Erinnern wir uns, nicht so ferne Vergangenheit - das Ende des 19. Jahrhunderts. Unbeholfene Autos fuhren durch die Straßen der Hauptstädte. Pferde und sogar Fußgänger überholten sie. Die ersten kontrollierten Ballons hoben ab. Sie brannten und zerschmetterten bei fast jedem Flug. Der mutige Versuch des schwedischen Ingenieurs Andre, mit einem Heißluftballon den Nordpol zu erreichen, kostete ihm und seinen Gefährten das Leben. Die berühmten Flüge von Lilienthal mit einem Segelflugzeug endeten mit dem Tod eines tapferen …
All dies stand kurz vor der modernen Luftfahrt. Tapfere Erfinder kamen ums Leben und ebneten den Weg für die Menschheit in der Luft. Aber ihre Erfahrungen blieben, sammelten sich und zu Beginn des 20. Jahrhunderts. Der Mensch hat einen großen Sieg errungen: Er hat sich Flügel geschaffen, die mit einem Motor ausgestattet sind.
1903 starteten die Amerikaner, die Gebrüder Wright, in einem Motorfahrzeug und hielten etwa eine Minute durch. Ihre Flüge verlängerten sich jedes Mal. Bereits 1905 hielten sie sich 38 Minuten lang in der Luft und flogen etwa 40 km.
In den ersten zehn Jahren des Bestehens von Flugzeugen schufen Designer ihre Flugzeuge durch Berührung, ohne zu wissen, wie sie sich in der Luft verhalten würden. Die ersten Flugzeuge waren wie Boxdrachen, wie fliegende Dingsbums. Während des imperialistischen Krieges waren Flugzeuge weit verbreitet. Seit einigen Jahren werden die Grundgesetze der Aerodynamik untersucht. Flugzeugdesigns wurden kontinuierlich verbessert. Bald erhielt das Flugzeug eine moderne, geschlossene, stromlinienförmige Form.
Bereits 1935 erreichte das Flugzeug Geschwindigkeiten von bis zu 400 km / h, stieg auf eine Höhe von 10 000 km, flog in einer geraden Linie ohne Landung bis zu 8 000 km und hob mit ihnen bis zu 10 Tonnen.
Man könnte meinen, dass alles aus der Luftfahrt stammt, dass es an der Zeit ist, mehrere Standardflugzeugkonstruktionen für verschiedene Zwecke zu entwickeln, damit in Zukunft nur geringfügige Änderungen daran vorgenommen werden.
Natürlich ist es nicht. Heute vollendet die Menschheit nur die erste Stufe der Luftfahrtentwicklung. Es ist möglich, dass die Welt bereits kurz davor steht, qualitativ neue Flugmaschinen zu entwickeln.
Versuchen wir uns vorzustellen, wie die Flugzeuge der Zukunft aussehen werden. Es ist unwahrscheinlich, dass sie selbst den fortschrittlichsten modernen Modellen ähneln.
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Die sogenannten "fliegenden Flügel" erscheinen bereits. Die Autos wurden wie unnötiger Ballast vom Heck befreit. Das Heck verleiht dem Flugzeug zwar Stabilität, vergrößert jedoch das Flugzeug, erzeugt zusätzlichen Luftwiderstand und verringert die Manövrierfähigkeit und Mobilität. Rückstandslose Flugzeuge gibt es schon seit einigen Jahren. Alle von ihnen haben immer noch einen erheblichen Nachteil: Sie sind im Flug nicht sehr stabil.
Moderne einsitzige Hochgeschwindigkeitsflugzeuge. Bemerkenswert sind die kleinen Abmessungen der Flugzeuge und des Hecks. Das Flugzeug wurde bis an seine Grenzen "abgedeckt". Ein solches Flugzeug erreicht eine Geschwindigkeit von 550 km / h.
Einige Designer versuchen, das Heck vorsichtiger loszuwerden: Sie kürzen den Rumpf allmählich und bringen die Heckeinheit näher an den Flügel heran. Eines dieser Fokker-Flugzeuge wurde 1936 auf der Paris Air Show gezeigt. Bei diesem Flugzeug wurde der Rumpf durch zwei schmale Träger ersetzt, die das Heck stützten. Das Flugzeug zeichnete sich durch ein dünnes Profil und kleine Flügelgrößen aus. Belastung pro 1 sq. m der Auflagefläche der Tragflächen erreichten bei diesem Flugzeug 140 kg - eineinhalb Mal mehr als bei herkömmlichen Maschinen. Dieses Flugzeug könnte mit einer Geschwindigkeit von 506 km / h fliegen.
