 |
|
 |
|
|
|
|
|
Проф. Н. А. РЫНИН Издательство П.П. Сойкин 1929
|
Реактивный дирижабль 1882 г. В 1882 г. Пульк Рабек предложил проект реактивного дирижабля следующего устройства: гондола прочно соединена с шаром. Корабль передвигается посредством всасывания воздуха спереди и выхода воздуха сзади вентиляторами. Длина дирижабля – 100 m, диаметр – 15 m, объем – 6515 m3. В 1888 г, Сиарсю (Ciarcu) установил на лодке, плававшей по р. Сене, двигатель, действовавший реакцией взрыва особого взрывчатого вещества. Однако, опыты были прерваны, благодаря несчастному случаю при взрыве состава, при чем были убиты два помощника экспериментатора. В 1886 г. в манеже кавалергардского полка в Петербурге, инженер Эвальд сделал опыт с полетом небольшого самолета при помощи ракеты.
Паролет Гешвенда. В 1887 г. в Киеве вышла в свет брошюра Ф. Гешвенда «Общее основание устройства воздухоплавательного парохода (паролета)», в которой автор развивает идею реактивной работы пара, предложенной им еще ранее в брошюре «Общее основание применения такой работы к жел.-дор. паровозам». Развитие заключается в применении реактивного действия пара к полету аэроплана. Гешвендом в упомянутой брошюре был дан чертеж аэроплана в трех проекциях и расчет. На основании своих расчетов автор получает следующие результаты: скорость при взлете 104½ версты в час, площадь крыльев – 350 кв. фут., лобовое сопротивление – 28,29 пуда, подъемная сила – 81,15 пуда. Угол встречи крыльев – при взлете 16°, при полете с 6°,7 – скорость 157 верст, при 4°,1 – 200,8 верст в час и расход пара 520 фунт. в час. При 3° – 260 верст при расходе пара 480 фунтов в час. (черт. 62 и 63). Поездка из Киева в С.-Петербург с 5-ю остановками по 10 минут совершится в 6 часов. При конденсации воды расход ее будет на 50% менее, например, не 520, а 260 фун. в час. Запас на один час полета будет: топливо (керосин) – 40 фунтов и вода – 6,5 пудов. Давление пара в котле 10 atm. В аппарате помещаются 3 пассажира и 1 машинист. Для управления служат руль поворотов и поворот последней воронки пароструйного аппарата вокруг вертикальной оси для изменения давления пара на крылья. Мощность двигателя 199 HP. Максимальный расход пара 960 фут. в час. Диаметр расходного отверстия – 0,62 д. Площадь нагрева котла – 80 кв. фут. Вес аппарата 69,6 пуд., включая воду 7 пуд., в котле, запас ее на час полета 6,5 пуда и топливо – 1 пуд. Полезная подъемная сила 11,55 пуда. Стоимость – 1400 руб.
Как видно из чертежа, двигатель – реактивный паровой, при чем пар, выходя по трубке из котла, проходит ряд сопл, подобных инжекторным и увлекая за собой большую массу воздуха, вырывается из последней – седьмой воронки. Мультипликатор Бурдона. Еще до 1888 года Бурдон предложил прибор, при помощи которого можно было измерять скорости ветра, и который был весьма чувствителен, так как он, при помощи остроумного устройства, увеличивал эти скорости во много раз. Этот прибор состоял из трех, вложенных одна в другую двойных конических трубок эжекторного типа, из которых каждая внешняя усиливала подсасывающее действие во внутренней. Например, если воздух попадал в раструбы слева со скоростью v (черт. 64), то проходя по трубе 3, он усиливал подсасывание во 2-й, а проходя во 2-й, – усиливал подсасывание в 1-й. Трубка от манометра (b) вела в узкую часть раструба 1 и указывала в нем степень (m) – подсасывания. На черт. 65 показаны диаграммы, характеризующие скорости и давления во всех трех трубках при изменении скорости ветра v, например, при скорости ветра 11 m/sec (кривая v) ей соответствовало при обычных условиях давление (подсасывание) около 11 mm вод. столба, тогда как в трубке 3 разрежение будет около 33 mm, вo 2-й около 140 – и в 1-й – 300 mm Этот прибор может быть сделан обратимым, т. е., заставляя по трубке а а поступать газы и вырываться вправо из трубки 1-й, можно, при помощи трубок 2-й и 3-й заставить большие массы воздуха увлекаться вправо и вырываться из правого раструба трубки 3-й, благодаря чего получается значительное реактивное действие прибора.
