dxdt.blog: занимательный интернет-журнал

Про “отклоняемое сопло” и управление вектором тяги, применительно к авиационным двигателям, то и дело рассказывают в СМИ и на популярных сайтах. Особенно если речь идёт о пятом поколении истребителей (которое нужно пропустить). Правда, с терминологией иногда случается путаница.

Вообще, под понятие “управление вектором тяги” реактивного двигателя попадает всякое техническое решение, позволяющее отклонять реактивную струю от некоторого, условно говоря, “основного” положения. При этом “отклоняемое сопло” – это только один из методов управления вектором тяги.

“Манипуляции” с вектором тяги служат для создания дополнительных управляющих сил. Например, на многих гражданских авиалайнерах двигатели оборудованы реверсивным устройством, которое используют обычно для торможения самолёта во время посадки. Реверсивное устройство управляет вектором тяги двигателя, “обращая” этот вектор относительно его направления в крейсерском режиме работы двигателя. Есть разные технические решения, включающие в себя отклоняемые элементы. Пример – на фото:

Так что само по себе управление вектором тяги – вещь давно известная и многократно реализованная. И, конечно, вовсе не привязанная именно к истребителю пятого поколения. Более того, давно состоящие на вооружении истребители вертикального взлёта и посадки активно используют управление вектором тяги.

Управление вектором тяги применяется в двигателях целого ряда ракет самого различного назначения. В том числе, некоторые ракеты воздух-воздух используют двигатели с отклоняемым соплом, позволяющие ракете лучше маневрировать в полёте.

Отклоняемое сопло в двигателях, предназначенных для истребителей пятого поколения, также служит для улучшения маневренных показателей. При этом управление вектором возможно как в одной плоскости (наиболее распространённое сейчас решение), так и в “трёх измерениях”. Фото “управляющих вектором” сопел:

(На фото – сопло двигателя прототипа F-22, Bartholomew Hott, George E. Pollock)

(На этом фото – сопла перспективного двигателя 117С НПО “Сатурн”)

На фотографии – подъём самолётов ДРЛО Hawkeye на палубу авианосца:

(U.S. Navy Photo)

Среди реактивных самолётов, успевших так или иначе поступить на вооружение Третьего Рейха во время Второй мировой войны был и ракетный самолёт Me 163 Komet.

Кстати, ракетный самолёт – это самолёт, использующий в качестве источника энергии для реактивного двигателя только компоненты топлива, находящиеся на борту. Грубо говоря, для окисления реактивного топлива не используется атмосферный воздух (поэтому в конструкции истребителя Me 163 нет воздухозаборника двигателя). Жидкостный реактивный двигатель, установленный на Me 163, использовал различные самовоспламеняющиеся топлива.

Важное преимущество ракетного двигателя в конце 30-х годов прошлого века, когда начинались работы над Me 163, состояло вот в чём: появлялась возможность сделать очень компактный и технологичный двигатель, так как не требовалось сложных систем для нагнетания воздуха, приготовления топливной смеси и управления её горением в камере сгорания.

Реактивное двигателестроение тогда было делом весьма новым, поэтому создавать различные компрессоры и прочую хитрую механику для реактивных двигателей ещё не умели.

Впрочем, у ракетного двигателя, конечно, имелись и весьма серьёзные недостатки: например, необходимость для обслуживающего персонала и пилотов постоянно работать в непосредственной близости от токсичного и взрывоопасного топлива.

(Фото: National Museum of the USAF)

Прототип Me 163, сконструированный доктором Александром Липпишем, и построенный на мощностях фирмы “Мессершитт”, совершил первый самостоятельный полёт в 1941 г. Историки авиации полагают, кстати, что осенью 1941-го года, запущенный с высоты около 3000 метров Me 163 достиг скорости свыше 1000 км/ч. (При взлёте с земли для разгона до максимальной скорости прототипу не хватало топлива, поэтому для рекордного полёта Me 163 поднимали в воздух с помощью другого самолёта.) Правда, и при взлёте собственными силами Me 163 разгонялся до огромной скорости в 880 км/ч.

