Текст книги "Достичь небес"
Автор книги: Ричард Брэнсон
Жанры:
Научпоп
,сообщить о нарушении
Текущая страница: 12 (всего у книги 18 страниц)
Забавная диковинка холодной войны? Да, конечно: после распада Советского Союза работа над экранопланом прекратилась на много лет. Но хорошие идеи живут долго, и уже сегодня на чертежах американских и российских компаний рождаются проекты новых, еще более величественных экранопланов.
Boeing разрабатывает Pelican – турбовинтовой военно-транспортный самолет с размахом крыльев 150 м. Предполагается, что он сможет перевозить 1300 т. груза на расстояние 10 000 морских миль – на высоте шести метров над водой. Одновременно в России авиаконструкторское бюро Бериева планирует построить самый крупный самолет в мире. Проект Бе-2500 «Нептун» – это концепция сверхтяжелого грузового самолета-амфибии. Максимальный взлетный вес этого монстра будет 2750 т. Он будет функционировать и как обычный высотный реактивный самолет, и как экраноплан: обслуживая трансконтинентальные маршруты, взлетая из акватории обычного морского порта и не требуя специальной инфраструктуры.
Полетит ли он когда-нибудь? Если да, не забудьте пригнуться!
Из-за уплотнения воздуха впереди самолеты на сверхзвуковой скорости сталкиваются примерно с такими же проблемами, с которыми имеют дело морские суда. Волны уплотненного воздуха – так называемые ударные волны – прижимаются к сверхзвуковому летательному аппарату, точно так же как волны от носа корабля прижимаются к его корпусу. (Кстати говоря, волны перед носом корабля – это тоже ударные волны. Волны в воде распространяются так медленно, что судно без особенного труда порождает перед собой ударную волну.) Еще в 1933 г. эксперименты в аэродинамической трубе показали немецким исследователям, что если воздух впереди самолета на сверхзвуковой скорости уплотняется, то ударная волна расходится сзади в виде конуса. Крылья самолета должны оставаться внутри конуса: в противном случае ударная волна создаст такое давление на рулевые поверхности, что работать ими будет невозможно.
Это проблема для конструкторов. Если сделать крылья самолета слишком длинными, они перестанут работать на сверхзвуковых скоростях, и самолет разобьется. Если сделать их слишком короткими, самолет вообще не сможет оторваться от земли! Конструирование крыла, которое будет функционировать и на дозвуковых, и на сверхзвуковых скоростях, непростая задача; но работы над этой проблемой начались задолго до постройки первых сверхзвуковых самолетов.
Дитрих Кюхеман, уроженец Гёттингена, начал заниматься теорией сверхзвукового полета в результате целой цепочки неприятных обстоятельств. Вообще, он собирался изучать в университете физику под руководством знаменитого математика Макса Борна – друга семьи и одного из основателей квантовой механики. Когда же еврея Борна под давлением нацистского режима изгнали из университета, Кюхеману ничего не оставалось, кроме как искать для себя новое занятие и новую тему.
В Гёттингене находился крупнейший в Германии институт аэродинамики. Там Кюхеман, к собственному немалому удивлению, нашел для себя дело всей жизни: аэродинамику. Во время войны Кюхеман разрабатывал воздухозаборники для первых германских реактивных истребителей. Это была важная задача, но Кюхеман находил время и для развития собственных идей о форме ударной волны, о бескрылых самолетах и теории сверхзвукового полета. После поражения Германии Кюхеман попал в сеть операции «Хирург» (Surgeon) – британской программы, по которой спецназовцы без долгих разговоров вытаскивали немецких ученых и инженеров из-под носа наступающих русских, «нравилось им это или нет».
Кюхеман, надо сказать, не возражал. Именно в Англии по-настоящему расцвел его талант, да и особых поводов тосковать по дому у него было. В Королевском авиационном центре (Royal Aircraft Establishment – RAE) в Фарнборо он оказался среди таких людей, как Карл Дёч и Адольф Буземан, – таких же, как Кюхеман, первопроходцев в области сверхзвукового полета. К концу 1940-х гг. список сотрудников аэродинамического отдела RAE больше всего походил на справочник «Кто есть кто в аэродинамике в Германии»!
