CC BY
34Решетневскце чтения
в топку, что сравнительно легко осуществимо. Теоретические исследования показывают, что применение паровых турбин дает возможность увеличить высоту полета до 18.. .20 км.
Как видим, применение компрессоров с бензиновым мотором и паровых турбин для разрешения проблемы высотных полетов ограничено сравнительно небольшими пределами. Чтобы достичь больших высот, приходится обращаться к другому методу, а именно к установке на самолете реактивного двигателя. Его основным преимуществом является то, что в отличие от бензиновых и паровых установок его мощность от уменьшения плотности воздуха не уменьшается, а, наоборот, увеличивается. Это замечательное свойство объясняется тем, что нужный для горения кислород воздуха находится здесь в самом топливе двигателя (а не берется из воздуха) и противодавление выходным газам с увеличением высоты уменьшается. Поэтому реактивный двигатель должен дать наибольший эффект в безвоздушном пространстве (а значит, он может единственным двигателем, вполне подходящим для межпланетных сообщений).
Вместе с тем практическое применение реактивного двигателя также встречает ряд препятствий. Одно из них заключается в том, что для получения нужного коэфициента полезного действия реактивного двигателя необходимы такие высокие температуры горения, какие не могут выдержать материалы современных камер сгорания. Другое препятствие состоит в том, что скорость газа, выходящего из двигателя, слишком велика по сравнению со скоростью двигателя современного самолета. Все это в целом приводит к мысли о применении реактивного двигателя не в
нормальном виде, т. е. в виде ракеты, а в комбинации его с другими двигателями, что вполне удовлетворяет запросам авиации, стремящейся осуществить полеты в стратосфере, а не в межпланетном пространстве.
Для стратосферных полетов применять реактивный двигатель в виде ракеты нет необходимости, и поэтому кислород полезно брать (весь или частично) из воздуха. Такая форма работы реактивного двигателя значительно облегчает самолет, так как вес горючего от этого уменьшается втрое в сравнении с двигателем, работающим на чистом реактивном принципе. Наилучшая на наш взгляд и вполне осуществимая форма стратосферного самолета дается схемой «самолет, винт и реактивный аппарат как тяговая установка на самолете».
Для иллюстрации возможностей такого стратосферного самолета - стратоплана - приведем такой пример. На самолете типа планера весом в 300 кг на высоте 20 км для полета со скоростью 300 км/ч будет нужна мощность в 25 л. с. При этом вес двигателя (реактивного аппарата на винте) составит около 25.30 кг, что является идеальным для такой небольшой мощности.
Аппарат именно такого типа с реактивным двигателем и пилотом, снабженным специальным скафандром для поглощения кислорода (это проще, чем создавать специальную кабину), представляется нам прообразом самолета для регулярных сверхскоростных полетов в стратосфере.
Борьба за скорость - это борьба за высоту. Освоение больших воздушных высот - стратосферы является уже не фантастической мечтой, а вполне реальной и практически осуществимой задачей.
I. V. Gerasev, E. S. Zolkina Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev, Russia, Krasnoyarsk
PROBLEMS OF STRATOPLANE
The development of aviation has never stood still. Even in our time did not allow the technology to fly in the stratosphere. Flying in this layer of the atmosphere can fly at a higher speed with lower power powerplant.
© TepaceB H. B., 3ojiKHHa E. C., 2012
УДК 626.733
Д. С. Герасимова
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Россия, Красноярск
ДВИГАТЕЛИ ДЛЯ ЛЕГКОМОТОРНОЙ АВИАЦИИ: СТАРЫЕ ПРОБЛЕМЫ И НОВЫЕ ПЕРСПЕКТИВЫ
Рассматриваются особенности и проблемы использования на территории РФ легкомоторной авиации.
В последнее время в России можно наблюдать два процесса, противоположные по направлению: с одной стороны, в частной собственности становится все больше авиатехники различных классов и типов, в
основном импортного производства, а с другой - сокращается количество аэродромов для любительских и тренировочных полетов, растут цены на авиатехнику. В целом можно констатировать, что развитие лег-
Эксплуатация и надежность авиационной техники
комоторного бизнеса в России сильно отстает от ев -ропейских государств, США и Канады. При этом специфика нашей страны с ее огромными пространствами, недостаточно развитой сетью автомобильных дорог и наличием значительных малонаселенных территорий диктует потребность в легких летательных аппаратах (ЛА). Частная же инициатива в основном сводится к появлению центров обучения пилотов-любителей на основе импортной техники, небольших аэроклубов и авиакомпаний локального или ведомственного характера.
