Nowoczesne samoloty odrzutowe. Pierwszy samolot odrzutowy

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-17 10:38

Współczesna młodzież, a nawet dojrzali obywatele, trudno zrozumieć, jaki zachwyt sprawiły te latające maszyny, które wtedy wydawały się fantastyczne. Srebrzyste kropelki, błyskawicznie przecinające błękitne niebo, pobudzały wyobraźnię młodych ludzi na początku lat pięćdziesiątych. Szeroka smuga kondensacyjna nie pozostawiała wątpliwości co do typu silnika. Dziś jedynie gry komputerowe, takie jak War Thunder, ze swoją ofertą zakupu promocyjnego samolotu odrzutowego ZSRR, dają wyobrażenie o tym etapie rozwoju lotnictwa krajowego. Ale zaczęło się jeszcze wcześniej.

Co oznacza „reaktywny”

Istnieje uzasadnione pytanie o nazwę typu samolotu. Po angielsku brzmi to krótko: Jet. Rosyjska definicja wskazuje na obecność jakiejś reakcji. Oczywiste jest, że nie chodzi o utlenianie paliwa – występuje ono również w konwencjonalnych silnikach gaźnikowych. Zasada działania samolotu odrzutowego jest taka sama jak rakiety. Reakcja ciała fizycznego na siłę wyrzucanego strumienia gazu wyraża się w nadaniu mu przeciwnie skierowanego przyspieszenia. Wszystko inne to już subtelności, w tym różneparametry techniczne systemu, takie jak właściwości aerodynamiczne, układ, profil skrzydła, typ silnika. Oto możliwe opcje, które wymyśliły biura inżynierskie w trakcie swojej pracy, często znajdując podobne rozwiązania techniczne, niezależnie od siebie.

W tym aspekcie trudno jest oddzielić badania rakietowe od badań lotniczych. W dziedzinie prochowych prochowców, montowanych w celu skrócenia rozbiegu startowego i dopalacza, prace prowadzono jeszcze przed wojną. Co więcej, próba zamontowania silnika sprężarki (nieudana) w samolocie Coanda w 1910 roku pozwoliła wynalazcy Henri Coanda ubiegać się o rumuńskie pierwszeństwo. To prawda, że początkowo konstrukcja ta była niesprawna, co potwierdził już pierwszy test, podczas którego samolot spłonął.

Pierwsze kroki

Pierwszy samolot odrzutowy zdolny do długiego utrzymywania się w powietrzu pojawił się później. Niemcy stali się pionierami, choć pewne sukcesy odnieśli naukowcy z innych krajów – USA, Włoch, Wielkiej Brytanii, a następnie zacofanej technicznie Japonii. Próbki te były w rzeczywistości szybowcami konwencjonalnych myśliwców i bombowców, które były wyposażone w nowe typy silników, pozbawione śmigieł, co budziło zdziwienie i nieufność. W ZSRR inżynierowie również zajęli się tym problemem, ale nie tak aktywnie, skupiając się na sprawdzonej i niezawodnej technologii śmigłowej. Niemniej jednak tuż przed wojną testowany był model odrzutowy samolotu Bi-1, wyposażony w silnik turboodrzutowy zaprojektowany przez A. M. Lyulkę. Aparat był bardzo zawodny, kwas azotowy używany jako utleniacz zjadał zbiorniki paliwa, byłyinne problemy, ale pierwsze kroki zawsze są trudne.

