La oss huske, ikke så fjern fortid - slutten av XIX århundre. Klønete biler løp gjennom gatene i hovedstedene. Hester og til og med fotgjengere overtok dem. De første kontrollerte ballongene tok av. De brant og knuste på nesten hver flytur. Det dristige forsøket fra den svenske ingeniøren Andre til å nå Nordpolen i en varmluftsballong kostet hans og kameratenes liv. De berømte flyvningene til Lilienthal på en glider endte med døden av en modig sveve …
Alt dette var på grensen til den moderne luftfarten. Modige oppfinnere omkom og banet vei for menneskeheten i luften. Men deres erfaring forble, samlet seg, og på begynnelsen av XX-tallet. mennesket oppnådde en stor seier: han skapte vinger for seg selv, utstyrt med en motor.
I 1903 tok amerikanerne, Wright-brødrene, av i et drevet kjøretøy og holdt ut i omtrent ett minutt. Flyvningene deres forlenget hver gang. Allerede i 1905 holdt de ut i luften i 38 minutter, og flyr rundt 40 km.
I de første ti årene av eksistensen av fly skapte designere flyene sine ved berøring, uten å vite hvordan de ville oppføre seg i luften. De første flyene var som kite drager, som flygende whatnots. Under den imperialistiske krigen ble fly mye brukt. I flere år har aerodynamikkens grunnleggende lover blitt studert. Flyutforminger er kontinuerlig forbedret. Snart fikk flyene en moderne, lukket, strømlinjeformet form.
Allerede i 1935 begynte flyene å nå hastigheter på opptil 400 km i timen, klatret til en høyde på 10 tusen km, fløy i en rett linje uten å lande opp til 8 tusen km, løftet opp til 10 tonn med dem.
Man skulle tro at alt var hentet fra luftfart, at tiden var inne for å utvikle flere standardflykonstruksjoner til forskjellige formål, slik at det bare ble gjort mindre endringer i dem i fremtiden.
Det er det selvfølgelig ikke. I dag fullfører menneskeheten bare det første stadiet av luftfartsutvikling. Det er mulig at verden allerede er på nippet til å lage kvalitativt nye flyvemaskiner.
La oss prøve å forestille oss hvordan fremtidens fly vil se ut. Det er usannsynlig at de vil ligne selv de mest avanserte moderne modellene.
Salgsfremmende video:
De såkalte "flyvingene" dukker allerede opp. Bilene ble frigjort fra halen, som om fra unødvendig ballast. Riktignok gir halen flyet stabilitet, men det øker størrelsen på flyet, skaper ekstra drag og reduserer manøvrerbarhet og bevegelighet. Tailless-fly har eksistert i noen år. Alle av dem har fremdeles en betydelig ulempe: de er ikke veldig stabile på flukt.
Moderne høyhastighets ett-seters fly. Bemerkelsesverdig er de små dimensjonene på flyene og halen. Flyet har blitt "dekket" til sine begrensninger. Et slikt fly når en hastighet på 550 km i timen.
Noen designere prøver å kvitte seg med halen mer nøye: de forkorter gradvis flykroppen, og bringer haleenheten nærmere vingen. Et av disse Fokker-flyene ble vist på Paris Air Show i 1936. For dette flyet ble flykroppen erstattet av to smale bjelker som støttet halen. Flyet ble preget av en tynn profil og små vingestørrelser. Belastning per 1 kvm. m av bæreflaten på vingene nådde 140 kg for dette flyet - halvannen ganger mer enn konvensjonelle maskiner. Dette flyet kunne fly med en hastighet på 506 km i timen.
Man må tenke at designerne etter hvert vil bli kvitt flykroppen til slutt finne en ganske stabil form for spenningsløse fly. Allerede har noen firmaer i Amerika begynt å designe kraftige passasjerflyvinger som er designet for å frakte opptil 100 passasjerer.