Главной задачей RAE были исследования и разработка новых типов воздушных судов для британского правительства. Но какие именно самолеты потребуются в послевоенном будущем? Британские авиастроители ответили на этот вызов тремя поистине ужасающими военными самолетами: Handley Page Victor, Vickers Valiant и Avro Vulcan. Эти самолеты, известные вместе как «V-бомбардировщики», были основной сдерживающей силой Британии во время холодной войны, пока в 1969 г. не появились подводные лодки, вооруженные ракетами Polaris.
Еще не были завершены работы над V-бомбардировщиками, когда стало ясно, что когда-нибудь их задачи возьмут на себя беспилотные ракеты. Министр обороны Дункан Сэндис зашел даже так далеко, что еще при своей жизни предсказал полное исчезновение пилотируемых военных самолетов.
Инженеры British Aircraft Corporation (BAC) с ним не согласились и создали TSR-2 – ударный самолет, оборудованный хитроумным следящим радаром, инфракрасными камерами, боковым радаром и сложнейшим автопилотом – приборами, не установленными к тому моменту ни на одном военном самолете. Закрытие проекта TSR-2 лишило Британию самого передового военного самолета того времени.
Тем временем RAE переключился на серию ракетных проектов, которые все без исключения – Black Arrow, Black Knight, Jaguar, Skylark – завершились неудачно [8]8
В действительности высотная исследовательская ракета Skylark была исключительно успешным проектом и использовалась почти полвека – с 1957 по 2005 год! – Прим. пер.
[Закрыть]. RAE даже разрабатывал – с некоторым успехом – спутники, но без поддержки правительства не смог довести начатые проекты до коммерческих запусков. Для Кюхемана и его коллег, занятых прежде в проектах V-бомбардировщиков, это было время перегруппировки сил и обдумывания перспектив.
Теперь, когда не давили сроки, команда Кюхемана возобновила работу над теорией высокоскоростного полета и построила серию макетов для исследования проблем конструкции крыла. Они успели стать специалистами по треугольным стреловидным крыльям, называемым также дельтовидными. (С земли самолеты Avro Vulcan казались почти правильными треугольниками.) Площадь поверхности дельтовидного крыла была достаточной, чтобы удерживать самолет в воздухе на нормальных скоростях; на сверхзвуковых скоростях их стреловидная форма позволяла самолету целиком оставаться внутри конуса ударной волны. Главными проблемами для подобных самолетов были взлет и приземление. Углы взлета и посадки у самолета с крыльями такой формы были невероятно крутыми…
В то же время ветераны проекта TSR-2 увидели способ сохранить хотя бы часть своих тяжело давшихся результатов и применить военные разработки при создании жизнеспособного гражданского самолета. Возникли условия для замечательной встречи умов – и создания замечательного нового самолета. В 1961 г. Питер Торникрофт, тогдашний министр авиации, произнес перед Кабинетом министров речь. Он буквально светился от возбуждения. Он предлагал правительству разработать сверхзвуковой пассажирский самолет. С ним, считал Торникрофт, «Британия получит возможность… завоевать лидерство, которое мы упустили в случае с Comet».
Усилия по созданию британского сверхзвукового пассажирского самолета возглавил Арчибальд Рассел из British Aircraft – известный перфекционист. Результатом стал проект самолета, который должен был нести на борту около ста пассажиров и пересекать Атлантику со скоростью, примерно вдвое превышающей скорость звука, или «два Маха» (в этом термине увековечено имя немецкого физика Эрнста Маха, заложившего основы теории ударных волн). Bristol 223мог похвастаться четырьмя двигателями Olympus, созданными на основе движков самолета Vulcan, необычным дельтовидным крылом – детищем Дитриха Кюхемана, и опускаемым носом. Последний был необходим из-за крутых взлетов и посадок – пилоту полезно видеть взлетно-посадочную полосу!
Двигателями и формой крыла Concorde в значительной степени был обязан ядерному бомбардировщику Avro Vulcan
223-й был необычайным техническим достижением и стоил бешеных денег. В ноябре 1962 г. было заключено соглашение между Британией и Францией разделить расходы, объединив проект Рассела с менее крупным сверхзвуковым проектом компании Sid Aviation (позже она вошла в состав Aerospatiale).