Hitler's Sturmvogel

Ze względu na specyfikę psychiki Führera, który miał nadzieję zmiażdżyć „wrogów Rzeszy” (do których zaliczał kraje prawie reszty świata), w Niemczech, po rozpoczęciu wojny światowej II, rozpoczęto prace nad stworzeniem różnych rodzajów „cudownej broni”, w tym liczby samolotów odrzutowych. Nie wszystkie obszary tej działalności zakończyły się niepowodzeniem. Udane projekty obejmują Messerschmit-262 (znany również jako Sturmvogel) – pierwszy na świecie masowo produkowany samolot odrzutowy. Urządzenie było wyposażone w dwa silniki turboodrzutowe, posiadało radar na dziobie, rozwijało prędkość zbliżoną do dźwięku (ponad 900 km/h) i okazało się dość skutecznym środkiem do zwalczania wysokogórskich B-17 („Latające Fortece”) aliantów. Fanatyczna wiara Adolfa Hitlera w nadzwyczajne możliwości nowej technologii paradoksalnie jednak odegrała złą rolę w biografii bojowej Me-262. Zaprojektowany jako myśliwiec, w kierunku „nad” został przerobiony na bombowiec iw tej modyfikacji nie do końca się sprawdził.

Arado

Zasada samolotu odrzutowego została zastosowana w połowie 1944 roku przy projektowaniu bombowca Arado-234 (ponownie przez Niemców). Udało mu się zademonstrować swoje niezwykłe zdolności bojowe, atakując pozycje aliantów, którzy wylądowali w rejonie portu Cherbourg. Prędkość 740 km/h i dziesięciokilometrowy pułap nie dawały artylerii przeciwlotniczej szans na trafienie w ten cel, a amerykański iAngielscy bojownicy po prostu nie mogli go dogonić. Oprócz bombardowań (z oczywistych względów bardzo niedokładnych), „Arado” produkowało zdjęcia lotnicze. Drugie doświadczenie użycia go jako narzędzia uderzeniowego miało miejsce w Liege. Niemcy nie ponieśli strat, a gdyby nazistowskie Niemcy dysponowały większymi zasobami, a przemysł mógłby wyprodukować ponad 36 Ar-234, to kraje koalicji antyhitlerowskiej miałyby trudności.

U-287

Niemiecki rozwój wpadł w ręce zaprzyjaźnionych państw podczas II wojny światowej po klęsce nazizmu. Państwa zachodnie już w końcowej fazie działań wojennych zaczęły przygotowywać się do nadchodzącej konfrontacji z ZSRR. Kierownictwo stalinowskie podjęło środki zaradcze. Dla obu stron było jasne, że następna wojna, jeśli wybuchnie, będzie toczona przez odrzutowce. ZSRR w tym czasie nie miał jeszcze uderzeniowego potencjału nuklearnego, trwały tylko prace nad stworzeniem technologii do produkcji bomby atomowej. Ale Amerykanie byli bardzo zainteresowani przechwyconymi Junkersami-287, które posiadały unikalne dane lotu (udźwig bojowy 4000 kg, zasięg 1500 km, pułap 5000 m, prędkość 860 km/h). Cztery silniki, negatywne przemiatanie (prototyp przyszłych „niewidzialnych”) umożliwiły wykorzystanie samolotu jako nośnika nuklearnego.

Pierwsza powojenna

Samolot odrzutowy nie odegrał decydującej roli podczas II wojny światowej, więc większość radzieckich zdolności produkcyjnych koncentrowała się na ulepszaniu projektów i zwiększaniu produkcjikonwencjonalne myśliwce śmigłowe, samoloty szturmowe i bombowce. Kwestia obiecującego nośnika ładunków atomowych była trudna i została szybko rozwiązana przez skopiowanie amerykańskiego Boeinga B-29 (Tu-4), ale głównym celem pozostało przeciwdziałanie ewentualnej agresji. Aby to zrobić, potrzebni byli przede wszystkim myśliwce - na dużej wysokości, zwrotni i oczywiście z dużą prędkością. O tym, jak rozwinął się nowy kierunek technologii lotniczej, można ocenić na podstawie listu projektanta A. S. Jakowlewa do Komitetu Centralnego (jesień 1945), który znalazł pewne zrozumienie. Proste badanie przechwyconej niemieckiej technologii zostało uznane przez kierownictwo partii za środek niewystarczający. Kraj potrzebował nowoczesnych sowieckich samolotów odrzutowych, nie gorszych, ale lepszych od światowego poziomu. Na paradzie w 1946 roku z okazji rocznicy Października (Tuszino) trzeba było je pokazać ludziom i zagranicznym gościom.