Det massive utseendet til slike fly kan starte den andre fasen av luftfarten: bremseløse fly vil fly i luften. Disse maskinene vil kreve nye strømlinjer. Det viser seg at for hastigheter på 700-800 km i timen har moderne "stumpe" former for mye motstand. Flying wing designere vil prøve å skjerpe flykroppen og vingeprofilen så mye som mulig. Motoren vil tilsynelatende bli trukket tilbake. I moderne fly slår luftstrømmen skapt av propellen i flyet og skaper ekstra drag. Drivkraften til propellen fra å bære den tilbake vil bli betydelig forbedret. Rorene vil være i bakkanten av vingen, og det samme er luftfargene. Roret vil være plassert i endene av vingene i form av spesielle skiver. Flyet vil ikke ha noen utstående deler. Selv førerhuset visir vil være i nivå med overflaten. Som omtrentlige beregninger viser, er hastigheten til et slikt toseter uten takluke fly med en motor på 2000 liter. fra. kan føres opp til 800 km i timen. Belastning per 1 kvm. m vinge når 200 kg - dobbelt så mye som i moderne maskiner.
Tailless-flyutforminger kan erobre luftrommet i lang tid. Men nå vil hastigheten på flyene begynne å nå 1000 km i timen. Den vil nærme seg hastighet, lyd og deretter vokse ut. Med utseendet til slike "supersoniske hastigheter" vil propellen måtte vike for en annen fremdriftsinnretning. Hvis propellen snur for raskt, glir det meste av luften av bladene, og propellen kan ikke lenger øke kraften. Designerne vil møte et annet problem: hvordan erstatte propellen, som ærlig har jobbet innen luftfart i flere tiår? Det er mulig at det i en mer eller mindre fjern fremtid vil dukke opp en ny type fremdriftsinnretning, som for eksempel fungerer etter sentrifugalprinsippet.
To-bjelke-fly, som ble demonstrert på utstillingen i Paris. Halenheten er nær vingen. Dette flyet - overgangssteg til tailless "flygende vinger".
Se for deg en stor, svulmende, bufferlignende plate med et hull i sentrum. Dette hullet er ikke gjennom. På en viss dybde er den delt inn i flere "sjakter" som strekker seg fra sentrum i radiell retning og strekker seg utover ved kantene på disken. Hvis vi begynner å rotere en slik skive, vil luften i dens radielle aksler, under påvirkning av sentrifugalkraft, bli kastet til kantene og sprekke ut. På sin plass vil en ny porsjon luft suges inn gjennom hullet i sentrum. En ledeskovle kan plasseres i kanten av platen slik at luftstrømmen kastes i en retning, i rette vinkler til de radiale sjakter. Denne flyten vil skyve platen i motsatt retning. Ved å rotere en slik plate i enorm hastighet, kan det skapes kraftig skyvekraft.
I tillegg til den sentrifugale enheten, kan man forestille seg en annen type fremdriftsinnretning basert på prinsippet om insektflukt, som med sine vinger beskriver en lukket figur som ligner en figur åtte. Bladene til en slik propell vil slå luften med hele området, så luftslipp blir eliminert.
For videreutvikling av luftfart kan ikke bare halen, men også vingene vise seg å være unødvendig ballast. De blir bare lagret for start og landing.
Angivelig vil vingenes død skje gradvis, så vel som halen til døden. Fly med uttrekkbare vinger vil dukke opp, som etter start vil trekke seg inn, som nå, inntrekkbart landingsutstyr. I tillegg til dette vil motoren, sammen med propellen, slå på en spesiell ramme. Dermed vil det være mulig å endre skyveretning opp eller ned, avhengig av hvor rammen med motorenheten er dreid.
Så neste luftfart begynner. Flyet vil endre form igjen. Det vil begynne å ligne et flygende prosjektil, eller rettere sagt en luftbombe. Fra vingene vil det bare være små utvekster som ligner bomstabilisatorer. Fly-prosjektiler vil vises i luften. Farten deres vil overstige 1000 km i timen. Aerodynamikk av fly vil nærme seg artilleriballistikk.
Dusinvis av flere år vil gå, og flyet vil til slutt miste vingene og bli som et moderne sigarformet prosjektil. Halen til dette prosjektilet vil være omgitt av et antall hull som en høyhastighets luftstrøm kan føres gjennom. Ved å regulere denne flyten, lede den til et eller annet hull, kan du heve eller senke nesen til flyet, kjøre bilen horisontalt eller langs skrå linjer og vri i en eller annen retning.
