Почему турбореактивный двигатель предпочли поршневому
Lockheed P-80 Shooting Star.
К концу первой половины XX века авиация развивалась столь стремительно, что новые технологии устаревали почти сразу после своего появления. Самым же главным достижением того времени стал двигатель: к концу Второй мировой войны истребители с поршневыми моторами развивали огромную скорость, и последние казались верхом технической мысли. И если они были настолько хорошими, почему им предпочли далеко не совершенные реактивные?
Совершенные поршневые моторы
Поршневой двигатель Packard V-1650.
К середине 1940-х годов поршневой авиационный двигатель инженеры смогли превратить в произведение технического искусства. Ещё в начале 1930-х годов их мощность составляла около 500-600 лошадиных сил, но уже к концу войны лучшие из них развивали более 2000 лошадей. Инженеры хорошо постарались. К примеру, они смогли заставить работать мотор на больших высотах, сжимая воздух при помощи турбонаддува, благодаря чему самолёты летали на высоте 8-10 километров, где атмосферное давление слишком маленькое.
Истребитель P-51 Mustang.
Ещё одним достижением был солидный прирост скорости. Тот же самый P-51 Mustang с двигателем Packard V-1650 разгонялся до 700 км/ч, британский Supermarine Spitfire в поздних модификациях тоже приблизился к этой цифре. Рекорд для своего времени поставил немецкий высотный истребитель Me 209, разогнавшись до 755 км/ч.
Supermarine Spitfire Mk24.
Если же от мотора требовалась работа за пределами его возможностей, на короткое время его можно было форсировать при помощи впрыска водно-метаноловой смеси. При этом без ущерба для своей конструкции мотор кратковременно выдавал дополнительные 200-300 лошадей, но не получал никакого ущерба от такой нагрузки. Самолёты стали очень мощными и быстрыми, но ещё больше из них выжать было принципиально невозможно – поршневые двигатели достигли своего предела.
Ограничения и недостатки
P-47 Thunderbolt.
У поршневых двигателей есть серьёзные ограничения, и одно из них – это винт. Он работает как авиационное крыло, отбрасывает воздух назад и создаёт тягу, но на скорости около 750 км/ч его лопасти движутся уже со сверхзвуковой скоростью. Сопротивление воздуха резко увеличивается, скорость вращения падает, а самолёт замедляется.
Поршневой Supermarine Spitfire.
К тому же взлететь на высоту свыше 10-12 километров очень сложно – здесь слишком мало кислорода, и даже нагнетатели не справляются. Увеличивать же мощность нагнетателей тоже нельзя из-за увеличения веса. По этой же причине невозможно сделать мощнее сами двигатели, ведь для этого пришлось бы добавлять новые цилиндры, а они уже весили больше тонны и нуждались в дополнительном оборудовании. К тому же во время работы возникала сильная вибрация, действующая на пилота и уменьшающая ресурс самолёта.
Новое в самолётостроении
Реактивный двигатель, 1945 год.
В отличие от поршневого, реактивный двигатель работает на совершенно других принципах – в нём тягу создаёт реактивный выхлоп, а потому у него отсутствует большинство этих ограничений. Главным же его преимуществом была скорость: поскольку у него отсутствовал винт, можно было не волноваться о срыве потоков воздуха на нём. Чем быстрее летел самолёт, тем эффективнее работал двигатель, а на скорости свыше 800 километров в час у него вообще не было конкурентов.
Испытания одного из первых реактивных двигателей.
С высотой проблема тоже решалась: реактивный двигатель изначально разрабатывался для работы на больших высотах. На высотах свыше 12 километров поршневой мотор буквально задыхался, а вот турбореактивный как раз выходил на оптимальный рабочий режим благодаря холодному воздуху. При этом уровень вибрации в самолёте был намного меньше, ведь в реактивном двигателе нет ни поршней, ни шатунов, которые и являются главным её источником. Полёт становился более комфортным, а ресурс планера расходовался медленнее.
Поршневые и реактивные
North American P-51H Mustang.
С появлением турбореактивных двигателей началась совершенно новая эра, а самолёты с поршневыми стали быстро устаревать. К примеру, выпущенный в 1945 году поршневой истребитель North American P-51H Mustang мог залетать на высоту 12,5 тысяч метров, его баков хватало примерно на три с половиной часа работы, а разгонялся он до скорости 784 километра в час.
Lockheed P-80 Shooting Star.
Примерно в то же самое время выпустили истребитель Lockheed P-80 Shooting Star с реактивным двигателем. В чём он уступал, так это в дальности полёта – она составляла примерно 1300 километров, и в манёвренности на высоких скоростях. Вот только в приоритете была скорость, чтобы можно было быстро уйти от противника или же догнать его. И вот она составляла 960 километров в час.
Lockheed P-80 Shooting Star.
Турбореактивные двигатели того времени были далеко не совершенными, имели много недостатков, не слишком большую эффективность, а неразвитая аэродинамика планера не позволяла развить высокую скорость. Несмотря на всё это, они считались гораздо перспективнее поршневых, а самые оптимистичные инженеры уже думали о том, как достичь скорости звука и превзойти её.
Источник: avtotema.mediasalt.ru
Комментарии (0)
{related-news}
[/related-news]