Ракетный дирижабль. Около 1888 года один француз взял патент на дирижабль, который должен был быть снабжен пушкой, поставленной в гондолу; при выстреле из пушки, образующийся откат ее должен был служить для передвижения дирижабля в желаемом направлении. Французские авторы Ж. Фор и Графиньи в своем романе «Aventures Extraordinaires d'un savant russe» (Paris 1889 г..) описывают два реактивных аппарата, которые применяют жители луны для плавания по воде и для летания по воздуху.
Первый аппарат (черт. 66) применяется для плавания по воде и состоит из поплавков А А, круговой каюты В, мотора С и трюма D. Насос всасывает воду через отверстие переднего поплавка и гонит её через отверстие заднего. Сила всасывания и сила реакции должны двигать судно справа налево. Второй аппарат (черт. 67). Аппарат состоит из лодки с крыльями и реактивного двигателя. Особая смесь, при взрыве, дает газы, которые, вылетая у кормы лодки, производят отдачу, толкающую аппарат в противоположную сторону. При этом, однако, автор считает, что толчек получается при давлении газов на воздух.
В Америке в конце 1890 годов появился проект особого дирижабля инженера Бэтти, приводимого в движение реактивной силой газов, образующихся от взрывчатых шариков, запас которых автоматически подается к месту взрыва позади кормы. Ряд толчков от таких взрывов и должен был приводить дирижабль в движение по желаемому направлению (черт. 68).
Орнитоптер Густава Трувэ. В 1891 г. во французскую академию наук Густав Трувэ представил проект летательной машины, напоминающей сказочного дракона с распущенными крыльями, которые прикреплялись к ножкам подковообразно изогнутой пустотелой трубки (черт. 69). Если увеличить давление заключенного в ней воздуха, то она начнет распрямляться и раздвигать ножки, при понижении давления последние будут, наоборот сдвигаться. Ряд таких изменений давления вызовут периодические колебания трубки, которые и передадут движение крыльям. Колебательные движения должны вызываться последовательными взрывами патронов со смесью водорода и кислорода, помещенных в автоматически действующем револьверном барабане. Модел эта весила 3½ kg и при взрыве 12 патронов могла пролетать расстояние в 75 метров. После каждого удара птица поднималась, а затем немного опускалась. После двенадцатого выстрела она опускалась на землю красивым скользящим полетом.
Фотографирование земли при помощи снаряда или ракеты. В 1891 году в Германии был взят Людвигом Рорманом патент на применение ракеты для фотографирования земной поверхности (№ 64209). Идея устройства аппарата заключалась в следующем: (черт. 70). На земле устанавливался станок с ракетой А. При зажигании, последняя улетала в воздух, в данный момент взрывалась и освобождала парашют с фотокамерой, которая производила снимки. Затем парашют с камерой подтягивались к месту взлета при помощи тросса е и ворота f. Сама ракета состояла из оболочки с горючим а. Когда последнее сгорало, происходил взрыв заряда b, который, при помощи тарелки d выбрасывал парашют с фото-камерой, разрывая оболочку с.