Flygende prosjektil fremdrevet av en sentrifugalpropell. Et hullbelte er synlig på baksiden av prosjektilet. Disse hullene fungerer som ror. Ved å lukke og åpne dem, er det mulig å regulere høyhastighets luftstrømmen rundt flyet og endre flyretningen.
Start av et slikt prosjektilfly vil ikke gi noen spesielle vanskeligheter. For dette formålet er det mulig å tilpasse et firehjuls landingsutstyr, som flyet er montert på før start. Når tilstrekkelig hastighet er nådd, vil prosjektilet gli av vogna og stige opp i luften. Landingsutstyret vil forbli på flyplassen. Det vil være mulig å lande ved hjelp av spesielle gruver. Når du flyr inn i en slik sjakt gjennom et spesielt horn, vil prosjektilet frigjøre en serie med bremseklosser rundt omkretsen. I gruven får han inn en kraftig møtende luftstrøm, som raskt vil "slukke" hastigheten på prosjektilet. I tilfelle en ulykke eller tvungen landing kan sjåføren løsne de tunge drivstofftankene og turbinenheten ved å vri håndtaket og slippe dem ned. Cockpiten med folk vil gå ned med fallskjerm.
Det er vanskelig å si hva som registrerer et slikt fremtidens fly kan utvikle seg. Det er mulig at den når en hastighet på opptil 2 000 km i timen og en flyhøyde på opptil 100 km. Kampen for hastighet, for store høyder på dette luftfartsstadiet, vil i stor grad akselerere utviklingen av fremdeles langt fra perfekte jetmotorer. Slike motorer vil bli installert på mange prosjektilfly.
Men det er mulig at dette stadiet i luftfarten ikke blir det siste. Mennesker vil ønske å oppfylle sin gamle drøm - å komme seg ut av jordens tyngdekraft. Designerne vil bli møtt med oppgaven å beseire luftmotstand, noe som er spesielt sant i høye hastigheter.
På fotografiene av kuleflukten kan man se at et hull i glasset er stanset allerede før kulen berører den. Glasset er knust av den komprimerte luften som har samlet seg rundt kule-nesen. Umiddelbart rundt hvert flygende legeme, det være seg et prosjektil eller et fly, dukker det opp et tett skallskall, kalt grenselaget. Tykkelsen på dette grenselaget avhenger av størrelsen på det flygende legemet. Grenselaget beveger seg med kroppen og beskytter kroppsoverflaten mot for sterk luftfriksjon
Disse observasjonene antyder om atmosfæren vår, det vil si luften som omgir jorden, er det samme grenselaget for kloden vår. Den siste forskningen beviser at hele universet er fylt med materie, men bare av forskjellige tettheter. Interplanetarisk rom er også fylt med materie, om enn veldig sjelden. Dette er grunnen til at det vises en komprimert luftpute rundt planetene. Siden materie er ekstremt sjeldent i interplanetisk rom, trengte jorden en hastighet på 30 km per sekund for å oppnå et grenselag med en tetthet på bare en atmosfære. Rundt prosjektilet som flyr i dette allerede komprimerte miljøet, skapes et grenselag med en tetthet på hundrevis av atmosfærer, selv om prosjektilet flyr i luften mange ganger saktere enn jorden i verdensrommet.
Grenselaget til prosjektilet når en enorm tetthet bare i den fremre, nese delen. Dette medfører også mye luftmotstand under prosjektilets flyging. Kloden opplever ingen slik motstand. Jordens atmosfære er fordelt jevnt over hele overflaten. Jordens rotasjon rundt dens akse spiller en ekstremt viktig rolle i dette. Hvis jorden ikke roterte, ville det bli opprettet en sterkt komprimert luftpute foran ballen, og i den andre halvkulen ville atmosfæren være ekstremt sjelden. Men jorden, roterende, setter konsekvent alle sidene under press. Luftpartikler har ikke tid til å bryte vekk fra jordoverflaten og igjen komme under trykk, som om de slår dem til jorden.