Когда я говорю, что Concorde был замечательным самолетом, я ни на секунду не забываю и о его недостатках – а их было немало. Ему не хватало дальности полета, и потому выгодные маршруты на западное побережье США и в Йоханнесбург были для него недоступны. Он мог перевозить всего сто пассажиров. К тому же его салон был не слишком удобен: тот, кто задумывал его узенькие сиденья, никак не рассчитывал на сегодняшние необъятные «талии». Ноги было трудно вытянуть, потому что кресла стояли тесно, почти как в эконом-классе; а уж встать в этом самолете во весь рост высокому человеку было попросту опасно. ВА, конечно, пыталась подсластить пилюлю: обед в самолете подавали на веджвудском фарфоре с серебряными приборами; тем не менее следует признать, что Concorde никогда не отличался чрезмерным удобством.
На максимальной высоте 18 км, где летал этот сверхзвуковой лайнер, воздух настолько разрежен, что при внезапной разгерметизации никто в самолете не успел бы даже схватить кислородную маску; и пассажиры, и экипаж мгновенно лишились бы сознания. Поэтому окна в «Конкорде» были сделаны раздражающе маленькими, чтобы дать пассажирам эти несколько жизненно важных лишних секунд. Самолет летал так высоко, что в кокпите был установлен прибор, регистрировавший ионизирующую радиацию – космические лучи.
Concorde в полете обгонял вращение Земли; перелетев через Атлантику с востока на запад, вы вполне могли обогнать часы и приземлиться раньше времени вылета. Он летал так быстро, что обычный реактивный лайнер в попутном направлении, казалось, даже не стоял на одном месте, а летел задом наперед. Сжатый воздух нагревал окна в кокпите так сильно, что невозможно было дотронуться. Весь самолет при сверхзвуковом полете будто разбухал от жара, и на летной палубе появлялся зазор между пультом бортинженера и шпангоутом. Уходящие в отставку бортинженеры помещали свои фуражки в этот зазор; там они и лежат до сих пор.
Такой самолет, как Concorde, просто обязан был покорить воображение всей отрасли – если, конечно, считать, что у отрасли есть воображение. Это предположение, однако, оказалось слишком смелым.
Это по-прежнему самый футуристический по внешнему виду самолет: прототип «Конкорда» всегда собирал толпы народа
Англо-французский консорциум, создавший самолет, получил примерно сотню предварительных, ни к чему не обязывающих заказов, но целая серия происшествий, едва не ставших фатальными, уменьшила это число до шести. Плохо было уже то, что продажи начались в разгар нефтяного кризиса 1973 г. Но реальной причиной аннулирования всех этих заказов (от всех основных глобальных игроков того времени – Pan Am, United, Lufthansa и др.) стала катастрофа чужого самолета.
Кое-кто утверждает, что советский Ту-144 – первый в мире сверхзвуковой пассажирский самолет, взлетевший на два месяца раньше «Конкорда», – был продуктом промышленного шпионажа и всего лишь копией «Конкорда». Это несправедливо. Да, советские конструкторы, скорее всего, немало знали о проекте Concorde. Но главная причина того, что Ту-144 и «Конкорд» были так похожи – вплоть до необычного носа, который мог опускаться и подниматься, – состояла в том, что уровень техники того времени жестко задавал формы и характеристики сверхзвукового пассажирского самолета. Ту-144, как и его соперник, был хорошо скомпонованным самолетом; он потреблял значительно больше топлива, чем его англо-французский аналог, но был больше и летал гораздо быстрее.
Многократно оболганный Ту-144 – первый в мире сверхзвуковой пассажирский самолет – в варианте летающей лаборатории
Ту-144 – на Западе его сразу же окрестили Concordski [9]9
Загадочная вера западных авиажурналистов в русский суффикс «ский», который якобы используется в случае заимствования иностранной конструкции, проявилась еще раз после публикаций фотографий «Бурана», который тут же назвали Shuttleski. – Прим. пер.
[Закрыть]– был представлен на парижском авиасалоне в Ле-Бурже 3 июня 1973 г. Однако во время демонстрационного полета он вдруг резко нырнул, развалился и рухнул, разрушив пятнадцать домов; погибли все шесть членов экипажа и восемь человек на земле.
