в Дессау, Германия, старший сын Вольфа Пабста фон Охайна и его жены Катарины-Лоизы. После окончания Арндт-гимназии Далема в 19В 30 лет Ганс фон Охайн изучал физику в Геттингене, Ростоке и Берлине. Он получил докторскую степень. по физике и аэродинамике Геттингенского университета, к тому времени одного из крупных центров авиационных исследований. Еще в 1934 году он теоретически заинтересовался новым безвинтовым двигателем для самолетов и начал экспериментировать за свой счет. Охайн получил техническую поддержку от автомеханика Макса Хана в мастерской, где его личный автомобиль обслуживался и ремонтировался. После получения степени в 1935 лет фон Охайн стал первым младшим ассистентом, а затем директором Физического института университета. Когда фон Охайн подал заявку на патент на свое изобретение в 1936 году, патентное бюро сослалось на патент Фрэнка Уиттла 1930 года. Однако, поскольку между двумя идеями существовали важные различия, он получил свой патент «Процесс и устройство для создания воздушных потоков для движущихся самолетов ». В отличие от конструкции Power Jets WU Фрэнка Уиттла, в конструкции фон Охайна использовались центробежный компрессор и турбина, расположенные очень близко друг к другу спиной к спине, с пламенными баками, обернутыми вокруг внешней части сборки.

Разработка турбореактивного двигателя

В конце концов Охайн договорился с Максом Ханом о создании модели его конструкции двигателя, финансируемой из его частных средств. Завершенная модель была даже больше в диаметре, чем полностью работающий двигатель Уиттла 1937 года, хотя и намного короче по оси тяги. Фон Охайн отвез модель в университет для испытаний, но столкнулся с серьезными проблемами со стабильностью горения. В 1936 году фон Охайн подписал консультационное соглашение с компанией Heinkel в Ростоке, а затем в Штутгарте для развития своих идей по турбореактивным двигателям. После руководства программой исследований и разработок фон Охайн спроектировал и произвел успешный двигатель на жидком топливе. Успешные стендовые испытания одного из его двигателей прошли 19 сентября.37. Фон Охайн сообщил: « Аппарат полностью оправдал ожидания. Он достиг ожидаемых характеристик, хорошо справился с ускорением и торможением, вероятно, из-за относительно небольшого момента инерции ротора компрессора и турбины и большой стабильности сгорания водорода в широком рабочем диапазоне. » [3]

Первый самолет с турбореактивным двигателем

Двигатель HeS.3B был установлен на самолет Heinkel He 178, и первый самолет с турбореактивным двигателем совершил свой первый полет 27 августа 1939 на аэродроме Хейнкель недалеко от Ростока, Германия.[1,6] Пилотом этого исторического первого полета реактивного самолета был капитан полета Эрих Варзиц. Через несколько недель после первого полета Адольфа Гитлера уговорили понаблюдать за демонстрацией. Охейн заявил, что он казался недружелюбным, ледяным и нездоровым. Он спросил помощника, что случилось. Помощник сказал, что демонстрация была слишком ранней, потому что « фюрер не любит вставать с постели до 11 часов утра » Гитлер не видел необходимости в новом авиадвигателе, комментируя « почему нужно лететь быстрее скорости звука? » [4]. За полностью действующим прототипом фон Охайна в 1941 году последовал двигатель Уиттла для Gloster E.28/39. В июле 1944 года практически одновременно в эксплуатацию вступили действующие реактивные истребители из Германии и Великобритании. После войны эти двое встретились и подружились. .

Реплика Heinkel He 178 – первого в мире реактивного двигателя (фото: Википедия)

Тем не менее, Ганс фон Охайн разработал второй усовершенствованный реактивный двигатель He S.8A, первый полет которого состоялся 2 апреля 19 года.41. Конструкция двигателя Охайна, в которой использовался центробежный компрессор, по своей сути была менее эффективной, чем двигатель с осевым компрессором, и именно турбореактивный двигатель этого типа, разработанный Ансельмом Францем, приводил в движение Мессершмидт Ме 262, первый в мире действующий реактивный истребитель. Для сравнения, двигатели фон Охайна мало использовались во время Второй мировой войны. [2] С 1935 по 1945 год фон Охайн получил более 50 патентов компании, касающихся радиальных и осевых турбореактивных двигателей. К сожалению, он потерял все права на эти изобретения с поражением Германии во Второй мировой войне.

