Аэр

Пути дальнейшего развития авиации

Пока что только военные самолеты летают быстрее звука. Но уже в самом скором времени будут созданы и пассажирские сверхзвуковые самолеты со скоростью полета до 2000 и даже 3000 км/час. Представьте себе, как сократятся тогда расстояния! Ехать из Хабаровска в Москву на поезде нужно больше недели, а на воздушном лайнере ТУ-114 этот путь занимает 8 часов, сверхзвуковой самолет сможет пройти его всего за 3 часа.

Если лететь с востока на запад, то при полете на сверхзвуковом самолете можно «обогнать» время. Если бы мы вылетали из Хабаровска на таком самолете сразу после встречи Нового года, скажем в час ночи, когда в Москве 7 часов вечера, то в столицу мы прибыли бы в 10 часов вечера прошедшего года. Одним словом, мы смогли бы встретить Новый год дважды.

Самолеты, особенно тяжелые сверхзвуковые, требуют для взлета и посадки специальных аэродромов с длинными (3-4 км.) бетонными взлетно-посадочными полосами.

Строительство таких аэродромов обходится очень дорого, а в горных районах, например, практически вообще невозможно. Поэтому будущие самолеты должны иметь возможность взлетать и садиться либо вертикально, либо на маленьких аэродромах.

Такого типа опытные самолеты уже построены. На них устанавливаются или дополнительные вертикально расположенные двигатели, или специальные устройства для поворота струй от основных двигателей вниз.

Авиационная техника будет развиваться и еще дальше. Уже сейчас разрабатываются проекты гиперзвуковых воздушно-космических самолетов. Такой самолет будет обладать скоростью, соответствующей числу М=5, даже 10 и более, и сможет «выпрыгивать» из атмосферы Земли. При входе в атмосферу самолет «отскочит» от нее, подобно плоскому камню, брошенному вдоль поверхности воды, облетит вокруг Земли, войдет в атмосферу и выберет место посадки.

Такой самолет может быть и последней ступенью ракеты, которая возвращается на Землю после дальнего космического полета. Но чтобы создать самолет такого типа, нужно решить еще много проблем, и первая из них — преодолеть «тепловой барьер».

“Звуковой барьер” и “тепловой барьер”

В 50-х годах самолеты преодолели «звуковой барьер» - их скорость стала больше скорости звука, т. е. больше 1200 км/час, или 340 м/сек (на большой высоте, где температура ниже, скорость звука уменьшается). Преодолеть этот барьер было нелегко.
Когда какое-нибудь тело - например, крыло самолета, движется, в воздушной среде возникают возмущения в виде волн сжатия и разрежения. Они «подготовляют» воздух к обтеканию крыла: частицы воздуха приобретают скорость и «расступаются» еще до того, как их достигнет передняя кромка крыла. Но так будет лишь в том случае, если скорость движения крыла меньше скорости звука, с которой распространяются возмущения. Только при этом условии возмущения смогут обогнать крыло и «подготовить» воздух к «встрече» с ним. В результате воздух плавно обтекает крыло.

Если же крыло двигается быстрее, чем звук, то возмущения уже не обгоняют крыло и не подготавливают воздух к «встрече». Мало того, распространяясь во все стороны в неподвижном воздухе, эти возмущения будут накопляться, сжимая воздух, как это показано на рисунке, вдоль двух линий, которые называются ударными волнами. Обтекание крыла уже не будет плавным. Это создает дополнительное, так называемое волновое сопротивление. (Когда самолет пролетает со сверхзвуковой скоростью, то на земле мы часто слышим как бы удары грома - это доходит до нас ударная волна). Поэтому при сверхзвуковой скорости сопротивление движению значительно больше.