Man muss denken, dass die Designer, wenn sie den Rumpf allmählich loswerden, endlich eine ziemlich stabile Form von schwanzlosen Flugzeugen finden werden. Einige Firmen in Amerika haben bereits damit begonnen, leistungsstarke "fliegende Flügel" für Passagiere zu entwickeln, die für bis zu 100 Passagiere ausgelegt sind.
Das massive Auftreten solcher Flugzeuge könnte die zweite Stufe der Luftfahrt einleiten: Rückstandslose Flugzeuge werden in der Luft fliegen. Diese Maschinen erfordern neue Stromlinien. Es stellt sich heraus, dass moderne "stumpfe" Formen für Geschwindigkeiten von 700-800 km / h zu viel Widerstand haben. Designer von fliegenden Flügeln werden versuchen, den Rumpf und das Flügelprofil so weit wie möglich zu schärfen. Der Motor wird anscheinend zurückgezogen. In modernen Flugzeugen trifft der vom Propeller erzeugte Luftstrom in die Ebene des Flugzeugs und erzeugt zusätzlichen Luftwiderstand. Der Schub des Propellers beim Zurücktragen wird erheblich verbessert. Die Ruder befinden sich an der Hinterkante des Flügels, ebenso wie die Querruder. Die Ruder befinden sich an den Enden der Flügel in Form von speziellen Unterlegscheiben. Das Flugzeug hat keine hervorstehenden Teile. Sogar das Fahrerhausvisier passt sich der Oberfläche an. Wie ungefähre Berechnungen zeigen, ist die Geschwindigkeit eines solchen zweisitzigen schwanzlosen Flugzeugs mit einem Motor von zweitausend Litern. von. kann bis zu 800 km pro Stunde gebracht werden. Belastung pro 1 sq. m Flügel erreicht 200 kg - doppelt so viel wie bei modernen Maschinen.
Rückstandslose Flugzeugkonstruktionen können den Luftraum für lange Zeit erobern. Jetzt erreicht die Geschwindigkeit des Flugzeugs 1.000 km / h. Es nähert sich der Geschwindigkeit, dem Klang und wächst dann heraus. Mit dem Auftreten solcher "Überschallgeschwindigkeiten" muss der Propeller einer anderen Antriebsvorrichtung weichen. Wenn sich der Propeller zu schnell dreht, gleitet der größte Teil der Luft einfach von den Blättern und der Propeller kann seine Leistung nicht mehr erhöhen. Die Designer werden vor einem weiteren Problem stehen: Wie kann man den Propeller ersetzen, der in der Luftfahrt seit Jahrzehnten ehrlich funktioniert? Es ist möglich, dass in mehr oder weniger ferner Zukunft eine neue Art von Antriebsvorrichtung auf den Markt kommt, die beispielsweise nach dem Zentrifugalprinzip arbeitet.
Zweistrahlflugzeuge, die auf der Pariser Ausstellung vorgeführt wurden. Die Heckeinheit befindet sich in der Nähe des Flügels. Dieses Flugzeug - Übergangsschritt zu schwanzlosen "fliegenden Flügeln".
Stellen Sie sich eine große, prall gefüllte, pufferartige Scheibe mit einem Loch in der Mitte vor. Dieses Loch ist nicht durch. In einiger Tiefe ist es in mehrere "Wellen" unterteilt, die sich von der Mitte in radialer Richtung erstrecken und sich an den Rändern der Scheibe nach außen erstrecken. Wenn wir anfangen, eine solche Scheibe zu drehen, wird unter dem Einfluss der Zentrifugalkraft die Luft in ihren Radialwellen an die Ränder geworfen und platzt heraus. An seiner Stelle wird ein neuer Teil der Luft durch das Loch in der Mitte angesaugt. Am Rand der Scheibe kann eine Leitschaufel angebracht werden, so dass der Luftstrom in eine Richtung im rechten Winkel zu den Radialwellen geleitet wird. Dieser Fluss drückt die Scheibe in die entgegengesetzte Richtung. Durch Drehen einer solchen Scheibe mit enormer Geschwindigkeit kann ein starker Schub erzeugt werden.