Эмиграция в США

После операции «Облачность», как и многие другие немецкие инженеры, фон Охайн эмигрировал в США в 1945 году и стал инженером ВВС США в их центре разработки двигателей, где он продолжил свою работу как в теоретических, так и в экспериментальных исследованиях. в движении и энергии и преобразовании энергии. В 1956 году он был назначен директором Лаборатории авиационных исследований ВВС, а к 1975 году он был там главным научным сотрудником Лаборатории авиационных двигателей. фон Охайн ушел из Wright-Patterson в 1979 лет и занял должность адъюнкт-профессора в близлежащем Дейтонском университете. Он разработал и продемонстрировал концепцию «реактивного крыла» для увеличения тяги холодного воздуха для самолетов с вертикальным и укороченным взлетом и посадкой. Кроме того, он показал, что потенциальная эффективность электрогидродинамического генератора (в котором энергия жидких газов преобразуется непосредственно в электричество без использования движущихся частей) может быть использована в качестве практического источника энергии [4]. Среди многих других почестей и наград фон Охайн был награжден кольцом Людвига-Прандтля от Deutsche Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt (Немецкого общества аэронавтики и астронавтики) за «выдающийся вклад в области аэрокосмической техники» в 1919 году.92.

Противоречия

Хотя сам Пабст фон Охайн не был членом НСДАП, нельзя исключать, что он был замешан в эксплуатации и смерти военнопленных, [12] подневольных рабочих и узников концлагерей через свою работа на заводах Хейнкеля, на руководящей должности. Когда в 2004 году стало известно о планах назвать пассажирский терминал аэропорта Росток-Лааге в честь Ганса Иоахима Пабста фон Охайна в его честь, бывшие российские и польские подневольные рабочие и узники концлагеря Барт, среди прочих, протестовали против такой дани. Заключенных заставляли работать на фабриках Heinkel в Ростоке, а также на фабриках Heinkel-Hirth в Штутгарте. Более поздние исследования действительно создают впечатление, что Пабст фон Охайн намеренно замедлил дальнейшее развитие технологии реактивного движения, но не могут доказать это безоговорочно.

Охайн позже переехал в Мельбурн, Флорида, со своей женой Хэнни, где он умер в 1998 году в возрасте 86 лет. орг

.

.

[8]   Das Jet-Zeitalter, начало в Геттингене: 100. Geburtstag von Hans von Ohain . Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR).

.

История первого американского реактивного двигателя: секретные парни хотели выиграть войну, но в итоге сократили мир

Сюжет

Шел 1941 год. В Европе бушевала Вторая мировая война, и нацистские бомбардировщики над Лондоном были обычным явлением. Это было также, когда группа инженеров GE в Линне, штат Массачусетс, получила секретный подарок от Его Величества короля Георга VI. Внутри нескольких ящиков были сложены части первого реактивного двигателя, успешно построенного и испытанного союзниками. Задача инженеров заключалась в том, чтобы усовершенствовать самодельную машину, довести ее до массового производства и помочь Англии выиграть войну.

Над проектом работало более тысячи человек, но мало кто знал, что они строят. Одним из них был Джозеф Сорота, который стал частью внутреннего круга в качестве сотрудника № 5. «Наши коллеги называли нас Hush-Hush Boys», — сказал Сорота GE Reports во время визита в свой дом престарелых во Флориде в 2016 году, 10 месяцев. до того, как он скончался в возрасте 96 лет. «Мы не могли ни с кем говорить о нашей работе. Нам сказали, что нас могут расстрелять».

Сорота, вероятно, был последним живым членом избранной группы.

Вверху и вверху: Джозеф Сорота, вероятно, был последним живым членом Hush-Hush Boys, группы инженеров GE, которые помогли запустить Америку в эпоху реактивных двигателей. Ему было 96 лет, когда он умер в 2017 году. Изображение предоставлено: GE Reports

The Last Of The Hush-Hush Boys

Родители Сороты приехали в США из Ровно, ныне часть Украины. «Моей матери было 12 лет, когда ее брат в Америке купил ей билет на третье место на «Титанике», — сказал он. «Но в Англии была плохая погода, и она опоздала на корабль на два часа».