Эта катастрофа так и не получила полного и окончательного объяснения. После этого Ту-144 несколько лет летал на внутренних линиях Советского Союза без всяких происшествий. Слухов же было много: говорили, что лайнер столкнулся (или чуть не столкнулся) с французским самолетом сопровождения; что специалисты наземной службы, мечтавшие, чтобы Ту по всем статьям превзошел Concorde, перемудрили с автоматической системой управления; что в чертежи «Конкорда», которые, как известно, изучали советские шпионы, была внесена намеренная ошибка…
Во всяком случае, коммерческая судьба Ту-144 была предрешена, а Concorde, так на него похожий, пострадал «за компанию». В итоге заказали самолеты только Air France и British Airways. И не то чтобы эти компании заплатили за заказанные самолеты: в случае ВА стоимость покупки «Конкордов» была покрыта государственным займом, расплачиваться за который предполагалось долей прибыли (80 %) от их эксплуатации.
В то время как раз набирало обороты движение в защиту окружающей среды, и одной из первых его мишеней стало шумовое загрязнение от самолетов. Concorde в этом смысле был особенно уязвим, потому что преодоление звукового барьера у него сопровождалось сильным звуковым ударом. В последующие годы авиаконструкторы разработали способы минимизировать этот удар, но в то время неспециалисты были уверены, что звуковой барьер реален и что новомодным сверхзвуковым самолетам просто приходится сквозь него пробиваться. Неудивительно, что многим то будущее, которое олицетворял собой Concorde, внушало страх: представьте себе мир, заполненный какофонией звуков, где небеса непрерывно дрожат от взрывов и еще более оглушительного гула еще более мощных двигателей! Ограничение шумового загрязнения – серьезный вопрос, и время его пришло, но очень жаль, что первой и главной мишенью этого движения стал именно Concorde. На тот момент он был далеко не самым шумным самолетом в небе – что подтвердил в 1977 г. и Верховный суд США, когда снял наконец запрет на полеты «Конкордов», наложенный руководством Нью-Йоркского транспортного узла. (Было отмечено, что в длинном списке более шумных, чем Concorde, самолетов, присутствовал и личный самолет президента США!)
Самым главным препятствием на пути Concorde оказались, как ни странно, эксплуатировавшие его авиакомпании. Concorde – самолет, которому следовало быть ракетой, – был явлением настолько футуристическим, настолько противоречивым и странным,что ни одна из компаний не знала толком, что с ним делать. Обе авиакомпании совершили одну и ту же ошибку. Они рассматривали Concorde как обычный пассажирский самолет, призванный обслуживать регулярные авиалинии, но возводили его на пьедестал: полеты на Concorde через Атлантику, говорили они, это нормальный бизнес, с той оговоркой, что он эксклюзивен,он дорог,он… ну, в общем, не окупаем.
В последние шесть месяцев жизни Concorde ВА наконец проснулась. Кто-то там наконец понял, почему люди летают на Concorde. Дело было не в серебряных приборах, от которых в такой тесноте толку все равно мало. Люди летали на них ради новых ощущений.Concorde так и не стал рабочей лошадкой, которую придумывали конструкторы и в которой нуждались авиалинии. Это было нечто совершенно иное: развлекательный самолет.
Лишь в самый последний момент ВА наконец начала мыслить креативно. Если вам просто нравится этот самолет, вы можете совершить на нем экскурсионный полет – вылететь из Хитроу и вернуться туда же. Или вы можете полететь куда-нибудь на Concorde, а вернуться обычным эконом-рейсом. Для любителей скорости ВА предложила серьезные скидки. И смотрите, что произошло: компании больше не приходилось гонять пустые кресла через Атлантику со скоростью в два маха. Согласно напечатанному в Sunday Timesотчету, им наконец удалось получить неплохую прибыль: £50 млн за шесть месяцев!
Но топор был уже занесен. После 11 сентября 2001 г. спрос на воздушные перевозки упал, нанеся отрасли, и без того пострадавшей из-за бешеного роста цен на топливо, дополнительный удар. Салоны первого класса в самолетах национальных авиакомпаний еще больше опустели. ВА и Air France приняли решение снять Concorde с полетов, чтобы хоть как-то заполнить кресла первого класса.
Тремя годами раньше, 25 июля 2000 г., во время взлета из французского аэропорта Гонесс, самолет компании Air France (рейс 4590) наехал на титановую полоску – деталь механизма реверса тяги, только что отвалившуюся от самолета DC-10 компании Continental Airlines. Острый конец детали проткнул шину одного из колес на левой стойке шасси Concorde. Шина взорвалась, обрывки резины попали в топливный бак и перебили электрический кабель. Топливо из пробитого бака попало на искрящий конец кабеля. Вспыхнул пожар, отказала система уборки шасси. Не сумев набрать ни высоту, ни скорость, самолет резко задрал нос и рухнул на гостиницу «Хотелиссимо» в Гонессе. Погибли все 100 пассажиров и девять членов экипажа и четыре человека на земле.