Ракетный дирижабль Петерсена. Николай Петерсен в Гвадалайяре (Мексика) взял в 1892 году патент на дирижабль, приводимый в движение ракетным двигателем. Общий вид дирижабля изображен на черт. 71 (I). Он состоит из газового баллона а, заключенного внутри оболочки b. Под баллоном а находится пассажирское помещение а', с окнами с. На корме имеется впадина, в которую вставлен раструб (m), в виде усеченного конуса, узкий конец которого примыкает к барабану (k) (черт. 4). Этот последний похож на револьверный барабан и заключает в себе ряд ракет. Барабан k может вращаться вокруг двух осей, укрепленных на двух кольцах. Одна ось ее, укреплена на стойках и позволяет барабану вращаться вокруг горизонтальной оси при помощи рычага (r) (черт. 4). Другая ось (hh) укреплена между наружным (d) и внутренним (g) кольцами и позволяет барабану поворачиваться вокруг вертикальной оси при помощи бесконечного винта w и зубчатки g (черт. 5). В кольце g' сделано два круглых отверстия – одно против раструба (m), и через него вырываются газы при взрыве ракет, а другое внизу – слева – для вкладывания новых ракет в барабан и для удаления обоим использованных ракет. Ракеты l помещаются в барабане и последовательно взрываются при помощи электрического запальника (черт. 7). Рулевое устройство, необходимое для изменения направления движения, достигается поворачиванием всего кормового ракетного двигателя вокруг вышеупомянутых двух осей hh и ее. Тогда реакция уже не будет совпадать с осью корабля и будет его поворачивать в желаемую сторону. Описанное изобретение, интересное по идее, однако, мало пригодно на практике, так как: 1) движение будет происходить толчками, вредными для конструкции дирижабля, 2) регулировка и замена ракет производится от руки, что утомительно и не надежно, 3) нет расчета количества и мощности ракет и не указан их вес, и вряд ли дирижабль того относительного объема, какой показан на чертеже, сможет поднять требуемое количество ракет, 4) не обезпечена безопастность от взрыва. 1892 г. Патент № 68783. Е. Лаваренно (Париж) (черт. 72а). В этом аппарате особый двигатель М гонит сжатый газ (воздух, пар или газ) через камеру С в два раструба А–B, – один В направленный вниз, другой А назад. Создаваемые реакции должны давать подъемную силу и движение вперед. Для облегчения выхода газа в раструбах помещены валы аа и bb, с пропеллерами, которые вращаясь, создают благоприятные условия для выхода газа. Многочисленные проекты летательных аппаратов с различным применением идеи реактивных свойств истекающей жидкости или газов появились в разное время и многие из них описаны в книге «Die Ent-wicklung der Flugzeugapparate an Hand der deutchen Patentliteratur vom Jahre 1879 – 1911» (Herausgegeben B. Alexander Katz). Berlin 1917. Среди этих проектов можно отметить следующие: 1895 г. Патент № 89890 Карла Рейтера (Мюнхен) (черт. 72b). В его аппарате воздух засасывается через верхнее основание коробки, имеющей вид усеченного конуса и вращающейся вокруг своей оси при помощи мотора. Далее воздух отбрасывается к периферии основания и, благодаря центробежной силе, вырывается через отверстия и этой периферии вниз, создавая реакцию вверх. 1895 г. Патент № 86738 Геберта (Берлин). Аппарат должен подниматься и двигаться горизонтально реакцией вырывающегося из поворотного крыла газа, причем, для увеличения силы реакции применена система труб (а), на подобие инжекторных (черт. 72с). В 1895 г. перуанец-инженер Педро – Е Паулет (Pedro Paulet E.) изобрел ракету, описание которой было опубликовано в газете. «El Gommercio» на испанском языке 7 октября 1927 г. в Лиме. Высота ракеты 10 cm, открытое устье – 10 cm диаметром. При помощи кранов к устью подводилась периодически смесь перекиси азота и бензин, которые взрывались электрической искрой. По словам автора, ракета, весом 2½ kg, давала 300 взрывов в минуту и показывала по-динамометру тягу 90 kg. Газовый реактивный прибор Ал. Федорова. В 1896 году А. Федоров опубликовал идею устройства реактивного аппарата, который должен был передвигаться в пространстве при помощи отдачи газов и исключающий атмосферу, как опорную среду (черт. 72d). Газ (пар, воздух под давлением или углекислота) поступают по трубкам а в трубу b, из которой через ее открытое устье с и вырываются в пространство, производя отдачу Р, которая и заставит прибор передвигаться по направлению этой отдачи. 1901 год. Патент № 134182 Вапплера (Шпандау). Аппарат (дирижабль) должен двигаться силою реакции воздуха, который засасывается винтами с носа дирижабля и гонится по продольной трубе к корме, откуда и вырывается назад. Проекты реактивных аппаратов Материкина, Бермана, Соколовского В конце 1908 года появилось сообщение в газетах, что изобретатель Материкин с доктором естественных наук Берманом предложили для получения полета применить реакцию вытекающего из ракеты сжатого газа или жидкого воздуха. Подобную же идею высказал в техническом журнале изобретатель Соколовский. В этом же направлении в Германии работал и Познанский, применяя компрессоры, или так называемые газоструйные двигатели, действующие вспышками.