Как и многие еврейские иммигранты, Сорота поселились в бостонском районе Дорчестер. Джозеф с раннего возраста проявлял способности ко всему, что связано с механикой, ремонтируя машины и бытовую технику для семьи и соседей. «Когда ему было 7 лет, он починил часы с кукушкой у врача, чтобы оплатить счет за лечение», — сказал его сын Алан Сорота.

Сорота хотел изучать инженерное дело в Массачусетском технологическом институте, но когда он и его мать поехали туда на трамвае, они поняли, что не могут позволить себе платить за обучение. Он остановился на вечерних инженерных курсах Северо-восточного университета.

Сорота был еще студентом в 1941 году, когда он поступил на работу на завод GE в Линне, в 10 милях к северу от Бостона. Вскоре он стал частью промышленной войны.

Стук в дверь

После нескольких месяцев работы Сороту вызвали в главный офис. «Был человек, которого я никогда не встречал, который спросил меня, что я делал по дороге домой, есть ли у меня девушка, выпивал ли я в баре», — сказал он. «Когда он представился человеком из ФБР, я чуть не умер. Я не сделал ничего плохого, но я думал, что он был там, возможно, чтобы арестовать меня. Это была война».

Мужчина сказал Сороте следовать за другим незнакомцем к маленькому зданию с высокой кирпичной дымовой трубой в задней части промышленной площадки Линн-Ривер, которое должно было служить мастерской и испытательной камерой для двигателя. «Мне сказали, что я собираюсь работать здесь, — сказал Сорота.

Военное министерство США и Корпус армейской авиации поручили компании GE восстановить и коммерциализировать британский реактивный двигатель, известный как двигатель Уиттла в честь его конструктора, офицера Королевских ВВС Фрэнка Уиттла.

Правительство выбрало GE для этого проекта из-за ее знаний о высокотемпературных металлах, необходимых для противостояния нагреву внутри двигателя, и благодаря ее опыту в создании турбин для электростанций и турбонагнетателей для высотных бомбардировщиков.

Отбойный молоток и метрическая система

Проект был настолько секретным, что членам команды приходилось брать в руки отбойные молотки, сносить стены и переделывать свою мастерскую самостоятельно. Проблемы быстро вылезли после того, как распаковали двигатель из коробки. «У нас не было нужных инструментов, — сказал Сорота. «Наши ключи не подходили к гайкам и болтам, потому что они были в метрической системе. Нам пришлось их еще немного растолочь, чтобы попасть внутрь».

У GE

было всего шесть месяцев, чтобы перепроектировать двигатель, и команда работала без перерыва, руководствуясь чертежами Уиттла и горсткой британских инженеров. В смену Сороты входило 15 человек. Его работа заключалась в том, чтобы помочь спроектировать камеры, направляющие воздух внутрь двигателя. «Сотрудник ФБР предупредил меня, что если я выдам какие-либо секреты, наказанием будет смерть», — сказал Сорота.

Первый огонь

19 марта42, всего через пять месяцев после начала проекта, Hush-Hush Boys завезли свой прототип в бетонный бункер, прикрепленный к мастерской и прозванный «Форт-Нокс» для испытаний. Камера открывалась в старую кирпичную дымовую трубу для отвода выхлопных газов и маскировки испытаний. Но двигатель заглох. «Мы могли запустить его только на короткое время», — сказал Сорота.

Вернулись к своим чертежам, переделали компрессор и стали добиваться большей тяги. Форт-Нокс, как и дымовая труба, стоит до сих пор. Сегодня небольшая бронзовая доска увековечивает этот подвиг.

Конец света, каким мы его знали

Летом 1942 года, через 10 месяцев после запуска, инженеры загрузили первую пару работающих реактивных двигателей, каждый из которых создавал тягу в 1300 фунтов, на железнодорожный вагон и отправили их на армейский аэродром Мурок в пустыне Мохаве в Калифорнии. Авиаконструктор Ларри Белл работал параллельно с командой GE над созданием первого в Америке реактивного самолета XP-59.. 2 октября 1942 года самолет взлетел на высоту 6000 футов, что стало небольшим первым шагом для технологии, которая в итоге привела к уменьшению мира. Двигатель, названный IA, теперь является частью коллекции Смитсоновского института в Вашингтоне, округ Колумбия,

.