Tymczasowe Yaki i MiGi

Było coś do pokazania, ale nie wyszło: pogoda się nie powiodła, była mgła. Pokaz nowych samolotów został przełożony na maj. Pierwsze radzieckie samoloty odrzutowe, wyprodukowane w serii 15 egzemplarzy, zostały opracowane przez Biuro Konstrukcyjne Mikojana i Gurewicza (MiG-9) oraz Jakowlewa (Jak-15). Obie próbki wyróżniono schematem Redana, w którym część ogonowa jest myta od dołu przez strumienie wytwarzane przez dysze. Naturalnie, w celu ochrony przed przegrzaniem, te fragmenty skóry pokryto specjalną warstwą z metalu ogniotrwałego. Oba samoloty różniły się masą, liczbą silników i przeznaczeniem, ale ogólnie odpowiadały stanowi radzieckiej szkoły budowy samolotów z końca lat czterdziestych. Ich głównym celem było przejście do nowego typu elektrowni, ale realizowano również inne ważne zadania: szkolenie personelu lotniczego i opracowywanie zagadnień technologicznych. Samoloty te, pomimo dużej ilości ich produkcji (setki sztuk), zostały uznane za tymczasowe i podlegały wymianie w bardzo niedalekiej przyszłości, zaraz po pojawieniu się bardziej zaawansowanych konstrukcji. I wkrótce nadszedł ten moment.

Piętnasty

Ten samolot stał się legendą. Zbudowano go seryjnie bezprecedensowe na czas pokoju, zarówno w walce, jak i w sparowanej wersji treningowej. W konstrukcji MiG-15 wykorzystano wiele rewolucyjnych rozwiązań technicznych, po raz pierwszy podjęto próbę stworzenia niezawodnego systemu ratownictwa pilota (katapulty), wyposażonego w potężne uzbrojenie armatnie. Prędkość samolotu odrzutowego, niewielka, ale bardzo skuteczna, pozwoliła mu pokonać armady ciężkich bombowców strategicznych na niebie Korei, gdzie wkrótce po pojawieniu się nowego samolotu przechwytującego wybuchła wojna. American Sabre, zbudowany według podobnego schematu, stał się rodzajem analogu MiG-a. W czasie walk sprzęt wpadł w ręce wroga. Radziecki samolot został porwany przez północnokoreańskiego pilota skuszonego ogromną nagrodą pieniężną. Zestrzelony „Amerykanin” został wyciągnięty z wody i dostarczony do ZSRR. Nastąpiła wzajemna „wymiana doświadczeń” z przyjęciem najbardziej udanych rozwiązań projektowych.

Odrzutowce pasażerskie

Prędkość samolotu odrzutowego jest jego główną zaletą i dotyczy nie tylkobombowce i myśliwce. Już pod koniec lat czterdziestych zbudowany w Wielkiej Brytanii liniowiec Comet wszedł do międzynarodowych linii lotniczych. Został stworzony specjalnie do przewozu ludzi, był wygodny i szybki, ale niestety nie był zbyt niezawodny: w ciągu dwóch lat wydarzyło się siedem wypadków. Ale postęp w dziedzinie szybkiego transportu pasażerskiego był już nie do zatrzymania. W połowie lat pięćdziesiątych w ZSRR pojawił się legendarny Tu-104, konwersja bombowca Tu-16. Pomimo licznych wypadków lotniczych, które miały miejsce z nowym samolotem, samoloty odrzutowe coraz częściej przejmowały linie lotnicze. Pojawienie się obiecującej wkładki i pomysły na to, jak należy ją stopniowo formować. Śmigła (śmigła śrubowe) były coraz rzadziej używane przez projektantów.

