Чудеса техники
Шрифт:
Однако такого рода машины, хоть и доказали возможность автономного, без двигателя, полета человека, пока еще служат скорее для развлечения. Но кто знает, не окажутся ли они полезными впоследствии для разведывательных целей или для исследования планет?
Что же касается опыта изучения полетов птиц, то он, безусловно, пригодился – прежде всего при расчетах и конструировании крыльев самолетов. Вспомните, ведь птица машет крыльями, набирая высоту или летя горизонтально. Но часто она просто парит в вышине, улавливая потоки восходящего воздуха, или плавно планирует, заходя на посадку. Что держит ее в это время? Как обтекает воздух поверхность крыльев? Чем можно изменить подъемную силу?
Ответы на подобные вопросы, прикидки, испытания, моделирование и продувка самолетов в аэродинамических трубах, а также компьютерное моделирование помогают постоянно улучшать параметры самолетов. Вся мощь науки и техники была брошена на решение задач авиации, что и обеспечило ей столь быстрый прогресс.
Судите сами: в конце 1903 года самолет братьев Райт продержался в воздухе двенадцать секунд и пролетел около сорока метров. В 1909 году первый аэроплан перелетел через пролив Ла-Манш, в 1919-м – самолет пересек Атлантический океан.
За следующие два десятилетия протяженность постоянных самолетных маршрутов выросла почти в восемьдесят раз. И эти данные оказались вовсе не рекордными.
Авиацию ждал новый взлет, связанный с появлением реактивного самолета.
Зачем понадобилась реактивная авиация?
Первые самолеты, как вы, наверное, знаете, приводились в движение пропеллером-винтом. Впрочем, пропеллеры не потеряли своего значения для авиации и по сей день. Наглядный пример – вертолеты. Недаром их именуют еще и винтокрылыми машинами.
Тем не менее использование пропеллеров наряду с вращавшими их поршневыми двигателями имело свои пределы. Во время Второй мировой войны стало очевидно, что для достижения больших скоростей и высот нужны иные двигатели. Принцип их действия был, как и многое в науке и технике, известен давно.
Пушка при выстреле откатывается назад, ружье, выпустив пулю, бьет прикладом в плечо. Называется это отдачей, реакцией. Нельзя ли такой процесс сделать непрерывным? Например, если кипящий чайник поставить на легкую тележку, то вырывающаяся из его носика струя пара заставит тележку двигаться в противоположном направлении. А если использовать для этого не пар, а газовую турбину? Или сжигать топливо в камере, а продукты сгорания – газы – выпускать в одном направлении. Возможно, это заставит машину двигаться?
Эти идеи получили техническое воплощение еще в 1910 году, когда на авиационном салоне под Парижем в воздух был поднят самолет особенной конструкции. Поздравляя его создателя, знаменитый А. Эйфель, построивший не только известную башню, но и аэродинамическую трубу, сказал: «Вы опередили эпоху на 30, а то и на все 50 лет!» Войны резко подстегнули разработки, что и привело к созданию реактивного самолета. С начала сороковых годов реактивные истребители стали выпускаться серийно, а в послевоенное время на реактивную тягу перешла и гражданская авиация.
Именно реактивный двигатель позволил самолету впервые превысить скорость звука, подняться на высоту в два десятка километров. Новые двигатели увеличили мощность и грузоподъемность летающих машин настолько, что стало возможным перевозить по две-три сотни пассажиров на тысячи километров, оперативно доставлять в самые разные точки земного шара сотни тонн грузов.
Реактивный самолет стал самым быстроходным современным транспортом. Внешне он мало похож на своего прародителя – вытянутый обтекаемый фюзеляж, прижатые к корпусу крылья, убирающиеся при взлете шасси. А как изменилась «начинка» самолета! Система автоматической посадки, автопилот, гидравлическая передача для управления рулями, система предупреждения столкновений, спутниковая связь… Одних только шкал, цифровых указателей, табло и экранов в кабине летчика больше сотни! Здесь без компьютера – как без рук!
Сочетая качества ракеты и самолета, конструкторы создали космический челнок – «Шаттл». Он поднимается в заатмосферные высоты подобно ракете, а приземляется как настоящий самолет. Такого рода машины дают нам возможность заглянуть в завтрашний день авиации.
По космическим орбитам
Пожалуй, вырваться за пределы земного тяготения было настолько дерзновенным устремлением человечества, что долгие столетия об этом мечтали лишь поэты и писатели-фантасты. Даже во второй половине XIX века, когда пар и электричество преображали производство и наземный транспорт, мало кто связывал эти достижения с выходом в космическое пространство. И если об этом писали, как, например, Жюль Верн в своих романах, то представляли запуски в космос совсем не так, как это делается сегодня. Думали, что аппараты на Луну можно отправить, стреляя из огромной пушки. Отметим, что этот способ выхода в космос оказался вовсе не безнадежным. Но осуществить его удалось только в наше время.
Генеральной дорогой космонавтики стало использование ракет. Сами по себе они были известны давно, исторические источники отмечают их применение несколько столетий назад в Китае и Индии. Но это были небольшие устройства, и вряд ли кто-нибудь усматривал в них возможность заатмосферных путешествий.
Реально космонавтика начала становиться на ноги, когда появились научные расчеты. Они доказывали выполнимость полета по орбите вокруг Земли и даже далеко за ее пределы с помощью реактивной техники, но создание ее требовало новаторских конструкторских и инженерных решений.
Правда, когда появились эти расчеты, еще только-только «вставала на крыло» авиация и многие справедливо сомневались в быстрых темпах даже ее развития. Что ж говорить о каких-то ракетах, направляемых в заоблачные выси! Но жизнь подтвердила фантазии ученых, и это произошло весьма скоро…
Почему движется ракета?
Вклад, который внес в обоснование возможности космических полетов наш соотечественник К. Э. Циолковский, неоспорим и признан во всем мире. Живя в тихой и провинциальной Калуге, скромный учитель смог облечь свои мечты в конкретные формулы, на которые затем опирались все, кто хотел реализовать полет в космос. Циолковского поэтому называют основоположником теоретической космонавтики. Но на склоне лет ему удалось застать начало практического воплощения своих надежд.