Ось прогресса

В первых двигателях GE использовалась радиальная, также называемая центробежной, турбина для сжатия потока воздуха внутри двигателя и создания тяги. По конструкции он был похож на более старую технологию, которую GE использовала для турбонагнетателей, которые придавали американским бомбардировщикам дальней авиации и другим самолетам дополнительную мощность. Вернувшись в Линн, Сорота начал работать над двигателем с осевой турбиной, которая проталкивала воздух через двигатель вдоль его оси. «Двигатель Whittle, когда мы разобрали компрессор, был похож на компрессор пылесоса», — сказал Сорота. «У него была двухсторонняя крыльчатка, которая была очень неэффективной. Наши инженеры разработали то, что сейчас известно как осевой компрессор». Сегодня этот компрессор используется практически во всех современных реактивных двигателях и газовых турбинах.

Добро пожаловать в реактивный век

Осевой компрессор заработал внутри двигателя J47, который стал первым реактивным двигателем, сертифицированным для коммерческой авиации. GE произвела 35 000 J47, что сделало его самым производимым реактивным двигателем в истории. Но Сороты не было рядом, чтобы увидеть это. Его отец умер, и он ушел из компании, чтобы взять на себя управление несколькими многоквартирными домами в районе Бостона, принадлежавшими семье. «Я не хотел уходить, но у меня было четверо братьев и сестер», — сказал он. «Я был самым старшим, и мне приходилось заниматься делами».

Компания GE продолжала работать над реактивными двигателями, которые используются во многих новейших военных и пассажирских самолетах. Компания производит самый мощный в мире реактивный двигатель GE9X. Эти двигатели более чем в 100 раз мощнее оригинала Sorota. Сорота сказал: «Мне никогда не приходило в голову, что это перевернет всю авиационную промышленность, как это произошло».

В 1950-х годах компания GE сняла документальный фильм о создании первого американского реактивного двигателя. Взгляните:

Другой отец реактивных двигателей

На вопрос, кто изобрел реактивный двигатель, часто дают два разных ответа, и ни один из них не является неправильным. На самом деле, мы задали этот вопрос на нашей странице в LinkedIn и получили те же неоднозначные результаты, что и в других местах. И сэр Фрэнк Уиттл, и Ганс фон Охайн одновременно изобрели турбореактивный двигатель. Хотя доктор фон Охайн знал о работе сэра Франка, он не черпал из нее информацию, а сэр Франк не знал, что кто-то еще разрабатывает турбореактивный двигатель. Хотя ранее мы рассказывали о сэре Фрэнке Уиттле, сегодня мы рассмотрим жизнь Ганса фон Охайна, его изобретение турбореактивного двигателя и его вклад в разработку турбомашин.

Доктор Ханс фон Охайн

Доктор Ханс Иоахим Пабст фон Охайн родился 14 декабря 1911 года в Дессау, Германия. Он пошел в школу в Геттингенском университете, где в 1935 году получил докторскую степень по физике и аэродинамике. Во время учебы и после ее окончания он был очарован авиацией и силовыми установками самолетов с особым интересом к разработке самолета, который не полагался бы на на поршневой движитель. Согласно Национальному залу авиационной славы, он «придумал реактивный двигатель в 1933, когда он понял, что сильный шум и вибрации пропеллерных поршневых двигателей, казалось, нарушают плавность и устойчивость полета». (1)

Изучая свои идеи реактивного движения, он работал младшим ассистентом у Хьюго фон Поля, директора Физического института Геттингенского университета. Между 1935 и 1936 годами, работая с фон Полем, доктор фон Охайн был готов запатентовать свою концепцию и конструкцию реактивного двигателя. Однако возникла небольшая проблема. Кто-то еще запатентовал конструкцию двигателя, похожую на то, что имел в виду фон Охайн. Фактически, «когда фон Охайн подал заявку на патент на свое изобретение в 1936, патентное ведомство сослалось на патент Фрэнка Уиттла 1930 года, который сделал Уиттла первопроходцем в технологии и разработке (турбо) реактивных двигателей. Однако, поскольку между двумя идеями существовали важные различия, он получил свой патент». (1)