1909 год. Патент № 228654 Антоновича (С.-Петербург) (черт. 72е). Аппарат должен держаться в воздухе силою реакции взрывающейся при помощи электрических искр взрывчатой смеси, при чем взрывы в большом числе следуют друг за другом, создавая необходимые импульсы. На чертеже изображены: платформа, на которой расположены приборы м для приготовления газовой (бензин, воздух) смеси. Последняя по трубкам (а) идет наверх, в сосуд с из которого вырывается вниз по многочисленным трубкам, взрываясь при выходе.
Краткую теорию реактивного двигателя при работе его в безвоздушном и воздушном пространствах дает проф. А. Будау с своих лекциях о теории и постройке летательных аппаратов (A Budau «Vortrage iiber Theorie und Bau der Flugapparate». Wien, 1909, St. 90). Реакционный летательный аппарат Вегенера. Этот аппарат, которого был лишь проект, описанный в 1909 году, представляет собой летательный аппарат тяжелее воздуха и имеет форму подводной лодки. Длина его 13 m, диам. 6 m, сделан из стали и весит 4320 kg. По мнению изобретателя он будет иметь избыток подъемной силы в 1200 kg, развивая скорость до 30 m/sec и 1 лош. сила в нем должна развивать от 12 до 16 kg подъемной силы. Реактивный воздухоплавательный аппарат Кеннеди. В 1909 году английский инженер Ранкин Кеннеди предложил использовать принцип реактивного действия струи газа для поддержания в воздухе летательного аппарата.
Идея двигателя заключалась в следующем: (черт. 73). Газ из сопла (а) устремлялся на лопатки b, изменял направление своей скорости почти на 180° и вырывался по стрелкам. Благодаря реакции прибор должен был двигаться в направлении стрелки m. Сопло и лопатки жестко были соединены между собою. Мысль, правильная по существу, была, однако, неправильно осуществлена автором в проекте своего летательного аппарата (черт. 74). В лопатки (b) подавался воздух при помощи центробежного вентилятора (а), засасываемый из кольца (С). Вентилятор вращался при помощи зубчатого колеса d и передачи, идущей от моторов М2. Другой мотор M1, при помощи винта е мог сообщать всему аппарату горизонтальное движение. При описанном устройстве воздух будет просто перегоняться снизу вверх и обратно, совершая круговое движение и подъемной силы не получится. В 1911 году Вильгельм Гедике предложил проект реактивного аэроплана. Ниже мы приводим описание ряда проектов и некоторые расчеты французского инженера Ренэ-Лорена, горячего приверженца идеи реактивного летательного аппарата в виде крылатой ракеты, идеи предложенной еще в 1867 г. Бутлером и Эдвардсом, даже запатентованной в 1881 г. де-Керкховэ и Т. Снирсом, описанной в 1886 г. в Киеве Гешвендом, в 1888 – Фором и Граффиньи, и в недавнее время нашедшей себе сторонников в лице Ф. Цандера, Гоманна, Вальера и Циолковского, для применения при полете в межпланетное пространство. На русском языке идеи Лорена изложены в описанном ниже проекте инж. А. Горохова.
