Pamätajme, nie tak ďaleko minulosť - koniec storočia XIX. Ulicami hlavných miest prebehli nemotorné autá. Kone a dokonca chodci ich predbehli. Prvé kontrolované balóny vzlietli. Horeli a rozbili sa takmer pri každom lete. Odvážny pokus švédskeho inžiniera Andreho dosiahnuť severný pól teplovzdušným balónom stál jeho a jeho spoločníkov život. Slávne lety Lilienthalu na klzáku sa skončili smrťou odvážneho stúpania …
To všetko bolo na pokraji modernej fázy letectva. Odvážni vynálezcovia zahynuli, vydláždili cestu ľudstvu vo vzduchu. Ich skúsenosti však zostali, nahromadené a na začiatku XX storočia. človek dosiahol veľké víťazstvo: vytvoril krídla pre seba, vybavený motorom.
V roku 1903 vzali Američania, bratia Wrightovcov, motorové vozidlo a vydržali asi minútu. Ich lety sa zakaždým predlžovali. Už v roku 1905 vydržali vo vzduchu 38 minút a lietali asi 40 km.
V prvých desiatich rokoch existencie lietadla dizajnéri vytvorili lietadlo dotykom, pretože nevedeli, ako sa budú správať vo vzduchu. Prvé lietadlá boli ako krabicoví draky, ako lietajúce veci. Počas imperialistickej vojny sa lietadlá hojne využívali. Už niekoľko rokov sa študujú základné aerodynamické zákony. Konštrukcie lietadiel sa neustále vylepšujú. Čoskoro lietadlo dostalo moderný, uzavretý, zefektívnený tvar.
Už v roku 1935 lietadlá začali dosahovať rýchlosti až 400 km za hodinu, vyšplhali sa do výšky 10 000 km, leteli v priamej línii bez pristátia až do 8 000 km, zdvíhali s nimi až 10 ton.
Dalo by sa myslieť, že všetko bolo prevzaté z letectva, že nadišiel čas vyvinúť niekoľko štandardných návrhov lietadiel na rôzne účely, aby sa v budúcnosti urobili iba malé zmeny.
Samozrejme to tak nie je. Ľudstvo dnes dokončuje iba prvú fázu rozvoja letectva. Je možné, že svet je už na pokraji vytvárania kvalitatívne nových lietajúcich strojov.
Skúsme si predstaviť, ako budú vyzerať lietadlá budúcnosti. Je nepravdepodobné, že sa budú podobať aj najmodernejším moderným modelom.
Propagačné video:
Takzvané „lietajúce krídla“sa už objavujú. Autá boli oslobodené od chvosta, akoby akoby zbytočne nezaťažovali. Je pravda, že chvost dodáva lietadlu stabilitu, ale zväčšuje veľkosť lietadla, vytvára ďalší odpor a znižuje manévrovateľnosť a pohyblivosť. Lietadlá bez chvosta sú už niekoľko rokov. Všetky z nich majú stále výraznú nevýhodu: nie sú príliš stabilné počas letu.
Moderné vysokorýchlostné jednosedadlové lietadlo. Pozoruhodné sú malé rozmery rovín a chvostov. Lietadlo bolo „pokryté“na svoje limity. Takéto lietadlo dosahuje rýchlosť 550 km za hodinu.
Niektorí návrhári sa snažia zbaviť chvosta opatrnejšie: postupne skracujú trup a približujú chvostovú jednotku bližšie k krídlu. Jeden z týchto lietadiel Fokker bol uvedený na Parížskej leteckej výstave v roku 1936. V prípade tohto lietadla bol trup nahradený dvoma úzkymi lúčmi, ktoré nesli chvost. Lietadlo sa vyznačovalo tenkým profilom a malými rozmermi krídla. Zaťaženie na 1 sq. m nosnej plochy krídel dosiahlo 140 kg pre toto lietadlo - jeden a polkrát viac ako konvenčné stroje. Toto lietadlo mohlo lietať rýchlosťou 506 km za hodinu.
Človek si musí myslieť, že postupne sa zbavia trupu a dizajnéri konečne nájdu pomerne stabilnú formu beznapäťových lietadiel. Niektoré firmy v Amerike už začali navrhovať výkonné „lietajúce krídla“pre cestujúcich určené na prepravu až 100 cestujúcich.
