Реактивный самолёт

Реактивный самолёт в самолёт, приводимый в движение воздушно-реактивным двигателем. Реактивные самолёты составляют основу современной авиации.

История

См. также: История реактивных двигателей

Coanda-1910

Румынский инженер Анри Коанда в 1910 году создал и испытал самолёт Coanda-1910 с поршневым двигателем, вместо воздушного винта приводившим в движение простейший лопастной компрессор. Позднее, после завершения Второй мировой войны и повсеместного внедрения реактивных двигателей, конструктор утверждал, что созданная им установка была мотокомпрессорным воздушно-реактивным двигателем, что шло вразрез с его же первоначальными публикациями и патентными заявками. Из конструкции самолёта, приведенной на фотографии, очевидно что при двигателе расположенном перед деревянным фюзеляжем и незащищённой кабиной пилота, в случае сжигания топлива в воздушном потоке за компрессором самолёт и пилот были бы моментально уничтожены мощным пожаром. Для сравнения, реактивные самолеты 1940-х годов у которых реактивная струя касалась обшивки, например МиГ-9 и Як-15, имели цельнометаллическую конструкцию и дополнительную тепловую защиту в виде листов из жаростойких сплавов, а воздействие горячих газов на пилота было полностью исключено взаимным расположением кабины и двигателей.

Первые прототипы

Реплика самолёта He 178 в зале прилёта аэропорта Ростока

Первый прототип Gloster E.28/39, в„– W4041/G

Турбореактивные, пригодные к длительному полёту, значительное преимущество перед поршневым двигателем:

• Германия. Heinkel He 178, первый полёт 27 августа 1939 года, конструктор двигателя Ханс Охайн, пилот в Эрих Варзитц (англ.)русск.
• Великобритания. Gloster E.28/39 (англ.)русск., первый полёт 15 мая 1941 года, конструктор двигателя Фрэнк Уиттл.

Мотокомпрессорные, условно пригодные к полёту, малое преимущество:

• Италия. Caproni Campini N.1 (англ.)русск., первый полёт 27 августа 1940 года. Максимальная скорость 375 км/ч, что хуже чем у чисто поршневого Bf-109B 1937 года в 406 км/ч у земли.
• СССР. МиГ-13, первый полёт 4 апреля 1945 года. Регулярные поломки и аварии, использование реактивной тяги возможно не более 10 минут.
• Япония. Двигатель Tsu-11 (англ.)русск., создавался для установки на самолёты камикадзе «Ока». Разработка прервана поражением Японии в войне. По мнению инженеров восстанавливающих исторические самолёты, вклад камеры сгорания в итоговую мощность был очень мал, двигатель по сути был импеллерным.

Заимствованная технология:

• США. Самолёт Bell P-59 Airacomet с двумя двигателями General Electric J31 (англ.)русск. на основе Power Jets W.1 (англ.)русск. Фрэнка Уиттла, установленного на английский прототип Gloster E.28/39. Первый полёт 1 октября 1942 года. Производился серийно, имел вооружение, пригоден к длительному полёту и боевой работе, имеет умеренное превосходство над поршневыми самолётами, не был направлен в районы боевых действий.

Первые практически успешные типы

Военные

Мессершмитт Me.262

Gloster Meteor

Германия:

• Двигатель Jumo-004, единый для нескольких серийных и экспериментальных типов самолётов. Впервые в мире имел осевой компрессор, как у современных двигателей, притом что советские массовые истребители получили двигатели с осевым компрессором лишь с 1954 года (МиГ-19), а американские с 1947 (F-86). Его глубоким развитием являются советские турбовинтовые двигатели НК-12, сконструированные с участием пленных немецких специалистов группы Альфреда Шайбе на основе конструкторского задела Jumo-022 и установленные на самолётах Ту-95, Ан-22 (работают по настоящее время), Ту-114, экраноплан A-90 «Орлёнок» (выведены из эксплуатации).
• Истребитель Me.262 Первый полёт с двигателями Jumo-004 18 июля 1942 года, 4 октября 1944 года первый боевой вылет в составе официально сформированного истребительного подразделения. Около 150 побед в воздушных боях и 100 боевых потерь. Значительная задержка в принятии на вооружение из-за некомпетентного личного вмешательства Гитлера.
• Бомбардировщик, разведчик Ar 234. Первый полёт 15 июня 1943 года, двигатели Jumo-004 (единые с Ме-262). В последние месяцы войны были единственными самолётами-разведчиками, способными действовать в условиях тотального превосходства противника в воздухе, в том числе над территорией Великобритании.