Основой для успешного развития легкомоторной техники является наличие и доступность двигателей различного класса, приспособленных к условиям эксплуатации на просторах нашей страны. А условия эти сильно отличаются от условий развитых зарубежных стран прежде всего отсутствием авиационных бензинов. Впрочем, авиатехника с газотурбинными двигателями (ГТД) и некоторыми дизельными двигателями, работающими на реактивном топливе (керосине), вроде бы этой проблемой не озадачена. Но легкие ЛА - это техника внеаэродромного базирования, и наличие и доступность авиационного керосина весьма условны, ведь у дачи или коттеджа склад ГСМ не организуешь, а и при полетах на максимальные расстояния по пути и в конечной точке маршрута аэродрома может и не встретится! Вот и получается, что популярные ныне вертолеты «Робинсон-44» летают вокруг «бочки с бензином ЬЬ100».
Стоит ли убеждать кого-либо в том, что нам нужна отечественная авиатехника, а без отечественных двигателей эти перспективы весьма сомнительны. Что же реально можно сделать сегодня по авиационным моторам?
Массовое производство легких и мощных электродвигателей, особенно бесколлекторного типа, привело к бурному развитию беспилотных ЛА самолетного и вертолетного типа и систем на их основе во всех про-мышленно развитых странах мира и к их широкому применению в военной и гражданской областях.
Основные двигатели для пилотируемой любительской авиации, наиболее популярные во всем мире, имеют массовый спрос, однако отличаются монопольно высокими ценами, что сильно ограничивает их применение в России.
В нашей стране в 1990-1995 гг. были разработаны конкурентоспособные двигатели ДД700/45Р мощно-
стью 45 л. с. и «Иж-Мотив-700» мощностью 60 л. с. Их серийное производство могло бы уменьшить монополию зарубежных производителей, поскольку их качество и основные характеристики были на необходимом уровне, по ресурсу, эксплуатационным характеристикам и ремонтопригодности они оказались лучше приспособленными к условиям эксплуатации в России и странах СНГ, а стоимость для потребителя у них была втрое ниже, чем у зарубежных конкурентов. К сожалению, серийное производство этих двигателей организовать не удалось и отечественные производители и эксплуатанты вынуждены платить непомерно высокую цену за двигатели, что сдерживает развитие легких ЛА.
В настоящее время обеспечить серийный выпуск этих моторов не представляется возможным, так как производитель основных комплектующих - «Ижмаш» - производство мотоциклетных двигателей закрыл, а других подходящих деталей цилиндропоршневой группы у нас нет.
Для российских условий необходимы двигатели профессионального класса, работающие на отечественных автомобильных бензинах и обладающие высокой степенью надежности. Примерами таких двигателей являются моторы «ЛОМ Прага» (Чехия). Их модификации М332С и М337С имеют хорошие весовые характеристики, прекрасные потребительские качества и применяются на отечественных самолетах («Аэроволга ЛА 8», «Су-38Л», «Фермер» и др.) и дирижаблях Ау-30. А поскольку в России практически полностью утеряны секреты разработки и производства поршневых авиадвигателей, то участие чешских партнеров в создании такого производства - это единственная возможность возродить отечественное дви-гателестроение и создать базу для разработки и производства отечественных пилотируемых и тяжелых беспилотных ЛА, включая вертолеты и экранопланы.
В отличие от ситуации с поршневыми моторами, где без зарубежного опыта обойтись сегодня невозможно, для успешной разработки и последующего производства ГТД в нашей стране есть все необходимое. Пока же мы можем констатировать, что отсутствуют даже серьезно проработанные технические задания и требования. В этой связи следует отметить, что одной из важных особенностей таких двигателей должна стать возможность работы на дизельном топливе.
D. S. Gerasimova
Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev, Russia, Krasnoyarsk ENGINES FOR LIGHT-AIRCRAFT: OLD PROBLEMS AND NEW PERSPECTIVES
The paper discusses the features and problems of the Russian Federation light-engine aircraft.
© Герасимова Д. С., 2012