Masívny vzhľad takýchto lietadiel by mohol začať druhú etapu letectva: lietadlá bez lietadla budú lietať vo vzduchu. Tieto stroje si budú vyžadovať nové zjednodušenia. Ukazuje sa, že pri rýchlostiach 700 - 800 km za hodinu majú moderné „tupé“formy príliš veľký odpor. Dizajnéri lietajúcich krídel sa budú snažiť čo najviac zaostriť profil trupu a krídla. Motor bude zjavne stiahnutý späť. V moderných lietadlách prúd vzduchu vytváraný vrtuľou zasahuje do roviny lietadla a vytvára ďalší odpor. Ťah vrtule z jej prenášania dozadu sa výrazne zlepší. Kormidlá budú na zadnom okraji krídla, rovnako ako aj krídla. Kormidlá budú umiestnené na koncoch krídel vo forme špeciálnych podložiek. Lietadlo nebude mať žiadne vyčnievajúce časti. Dokonca aj priezor kabíny sa vyrovná s povrchom. Ako ukazujú približné výpočty, rýchlosť takého dvojmiestneho bezvretenového lietadla s motorom 2 000 litrov. z. možno dosiahnuť až 800 km za hodinu. Zaťaženie na 1 sq. m krídlo dosahuje 200 kg - dvakrát toľko ako v moderných strojoch.
Dizajn lietadiel bez chvosta môže vzdušný priestor dobyť dlhú dobu. Teraz však rýchlosť lietadla začne dosahovať 1 000 km za hodinu. Priblíži sa k rýchlosti, zvuku a potom ho vyrastie. Keď sa objavia takéto „nadzvukové rýchlosti“, vrtuľa sa musí vzdať iného hnacieho zariadenia. Ak sa vrtuľa otáča príliš rýchlo, väčšina vzduchu jednoducho skĺzne z čepelí a vrtuľa už nemôže zvyšovať svoju silu. Návrhári budú čeliť ďalšiemu problému: ako vymeniť vrtuľu, ktorá po desaťročia poctivo pracovala v letectve? Je možné, že sa vo vzdialenejšej budúcnosti objaví nový typ hnacieho zariadenia, ktorý pracuje napríklad na princípe odstredivého.
Dvojramenné "lietadlo", ktoré bolo demonštrované na výstave v Paríži. Zadná časť je blízko krídla. Toto lietadlo - prechodný krok k napínaniu „lietajúcich krídel“.
Predstavte si veľký, vydutý nárazníkový disk s otvorom v strede. Táto diera nie je cez. V určitej hĺbke je rozdelená na niekoľko „hriadeľov“, ktoré sa rozprestierajú od stredu v radiálnom smere a vychádzajú smerom von na okrajoch disku. Ak začneme otáčať taký disk, potom pod vplyvom odstredivej sily bude vzduch v jeho radiálnych hriadeľoch hádzaný k okrajom a vytrhnutý. Na jeho miesto bude nasávaná nová časť vzduchu cez otvor v strede. Na okraji disku môže byť umiestnená vodiaca lopatka, takže prúdenie vzduchu je hádzané jedným smerom, kolmo na radiálne hriadele. Tento tok tlačí disk v opačnom smere. Otočením takého disku obrovskou rýchlosťou sa dá vytvoriť silný ťah.
Okrem odstredivého je možné si predstaviť aj iný typ hnacieho zariadenia založeného na princípe letu hmyzu, ktorý svojimi krídlami opisuje uzavretý útvar pripomínajúci osem. Čepele takejto vrtule zasiahnu vzduch celou oblasťou, takže sa vylúči preklz vzduchu.
Pre ďalší rozvoj letectva sa môže ukázať ako zbytočná záťaž nielen chvost, ale aj krídla. Budú uložené iba na vzlet a pristátie.
Zrejme k smrti krídel dôjde postupne, ako aj k smrti chvosta. Objaví sa lietadlo so zatiahnuteľnými krídlami, ktoré po vzlete stiahnu, ako teraz, zatiahnuteľný podvozok. Okrem toho sa motor spolu s vrtuľou zapnú špeciálnym rámom. Takto bude možné zmeniť smer ťahu nahor alebo nadol v závislosti od toho, kde sa otočí rám s motorovou jednotkou.
Začne sa teda ďalšia etapa letectva. Rovina znova zmení svoj tvar. Začne to pripomínať lietajúci projektil alebo skôr leteckú bombu. Z jeho krídla zostanú iba malé výrastky, podobné stabilizátorom bomby. Vo vzduchu sa objavia strely - projektily. Ich rýchlosť presiahne 1 000 km za hodinu. Aerodynamika lietadla sa priblíži k delostreleckej balistike.
