Первые самолеты малой авиации. Сверхзвуковой транспорт

Создание газотурбинного двигателя в конце второй мировой войны произвело подлинную революцию в самолетостроении. Даже легкий самолет-прямой потомок довоенных самолетов-существенно изменился с появлением газотурбинных двигателей, а более сложные машины- воздушные лайнеры, тяжелые грузовые самолеты и фактически все военные самолеты и вертолеты-изменились полностью. Основные же принципы создания подъемной силы крыла, управления полетом, аэродинамического качества (отношения подъемной силы к сопротивлению) и конструирования остались неизменными. Развитие сложных систем управления, навигации и посадки привело к тому, что стоимость оборудования современного самолета составляет более половины стоимости самого самолета.

Силуэты самолетов в едином масштабе помогают увидеть размеры «Боинга-747» и изящество «Конкорда». Чтобы быть экономичным, сверхзвуковой самолет должен быть тонким, тогда как дозвуковой «Боинг-747» может иметь значительно более широкий салон. Следующее поколение дозвуковых воздушных лайнеров для даль них рейсов будет еще больше.

Различие между двумя легкими самолетами внешне не так очевидно и связано в основном с конструкционными материалами.

Первые самолеты малой авиации. В 1930-х гг. самолеты «Персивел Галл» и «Персивел Вега Галл» установили ряд мировых рекордов для дальних перелетов, что надолго определило роль этих самолетов как надежных частных и легких деловых машин. Это были изящные деревянные монопланы с низко расположенным крылом и поршневым двигателем воздушного охлаждения (130-200 л. с.). Комфортабельный закрытый салон был рассчитан на 3-4 пассажиров. Но они не идут ни в какое сравнение с аналогичными современными самолетами, которые оснащены всевозможными средствами пилотирования. Постоянное соперничество между различными моделями привело к тому, что современные самолеты типа «Бичкрафт Сьюпер Кинг Эйр-200» должны все время совершенствоваться, чтобы удовлетворять требованиям сегодняшнего дня.

Дерево сменилось работающей обшивкой из легкого сплава, рассчитанной примерно на 30 лет (о таком сроке и не мечтали четыре десятилетия назад- таков был суммарный срок службы нескольких самолетов образца 1935 г.). Максимальный взлетный вес составляет 5670 кг (в четыре раза больше, чем у «Персивел Галл»). Два 850-сильных турбовинтовых двигателя в девять раз мощнее. Вместо полета на 1130 км при скорости 225 км/ч на высоте 4880 м герметичный «Кинг Эйр-200» совершает перелеты на высоте 9850 м при значительно худшей погоде на расстояния до 33000 км при скорости 510 км/ч. Однако сильнее всего они различаются по сложности производства и эксплуатации: самолет «Персивел Галл» насчитывал 33 монтажных узла, в современной машине их 4408.

Низкая себестоимость всегда имела первостепенное значение в строительстве легких самолетов, что часто приводило к пренебрежению новой технологией: деревянный самолет «Стрекоза» Де Хэвилленд (1936), перевозивший 5 пассажиров на расстояние до 966 км при скорости 200 км/ч, был дешевле современного легкового автомобиля с 4 дверцами. Современные легкие самолеты отличаются только некоторыми деталями, например компоновкой цилиндров двигателя. К 1990 г. они, вероятно, будут оборудованы турбодвигателями.

Современная технология изменила крупные модели легких самолетов. Они перестали быть достоянием частных лиц и пилотируются профессиональными летчиками. Австралийский самолет GAF «Номад-22» имеет два турбовинтовых двигателя и может перевозить с большим комфортом 13 пассажиров. Он летает с крейсерской скоростью 325 км/ч с максимальной полезной нагрузкой на расстояния до 930 км.

Появление «Кометы-1». Когда английский реактивный самолет «Комета-1» был введен в эксплуатацию (1952), большинство авиатранспортных компаний посчитали это преждевременным и продолжали пользоваться в основном самолетами с поршневыми двигателями. Но на новом реактивном самолете летать оказалось не только быстрее, а и значительно удобнее. Однако первые реактивные самолеты не были столь впечатляющими; они производили слишком много шума и расходовали слишком много топлива.

Турбовентиляторные двигатели большого диаметра явились промежуточным звеном между турбореактивными и турбовинтовыми двигателями. Принцип такого двигателя был выдвинут в ранних работах Фрэнка Уиттла (род. 1907), изобретателя первого английского реактивного двигателя. В 1947 г. фирма «Метрополитен Виккерс» построила подобный двигатель (F3), однако самолеты того периода не были приспособлены для таких двигателей. Турбовентиляторные двигатели большого диаметра начали применяться с середины 60-х гг. для ВВС США.

Фирма «Боинг» установила 4 гигантских, довольно тихих двигателя на самолете Боинг-747 «Джамбо» («Гигант»)-первом огромном широкофюзеляжном самолете.

С увеличением пассажирских перевозок размеры самолетов стали больше. Так, пассажирский самолет DC-З имел фюзеляж диаметром 1,7 м, а «Констелейшн» первых послевоенных лет-3 м в самом широком месте. Первый из больших реактивных самолетов, «Боинг-707» производства 1958 г., имел значительно более длинный салон для пассажиров постоянным диаметром 3,5 м. В 1969 г. появился первый «Боинг-747», у которого салон был почти вдвое длиннее, а его диаметр составлял 6,1 м.

Возможности таких аэробусов гораздо больше, чем можно предположить, исходя из размеров, ибо скорость их полета также увеличилась, а время межполетного обслуживания уменьшилось. Только один грузовой реактивный самолет «Боинг-747Г» может ежегодно перевозить больше груза, чем перевозили все самолеты мира в 1939 г. Широкофюзеляжные самолеты с турбовентиляторными двигателями относительно тихие и мало загрязняют воздух.

«Боинг-747» с турбовентиляторными двигателями (1969) был самым большим гражданским воздушным лайнером и самым большим эксплуатируемым самолетом (военный транспортный самолет С-5А «Гэлэкси» был немного больше, но легче и менее мощный). Самолет возвестил о новой эре комфортабельных полетов.

За счет экономии топлива стоимость перевозок удается снижать, несмотря на повышение цен на топливо.

Сверхзвуковой транспорт. Этими удобными для эксплуатации сторонами не обладает «Конкорд» - один из первых сверхзвуковых пассажирских самолетов. Силовую установку для сверхзвуковых самолетов очень трудно приглушить, хотя их быстрый и крутой набор высоты создает шум только в районе аэродрома. Постепенный переход к более широким пассажирским салонам сменился обратным процессом в сверхзвуковом транспорте, ибо при скорости М = 2 (двойной скорости звука) самолет должен быть относительно тонким. Но так как время перелета сильно сократилось, сверхзвуковые самолеты дают пассажиру примерно такой же выигрыш во времени, какой давала реактивная авиация в 50-х гг.

Англо-французский самолет «Конкорд» и советский самолет Ту-144 знаменуют собой следующий шаг в развитии скоростного пассажирского транспорта. Полет этих самолетов длится вдвое меньше обычных, так же, как раньше реактивный самолет «Комета» был быстрее поршневых. В свое время «Комета» подвергалась критике, как «Конкорд» сейчас, но она проложила путь современным реактивным самолетам. Однако колоссальная стоимость и проблема охраны окружающей среды, связанная со сверхзвуковыми полетами, могут помешать повторению истории.