В небе завтрашнего дня - Гильзин Карл Александрович (книги бесплатно полные версии TXT) 📗
Но откуда же берется на солнцелете электрический ток?
Вот для этого-то и служит солнечный двигатель. Вся поверхность обшивки самолета, обращенная к Солнцу, покрыта пластинками полупроводниковых фотоэлементов или термоэлементов. Вертикальное крыло солнцелета предназначается для увеличения поверхности этих элементов.
На аппарате средней величины поверхность солнечных элементов достигнет 100–150 квадратных метров. Как известно, один квадратный метр поверхности, на которую вне атмосферы отвесно падают солнечные лучи, получает примерно 1,8 лошадиной силы солнечной энергии. Совершенные термо- и фотоэлементы, которые будут использованы на солнцелетах, могут иметь коэффициент полезного действия 25–30 %, почти вдвое превышающий современные значения этого коэффициента. Нетрудно подсчитать, что мощность двигателя солнцелета получается равной примерно 50 лошадиным силам. И такой ничтожной мощности, равной мощности автомобиля «Победа», может оказаться достаточно, чтобы солнцелет развил скорость в 4–5 тысяч километров в час. Вот что значит разреженный воздух!
Конечно, солнцелеты должны иметь очень небольшой вес (их придется строить из самых легких материалов). На заданную высоту солнцелет будет поднят ракетой или космическим самолетом, причем, конечно, в сложенном, «упакованном» виде, — только на большой высоте солнцелет примет свою обычную форму.
Другой тип «спутника нижнего пояса» можно назвать кислородолетом. Впрочем, и этот спутник тоже можно было бы назвать солнцелетом. И вот почему.
Уже давно установлено, что на высотах более 100 километров солнечные лучи расщепляют молекулы атмосферного кислорода на отдельные атомы. Это расщепление, или диссоциация, требует затраты большого количества энергии. Зато потом, когда Солнце заходит, атомы кислорода начинают беспрепятственно соединяться снова в молекулы, и затраченная энергия выделяется. В результате такого воссоединения, или, как говорят ученые, рекомбинации части атомов в молекулы, температура воздуха на этих высотах повышается, и он начинает светиться. Этим объясняется известное явление свечения ночного неба, долгое время представлявшее загадку для ученых.
В течение ночи в молекулы воссоединяется очень небольшая часть всех атомов. Если бы можно было сразу слить все атомы в молекулы, то ночное небо озарилось бы вспышкой ярчайшего огня.
Опыты доказали принципиальную возможность создания реактивных двигателей, которые работали бы на «даровой» энергии, выделяющейся при рекомбинации атомов кислорода. Такие двигатели могут быть использованы для кислородолетов.
В двигателе кислородолета камеру сгорания заменяет большая камера, стенки которой выложены слоем катализатора, например тончайшим слоем золота. (Этот металл, как показали исследования, является лучшим катализатором.) Но катализатор только помогает реакции рекомбинации, так как при огромной скорости кислородолета встречный воздух, заторможенный внутри двигателя, сжимается и нагревается до температуры в несколько тысяч градусов. В таких условиях реакция рекомбинации идет уже самопроизвольно, при этом выделяется большое количество тепла и из двигателя вытекает струя раскаленного кислорода, создающая реактивную тягу.
Запасы атомарного кислорода в верхних слоях атмосферы неисчерпаемы, так как они постоянно возобновляются Солнцем, и продолжительность полета кислородолета будет сколь угодно большой.
К сожалению, концентрация атомов кислорода в верхних слоях атмосферы столь мала, что с помощью кислородного двигателя может быть создана лишь небольшая тяга. Поэтому использование кислородолетов, как и солнцелетов, для пассажирского сообщения и вообще для полета человека кажется сомнительным. Вероятнее всего, кислородолеты и солнцелеты будут применяться лишь для научно- исследовательских целей: только они в состоянии находиться неограниченно долго в полете в верхних слоях атмосферы. А такой полет может оказаться исключительно важным для исследования и наблюдения за процессами в них. Ведь выяснилось, что эти процессы оказывают сильное влияние на многие явления, происходящие в нижних, плотных слоях атмосферы, в частности, метеорологические, то есть определяющие погоду на Земле.
