РЕАКТИВНЫЙ ПРИВОД


«Лучшую из своих Мадонн забросил он в угол,
пока изобретал самовращающийся вертел,
 чтобы равномерно жарить каплунов и поросят…
И зачем только Бог дает таким людям талант!»
 
Д. Мережковский. Воскресшие боги.
 
 

В своей неимоверной гордыне человек придумал многое, неизвестное живой природе. Например, устройства непрерывного вращательного движения. Одно из таковых – геликоптер, машина, летательные свойства которой создаются вращающимся несущим винтом.

Поршневой мотор в качестве привода несущего винта с точки зрения механики не совершенен в том отношении, что вначале производит возвратно-поступательное движение, преобразуя затем его в вращательное посредством дополнительного кривошипно-шатунного механизма. Коленчатый вал и другие массивные детали делают поршневой мотор более тяжелым, чем это бы хотелось прогрессивным инженерам, первую когорту которых представляют, конечно, авиаторы, стремящиеся свести массу своей конструкции к нулю (или, по  Владиславу Суркову «Околоноля»). 

Человечество знает способ непосредственного образования вращательного движения довольно давно. Около 2000 лет назад Герон Александрийский написал трактат «Пневматика», где под номером 50 дал описание примитивной паровой машины, названной им «Эолипил» Одно из достойных изобретений Леонардо да Винчи – устроенный по тому же принципу вращающийся гриль для жарки мяса. 

В 1750 году работающий в Германии венгерский физик и математик Янош Андрош Сегнер (Segner)  изобрел гидравлическую турбину, получившую название «сегнерово колесо». Здесь момент вращения создавался реактивной силой воды, вытекающей из загнутых в разные стороны трубочек.

Реактивная сила пара вращает шар Эола, реактивная сила воды вращает сегенрово колесо.  В 1842 году для  вращения несущего винта геликоптера англичанин Ульям Филипс решил применить кое-что покруче.  Энергетическое устройство своей модели геликоптера он устроил в виде бака, в котором сгорала смесь древесного угля, селитры и гипса.  В результате горения получался газ, который выбрасывался через трубки, концы которых были отогнуты в одну сторону, как у Эолипила или сегнерова колеса. Прикрепленные к трубкам пластинки-лопасти унесли модель по воздуху через два поля «быстрее птицы», если верить изобретателю.

В 1895 году русский инженер Сергей Неждановский предложил сделать сегнеровым колесом сам несущий винт, установив на концы лопастей  воздушно-реактивые двигатели. Такие двигатели  способны создавать тягу без использования подвижных деталей: воздух попадает внутрь двигателя естественным образом за счет скорости лопасти, в камере сгорания воздух смешивается   с топливом, образовавшийся в результате горения газ выходит из сопла  реактивной струей.

С. Неждановский предложил также принцип реактивного компрессорного привода с дожиганием на концах лопастей.

Попытки реализовать идеи реактивного привода были предприняты в 50-х годах ХХ века.

В 1949 году из ОКБ-3, которое возглавлял И.П. Братухин, выделилась  группа в составе инженеров ОКБ Ю.С. Брагинского,  Б.Я. Жеребцова и военного представителя ОКБ Ю.Л. Старинина. Получив поддержку руководства авиационной промышленности СССР, «три веселых друга» приступили к разработке опытного вертолета, названного СБИЖ М-1. Пульсирующие воздушно-реактивные двигателями (ПуВРД), предназначенные  для установки на концах лопастей, разработали в ОКБ-52, которым руководил будущий академик, дважды герой социалистического труда, лауреат главных государственных премий СССР Владимир Николаевич Челомей.

Опытный вертолет имел предельно простую конструкцию, нацеленную на главную задачу – проверить возможность реактивного привода. Взлетная масса вертолета составила 310 кг. Две лопасти снабжались сменными законцовками,  позволяющими изменять диаметр несущего винта 7 от до 9 метров. ПуВРД с тягой от 9 до 17 кг предварительно испытали на стенде, смонтированном в кузове движущегося грузовика ЗИС-150.