Это была единственная авиакатастрофа с участием Concorde, и полеты после нее не прекратились; но отказаться от сверхзвуковых лайнеров после нее стало намного проще.
Пока Concorde был на приколе после гонесской катастрофы [10]10
Регулярные полеты возобновились 7 ноября 2001 г. – Прим. пер.
[Закрыть]. ВА и Air France отметили любопытный факт: регулярные пользователи сверхзвуковых линий теперь покупали места в салонах первого класса на регулярных линиях и в среднем хранили верность эксплуатирующим компаниям. Звоночек прозвенел: получалось, что ВА и Air France, уничтожив Concorde, не только сохранят средства, которые тратятся на эксплуатацию сверхзвуковых лайнеров, но и сделают остальные свои дальние рейсы более прибыльными. Они даже не потеряют пассажиров, потому что в салонах первого и бизнес-класса хватит пустых мест, чтобы удовлетворить запросы всех тех, кто прежде летал на «Конкордах». В каком-то очень примитивном смысле это было разумно, а времена для воздушного транспорта в 2003 г. были тяжелые.
Я предложил купить принадлежавшие ВА «Конкорды» за те же деньги, которые когда-то заплатила за них сама авиакомпания. По моим расчетам, примерно по £1 за самолет. Новый Concorde оценивался в £26 млн, но государственный заем означал, что компании никогда не приходилось выкладывать никаких реальных денег. Позже, в 1983 г., только что приватизированная ВА приобрела два самолета по цене £1 за каждый в составе крупной партии общей стоимостью £16,5 млн.
По непонятным причинам на ВА моя логика не произвела никакого впечатления! Так что я предложил компании другой вариант: пять самолетов по £1 млн за штуку. ВА по-прежнему не соглашалась: только уничтожив Concorde, они могли заполнить салоны первого класса своих дальних рейсов. Рейсы, обслуживаемые Virgin Atlantic Concorde, окончательно отняли бы у них тех самых вожделенных пассажиров. Конечно, мне не нравилась позиция ВА, но я мог ее понять. А вот позиция британского правительства ставила меня в тупик: совершенно непонятно, почему правительству не хватило ума настоять, чтобы ВА, если не хочет продолжать эксплуатацию сверхзвуковых лайнеров, продала их еще кому-то. В конце концов, самолеты были оплачены налогоплательщиками, а не ВА!
К описываемому моменту в борьбу включились и всевозможные группы по интересам – включая и сотрудников самой ВА; развернулась кампания за то, чтобы сохранить по крайней мере один Concorde в рабочем состоянии для особых случаев. Вот и теперь на королевские именины мы можем найти Vulcan, Lancaster, несколько Spitfire – так зачем исключать из этого списка самый узнаваемый гражданский самолет Великобритании?
Поэтому я пообещал £1 млн на организацию фонда национального наследия, который сохранил бы для страны пару «Конкордов». Компания QinetiQ со штаб-квартирой в Фарнборо готова была взять на себя обслуживание самолетов, а бывшая Bristol Aeroplane Company – в настоящее время британский аэрокосмический гигант ВАЕ Systems – объявила, что их можно разместить в Филтоне, неподалеку от Бристоля. Это было бы великолепно и очень символично – ведь именно в Филтоне «Конкорды» были сконструированы и построены! Все у нас могло получиться – если бы мне приходилось иметь дело только с ВА. Я выдвигал всевозможные идеи, а как-то даже предложил покрасить самолет с одной стороны в цвета ВА, с другой – в цвета Virgin! ВА отвечала уклончиво, но мы надеялись их уговорить.