Prebehnú desiatky ďalších rokov a lietadlo nakoniec stratí svoje krídla a stane sa ako moderný projektil v tvare cigary. Chvost tohto projektilu bude obklopený množstvom otvorov, cez ktoré môže byť nasmerovaný vysokorýchlostný prúd vzduchu. Reguláciou tohto toku, jeho nasmerovaním na jednu alebo druhú dieru, môžete zvýšiť alebo znížiť nos lietadla, riadiť vozidlo vodorovne alebo pozdĺž naklonených čiar a otáčať sa v jednom alebo druhom smere.
Lietajúci projektil poháňaný odstredivou vrtuľou. V zadnej časti strely je viditeľný otvor. Tieto otvory slúžia ako kormidlá. Ich zatvorením a otvorením je možné regulovať vysokorýchlostný prúd vzduchu okolo lietadla a zmeniť smer letu.
Vzlet takého projektilného lietadla nebude predstavovať žiadne zvláštne ťažkosti. Na tento účel je možné prispôsobiť podvozok so štyrmi kolesami, na ktorom je lietadlo namontované pred vzletom. Akonáhle sa dosiahne dostatočná rýchlosť, projektil skĺzne z vozíka a vystúpi do vzduchu. Podvozok zostane na letisku. Bude možné pristáť pomocou špeciálnych mín. Pri prelete do takéhoto hriadeľa špeciálnym rohom uvoľní projektil okolo jeho obvodu sériu brzdných tlapiek. V bani sa dostane do silného prichádzajúceho prúdu vzduchu, ktorý rýchlo „uhasí“rýchlosť strely. V prípade nehody alebo vynúteného pristátia môže vodič odpojiť ťažké palivové nádrže a turbínovú jednotku otočením rukoväte a spustením nadol. Z kokpitu s ľuďmi pôjde padák.
Je ťažké povedať, aké záznamy sa môžu vyvinúť pre takéto lietadlo budúcnosti. Je možné, že dosiahne rýchlosť až 2 000 km za hodinu a letovú výšku až 100 km. Boj o rýchlosť, o veľké výšky v tejto fáze letectva výrazne urýchli vývoj ešte ďaleko od dokonalých prúdových motorov. Tieto motory budú inštalované na mnohých projektilových lietadlách.
Je však možné, že táto etapa letectva nebude posledná. Ľudia budú chcieť splniť svoj starý sen - dostať sa z sféry gravitácie Zeme. Návrhári budú čeliť úlohe poraziť odpor vzduchu, čo platí najmä pri vysokých rýchlostiach.
Na fotografiách letu guľky je vidieť, že diera v pohári sa vyrazí ešte predtým, ako sa guľka dotkne. Sklo je rozbité stlačeným vzduchom, ktorý sa nahromadil okolo nosa strely. Ihneď okolo každého lietajúceho telesa, či už ide o projektil alebo lietadlo, sa objaví hustá škrupina vzduchu nazývaná hraničná vrstva. Hrúbka tejto medznej vrstvy závisí od veľkosti lietajúceho telesa. Hraničná vrstva sa pohybuje s telom a chráni povrch tela pred príliš silným trením vzduchu
Tieto pozorovania naznačujú, či naša atmosféra, to znamená vzduch obklopujúci Zem, je rovnakou hraničnou vrstvou pre našu planétu. Posledný výskum dokazuje, že celý vesmír je naplnený hmotou, ale iba rôznou hustotou. Medziplanetárny priestor je tiež naplnený hmotou, aj keď veľmi zriedkavo. Preto sa okolo planét objaví stlačený vzduchový vankúš. Pretože hmota je v medziplanetárnom priestore mimoriadne vzácna, Zem potrebovala rýchlosť 30 km za sekundu, aby získala hraničnú vrstvu s hustotou iba jednej atmosféry. Okolo lietania strely v tomto už zhutnenom prostredí sa vytvára hraničná vrstva s hustotou stoviek atmosfér, aj keď projektil letí vo vzduchu mnohokrát pomalšie ako Zem vo vesmíre.
Hraničná vrstva projektilu dosahuje enormnú hustotu iba v prednej časti nosa. To tiež spôsobuje veľa odporu vzduchu počas letu projektilu. Celosvet nemá taký odpor. Atmosféra Zeme je rovnomerne rozložená po celom povrchu. Rotácia Zeme okolo jej osi v tom zohráva mimoriadne dôležitú úlohu. Keby sa Zem neotáčala, vytvoril by sa silne stlačený vzduchový vankúš pred loptou a na druhej pologuli by bola atmosféra mimoriadne vzácna. Ale Zem, rotujúca, neustále vystavuje všetky svoje strany tlaku. Častice vzduchu nemajú čas sa odtrhnúť od zemského povrchu a znovu sa dostať pod tlak, akoby ich bili na Zem.