Аэроплан Ренэ-Лорена с прямой реакцией. Французский инженер Ренэ-Лорен в 1908 году предложил проект быстроходного аэроплана, движущегося при помощи давления на воздух (прямой реакции) продуктов взрыва жидкого топлива, вырывающихся из цилиндров (черт. 75). Гондола (С) аппарата имеет цилиндрическую форму и опирается на землю лыжами q (две спереди и одна сзади). Вес гондолы около 100 kg. Два двигателя Р извергают продукты горения под крылья S. Пилот сидит сзади и управляет как работой моторов, так и поворотами их вокруг горизонтальной оси а а, каковыми достигается стабилизация аппарата. При взлете, оси раструбов моторов располагаются почти вертикально и по мере разбега наклон их делается постепенно положе. При спуске аппарат с возможно меньшей скоростью врезывается в землю, и специальный амортизатор должен умерять толчек для пилота. Если скорость при спуске 30 m/sec. и вес человека 70 kg, то живая сила его будет 70 • 302 / 2 • 9,81 = 3211 kg.–mt. Распределяя амортизацию ее на длину гондолы в 12 m, получим действующее на пилота усилие 3211 / 12 = 268 kg, каковая и должна быть распределена по поверхности всего тела при помощи упругих амортизаторов. Реактивная воздушная торпеда Ренэ-Лорена. В 1910 году и позднее – в 1912 году было напечатано описание воздушной торпеды Ренэ-Лорена, представляющей собою воздухоплавательный аппарат, двигающийся при помощи реактивного двигателя и управляемого при помощи телемеханики. По проекту скорость полета его должна была быть 200 km в час. Аппарат (черт. 76) состоит из кузова, сделанного из гладко отполированных с внешней стороны аллюминиевых листов. Главные части его следующие: 1) заостренный нос А, 2) цилиндрическое тело В, 3) коническое продолжение CDEF и 4) хвост – G, состоящий из рулей направления и высоты. Вес корпуса, включая и крылья М, 12 kg. Двигатель помещен в В, и его выхлопные трубы (е) расположены так, что он умещается в очень малом пространстве. Он имеет 8 цилиндров, по 120 mm в диаметре; ход поршня – 80 mm, число оборотов в минуту – 1200. Вес его 36 kg. Охлаждение воздушное, дополняемое вентиляцией через особые отверстия (a, v) в корпусе. Подобные же отверстия служат для всасывания необходимого для работы двигателя воздуха. Устойчивость обеспечивается быстротой движения, например, как у стрелы. Для управления рулями служат: динамо D, соединенная с валом двигателя при помощи зубчатых колес. Она доставляет постоянный ток не только для производства маневров и воспламенения, но и для двух рефлекторов F1 и F2, позволяющих производить наблюдение за полетом торпеды ночью и контролировать ее маневры. Оперение аппарата состоит из двух рулей G1 и G2, приводимых в движение двумя электромоторами. Управление рулем G1 регулируется барометром-анероидом b, соеднненным с контактом С. Барометр позволяет производить полет на неопределенной высоте. В зависимости от атмосферного давления барометр или замыкает ток, намагничивая Е1и Е2, и поворачивает руль G1 или же размыкает ток, и тогда G1 приводится в нормальное положение пружиной r. Управление рулем G2 регулируется при помощи детектора (d). В описанной цепи необходимо релэ, в которое включены распределитель и контрольные приборы для передачи следующих маневров: 1) отклонение руля G2 влево или вправо или для приведения в нормальное положение, 2) для остановки двигателя и спуска аппарата на землю.
Вес контрольного аппарата, динамо, электро-магнитов, распределителя и контактов – около 10 kg. Вес топлива и масла – 10 kg; они помещены в центре тяжести аппарата (C). В трюме D располагается груз (12 kg). Полный вес аппарата – 79 kg. Для пуска аппарата в ход необходим толчек, так как двигатель не может дать ему необходимую начальную скорость. Для сообщения торпеде скорости 200 km в час (55 m/sec) по мнению автора, необходима тяга 8 kg. Двигатель при 20 оборотах в сек. дает 8 • 10 = 80 взрывов, по 40 с каждой стороны, или по взрыву в 1:40 сек., за это время аппарат продвинется на 1 : 40 • 55 = 1,37 m, т. е. на расстояние большее, чем то, которое отделяет крайне выхлопные трубы Из этого