В семью «спутников нижнего пояса» могут входить и такие космические самолеты, которые при неограниченной продолжительности полета имеют двигатели большой тяги и несут большую полезную нагрузку. Если солнечная энергия не позволяет создать подобные двигатели, то это под силу другой практически неисчерпаемой энергии — атомной.
Вот, например, один из таких самолетов, его можно назвать, пожалуй, атомным кислородолетом. Двигатель самолета работает на ядерной энергии, она питает электрическую дугу, которая раскаляет протекающий через двигатель воздух, заставляя его вытекать с большой скоростью наружу для создания реактивной тяги. Но так как этот электродуговой двигатель может быть весьма мощным в отличие от подобного же двигателя солнцелета, то атомный кислородолет может иметь значительно большие размеры и вес. Кислородолетом же мы его назвали потому, что он представляет собой летающий кислородный. . завод. Внутри самолета расположена работающая на атомной энергии установка для сжижения воздуха и отделения от него жидкого кислорода. Этот кислород накапливается в огромных баках самолета и затем, когда понадобится, будет перелит в полете в баки стартующей с земли космической ракеты. Проекты подобных самолетов разрабатываются за рубежом 1*.
Атомолеты другого типа займут, вероятно, «нижний этаж» зоны космической авиации, будут летать на высотах 40–60 километров. Эти самолеты будут, наверное, сравнительно большими беспилотными самолетами с турбореактивными и прямоточными двигателями. А если нет экипажа, значит, атомные реакторы можно снабдить лишь незначительной защитной экранировкой — это сильно уменьшит вес самолета и лозволит увеличить полезный груз.
Возможно, что атомолеты будут построены почти исключительно из… бетона. Не потому, конечно, что бетон издавна применяется для защитной оболочки атомных котлов, хотя здесь и это его свойство полезно. Просто бетон, внутри которого проложены предварительно натянутые металлические струны (отчего он называется часто струнобетоном), может оказаться в данном случае самым удобным материалом. Это кажется парадоксальным, и, однако, не только атомолеты, но и многие тяжелые самолеты будущего полетят на крыльях из такого бетона. Широко также будут применяться для атомолетов, как и для других «спутников нижнего пояса», специальные пластмассы.
Атомолеты помчатся безостановочно по различным маршрутам, то опоясывающим Землю, то связывающим основные населенные пункты нашей и других стран. Каждый из них будет снабжен автопилотом, которому заранее задан определенный маршрут, записанный на магнитную пленку. Какие бы неожиданности ни случились, атомолет не отклонится ни на йоту от заданной трассы и графика движения. При желании можно с Земли по радио «стереть» записанную на магнитную пленку программу и нанести новую. Тогда самолет станет летать по другому маршруту.
Раз в год атомолет так же автоматически совершит посадку на уединенном, специально оборудованном аэродроме. Этот аэродром будет напоминать «горячие лаборатории» современных атомных центров. Сложные механизмы, управляемые на расстоянии с помощью телевизионных установок, произведут осмотр и ремонт самолета, заменят «выгоревшее» атомное топливо, а потом снова поднимут самолет в воздух.
Атомолеты могут использоваться для грузовых перевозок на большие расстояния. За мчащимся с огромной скоростью атомолетом будет тянуться несколько буксирных тросов длиной в сотни метров. Эти легкие, из пластмассы, более прочной, чем сталь, тросы способны выдержать колоссальную нагрузку. С их помощью атомолеты будут буксировать беспилотные грузовые самолеты, перебрасывая срочные грузы с высокой скоростью на большие расстояния.
Но как будут взлетать грузовые самолеты, как прицепить их к атомолету, а потом посадить у места назначения? Вероятно, после того как будет накоплен значительный опыт эксплуатации атомолетов, эти операции смогут выполняться автоматически, по радиокоманде с Земли. Однако в первое время придется, по-видимому, использовать летчиков — своеобразных «лифтеров», совершающих полеты только вверх и вниз.