(Можно заметить, опять в скобках, что в 1941 году, во времена господства поршневой авиации, скорость уже в 600 км/ч считалась очень высокой и далеко не всякий истребитель того времени мог её достичь в принципе.)

На вооружение истребители Me 163 поступили в 1944-м году, на их счету числится девять побед (а возможно, на одну или две победы больше). Жертвами Me 163, действовавших под конец войны над территорией Германии, становились бомбардировщики, например, B-17.

Считается, что несколько Me 163 были сбиты истребителями союзников. Правда, во всех случаях Me 163 сбивали во время захода на посадку: дело в том, что эти самолёты приземлялись полностью истратив топливо, в планирующем полёте и поэтому оказывались беззащитными.

Интересное: на носу Me 163 хорошо заметен некий пропеллер – зачем он? А нужен он для привода бортового генератора. Дело в том, что на борту истребителя, использовавшего ракетный двигатель, не было вращающихся турбин и “валов компрессоров” от которых можно было бы “раскрутить” электрогенератор бортовой сети. Поэтому генератор раскручивался набегающим потоком воздуха, с помощью пропеллера. (А тележка шасси, которую хорошо видно на этом снимке, сбрасывалась после взлёта – приземлялся Me 163 на лыжу.)

В блоге на AviationWeek пишут, со ссылкой на официальных представителей ВВС США, что эти самые ВВС рассматривают возможность использования небольших ядерных реакторов для питания электроэнергией авиабаз. Такие реакторы могут на самих базах и располагаться.

Правда, это, якобы, дело далёкого будущего.

Вообще говоря, потребление энергии растёт, с нефтью возни много и зависимость от неё не всех радует, так что, в реальности, ядерное будущее электроэнергетики – не так уж далеко. Технологии развиваются и современные ядерные реакторы компактны, надёжны и, что главное, развивают большую мощность.

Выбирали танкер, победил Northrop Grumman: именно этой корпорации достаются как минимум $40 млрд (понятно, что больше) в виде заказа от ВВС США на обновление флота летающих танкеров.

(Заправочная штанга, фото: Northrop Grumman)

KC-45A, который предлагает Northrop Grumman, конструируется на базе коммерческого лайнера A330 от европейского Airbus.

На этой неделе, кстати, ожидается небезынтересное событие из мира топливозаправщиков. Штатовские ВВС должны объявить (возможно, уже сегодня-завтра) победителя тендера на обновление флота воздушных танкеров. Победить может и Boeing, и Northrop Grumman, а может даже и Airbus. Цена вопроса: минимум сорок миллиардов.

Штатовские ВВС ощутимо зависят от танкеров, потому что действуют в глобальном масштабе. Сейчас они используют в качестве заправщиков KC-135 Stratotanker, построенные более полувека назад. (Это, кстати, к вопросу о старых самолётах на службе.) Несмотря на все модернизации – эти танкеры действительно старые. Тем более, что современные технологии позволяют построить что-то более технологичное, а корпорации желают денег.

На картинке: F-22 готовится к дозаправке в воздухе. (USAF Photo)

Reuters пишет, что в районе базы ВВС США на Гуаме разбился B-2. (Пилоты успешно катапультировались.)

B-2, по данным ВВС США, теперь всего два десятка на вооружении (было – 21). Официальная закупочная цена каждого – более миллиарда долларов.

(Кстати, уже довольно давно в недрах ВВС США зреет программа разработки нового бомбардировщика в ближайшие 7-10 лет.)

Да, чуть не забыл: на фотографии, которую я публиковал вчера, один из четырёх B-2 Spirit, размещённых на Гуаме. Он ли упал? Не ясно.