Заметным отличием конструкции доктора фон Охайна была конфигурация турбомашины. В его двигателе использовались центробежный компрессор и радиальная турбина, которые располагались очень близко к камерам сгорания снаружи всей сборки. В результате двигатель стал намного короче и шире, чем обычные турбореактивные двигатели.(2)

Воплотить в жизнь двигатели доктора фон Охайна помогли два счастливых случая: он смог построить модель своего двигателя, чтобы укрепить свою концепцию, и начал работать на одного из крупнейших производителей самолетов в Германии.

Доктор фон Охайн встретил Макса Хана, автомобильного механика с инженерным талантом. Хан согласился превратить дизайн фон Охайна в модель, а Охайн предоставил средства из своего кармана. дизайн-проект. Хьюго фон Поль знал Хейнкеля и познакомил его с доктором фон Охайном. Это был критический момент для фон Охайна, поскольку его работа с Хейнкелем помогла ему поднять в воздух свои реактивные двигатели.

Фон Охайн начал работать в Heinkel в 1936 году, в течение этого времени он мог продолжать исследования и разработки своей концепции турбореактивного двигателя, не платя за это из собственного кармана. До этого момента и сэр Фрэнк Уиттл, и доктор фон Охайн боролись со сгоранием в своих двигателях; однако эта проблема была легко решена Гансом фон Охайном и его командой, которые решили использовать жидкий водород в своих первых двигателях. Реактивный двигатель 1.

К весне 1937 года двигатель на водородном топливе успешно прошел стендовые испытания, а с некоторыми изменениями в области сгорания в сентябре того же года был успешно завершен пробег на бензиновом топливе. Благодаря ресурсам, предоставленным Heinkel, доктор фон Охайн преодолел самую большую проблему, с которой столкнулись как он сам, так и сэр Фрэнк Уиттл в Англии.

Когда наступил 1939 год, Ганс фон Охайн и его коллеги из Heinkel создали два прототипа летных двигателей. Пока они работали над двигателями, получившими обозначение HeS 3, инженеры и конструкторы планеров Heinkel разработали самолет He 178, предназначенный для этих двигателей. — конструкция бомбардировщика, которая не была выбрана для использования ВВС Германии. Испытания проводились, когда самолет уже находился в полете с поршневым двигателем; в июле 1939, HeS 3A загорелся во время полета на He118 и работал отлично.

Реплика турбореактивного двигателя Heinkel HeS3 – изображение предоставлено Байером

Затем настал великий день, когда доктор Ханс фон Охайн попал в учебники истории. В конце августа 1939 года, всего за несколько дней до начала Второй мировой войны, He 178, оснащенный модифицированным HeS 3B, поднялся в воздух и успешно совершил полет 27 августа 1939 года под управлением знаменитого летчика-испытателя Эриха Варзица.

Реплика Heinkel He 178 с двигателем HeS 3B Ганса фон Охайна.

Это было знаменательное событие для фон Охайна и истории авиации; это был первый раз, когда самолет летел полностью за счет реактивного двигателя, и он сделал это без проблем, кроме задержки из-за столкновения с птицей, и переднего шасси, которое не убиралось в самолет для полета на полной скорости. (3) Несмотря на то, что д-р Ханс фон Охайн начал свою работу позже, он смог перейти от концепции двигателя к полному полету всего за 3 года.

Впечатления от первого полета неоднозначные. Министерство авиации Германии не проявляло такого первоначального энтузиазма по поводу полетов с турбореактивными двигателями, как Королевское министерство авиации сэра Фрэнка Уиттла. Однако интерес был настолько велик, что министерство авиации Германии учредило программу разработки реактивных двигателей совместно с другими крупными компаниями, такими как BMW и Junkers Jumo.(2) Хейнкель и доктор фон Охайн, однако, проявили настойчивость и продолжают разрабатывать новые версии турбореактивных двигателей с использованием ту же конфигурацию турбомашины в надежде на победу над Министерством авиации.