Собранный вертолет начали испытывать в конце лета 1949 года  на огневом стенде на аэродроме Измайлово. Выполнили в общей сложности 456 раскруток несущего винта, в ходе которых выявились многочисленные недостатки системы запуска двигателей, системы подачи горючего к двигателям (недостаточная герметичность многочисленных трубопроводов и соединений).

Весной 1950 года летчик-испытатель В.Ф. Смирнов несколько раз поднял вертолет на привязи. Испытания продолжили в НИИ ВВС, где летчик-испытатель Г.А. Тиняков выполнил на вертолете ряд пробежек по бетонированной полосе со скоростью до 30 км/ч. Эти пробежки, последующие продувки в аэродинамической трубе ЦАГИ, показали, что с увеличением скорости движения вертолета тяга ПуВРД уменьшается, ухудшается управляемость летного аппарат.

Очень сильная шумность двигателей, высокий уровень расхода топлива привели к заключению о бесперспективности реактивного вертолета с  ПуВРД.  В октябре 1951 года работы по этой тематике были прекращены. Не  привели к успеху подобные эксперименты и в других странах.

Первую попытку создать геликоптер с компрессорно-реактивным приводом несущего винта предпринял австрийский барон Фридрих фон Доблхов.  В 1943 году он построил одноместный геликоптер WNF 342 V1, в котором на фюзеляже под лопастями был установлен двигатель с компрессором наддува.   Сжатый компрессором воздух перемешивался с находящемся в баке подогретым топливом, горючая смесь поступала в полые лопасти и далее, под действием центробежных сил,  достигала камер сгорания прямоточных реактивных двигателей. Для разгона аппарата приходилось использовать буксир. Испытания выявили ряд существенных недостатков принятой схемы: удельный расход топлива на компрессорный привод в три раза выше, чем на механический; сложна и ненадежна конструкция; недопустимо велик уровень шума от горелок.

Несмотря на неудачу Доблхова, в начале 50-х годов его опыт решила использовать  английская фирма Fairey при разработке винтокрыла Джет Джайродайн (Jet Gyrodyne). Главный редуктор винтокрыла вращал два компрессора Rolls-Royce Merlin, установленные внутри пилона-обтекателя. От них сжатый воздух поступал в газопроводы втулки несущего винта и цельнометаллических лопастей, на концах которых стояли реактивные сопла-горелки. Доводка  Джайродайна продолжалась три года; закончилось дело отправкой машины в музей. Над новым вариантом винтокрыла – Ротодайном. (Rotodyne) фирма Fairey работала с 1957 по 1962 год. Было затрачено  более 11 миллионов фунтов стерлингов, достигнут ряд впечатляющих результатов. Однако в конечном счете и этот проект был закрыт, не найдя последователей и подражателей. 

В начале 50-х годов над концепцией компрессорного привода начало работать французское предприятие  Sud-Quest (Sud Aviation).  Легкий двухместный геликоптер Джин (Sud-Ouest S.O.1221 Djinn) с компрессорным приводом несущего винта совершил первый полет в декабре 1953 года. На Джине был применен  турбокомпрессор Turbomeca Palouste,  сжатый воздух от которого подавался в лопасти несущего винта и выбрасывался из сопел на законцовках лопастей. Машина оказалась довольно удачной. Всего было произведено 178 Джинов. Они использовались французской армией, часть из них была продана гражданским покупателям для авиационных химических работ в сельском хозяйстве.

Сложность подобной машины, повышенный расход топлива, некоторые другие недостатки не вдохновили других конструкторов попытать свои силы на поприще реактивных винтокрылых аппаратов. Джин остался единственным и неповторимым в своем роде. 

Добавить комментарий

купити дитячий одяг оптом

WordPress SEO