20-го февраля в Мексиканском заливе пропали два штатовских F-15. Обоих пилотов упавших истребителей быстро нашли и отправили в госпиталь, где один из них позже умер. Внятных подробностей пока нет, но что-то F-15 падают уже слишком часто.

В начале 20-го века множество моделей самолётов строилось по схеме биплана. Биплан – это самолёт с двумя крыльями (немного полезных пояснений: addon: крылья расположены одно над другим; если крыльев больше двух, то схема обычно называется триплан – три крыла; схемы с большим трёх числом крыльев – это полипланы; впрочем, триплан тоже иногда называют полипланом). Схема с одним крылом – это моноплан.

Целый букет расхожих заблуждений касается “взаимоотношений” бипланов (полипланов вообще) и монопланов на заре авиации: кто там кого вытеснил, когда и почему. Что тут важно отметить интересного?

Например, бипланы вполне себе сосуществовали с монопланами много десятилетий. Действительно, первые реальные самолёты братьев Райт были бипланами. А вот в 1909-м году через Ла-Манш впервые в истории на самолёте собственной конструкции перелетел француз Луи Блерио. Рекордный самолёт “Блерио ХI” был монопланом:

(На фото – “Блерио ХI”)

На фоне развития военных бипланов (по большей части деревянных, с полотняной обшивкой), в 1917-м году германская фирма “Юнкерс” построила Junkers J 9 – цельнометаллический моноплан (на фото):

(Junkers J 9)

Такой вариант “Юнкерса”, как J-10, 1918-1919 гг., вообще сильно похож на современные спортивные пилотажные самолёты:

(Junkers J 10)

Французский “Моран-Солнье тип L”, 1914 г, тоже моноплан:

Со стороны бипланов, задержавшихся в строю с наступлением господства монопланов, можно вспомнить итальянский “Фиат” CR.42 (“Фалько”), выпускавшийся до 1942-го года, или советский истребитель-биплан И-153 “Чайка”, воевавший до рубежа 1942-1943 гг.

Так что схема моноплана была хорошо известна с давних времён, а удачные бипланы использовались и тогда, когда основными стали монопланы. Господство бипланов в начале 20-го века было вызвано в основном тем, что тогда не умели конструировать прочное и лёгкое крыло – не было ни технологий-материалов, ни теории для расчётов.

Использование нескольких крыльев позволяло имеющимися технологиями достичь нужной подьёмной силы, сохранив небольшую удельную нагрузку на крыло. Понятно, что снижались требования к прочности конструкции, а это позволяло сделать её более лёгкой.

Бипланы вовсе не были “аэродинамически отсталыми” самолётами. Напротив, бипланы имеют хорошую маневренность и управляемость, особенно на малых скоростях. Но, конечно, как только удалось добиться нужной прочности крыла, от бипланов отказались, по одной простой причине: меньшее лобовое сопротивление моноплана позволяло, “при прочих равных”, достичь большей скорости полёта.

В развитие фотографической заметки про Ту-95 и штатовские истребители:

В самих Штатах ВВС активно используют транспортники C-130, принятые в эксплуатацию (в самой старой версии) в 1956-м году. То есть, полвека уже отпраздновали. Правда, за это время прошла масса “апгрейдов” и вышло несколько модификаций, самая новая из которых – C-130J – эксплуатируется только с 1999-го. Это такое “эволюционное” развитие транспортной платформы. До тех пор, пока задачи платформой решаются, ничего кардинально нового не нужно.

B-52 – разработка конца 40-х начала 50-х годов прошлого века. Принят в эксплуатацию в 1955-м. Конечно, тоже модернизировался. Сейчас летают B-52, построенные в начале 60-х годов. На самом полном серьёзе планируется, что B-52 послужит аж до 2040-х – то есть, почти сто лет. Почему бы нет?

В Нидерландах испытывают вертолёт “морского базирования” – NH90. Фото с посадкой на корабельную (?) площадку:

А вот так складывается хвостовая балка (места на кораблях всегда не хватает):

Фото – минобороны Нидерландов.