Проблема была связана с французской стороной. Единственная катастрофа Concorde произошла во Франции; тогда погибло много людей, страна оделась в траур. Когда пришло время Air France сворачивать использование «Конкордов», французы были готовы поверить, что эти самолеты ненадежны, устарели и пора с ними заканчивать. А тут вдруг кучка английских энтузиастов авиации громко заявляет, что Concorde – все же блестящий самолет, и готова поддерживать его в рабочем состоянии на английской земле! Если бы этот проект был реализован, получилось бы, что Air France и французское правительство несправедливо отказались от одного из собственных величайших технических достижений. Ни компании, ни правительству подобные обвинения и подобная неловкая ситуация были ни к чему. В то время как я получал положительные ответы от европейской авиастроительной компании Airbus, имевшей контракт на обслуживание Concorde, другая фракция в руководстве Airbus заявила, что компания ни за что и ни при каких обстоятельствах не согласится обслуживать эти самолеты и дальше. Следует, пожалуй, пояснить, что штаб-квартира Airbus расположена в Тулузе (Франция).
Так ничем все и кончилось. Чтобы удобнее было развозить «Конкорды» по музеям, где сегодня они скучают в виде «статичных экспонатов», ВА и Air France отпиливали своим самолетам крылья. Самый любимый самолет Великобритании больше никогда не поднимется в воздух.
Критики утверждают, что Concorde был так называемым «белым слоном»: он был дорог в разработке (это точно), дорог в обслуживании (правда, но сильно преувеличенная) и дорог в эксплуатации (полная чепуха). Concorde был чем-то вроде спортивной машины. Спортивную машину не покупают ради экономии топлива, ну и что, что Boeing 747 в четыре с половиной раза эффективнее по топливу, чем Concorde? По топливу 747-й с заполненным салоном более эффективен, чем семейный автомобиль! Играть цифрами очень просто. Главное – задаться вопросом, для чего предназначено данное средство передвижения, и эксплуатировать его соответственно.
Concorde не оправдал ожиданий своих конструкторов и операторов. Он внушал восторг и благоговение всем: пилотам, пассажирам и просто случайным зрителям и знакомил нас с новой моделью авиаиндустрии: с тем, как сделать дальние воздушные перевозки не такими дальними.
Как я уже говорил, именно развлечения ведут нас в будущее. Новизна и необычность, более чем что-либо еще, – больше даже, чем амбиции и страхи наций и государств, – являются локомотивами технического прогресса. Компания Concorde не собиралась положить начало эры «Конкордов», так же как Delahaye и Bugatti 1930-х гг. не возвещали эру гоночных автомобилей. Сегодня перед теми из нас, кого вдохновил пример Concorde, стоит следующая задача: создать сверхзвуковые пассажирские самолеты, которые будут быстрее, дешевле и экологичнее первых ласточек.
Самолет Concorde был сделан из самых современных и продвинутых материалов того времени. По большей части это были металлы и сплавы; его дети будут сочетанием композитных материалов. Concorde жег ископаемое топливо бочками; его дети будут жечь обработанное топливо, которое оказывает на окружающую среду минимальное воздействие. Concorde забирался так высоко, как только мог, и там продирался сквозь воздух; его дети будут полностью выходить за пределы земной атмосферы, увеличивая тем самым скорость и сберегая атмосферу. Concorde по сравнению с конкурентами снижал время в пути более чем вдвое; его дети будут переносить пассажиров из Нью-Йорка в Сидней меньше чем за два часа. Компания Concorde обещала человеку будущее, в котором любая точка Земли будет доступна и недалека. Я уверен, что технология, которую разрабатывает в настоящий момент Virgin Galactic, выполнит эти обещания. Не знаю, произойдет ли это еще при моей жизни, но точно знаю, что преемники Concorde уже проектируются.
Обычные реактивные самолеты не могут летать быстрее, чем при числе Маха – три (МЗ), иначе у них расплавятся лопатки турбин. Ракетные суда могут достигать скорости М25 и летать достаточно быстро, чтобы иметь возможность выйти на орбиту вокруг Земли; но им приходится таскать с собой огромное жуткое количество кислорода для сжигания топлива. Где-то в промежутке между традиционным реактивным двигателем и традиционной ракетой находится идея двигателя такого простого, нетрадиционного и чертовски сложного в реализации, что до сих пор сделано всего несколько попыток построить такой двигатель.
Если не считать насос для впрыскивания топлива в камеру сгорания, прямоточный воздушно-реактивный двигатель (ПВРД) не имеет движущихся частей: никаких турбин, никаких вентиляторов и никаких валов. Сама форма двигателя при движении самолета вперед обеспечивает сжатие воздуха, попадающего внутрь. Единственный недостаток такой схемы состоит в том, что работает он только на высокой скорости.