Neben der Zentrifugalvorrichtung kann man sich eine andere Art von Antriebsvorrichtung vorstellen, die auf dem Prinzip des Fluges von Insekten basiert und mit ihren Flügeln eine geschlossene Figur beschreibt, die einer Acht ähnelt. Die Blätter eines solchen Propellers treffen mit ihrer gesamten Fläche auf die Luft, so dass ein Luftschlupf vermieden wird.
Für die Weiterentwicklung der Luftfahrt können sich nicht nur das Heck, sondern auch die Flügel als unnötiger Ballast herausstellen. Sie werden nur zum Starten und Landen gespeichert.
Anscheinend wird der Tod der Flügel allmählich eintreten, ebenso wie der Tod des Schwanzes. Es erscheinen Flugzeuge mit einziehbaren Flügeln, die nach dem Start wie bisher ein einziehbares Fahrwerk einfahren. Darüber hinaus schaltet der Motor zusammen mit dem Propeller einen speziellen Rahmen ein. Somit ist es möglich, die Richtung des Schubes nach oben oder unten zu ändern, je nachdem, wo der Rahmen mit der Motoreinheit gedreht wird.
Damit beginnt die nächste Stufe der Luftfahrt. Das Flugzeug ändert wieder seine Form. Es wird anfangen, einem fliegenden Projektil oder vielmehr einer Luftbombe zu ähneln. Von seinen Flügeln bleiben nur kleine Auswüchse übrig, ähnlich wie bei Bombenstabilisatoren. Flugzeuge-Projektile erscheinen in der Luft. Ihre Geschwindigkeit wird 1.000 km pro Stunde überschreiten. Die Aerodynamik von Flugzeugen wird sich der Artillerie-Ballistik nähern.
Dutzende weiterer Jahre werden vergehen, und das Flugzeug wird endlich seine Flügel verlieren und wie ein modernes zigarrenförmiges Projektil werden. Das Heck dieses Projektils wird von einer Reihe von Löchern umgeben sein, durch die ein Hochgeschwindigkeitsluftstrom geleitet werden kann. Indem Sie diesen Fluss regulieren und auf das eine oder andere Loch richten, können Sie die Nase des Flugzeugs anheben oder absenken, das Auto horizontal oder entlang geneigter Linien fahren und in die eine oder andere Richtung drehen.
Flugprojektil, angetrieben von einem Fliehkraftpropeller. Im hinteren Teil des Projektils ist ein Lochgürtel sichtbar. Diese Löcher dienen als Ruder. Durch Schließen und Öffnen ist es möglich, den Hochgeschwindigkeitsluftstrom um das Flugzeug herum zu regulieren und die Flugrichtung zu ändern.
Der Start eines solchen Projektilflugzeugs wird keine besonderen Schwierigkeiten bereiten. Zu diesem Zweck ist es möglich, ein Allradfahrwerk anzupassen, auf dem das Flugzeug vor dem Start montiert ist. Sobald eine ausreichende Geschwindigkeit erreicht ist, rutscht das Projektil vom Wagen und steigt in die Luft. Das Fahrwerk bleibt auf dem Flugplatz. Es wird möglich sein, mit speziellen Minen zu landen. Das Projektil fliegt durch ein spezielles Horn in eine solche Welle und löst eine Reihe von Bremspfoten um seinen Umfang. In der Mine gerät er in einen starken Gegenluftstrom, der die Geschwindigkeit des Projektils schnell "auslöscht". Im Falle eines Unfalls oder einer Notlandung kann der Fahrer die Schwerkraftstofftanks und die Turbineneinheit durch Drehen des Griffs abnehmen und nach unten fallen lassen. Das Cockpit mit Menschen wird mit dem Fallschirm herunterfahren.
