100 великих рекордов авиации и космонавтики - Станислав Зигуненко

Доктор Лейк Мирабо, профессор механики политехникума в г. Троя, штат Нью-Йорк, принимавший участие в упомянутом эксперименте, собирается в ближайшее время добиться еще более впечатляющих результатов. По его расчетам, мощный лазерный луч сможет разогнать небольшой летательный аппарат до скорости не менее 6М, то есть в 6 раз большей, чем скорость звука. Причем полет этот будет проходить на границе атмосферы, на высоте примерно в 100 км.

Подобная технология, по мнению профессора Мирабо, в значительной мере упростит и удешевит доставку грузов в космос. И если сейчас на каждый килограмм груза при доставке на орбиту приходится тратить не менее 10 000 долларов, то «лазерная доставка» будет стоить в 100, а то и в 1000 раз дешевле!

В одной из разработок ученого параболическое зеркало, смонтированное на корме небольшого космического аппарата, фокусировало лазерные импульсы на покрытии из полимерного материала. Материал, понятно, испарялся, и получавшаяся реактивная сила подбрасывала аппарат вверх. Причем если ветер отклонял аппарат от вертикали, автоматика тут же меняла направление реактивной струи, возвращая аппарат в прежнее положение.

«Возможно, в будущем, — говорит профессор Мирабо, — удастся создать более эффективные двигатели, использующие лазерную энергию вместо жидкого топлива. Такие устройства целесообразно использовать в пределах земной атмосферы. На больших же высотах реактивную тягу можно будет создавать с помощью водяного пара, как то предлагают японские исследователи…»

Впрочем, не только японские и американские исследователи работают в этом направлении. Помнится, еще лет тридцать тому назад в одной из лабораторий Московского физико-технического института мне показывали ракету из фольги. И летала она… с помощью лазерного луча и водяного пара.

Ныне этот «трюк» несколько модернизировали во многих лабораториях. Скажем, в немецком Центре авиации и астронавтики, базирующемся в Штутгарте, подобным образом запускают «летающие тарелки» диаметром с пепельницу.

Однако чтобы вывести за пределы атмосферы реальный космический аппарат со спутником, нужно направить на него луч, пульсирующий с частотой не меньше десяти вспышек в секунду и мощностью около 1 млн ватт. А это в 100 раз больше, чем мощность современных квантовых генераторов.

Тем не менее они надеются, что мощность лазеров в ближайшие годы возрастет настолько, что уже в скором будущем летательные аппараты типа «Lightcraft» будут способны доставлять на околоземную орбиту мини-спутники, служащие, например, для поддержания мобильной связи.

А чтобы не ждать, пока квантовые генераторы наберут необходимую мощность, по всей вероятности, первые лазерные двигатели будут использованы для корректирования положения на орбите спутников, уже выведенных в космос, а также помогут продлить срок действия спутников, которые уже готовы упасть на Землю потому, что на борту иссякает запас топлива для маневров.

В дальнейшей перспективе, полагают исследователи, лазерные лучи, посылаемые со спутников или с высотных аэростатов, возможно, будут приводить в движение гиперзвуковые авиационно-космические самолеты, которые смогут в считанные часы доставить пассажиров или грузы в любую точку планеты. Причем летать они будут на границе атмосферы, где мало сопротивление движению, но из-за отсутствия достаточного количества кислорода не способны работать обычные реактивные двигатели.

По мнению специалистов, именно летательные аппараты с лазерными двигателями к середине XXI века сделают полеты в космос обыденным делом.

НА ГРАНИЦЕ С КОСМОСОМ

Высотные самолеты

Во время Великой Отечественной войны наибольшую ненависть, пожалуй, вызывали даже не фашистские истребители и бомбардировщики, а «рама». Так метко окрестили наши бойцы самолет-разведчик XF-11 за характерную раздвоенность хвостовой балки. «Рама» могла безнаказанно часами висеть над нашими позициями, высматривая с высоты, недоступной зениткам и даже самолетам-перехватчикам, все, что творилось на земле.

Однако мало кто знает, что после войны уцелевшие экземпляры XF-11 были перегнаны через океан в США, где и послужили прототипами для разработки целой серии самолетов-шпионов. В их числе и знаменитый U-2, на котором Г. Ф. Пауэрс совершил полет над территорией СССР, но был сбит нашими ракетами.

Потом появились спутники-шпионы, и о высотных самолетах-разведчиках, казалось, стали постепенно забывать. Но ныне, похоже, мы являемся свидетелями новой волны интереса к ним. Бывшие шпионы меняют профессию…

Однако давайте обо всем по порядку.