следует, что всякий новый взрыв будет происходить в инертной среде, не взволнованной предыдущими взрывами,что повышает работу двигателя. Характеристика реактивного двигателя по Р. Лорену. Всякий двигатель можно назвать реактивным и разница между ними лишь в характере применения реактивных сил. Например, воздушный винт есть реактивный двигатель, так как он утилизирует реакцию своих лопастей о воздух. Колесо паровоза есть также реактивный двигатель, так как утилизирует реакцию рельса (трение) и т. д. Двигатели же, обычно именуемые реактивными, правильнее было бы назвать двигателями с прямой реакцией, так как сила тяги в них получается непосредственной реакцией, извергающихся продуктов взрыва горючей смеси. Недостатком таких двигателей является получение большой работы, но малой тяги в единицу времени. Действительно, работа двигателя равна живой силе извергающихся газов, что при скорости их в секунду (v метр.) дает mv2/2 т. е. работа пропорциональна квадрату скорости и массе (m) газов. Тяга же (Т) определяется из условия равенства импульса силы количеству движения, т.е. T • t = m • v. Полагая t = 1 сек., имеем T = mv, т. е. тяга пропорциональна лишь первой степени скорости. Но скорость истечения пропорциональна корню квадратному из давления (степень сжатия) газов. Поэтому, чем меньше степень сжатия в цилиндрах, тем разница между живой силой и количеством движения становится менее резкой. Определим тягу газового двигателя с прямой реакцией. Пусть газовый двигатель мощностью 50 HP весит 50 kg. и число оборотов вала его 1500 в мин., вместимость его цилиндров 7 литров. В каждую секунду он произведет 1500 / 60 • 2 =~ 12 всасываний и засосет 12 • 7 = 84 литров газа, масса которого 84 • 1,2931) / 9,81 = 11 g. масса. Эта масса извергается со скоростью 8002) m/sec (предполагая истечение в пустоту и пренебрегая массами увлекаемого воздуха). Количество движения будет 11 • 800 = 8800 г/сек. = 8,8 kg/sec., или 1,2 kg на литр или 1/6 веса двигателя. При специальном проектировании такого реактивного двигателя можно это число повысить, уменьшая вес двигателя, и упрощая его конструкцию. Казалось бы, что можно получить вес двигателя 4 kg. на 1 литр. Реактивный аэроплан с катапультой по Р. Лорену. В 1911 г. Ренэ Лорен предложил проект реактивного металлического аэроплана, разгон которого по земле производится при помощи электрической тележки, катящейся по рельсам. Когда движение по земле достигнет известной скорости, начинает действовать реактивный двигатель аэроплана, он взлетает и летит далее. 1) 1,293 есть плотности воздуха при 0° и 760 mm, что не соответствует природе газа, однако, продукты взрыва содержат значительное количество углекислоты, плотность которой выше плотности воздуха, что дает компенсацию в весе. 2) Скорость истечения газа втюрбинах превышает 1500 m/sec. На черт. 77 изображен общий вид аэроплана, установленного на электрической тележке. Выхлопные трубы (дюзы) двигателя не показаны, они устроены также, как это было описано раньше (см. стр. 57). Пилот помещается почти у кормы аппарата в особой камере, которая может скользить внутри трубчатого фюзеляжа аэроплана по направляющим (а,а), часть которых показана в плане на черт. аппарата.
Взлет производится следующим образом: на протяжении 1 километра электрическая тележка увлекает аэроплан с постепенно увеличивающейся скоростью по рельсовому пути, доводя ее в конце пути до 300 km/h. Далее путь изгибается в вертикальной плоскости по кривой (круг или парабола), с начальным радиусом в 1200 метров и идет потом опять по прямой. В начале изгиба, благодаря центробежной силе, влиянию крыльев, полученной скорости и работе собственного реактивного двигателя, аэроплан отделяется от тележки и летит дальше самостоятельно. Тележка же катится по рельсам и тормозится. Спуск аппарата производится так: на поверхности земли имеется мягкий грунт. Аэроплан по наклонной линии носом врезается в него на глубину до 2 метров. Для уменьшения скорости спуска пилот тормозит движение воздушным тормазом, отодвигаемым им с кормы аппарата (черт. 78).