Es ist schwer zu sagen, welche Rekorde ein solches Flugzeug der Zukunft entwickeln kann. Es ist möglich, dass es eine Geschwindigkeit von bis zu 2000 km / h und eine Flughöhe von bis zu 100 km erreicht. Der Kampf um Geschwindigkeit, um große Höhen in dieser Phase der Luftfahrt wird die Entwicklung von noch weit von perfekten Triebwerken weit entfernten Triebwerken erheblich beschleunigen. Solche Triebwerke werden in vielen Projektilflugzeugen installiert.
Es ist jedoch möglich, dass diese Phase der Luftfahrt nicht die letzte sein wird. Die Menschen werden ihren alten Traum erfüllen wollen - aus der Schwerkraft der Erde herauszukommen. Die Konstrukteure stehen vor der Aufgabe, den Luftwiderstand zu besiegen, was insbesondere bei hohen Geschwindigkeiten der Fall ist.
Auf den Fotos des Fluges der Kugel ist zu sehen, dass ein Loch im Glas durchbricht, noch bevor die Kugel es berührt. Das Glas wird durch die verdichtete Luft zerbrochen, die sich um die Geschossnase angesammelt hat. Unmittelbar um jeden fliegenden Körper, sei es ein Projektil oder ein Flugzeug, erscheint eine dichte Luftschale, die als Grenzschicht bezeichnet wird. Die Dicke dieser Grenzschicht hängt von der Größe des fliegenden Körpers ab. Die Grenzschicht bewegt sich mit dem Körper und schützt die Körperoberfläche vor zu starker Luftreibung
Diese Beobachtungen legen nahe, ob unsere Atmosphäre, dh die die Erde umgebende Luft, dieselbe Grenzschicht für unseren Globus ist. Neueste Forschungsergebnisse belegen, dass das gesamte Universum mit Materie gefüllt ist, jedoch nur mit unterschiedlicher Dichte. Der interplanetare Raum ist ebenfalls mit Materie gefüllt, wenn auch sehr verdünnt. Aus diesem Grund erscheint ein verdichtetes Luftkissen um die Planeten. Da Materie im interplanetaren Raum extrem verdünnt ist, benötigte die Erde eine Geschwindigkeit von 30 km pro Sekunde, um eine Grenzschicht mit einer Dichte von nur einer Atmosphäre zu erhalten. Um das Projektil herum, das in dieser bereits verdichteten Umgebung fliegt, entsteht eine Grenzschicht mit einer Dichte von Hunderten von Atmosphären, obwohl das Projektil in der Luft um ein Vielfaches langsamer fliegt als die Erde im Weltraum.
Die Grenzschicht des Projektils erreicht nur im vorderen Nasenteil eine enorme Dichte. Dies verursacht auch viel Luftwiderstand während des Fluges des Projektils. Der Globus erfährt keinen solchen Widerstand. Die Erdatmosphäre ist gleichmäßig über die gesamte Oberfläche verteilt. Die Rotation der Erde um ihre Achse spielt dabei eine äußerst wichtige Rolle. Wenn sich die Erde nicht drehen würde, würde ein stark verdichtetes Luftkissen vor der Kugel erzeugt, und auf der anderen Hemisphäre wäre die Atmosphäre extrem verdünnt. Aber die rotierende Erde setzt konsequent alle Seiten unter Druck. Luftpartikel haben keine Zeit, sich von der Erdoberfläche zu lösen und wieder unter Druck zu geraten, als würden sie auf die Erde geschlagen.
Rohr für die Landung zukünftiger Projektilflugzeuge. Das Flugzeug fliegt in dieses Horn und fällt unter den Einfluss eines starken entgegenkommenden Luftstroms, der seine Geschwindigkeit schnell "dämpft".
Dieses Phänomen kann leicht mit einem Modell verifiziert werden. Bauen Sie eine Scheibe, an deren Kante sich eine Kugel entlang ihrer Achse drehen kann. Wenn Sie die Scheibe in Bewegung setzen und gleichzeitig die Kugel drehen lassen, erhalten Sie ein grobes Modell der Erde, das sich gleichzeitig um ihre Achse und in der Umlaufbahn dreht. Kleben Sie um den Umfang der Kugel, sozusagen entlang des "Äquators" des Seidenfadens. Wenn nur eine Scheibe in Rotation gebracht wird, dehnen sich diese Seiden wie der "Schwanz" eines Kometen in eine Richtung. Dies ist die Form eines Luftstroms, der um eine Kugel oder ein Projektil erzeugt wird. Wenn nur eine Kugel gedreht wird und die Scheibe unbeweglich bleibt, blühen die Seiden unter dem Einfluss der Zentrifugalkraft in alle Richtungen entlang der Radien. Wenn beim Drehen der Kugel gleichzeitig die Scheibe in Bewegung gesetzt wird, werden die Seidenfäden von allen Seiten gleichmäßig gegen die Kugel gedrückt. Das gleiche wird ihnen passierenWas passiert mit Luftpartikeln auf der Erde?