Generacje wojowników: pierwsza, druga…

Jak prawie każda technologia, myśliwce przechwytujące są klasyfikowane według generacji. Obecnie jest ich w sumie pięć, a różnią się one nie tylko latami produkcji modeli, ale także cechami konstrukcyjnymi. Jeśli koncepcja pierwszych modeli opierała się na ugruntowanej bazie osiągnięć w dziedzinie klasycznej aerodynamiki (innymi słowy, tylko rodzaj silnika był ich główną różnicą), to druga generacja miała bardziej znaczące cechy (przetoczony skrzydło, zupełnie inny kształt kadłuba itp.) W latach pięćdziesiątych panowała opinia, że walka powietrzna już nigdy nie będzie miała charakteru zwrotnego, ale czas pokazał błędność tej opinii.

… i trzecia do piątej

Walki powietrzne w latach sześćdziesiątych między Skyhawkami, Phantomami i MiGami na niebie nad Wietnamem i Bliskim Wschodem wskazały kierunek dalszego rozwoju, wyznaczając nadejście drugiej generacji odrzutowców przechwytujących. Zmienna geometria skrzydeł, możliwość wielokrotnego przekraczania prędkości broni dźwiękowej i rakietowej, w połączeniu z potężną awioniką, stały się oznakami trzeciej generacji. Obecnie flota Sił Powietrznych najbardziej zaawansowanych technologicznie krajów oparta jest na samolotach czwartej generacji, które stały się produktem dalszego rozwoju. Jeszcze bardziej zaawansowane modele już wchodzą do służby, łącząc dużą prędkość, super zwrotność, słabą widoczność i sprzęt walki elektronicznej. To już piąta generacja.

Silniki dwuobwodowe

Na zewnątrz, nawet dzisiaj, samoloty odrzutowe pierwszych próbek w większości nie wyglądają jak anachronizmy. Wygląd wielu z nich jest dość nowoczesny, a parametry techniczne (takie jak sufit i prędkość) nie różnią się zbytnio od nowoczesnych, przynajmniej na pierwszy rzut oka. Jednak przy bliższym przyjrzeniu się charakterystykom wydajności tych maszyn staje się jasne, że w ostatnich dziesięcioleciach dokonano jakościowego przełomu w dwóch głównych kierunkach. Najpierw pojawiła się koncepcja zmiennego wektora ciągu, stwarzająca możliwość ostrego i nieoczekiwanego manewru. Po drugie, dzisiejsze samoloty bojowe są w stanie znacznie dłużej pozostawać w powietrzu i pokonywać duże odległości. Ten czynnik wynika z niskiego zużycia paliwa, czyli wydajności. Osiąga się to poprzez zastosowanie, w języku technicznym,schemat dwuobwodowy (niski stopień obejścia). Eksperci wiedzą, że ta technologia spalania zapewnia pełniejsze spalanie.

Inne cechy nowoczesnych samolotów odrzutowych

Jest ich kilka. Nowoczesne odrzutowce cywilne charakteryzują się niskim poziomem hałasu silnika, podwyższonym komfortem oraz wysoką stabilnością lotu. Zwykle są szerokie (w tym wielopokładowe). Próbki samolotów wojskowych są wyposażone w środki (aktywne i pasywne) w celu osiągnięcia niskiej widzialności radarowej i prowadzenia wojny elektronicznej. W pewnym sensie wymagania dotyczące projektów obronnych i komercyjnych teraz się pokrywają. Samoloty wszystkich typów potrzebują jednak skuteczności z różnych powodów: w jednym przypadku, aby zwiększyć opłacalność, w drugim - poszerzyć promień bojowy. A dziś trzeba robić jak najmniej hałasu zarówno dla cywilów, jak i dla wojska.