Великобритания:

• Gloster Meteor. Первый полёт 5 марта 1943, принят на вооружение 27 июля 1944. Во Второй мировой войне использовался с осторожностью, в основном для перехвата крылатых ракет Фау-1.

США:

• Истребитель F-80 Shooting Star. Первый полёт 8 января 1944 года. Двигатель Allison J33, развитие английского Rolls-Royce Derwent конструкции Фрэнка Уиттла, применявшегося на Gloster Meteor. Широко применялись в начале корейской войны, первыми со стороны Западных стран вступили в бой между реактивными истребителями. В конце войны вытеснены F-86 Sabre.
• Бомбардировщик Boeing B-47 Stratojet. Первый полёт 17 декабря 1947 года, двигатель Allison J35 в первая самостоятельная разработка и первый двигатель с осевым компрессором в США, предыдущие были заимствованы и имели радиальный (центробежный) компрессор. Был переходным типом между поршневыми B-29 и B-36 к используемому по настоящее время B-52, совершил множество разведывательных полётов над СССР.

СССР:

• МиГ-15. Первый полёт 30 декабря 1947 года. Двигатель в Rolls-Royce Nene (англ.)русск., копия РД-45, самостоятельное развитие ВК-1. Был основным истребителем СССР в Корейской войне.

Гражданские

Comet C 2 Королевских ВВС

• Великобритания в De Havilland Comet, первый полёт 27 июля 1949, начало эксплуатации 22 января 1952. Используется по настоящее время в ВВС Великобритании, также как и созданный на его основе морской разведчик Hawker Siddeley Nimrod (запланирована эксплуатация до 2020 года с заменой двигателей и крыльев). На первых моделях устанавливались двигатели de Havilland Ghost (англ.)русск. первого поколения с центробежным компрессором, на последующих в Rolls-Royce Avon (англ.)русск., первые с осевым компрессором. Самолёты раннего выпуска были сняты с полётов после серии катастроф из-за недостаточной прочности фюзеляжа и развития усталости металла.
• США в Boeing 707, первый полёт 15 июля 1954, построено 1010 шт, на февраль 2010 в эксплуатации 155 шт. (в основном как грузовые, транспортные в ВВС и ДРЛО).
• СССР в Ту-104, первый полёт 17 июня 1955, начало эксплуатации 15 сентября 1956. Создан на основе бомбардировщика Ту-16. Двигатели Микулин АМ-3, с осевым компрессором. Снят с эксплуатации из-за многочисленных отказов двигателей и приборов, до этого начал вытесняться более надёжным турбовинтовым Ил-18.

Гражданские сверхзвуковые

Ту-144ЛЛ в полёте

За всю историю авиации было создано только два сверхзвуковых пассажирских авиалайнера.

• СССР в Ту-144, первый полёт 31 декабря 1968, начало перевозок пассажиров 1 ноября 1977, 1 июня 1978 снят с эксплуатации после очередной катастрофы. Построено 16 шт., в перевозках пассажиров участвовали 2, совершено 55 рейсов, перевезено 3194 пассажира. Во всех рейсах командирами экипажа были лётчики-испытатели ОКБ Туполева.
• Великобритания, Франция в Aérospatiale-BAC Concorde, первый полёт 2 марта 1969, начало эксплуатации 21 января 1976, выведен из эксплуатации 26 ноября 2003. Построено 20 машин, активно эксплуатировалось 14, перевезено более 3 млн пассажиров, средний налёт в 17 417 часов. Один потерян в катастрофе 25 июля 2000 года, имел налёт 11 989 часов при наибольшем из всех самолётов в 23 397 (заводской в„– 210, регистрация G-BOAD, находится в Intrepid Sea-Air-Space Museum (англ.)русск.).

Достижения и рекорды

Грузоподъёмность и вместимость

A-380

Пассажирские:

• Airbus A380 (2005) в до 853 пассажира в одноклассовой конфигурации, крупнейший в мире пассажирский самолёт.
• Boeing 747 (1969) в в течение 35 лет до A380 был крупнейшим в мире пассажирским самолётом, до 524 пассажиров, до 275,6 м³ груза (разные модификации).