Potrubie na pristátie budúcich projektilov. Lietanie do tohto klaksónu spadá pod vplyv silného prúdiaceho vzduchu, ktorý rýchlo "tlmí" jeho rýchlosť.
Tento jav sa dá ľahko overiť pomocou modelu. Zostavte disk, na okraji ktorého sa guľa môže otáčať pozdĺž svojej osi. Ak uvediete disk do pohybu a súčasne necháte guľôčku otáčať, budete mať drsný model Zeme otáčajúci sa súčasne okolo svojej osi a na obežnej dráhe. Prilepte okolo obvodu gule pozdĺž jej „rovníka“hodvábnej nite. Ak sa otočí iba jeden disk, tieto hodváby sa natiahnu v jednom smere ako „chvost“kométy. Toto je forma prúdu vzduchu vytvoreného okolo guľky alebo projektilu. Ak sa otáča iba jedna guľa a disk sa nepohybuje, potom hodvábny pod vplyvom odstredivej sily rozkvetú vo všetkých smeroch pozdĺž polomerov. Ak sa disk počas otáčania gule uvedie do pohybu v rovnakom čase, hodvábne nite sa zo všetkých strán rovnomerne pritlačia na guľu. To isté sa im stanečo sa stane s časticami vzduchu okolo Zeme.
Rovina vzdialenej budúcnosti - „Lietajúca planéta“. Na tejto lietajúcej gule budú ľudia schopní prekonať gravitáciu.
Analogia s pohybom planét naznačuje, že je možné eliminovať odpor zhutnenej medznej vrstvy, ktorá sa hromadí v prednej časti lietajúceho tela. Ak urobíme toto teleso sférickým a poskytneme mu rotáciu okolo osi počas letu, potom bude hraničná vrstva rovnomerne rozložená po celej ploche, čím sa stratí kolosálny odpor vzduchu, ktorý sa objaví počas rýchleho letu.
Ľudia teda možno jedného dňa budú môcť vytvoriť malé „lietajúce planéty“sférického tvaru.
Skúsme si predstaviť jednu z týchto lietajúcich loptičiek.
Vonkajší obal lietajúcej gule je pohyblivý. Môže sa otáčať pozdĺž osi iba jedným smerom - zhora nadol. Vo vnútri je druhý obal zavesený na tej istej osi, ale vplyvom gravitácie zostáva počas letu nehybný voči osi. Je rozdelená na niekoľko poschodí. V dolnej časti sú náklad a zásoby potravín. Hore je podlaha s tekutým prúdom paliva (kyslík, tekutý uhlík). Vyššie sú stále vedecké laboratóriá, miestnosti pre posádky, dielne a iné technické miestnosti.
Ako sa pohybuje taká guľová planéta?
Vo vnútornom puzdre gule je usporiadaný takzvaný prúdový pás: okolo obvodu sú komory, v ktorých dochádza k spaľovaniu paliva. Vo vonkajšom rotujúcom plášti gule zodpovedá tento reaktívny pás pásu s dýzami, cez ktoré môžu plyny vytvorené v komorách unikať von. Tento vonkajší pás je pevne pritlačený proti vnútornej strane, takže posúvanie vonkajšieho plášťa nevytvára žiadne prekážky pre fungovanie prúdových komôr. V závislosti od toho, ktorý sektor prúdových komôr funguje, sa guľa môže pohybovať dopredu alebo dozadu, nahor alebo nadol pri akomkoľvek sklone. Na uskutočnenie otočení lopty je tiež k dispozícii niekoľko bočných komôr.
Pred zdvíhaním sa gulička valí po zemi, kým nezíska dostatočnú rýchlosť na vzlet. Potom sa reakčné komory zapnú tak, že ťah nasmeruje loptu nahor v požadovanom uhle. Pristátie je približne rovnaké. Ale ťah sa prenáša dopredu a brzdí loptu.
Rýchlosť odtoku plynov tryskovými dýzami sa môže zvýšiť na 2 000 metrov za sekundu. V dôsledku rotácie vonkajšieho plášťa bude odpor vzduchu relatívne zanedbateľný.
Na takomto lietajúcom balóne ľudia dosiahnu neslýchanú rýchlosť - viac ako 100 tisíc kilometrov za hodinu. Za šesť až sedem hodín bude možné letieť na Mesiac a vrátiť sa späť. Človek na takomto projektile môže ľahko prekonať gravitáciu Zeme a oslobodiť sa do rozľahlosti vesmíru.
Autor: P. GROKHOVSKY. Kresby A. PREOBRAZHENSKYHO a S. LODYGINA. „Technológia pre mládež“1938