Кроме того, сама люлька, в которой он сидит, при ударе о землю, устремляется вперед по инерции внутри аэроплана, натягивая упругие тросы, которые и поглощают живую силу удара и уменьшают толчек. Наконец, при подходе к земле можно из кормы аппарата выпускать длинный хвост с целым рядом тормозящих поверхностей, детали которых показаны на черт. 79: здесь изображена схема тормозящих вихрей у тарелок хвоста, – одна из аллюминиевых тарелок, – схема расположения одного ряда тарелок в корме аппарата, и – три ряда тарелок там же. Опыты с реактивными двигателями. В Америке О. Шанют в 1909–10 годах производил опыты с работой реактивных двигателей, установленных неподвижно, но он пришел к заключению о необходимости делать опыты с движущимися двигателями. Однако смерть помешала ему их осуществить. Ренэ Лорен в 1913 году высказал идею применить для испытания этих двигателей аэродинамическую трубу со скоростью ветра до 100 m/sec. Реактивный двигатель (черт. 80) должен устанавливаться вдоль потока воздуха и укрепляться на аэродинамических весах. Воздух, врываясь внутрь двигателя с носа, встречает воспламененные продукты горения, и продукты взрыва вырываются через дюзу у кормы. Весы измеряют получающуюся реакцию. Полезно также исследовать влияние наклонных дюз у кормы (черт. 81).
От газовой турбины к реактивному двигателю по Р. Лорену. На черт. 82 изображена тюрбина, состоящая из диска, вращающегося с касательной скоростью 200 m/sec. При мощности у обода диска в 1 HP, сила реакции в его соплах будет 75 / 200 = 0,375 kg. Пусть такая тюрбина приводит во вращение пропеллер, и определим, какую тягу даст последний при условии скорости передвижения в 75 m/sec. Предположим, что отдача пропеллера 0,60 и отдача передачи также 0,60. Тогда на 1 HP получим тягу пропеллера – (75 • 0,60 • 0,60) / 75 = 0,36 kg., т. е. меньше, чем реакция на диске тюрбины. Казалось бы логичным прямо утилизировать реакцию на лопатках диска. Это и предлагалось в устройстве газовых тюрбин (черт. 83), состоящих из камер взрыва и сопел; в них продукты взрыва вырываются нормально к оси вращения. При бесконечно большом радиусе получается реактивный двигатель. В подобных двигателях можно различать два вида: двигатели с непрерывным извержением и двигатель – с прерывистым извержением. Хотя эффективность непрерывных извержений выше, чем прерывных, однако, некоторые соображения дают преимущество выбору вторых, так как при этом получается большая простота механизмов, например, здесь можно исключить приспособления для предварительной компрессии воздуха и применять слабое сжатие.
Во всяком случае в аппаратах обоих типов необходимо засосать в двигатель большое количество воздуха и развить, при помощи жидкого топлива, большую кинетическую энергию при извержении воспламененных газов. Реактивный двигатель с непрерывным извержением. На черт. 84 изображена схема такого двигателя: А – камера сгорания, В – горелка, в – компрессор или вентилятор, и Т – сопло (дюза). Наиболее затруднительным является устройство компрессора или вентилятора. Мерами, облегчающими это устройство, являются следующие: При полете со скоростью от 50 до 100 m/sec., можно пускать встречный воздух в пазухи ММ (черт. 85), расположенные в носовой части аппарата, получая таким образом внутри аппарата уже сжатый, благодаря движению, воздух. Далее происходит зажигание и взрыв смеси, как и раньше, и газы вырываются со скоростью большей скорости входа воздуха. В результате получается реакция. Следует заметить, что возможность пользоваться атмосферным воздухом и примешивать его к жидкому топливу дает гораздо меньший вес горючего, чем если бы таковое состояло просто из взрывчатой смеси, могущей взрываться без доступа воздуха. Например, на 1 kg бензина необходимо около 17 kg воздуха и следовательно, 1 kg бензина при условии использования атмосферного воздуха, заменит 18 kg иного взрывчатого вещества. Двигатель с прерывистым извержением устроить гораздо проще (черт. 86). Горючая смесь в камере сгорания А взрывается при помощи электрической свечи, и продукты взрыва вырываются через дюзу Т. Получающееся разрежение воздуха открывает клапан S, через который засасывается новое количество воздуха. Для двигателя большой силы следует увеличить масштаб и устроить аггрегат описанных аппаратов на подобие двигателя, изображенного на черт. 87. Здесь общий карбюратор распределяет горючую смесь по цилиндрам. Например, на 100 kg расхода бензина в час потребуется 2000 kg воздуха, что соответствует ½ m3 в секунду.
|