Rør for landing av fremtidige prosjektilfly. Flyr inn i dette hornet faller flyet under påvirkning av en kraftig møtende luftstrøm, som raskt "demper" hastigheten.
Dette fenomenet kan lett verifiseres med en modell. Bygg en plate på kanten som en ball kan rotere langs aksen. Hvis du setter disken i bevegelse og samtidig får ballen til å rotere, vil du ha en grov modell av jorden, som roterer samtidig rundt aksen og i bane. Lim rundt omkretsen av ballen, langs dens, så å si, "ekvator" av silken. Hvis bare en disk bringes i rotasjon, vil disse silkene strekke seg i en retning som "halen" til en komet. Dette er formen av en luftstrøm som er opprettet rundt en kule eller prosjektil. Hvis bare en ball roteres og lar disken være bevegelig, vil silkene under påvirkning av sentrifugalkraft blomstre i alle retninger langs radiene. Hvis platen mens du roterer ballen settes i gang samtidig, vil silketrådene bli jevnt presset mot ballen fra alle sider. Det samme vil skje med demhva som skjer med luftpartikler rundt jorden.
Flyet i den fjerne fremtid - "Flygende planet". På denne flygende ballen vil folk kunne overvinne tyngdekraften.
Så analogien med planetenes bevegelse antyder at det er mulig å eliminere motstanden til det komprimerte grenselaget som samler seg i den fremre delen av det flygende legemet. Hvis vi gjør dette legemet sfærisk og gir det rotasjon rundt en akse under flyging, vil grenselaget være jevnt fordelt over hele overflaten. Som et resultat vil den kolossale luftmotstanden som vises under rask flyging forsvinne.
Så folk vil kanskje en dag kunne lage små "flygende planeter" med en sfærisk form.
La oss prøve å forestille oss en av disse flygende baller.
Det ytre skallet på den flygende ballen er bevegelig. Den kan rotere langs aksen i bare en retning - fra topp til bunn. Inni er det et andre skall, hengt opp fra samme akse, men under påvirkning av tyngdekraften forblir det stasjonært i forhold til aksen under flyging. Den er delt over flere etasjer. I den nedre delen er det last og matforsyning. Over er et gulv med flytende jetbrensel (oksygen, flytende karbon). Høyere fremdeles er vitenskapslaboratorier, besetningskvarter, verksteder og andre vaskerom.
Hvordan beveger en slik ball-planet seg?
Et såkalt jetbelte er anordnet i det indre skallet på kulen: kamre er lokalisert rundt omkretsen i en ring, der drivstoffforbrenning skjer. I det ytre, roterende skallet på ballen tilsvarer dette reaktive beltet et belte med dyser som gassene som dannes i kamrene kan slippe utover. Dette ytre beltet presses tett mot det indre, slik at glidningen av det ytre skallet ikke skaper noen hindringer for driften av jetkamrene. Avhengig av hvilken sektor i jetkamrene fungerer, kan ballen bevege seg fremover eller bakover, opp eller ned når som helst. For å utføre ballens svinger er det også anordnet flere sidekamre.
Før løfting ruller ballen langs bakken til den henter tilstrekkelig hastighet til å ta av. Etter dette blir reaksjonskamrene slått på slik at skyven leder ballen oppover i ønsket vinkel. Landingen er omtrent den samme. Men skyven overføres fremover og bremser ballen.
Hastigheten til utstrømningen av gasser gjennom jetdysene kan økes til 2000 meter per sekund. Som et resultat av rotasjonen av det ytre skallet, vil luftmotstanden være relativt neglisjerbar.
På en slik flygende ballong vil folk nå en uhørt hastighet - mer enn 100 tusen kilometer i timen. Om seks til syv timer vil det være mulig å fly til månen og komme tilbake. En mann på et slikt prosjektil kan lett overvinne jordens tyngdekraft og slå seg fri i universets enorme styrke.
Forfatter: P. GROKHOVSKY. Tegninger av A. PREOBRAZHENSKY og S. LODYGIN. "Teknologi for ungdom" 1938