Грузовые:

• Ан-225 Мрия (1984в1988) в крупнейший в мире грузовой самолёт, не серийный (построен 1, задел на 1), грузоподъёмность до 250 тонн во внутреннем грузовом отсеке, до 200 тонн на внешних точках крепления. Основное назначение в перевозка частей космической системы Энергия в Буран.
• Ан-124 Руслан (1982в1987) в крупнейший в мире серийный грузовой самолёт. Грузоподъёмность до 150 тонн (Ан-124-150), масса единицы груза допускаемая без специального разрешения в 50 тонн.
• Lockheed C-5 Galaxy (1968) в крупнейший грузовой и военно-транспортный самолёт стран Запада, крупнейший в мире до Ан-124. Грузоподъёмность 118 тонн или 270 солдат.

Дальность

• Scaled Composites Virgin Atlantic GlobalFlyer (2005) в построен в 1 экземпляре, конструктор Бёрт Рутан, пилот Стив Фоссет. Совершил два рекордных полёта: кругосветный полёт без посадки и дозаправки длиной 36 912 км, и абсолютный рекорд дальности полёта среди всех типов воздушных судов, включая воздушные шары в 41 467 км, вокруг света + второй раз через Атлантический океан.

Скорость

МиГ-25

• Lockheed SR-71 (1966), разведчик. 3 529.6 км/ч в специальной рекордной версии. Несмотря на практическое использование, является промежуточным между экспериментальным и серийным в построено всего 32 самолёта, требует специальных условий для обслуживания, не может взлетать с полной заправкой топлива.
• МиГ-25 (1964в1967), истребитель-перехватчик, строился серийно (1190 шт.), не требует особых условий эксплуатации. 3 500 км/ч кратковременно, 3 090 км/ч при нормальном режиме работы двигателей.

Основные типы в настоящее время

СССР/Россия

• Ту-154. Пассажирский, 1968/1972, построено 935 (потеряно 69), завершение производства планируется в 2010, находится в стадии вывода из эксплуатации по причине низкой топливной эффективности и высокого шума, по ресурсу возможна эксплуатация до 2015-16 гг, в Аэрофлоте выведен 21 декабря 2009, после 38 лет службы.
• Ил-76. Грузовой, военно-транспортный, 1971/1974, построено 960 (потерян 61, из них 13 уничтожены в боевых действиях), производится в настоящее время, проектируются обновлённые варианты. До 60 тонн груза, до 245 солдат (разные модификации).
• Су-25. Штурмовик, 1975/1981, 1320 шт., планируется эксплуатация до 2020 года и дальнейшее производство.
• Су-27. Истребитель многоцелевой, 4-го поколения. 1977/1984, построено около 600 базвого типа, модификация Су-30 270 шт.
• Aero L-39 Albatros. Основной учебный самолёт стран Варшавского договора, Чехословакия, 1968/1972, производился до 1999, построено 2868 шт.

Страны Запада

• Boeing 737. Среднемагистральный пассажирский самолёт. Принят в эксплуатацию в 1968 году, построено 6285 шт., производится в настоящее время.

Будущее, прототипы, исследования

Сверхзвуковые

Sukhoi-Gulfstream S-21, эскиз.

Компьютерная модель обтекания X-43A

Проектируемые пассажирские самолёты

• Крупные:
  • Ту-244
  • High Speed Civil Transport (англ.)русск.
• Бизнес-класса:
  • Россия: Ту-444, SSBJ.
  • Запад: Aerion SBJ (англ.)русск., SAI Quiet Supersonic Transport (англ.)русск.
• Гиперзвуковой проект:
  • Reaction Engines A2 (англ.)русск.

Пилотируемые летающие лаборатории

• Перестроенный Ту-144ЛЛ с двигателями НК-32 от Ту-160.
• Quiet Spike (англ.)русск.

Беспилотные гиперзвуковые

• NASA X-43 (англ.)русск.
• Boeing X-51

Альтернативное топливо

• Ту-155 в один из двигателей работал на сжиженном водороде и природном газе.

Освоение космоса

«SpaceShipTwo» вместе со своим носителем «White Knight Two (англ.)русск.»

• SpaceShipOne и SpaceShipTwo используют реактивный самолёт в качестве первой ступени для суборбитального полёта. Проект активно развивается.
• Многоцелевая авиационно-космическая система на базе Ан-225 «Мрия». Проект заморожен, обсуждается возобновление.
• Авиационно-космическая система Спираль. Проект прекращён по административно-командным причинам в высокой степени готовности.