До появления зенитных самонаводящихся авиационных ракет большая высота полета служила для самолетов, пожалуй, самой надежной защитой от неприятеля. Особенно это касалось бомбардировщиков и разведчиков. Именно по этому пути пошли авиаконструкторы Германии и СССР в предвоенные годы, стремясь создать самолеты, способные совершать длительные полеты в стратосфере.

Появление турбореактивных двигателей (ТРД) значительно расширило диапазон высот полета самолетов. В 1952 году эту проблему попытались решить специалисты американской фирмы «Белл», предложившие высотный малоскоростной двухдвигательный разведчик со стреловидным крылом. Спустя два года «Беллу» «перешла дорогу» фирма «Локхид». К. Джонсон предложил более легкий и с меньшими размерами самолет. Это был U-2.

Конструкторы «Локхида», создавая U-2, отказались от стреловидного крыла. Это позволило довести аэродинамическое качество машины до 25, снизить ее массу, что в совокупности с низкой нагрузкой на крыло подняло потолок разведчика до 21 км и более. Но, выбрав прямое крыло, аэродинамики столкнулись с другой проблемой. Как известно, с ростом высоты падает скорость распространения звука, а это из-за раннего развития волновых процессов на несущей поверхности значительно снижает верхний скоростной предел машины. Пришлось для будущего U-2 разрабатывать специальный крыльевой профиль.

Облегчая самолет, не забыли и о шасси, применив велосипедную схему. Боковые же опоры сделали сбрасываемыми после взлета. По этой же причине отсутствовало катапультируемое кресло, которое установили в 1957 году перед первым вторжением в воздушное пространство СССР. Тогда же самолет покрасили черной краской, снизившей его оптическую, а возможно, и радиолокационную заметность.

«Локхид» U-2 постоянно совершенствовался. Появились варианты «В» и «С». К 1961 году построили 55 машин этих вариантов. На более поздних из них вместо ТРД «Пратт-Уитни» J57-P-37A тягой около 5000 кгс установили J75-P-1 ЗА тягой по 7710 кгс, что повысило их дальность и потолок.

Тайну U-2 разгадали советские специалисты после того, как ракетчики 1 мая 1960 года сбили самолет Гарри Френсиса Пауэрса. Место падения американского разведчика в окрестностях Свердловска долго прочесывали специальные поисковые команды, собирая останки сбитой машины.

Как выяснилось, это был один из первых вариантов U-2 с крылом размахом 24,4 м. Самолеты этого типа отличались более мощным и экономичным ТРД. Первыми изучать трофейную машину начали двигателисты. В результате 28 июня 1960 года вышло постановление Совмина о воспроизведении двигателя «Пратт-Уитни» J75-P-13. Копирование двигателя под обозначением РД-16–75 велось в Казани, в ОКБ-16 под руководством П. Ф. Зубца.

«Локхид» U-2 с разведывательным оборудованием, обеспечивавшим сбор значительного объема информации в совокупности с большими высотой и дальностью полета при сравнительно малом весе, по заключению НИИ ВВС, представлял для военных большой интерес. И спустя два месяца вышло постановление Совмина о воспроизведении уже всего самолета-разведчика U-2 по сохранившимся останкам.

Советский аналог получил обозначение С-13. Главной целью этой работы стало всестороннее изучение конструктивных, технологических и эксплуатационных особенностей американского самолета, а также освоение в производстве элементов конструкции, материалов и оборудования для применения в отечественном самолетостроении. К апрелю 1961 года построили металлический макет фюзеляжа. В первом квартале 1962 года первые две машины требовалось предъявить на испытания.

По результатам летных испытаний предполагалось рассмотреть вопрос о возможности применения С-13 для зондирования атмосферы, уничтожения дрейфующих аэростатов противника и других воздушных целей. При этом все самолеты планировалось оснастить аэрофотоаппаратами «73–13» (АФА-60).

Все шло в соответствии с планом, но 12 мая 1962 года внезапно появилось очередное и последнее постановление правительства — на сей раз о прекращении работ по самолету С-13. Американский разведчик «Локхид» U-2 в советском исполнении так и не появился в небе СССР. Однако работы по его созданию все же принесли определенную пользу: отечественная авиапромышленность приобрела ценный опыт, освоив новые материалы, технологические процессы и технические решения, которые были воплощены впоследствии в других летательных аппаратах.