Die Ebene der fernen Zukunft - "Fliegender Planet". Auf diesem fliegenden Ball können Menschen die Schwerkraft überwinden.
Die Analogie zur Bewegung der Planeten legt also nahe, dass es möglich ist, den Widerstand der verdichteten Grenzschicht zu beseitigen, die sich vor dem fliegenden Körper ansammelt. Wenn wir diesen Körper kugelförmig machen und ihn während des Fluges um eine Achse drehen, wird die Grenzschicht gleichmäßig über die gesamte Oberfläche verteilt. Infolgedessen verschwindet der kolossale Luftwiderstand, der während des schnellen Flugs auftritt.
Vielleicht werden die Menschen eines Tages in der Lage sein, kleine "fliegende Planeten" mit einer Kugelform zu erschaffen.
Versuchen wir uns einen dieser fliegenden Bälle vorzustellen.
Die Außenhülle des fliegenden Balls ist beweglich. Es kann sich entlang der Achse nur in eine Richtung drehen - von oben nach unten. Im Inneren befindet sich eine zweite Schale, die an derselben Achse aufgehängt ist, aber unter dem Einfluss der Schwerkraft während des Fluges relativ zur Achse stationär bleibt. Es ist auf mehrere Etagen verteilt. Im unteren Teil befinden sich Ladungen und Lebensmittelvorräte. Oben ist ein Boden mit Flüssigstrahlkraftstoff (Sauerstoff, flüssiger Kohlenstoff). Noch höher sind Wissenschaftslabors, Mannschaftsunterkünfte, Werkstätten und andere Hauswirtschaftsräume.
Wie bewegt sich ein solcher Ballplanet?
In der Innenschale der Kugel ist der sogenannte Jet Belt angeordnet: Kammern befinden sich um den Umfang in einem Ring, in dem der Kraftstoff verbrannt wird. In der äußeren, rotierenden Hülle der Kugel entspricht dieser reaktive Riemen einem Riemen mit Düsen, durch den die in den Kammern gebildeten Gase nach außen entweichen können. Dieser äußere Riemen wird fest gegen den inneren gedrückt, so dass das Gleiten der äußeren Hülle keine Hindernisse für den Betrieb der Strahlkammern schafft. Je nachdem, welcher Sektor der Strahlkammern arbeitet, kann sich der Ball bei jeder Neigung vorwärts oder rückwärts, aufwärts oder abwärts bewegen. Um die Drehungen der Kugel auszuführen, sind auch mehrere Seitenkammern vorgesehen.
Vor dem Anheben rollt der Ball über den Boden, bis er genügend Geschwindigkeit zum Abheben erreicht. Danach werden die Reaktionskammern eingeschaltet, so dass der Schub die Kugel im gewünschten Winkel nach oben lenkt. Die Landung ist ungefähr gleich. Aber der Schub wird nach vorne übertragen und bremst den Ball.
Die Geschwindigkeit des Abflusses von Gasen durch die Strahldüsen kann auf zweitausend Meter pro Sekunde erhöht werden. Infolge der Drehung der Außenhülle ist der Luftwiderstand relativ vernachlässigbar.
Mit einem solchen fliegenden Ballon erreichen die Menschen eine unerhörte Geschwindigkeit - mehr als 100.000 Kilometer pro Stunde. In sechs bis sieben Stunden wird es möglich sein, zum Mond zu fliegen und zurückzukehren. Ein Mann auf einem solchen Projektil kann leicht die Schwerkraft der Erde überwinden und sich in die Weite des Universums befreien.
Verfasser: P. GROKHOVSKY. Zeichnungen von A. PREOBRAZHENSKY und S. LODYGIN. "Technologie für die Jugend" 1938