Этот следующий двигатель, известный как HeS8, планировалось использовать в Heinkel 280, конструкции с двумя двигателями, которая была разработана как настоящий истребитель, а не как испытательный стенд для турбореактивных двигателей, разработанных доктором фон Охайном.

Heinkel HeS 8, разработанный доктором Гансом фон Охайном

К сожалению, HeS8 и Heinkel 280 так и не вышли за рамки этапов испытаний, поскольку конкурирующая конструкция от Messerschmitt привлекла внимание Министерства авиации и была принята на вооружение. В этой конкурирующей конструкции использовались осевой компрессор и осевой газотурбинный двигатель, в отличие от радиального компрессора и турбины, что делало двигатель намного уже.

Из-за этого HeS8 оказался слишком широким для использования в He 280. По словам одного из наших источников, «С этим двигателем были трудности — тяга у него была мала, а диаметр слишком велик. Программа He-280 была отменена в пользу нового Messerschmitt Me-262, который также использовал двигатель Junkers. Война закончилась до того, как заработала другая конструкция двигателя». (3)

Помимо небольшого повышения зарплаты и одного бесполезного чека в конце войны, Ганс фон Охайн так и не получил по-настоящему вознаграждения за свою работу, как сэр Фрэнк Уиттл в Великобритании. (3)

Однако это не был конец для доктора фон Охайна. Как и многие другие немецкие ученые после Второй мировой войны, Ганс фон Охайн был доставлен в Соединенные Штаты в рамках операции «Скрепка». Он вместе с тысячами других ученых, включая Вернера фон Брауна, был завербован для работы с США в области исследований и разработок, а в 1947 году начал работать на базе ВВС Райт-Паттерсон.

Он продолжал заниматься теоретическими и экспериментальными исследованиями в области двигателей и энергетики, и к 19 годам56 он был назначен директором Лаборатории авиационных исследований ВВС. (2) К 1975 году он был назначен главным научным сотрудником Лаборатории аэродинамических двигателей. После ухода из Исследовательской лаборатории ВВС он продолжал работать консультантом, получая почести и награды, как и сэр Фрэнк Уиттл, пока не скончался в возрасте 86 лет в 1998 году. и фон Охайн работали независимо друг от друга и над расходящимися ТРД. Когда доктор фон Охайн начал свои исследования, он отметил, что сэр Франк создал свои конструкции двигателей в соответствии с патентом, а затем продолжил работу над собственной версией.

Позже они стали друзьями, а встреча в 1978 году и последующие вопросы и ответы в Уайт-Паттерсоне стали наиболее заметным событием между ними двумя. Согласно журналу Air Force Magazine, «Уиттл и фон Охайн много раз встречались в Соединенных Штатах, часто когда они вместе получали какую-то престижную награду, такую ​​как премия Чарльза Старка Дрейпера 1991 года. Когда они были вместе, фон Охайн любезно уступал сэру Фрэнку». (3)

Кто бы ни считал, что действительно изобрел первый реактивный двигатель, сэр Фрэнк Уиттл и доктор Ганс фон Охайн заслуживают признания, поскольку их работы произвели революцию авиаперевозки и авиационные исследования и разработки.

Если вы хотите узнать больше о сэре Фрэнке Уиттле, добро пожаловать в наш блог о его усилиях по созданию реактивного двигателя. Если вы хотите спроектировать собственный реактивный двигатель или посмотреть, какие инструменты помогут вам в этом, рассмотрите AxSTREAM для своего проекта!

Ссылки

1. (без даты). фон Охайн, Ганс Иоахим Пабст . Получено из Национального зала авиационной славы: https://www.nationalaviation.org/our-enshrinees/von-ohain-hans-joachim-pabst/
2. Сак, Х. (2020, 14 декабря). Ганс фон Охайн и изобретение реактивного двигателя . Получено из блога SchiHi: http://scihi.org/hans-von-ohain-jet-engine/
3. Boyne, WJ (2006, 1 января). Сходящиеся пути Уиттла и фон Охайна . Получено из журнала Air Force Magazine: https://www.airforcemag.com/article/0106engines/

разработка реактивного двигателя