Наука и техника в современных войнах
Шрифт:
Другой трудностью, вытекающей из этих же обстоятельств, является чрезмерное увеличение длины фюзеляжа, что влияет как на весовые показатели конструкции, так и на динамику полета. Но все это не имеет такого принципиального значения, какое имеет выигрыш в отношении защиты экипажа самолета от проникающего излучения реактора.
Является ли рассмотренный путь единственным? По-видимому, нет. Можно указанные выше принципы реализовывать не совместно, а по отдельности. Нельзя ли, например, еще больше увеличить расстояние между людьми и реактором? Отвечая на такой вопрос, можно вспомнить, что подобная задача выдвигалась в советской популярно-технической печати очень давно. Еще в 1935 году в журнале «Техника — молодежи» была помещена статья, где ставился вопрос о возможности
В журнале «Ньюсуик» от 23 апреля 1956 г. описывается атомный самолет, буксирующий планеры. Указывается, однако, что такое решение таит в себе почти непреодолимые трудности, если бы его нужно было реализовывать при современных скоростях полета. Поэтому можно предполагать, что устройство беспилотных атомных буксиров является более трудной задачей, чем создание рассмотренной выше машины.
Совсем иначе складываются обстоятельства для постановки вопроса о создании беспилотного атомного самолета, не буксирующего никаких планеров. Такой самолет мог бы быть, несомненно, очень полезным для решения многих научных и технических задач. Его можно было бы успешно применить для сверхдальнего скоростного транспорта почты, газетных матриц, ценных грузов.
Можно было бы, например, на основе таких беспилотных атомных самолетов организовать почтово-грузовую экспрессную линию Москва — Антарктида. При реализации этой идеи, конечно, возникнут свои трудности. В особенности важным будет вопрос о том, чтобы в транспортируемых объектах не возникало опасной вторичной радиоактивности от воздействия нейтронного потока, выбрасываемого реактором.
Беспилотные самолеты, по данным иностранной печати, могли бы быть применены и для регулярного наблюдения за высокими слоями атмосферы, ретрансляции коротковолновых радиоволн, осуществления картографических аэрофотосъемок на значительных по длине маршрутах и для многих других целей, когда необходимо обеспечить длительное пребывание самолета в воздухе.
Во всяком случае, по мнению иностранных специалистов, несомненно одно: чем больше будет развиваться беспилотная авиация и чем дальше и дольше должны будут летать беспилотные самолеты, тем легче и эффективнее можно будет реализовать использование атомной энергии для целей авиации.
Кроме этой перспективы, следует иметь в виду и много других- вопросов, связанных с увеличением дальности и скорости полетов. В частности, заслуживают внимания следующие задачи [5] .
5
См. газету «Советская авиация», 1957, 16 июля.
Представим себе, что необходимо обеспечить доставку на самолете срочного груза на расстояние около 15 000 километров. Допустим, что самолет будет лететь со скоростью, превышающей скорость звука. В этих условиях сила тяги двигателя будет равна примерно весу самолета. Таким образом, на пути в 15 000 километров на движение самолета будет затрачено 15 миллионов килограммометров работы на каждый килограмм общего веса самолета. Это очень большая энергия.
Сразу же возникает вопрос — нельзя ли найти способ снизить энергию, необходимую для движения?
Что будет, например, если подняться на высоту около 200 километров над поверхностью Земли, где практически нет воздуха, и лететь там на основе тех принципов, которые определяют движение искусственного спутника Земли? В этом случае для подъема 1 килограмма на 200 километров потребуется работа, равная приблизительно 200 тысячам килограммометров. Кроме того,
Энергия, необходимая для того, чтобы сообщить одному килограмму такую скорость, равна примерно 3,2 миллиона килограммометров. Учитывая еще и определенную ранее работу подъема на высоту 200 км, получаем общую энергию, равную 3,4 миллиона килограммометров, вместо 15 миллионов килограммометров при полете самолета. Значит, космический полет оказывается приблизительно в 4,5 раза более экономичным, чем скоростной полег самолета, и вместе с тем примерно раз в 20 быстрее.
Таким образом, мы выигрываем при движении вне атмосферы сразу и в скорости, и в экономии энергии. Отчего это происходит? Ответ весьма прост: при переходе в космическое пространство мы освобождаемся от сопротивления воздуха. Воздух был в свое время опорой для первых полетов человека. Еще и сейчас он является практически единственной дорогой для полетов, если не считать крайне редких опытов с дальнобойными ракетами. Воздух, подобно руке заботливой матери, поддерживал человека при первых его попытках летать. Но полеты становятся все быстрее и быстрее, все выше и выше. И эта рука перестает уже оказывать нам помощь. В силу диалектики развития то, что было помощью, перерастает в помеху. И, вероятно, уже не столь далеко то время, когда человек на дальние расстояния будет летать не через воздух, а через космическое пространство.
При полете на очень большие расстояния космический полет был бы более экономичным в энергетическом отношении, что мы уже видели на примере, рассмотренном в начале статьи.
Впрочем, необходимо заметить следующее. Все сказанное здесь справедливо при космических полетах, совершаемых по окружностям, лежащим в плоскости, проходящей через центр тяжести земного шара. Если при космическом полете нужно изменить направление движения или его скорость, то это можно сделать только при помощи соответствующих реактивных двигателей, затрачивая некоторое дополнительное количество энергии. Это обусловлено тем, что в космическом пространстве нет такой среды, опираясь на которую можно маневрировать, к чему мы так привыкли, двигаясь в земной атмосфере…
Как следует представлять возможный будущий переход от высотной и скоростной авиации к космическим полетам? Будут ли высоты и скорости полета расти постепенно, как это было до сих пор, или же здесь должен произойти резкий скачок? Чтобы ответить на эти вопросы, следует вспомнить о метеорах. Метеоры — это небольшие тела, состоящие из металла (железа) или минералов, залетающие в земную атмосферу из космического пространства со скоростями от нескольких километров до нескольких десятков километров в секунду. Более медленно летящие метеоры имеют такие же скорости, как самолеты ближайшего будущего. Метеоры, как известно, очень сильно разогреваются в атмосфере на высоте в десятки километров. Высокая температура, называемая температурой торможения, возникает в результате торможения потока воздуха, набегающего на какую-либо преграду. Температура торможения зависит от скорости полета. Если же скорость полета в воздухе достигает величины, достаточной для космического полета вокруг Земли и равной примерно 29 тысячам километров в час, то температура торможения достигает десятков тысяч градусов.
Скорость, необходимая для устойчивого и длительного горизонтального полета, растет с высотой потому, что уменьшается плотность воздуха. Это показано на рис. 14.
Рис. 14. Зависимость скорости устойчивого горизонтального полета от высоты. (По журналу «Природа» № 1 за 1958 г.)
При росте высоты полета интенсивность нагревания летящего тела сначала тоже растет, а потом, когда дальнейшее увеличение скорости полета прекращается, интенсивность нагревания уменьшается, так как происходит дальнейшее уменьшение плотности воздуха Это показано на рис. 15.