Прямоточный воздушно-реактивный двигатель (ПВРД) изобрел в 1913 г. французский изобретатель Рене Лорен. Предложенная им схема определенно имела смысл (на нее даже был выдан патент) но Лорен так и не смог найти материалов, пригодных для строительства прототипа. Еще один проект прямоточного воздушно-реактивного двигателя, предложенный венгерским изобретателем Альбером Фоно, зашел еще дальше: в 1932 г. был выдан патент на конструкцию двигателя, предназначенного для высотных сверхзвуковых самолетов!
Первый самолет с ПВРД был советским и появился всего через семь лет после этого, но и до сего дня данный двигатель почти не нашел себе применения – разве что в самых мудреных военных самолетах. Причина в основном заключается в том, что самолет, которому нужно два типа тягового усилия – один для набора скорости, на которой другой может начать работать, – по определению окажется очень дорогим.
Этого мало. У прямоточного воздушно-реактивного двигателя, который становится эффективным, начиная где-то с одного Маха, есть и верхний предел скорости. Дело в том, что воздух внутри двигателя приходится замедлять до дозвуковых скоростей, иначе не произойдет воспламенения топлива. При принудительном замедлении воздуха двигатель нагревается до невероятных температур, какой бы метод замедления вы ни применили. На скорости выше пяти Махов ПВРД просто развалится.
Тут появляется сверхзвуковой прямоточный воздушно-реактивный двигатель(СПВРД). В нем топливо, впрыскиваемое в двигатель, разгоняется до сверхзвуковой скорости, – и, соответственно, воздух, поступающий в мотор, замедлять не требуется. Достоинство такого двигателя заключается в том, что он способен нормально работать на скоростях выше пяти Махов и на высоте 74 км над поверхностью Земли, где самолет не может нанести никакого вреда атмосфере. Его недостаток заключается в том, что, если скорость попадающего внутрь воздуха падает ниже М1, двигатель захлебывается – и происходит взрыв.
Национальный консультативный комитет по аэронавтике США (NACA) поджигает фитиль
В проекте NASA среди сверхзвуковых самолетов серии Х – мы будем говорить о них в следующей главе – уже есть экспериментальные СПВРД. Если Алану Бонду удастся настоять на своем, Европа от США не отстанет.
Бонд – бывший британский авиаинженер, который начинал свою карьеру в ракетном подразделении Rolls-Royce; под его руководством команда ученых разработала проект межзвездного космического корабля Daedalus. В настоящее время он на деньги Европейского космического агентства (ESA) разрабатывает двигатель, который мог бы обеспечивать и полет самолета со скоростью, впятеро превышающей скорость звука, и выход на орбиту Земли, причем без заметного вреда для экологии.
Компания Бонда Reaction Engines со штаб-квартирой в Оксфордшире работает над проектом авиалайнера под названием А2. Предполагается, что типичный рейс А2 будет выглядеть примерно так: вылет из международного аэропорта Брюсселя и выход на нормальной дозвуковой скорости М0,9 в воздушное пространство над Атлантическим океаном; затем набор скорости М5 и полет через Северный полюс и дальше над Тихим океаном в Австралию. Полное полетное время составит примерно 40 минут. Сегодня полет по такому маршруту занимает около 22 часов.
Главный секрет А2 – двигатель: это ПВРД с хитроумным теплообменником; он отбирает тепло у входящего в двигатель воздуха и передает его водороду, который здесь используется в качестве топлива. Это означает, что двигатель может спокойно работать даже в том случае, если воздух проносится через него с огромной скоростью. Чем быстрее движется воздух, тем холоднее двигатель. Специалисты Reaction Engines считают, что для их ПВРД не потребуются экзотические материалы; наоборот, его можно будет делать из легких сплавов.
Но есть еще и Skylon – ракетный корабль Алана Бонда. Этот летательный аппарат на водородном топливе взлетает с обычной взлетной полосы, разгоняется до М5,5, а затем – благодаря все тому же хитроумному теплообменнику – начинает замораживать кислород, попадающий в двигатель, для дальнейшего использования вне пределов атмосферы. На этом этапе Skylon смешивает собранный из атмосферы и сжиженный кислород с имеющимся на борту запасом жидкого водорода и получает традиционное ракетное топливо.
– Это совершенно уникальный проект, – говорит Марк Хемпселл, директор Reaction Engines по перспективным проектам. И это заявление полностью оправданно!
