Андрей Туполев. Полет продолжается

Еще в детстве меня поражали не только самолеты и планеры, которые плыли в небе или выделывали разные петли и перевороты, но и обыкновенные бумажные самолетики. Почему они так ловко парят в воздухе или несутся стремительно несколько метров, а потом уходят в штопор и падают носом в землю?.. Кто из нас не пускал эти бумажные самолетики, сделанные из тетрадного листка! Всякий наблюдал их полет, удивлялся их неожиданным кульбитам. А ведь это все зависело от конструкции крыла.

…Провести некий «ликбез» все же придется – в книге встречаются авиационные термины. Да и понять замыслы конструкторов будет проще, зная хотя бы схематично устройство летательного аппарата.

Когда гигантский самолет, казалось бы, с трудом делает разгон на взлетной полосе, а потом с трудом отрывается от земли, невольно удивляешься: за счет чего происходит это чудо? И не очень-то веришь, что главной опорой самолета является поток воздуха. Но это именно так. Оказывается, принцип летательного аппарата достаточно прост.

Устройство самолета. Схема

[Из открытых источников]

Схема устройства самолета.

Любой современный авиалайнер состоит из следующих основных частей: фюзеляж, крылья, силовые установки (двигатели), оперение, взлетно-посадочное устройство, системы управления. Кроме основных частей, есть еще сотни разных систем, отвечающих за управление, безопасность, создание нормальных условий для пассажиров и членов экипажа.

Главный элемент лайнера – двигатели, силовые установки, которые обеспечивают большую тягу, позволяющую разогнать машину до больших скоростей. За счет большой скорости самолет взлетает. Когда он делает по взлетно-посадочной полосе нужный разбег, закрылки на крыльях опускаются вниз. Они воспринимают нагрузку встречного воздуха, из-за чего возникает большая подъемная сила, которая и отрывает лайнер от земли.

Тело самолета, то есть все, что переносится его двигателем, за исключением самого двигателя, в авиации называется планером. Планер состоит из крыла, фюзеляжа, оперения (стабилизатор и киль) и шасси. Сюда же относят и особый отсек, который часто выходит за пределы крыла или фюзеляжа и предназначается для установки двигателя. Этот отсек называется мотогондолой.

Двигатель толкает самолет, крылья изменяют вектор тяги и создают подъемную силу, самолет поднимается в воздух, набирает нужную высоту, стабильную скорость и летит. Когда необходимо снижаться для посадки, пилот сбавляет обороты двигателя, меняет направление подъемной силы с помощью закрылков и стабилизатора на крыле. При приближении к земле пилот выпускает шасси, и самолет касается взлетно-посадочной полосы.

Схема устройства турбовинтового двигателя

[Из открытых источников]

Кажется, все просто и понятно. Но это совсем не так. Техническое устройство самолета чрезвычайно сложное. Конструкторы и инженеры, чтобы безопасно поднять и посадить машину, проводят тысячи расчетов, испытаний, экспериментов. Ради безопасности, скорости, удобства самолета трудятся десятки, сотни коллективов, ради этого рискуют десятки, сотни смельчаков-испытателей.

Сердце самолета – авиационный двигатель. Авиадвигатели подразделяются на винтовые и реактивные. У винтового двигателя рабочим органом является винт. У реактивного – все необходимое для полета находится в корпусе самого двигателя. К винтовым двигателям относятся поршневой и турбовинтовой.

Поршневой двигатель – первый тип двигателя, который начали применять на воздушных судах. Эти двигатели такие же, как в большинстве автомобилей. Чем больше цилиндров, тем больше мощность. Но увеличение числа цилиндров, вращающих коленчатый вал, неизбежно ведет к увеличению массы мотора и, соответственно, ухудшению летных характеристик машины. Поэтому сделан шаг вперед: конструкторы разработали турбовинтовой двигатель. В турбовинтовых двигателях винт приводится во вращение с помощью особого органа – турбины.

Воздушный поток, набегающий в полете на двигатель, попадает в компрессор, где происходит его сжатие. Сжатый воздух поступает в камеру сгорания, куда одновременно впрыскивается топливо. Воздух и топливо образуют специальную топливовоздушную смесь, которая, сгорая в камере, выпускает горячие газы, воздействующие на турбину. Она приходит во вращение и через редуктор приводит в движение воздушный винт. Турбовинтовой двигатель проигрывает поршневому в экономичности, но превосходит его по мощности.

Турбореактивный двигатель по своему устройству напоминает турбовинтовой. Однако если у последнего подъемная сила создается за счет вращения воздушного винта, то у турбореактивного двигателя – посредством выходящей из сопла газовой струи.

Турбореактивные двигатели подразделяются на дозвуковые, сверхзвуковые и гиперзвуковые, служащие для создания скоростей, которые в разы превосходят скорость звука. Эти двигатели широко используются в военной авиации.