Реактивная авиация Второй мировой войны - Козырев Михаил Яковлевич (читать книги онлайн без .txt) 📗
Перед войной доктор Филипп разработал ряд проектов летательных аппаратов под названием Frali. Первый из них, Frali I, был предложен в сентябре 1938 г., конструктивно он представлял собой дирижабль с хвостовым килем, напоминавшим рыбий хвост, но его корпус был покрыт панелями солнечных батарей. Последний из этого ряда, Frali VI, имел цилиндрическую форму корпуса с коническим носом и квадратным хвостовым килем, аппарат по всей поверхности корпуса был покрыт панелями солнечных батарей.
Во время войны Филипп разработал два проекта дископодобных аппаратов. Первый из аппаратов назывался Greif («Грифон») и оснащался четырьмя ЭРД, установленными по периметру корпуса. Двигатели использовали энергию, получаемую от панелей солнечных батарей. Последний аппарат, Sonnenflieger («Солнечный летчик»), представлял собой диск большого диаметра с куполообразной кабиной в центре. Корпус аппарата был покрыт панелями солнечных батарей, на земле аппарат стоял на телескопических опорах. Однако до конца войны ни один из проектов аппаратов Филиппа не был доведен до реализации.
Параллельно с Ф. Филиппом проблемой создания летательного аппарата с ЭРД занимался австрийский физик доктор Карл Новак. В марте 1943 г. он получил немецкий патент № 905847 на двигатель, работающий на основе реакции взаимодействия атмосферных кислорода и азота при высоких температурах. Суть заключалась в том, что в камере сгорания двигателя создавалась череда высоковольтных разрядов, приводящих, по расчетам автора изобретения, к повышению температуры в камере до нескольких тысяч градусов Цельсия. Этот процесс напоминал процесс, происходящий при ударе молнии в атмосфере. Однако такую высокую температуру не может выдержать ни один из конструкционных материалов, поэтому стенки камеры сгорания должны были охлаждаться жидким гелием, который в результате нагревания испарялся и вместе с образовавшимся оксидом азота подавался в реактивное сопло, увеличивая тягу двигателя.
Двигатель подобной конструкции запатентовал уже после войны Бруно Швентайт, участник работ по созданию немецких дископодобных летательных аппаратов. Он же утверждал, что исследования такого типа двигателя велись в рамках проектов дисков, над которыми работали Мите, Шривер, Хабермоль и др. (см. выше). Однако сведений о практической реализации ЭРД в качестве силовой установки летательного аппарата в военный период нет.
Тем не менее исследования ЭРД в довоенный и военный периоды позволили определить область их эффективного применения – для полетов в космосе. После войны двигатели этого класса нашли практическое применение в космических аппаратах для обеспечения ориентации и коррекции траектории полета. Впервые в мире Советским Союзом в реальных условиях полета по космическим орбитам были применены ионные и плазменные ЭРД на корабле «Восход» и автоматической станции «Зонд-2» в 1964 г. В ряде стран разрабатываются образцы ЭРД, предназначенные для использования в качестве основных двигателей для дальних межпланетных полетов.
11. Летательные аппараты с ядерными силовыми установками
Идея использовать энергию атома для приведения в движение летательных аппаратов возникла практически сразу же после появления первых самолетов и задолго до открытия цепной реакции урана и первых оценочных расчетов высвобождаемой при этом энергии. Первым эту идею высказал Р. Эсно-Пельтри, опубликовавший в 1913 г. статью о возможности полета на Луну в космическом корабле, двигатель которого использовал в качестве рабочего вещества радий. Примерно в то же самое время возможность использования атомной энергии для создания тяги в космическом пространстве была рассмотрена Р. Годдардом.
В 1927 г. на Выставке межпланетных аппаратов в Москве инженер Александр Федоров представил модель и описание своего космического корабля, двигатель которого использовал атомную энергию. Корабль представлял собой крылатый аппарат обтекаемой формы с тремя воздушными винтами и реактивными соплами. При полете в пределах земной атмосферы двигатель работал в режиме ТВД, вращая винты и частично создавая тягу реактивными соплами. После выхода за пределы атмосферы винты и крыло убирались в фюзеляж, а корабль продолжал движение за счет реактивной тяги. Общая длина ракеты составляла 60 м, диаметр фюзеляжа – 8 м, полетный вес – 80 т, максимальная развиваемая скорость – 25 км/с. Экипаж корабля состоял из шести человек.
В декабре 1938 г. немецкому физику профессору Отто Гану вместе с его сотрудником Штрассманом удалось открыть процесс расщепления урана. Через некоторое время результаты исследований были переданы Лизой Майтнер, сотрудницей Гана, датскому профессору Нильсу Бору. На V конференции по теоретической физике, состоявшейся 26 января 1939 г. в Вашингтоне, Н. Бор выступил с докладом, в котором сообщил о работах немецких ученых. После этого в США начались интенсивные исследования, в результате которых, как было объявлено, Энрико Ферми из Колумбийского университета открыл новый физический процесс – расщепление атомов урана. В марте того же года в журнале Nature была опубликована статья французских физиков Жолио-Кюри, Халбана и Коварски, в которой они изложили результаты своих экспериментов по осуществлению ядерной реакции.
В середине апреля 1939 г. в Германии профессор В. Ханле предложил схему «тепловой машины» (атомного реактора), использующей энергию, которая выделяется при расщеплении урана. Это предложение обсуждалось 29 апреля на заседании Научно-исследовательского совета при рейхсминистерстве образования, на котором сформировали рабочую группу ученых под руководством профессора Абрахама Эзау, основной задачей этой группы являлась разработка атомного реактора.
Примерно в это же время профессор П. Хартек и доктор В. Грот обратились с письмом к начальнику отдела вооружений сухопутных войск генералу Беккеру. В письме они сообщали о том, что новые открытия в области ядерной физики сулят огромные перспективы, и в том числе позволят создать взрывчатку громадной мощности. Ссылаясь на то, что американские, французские и английские ученые ведут работы по ядерной физике, Хартек и Грот предложили начать соответствующие исследования. Ответом было немедленное создание под эгидой военного министерства двух групп ученых (около 50 человек), которым предписывалось изучить возможности использования атомной энергии для военных целей. Приоритет отдавался разработке технологии получения изотопа урана-235 и создания технологического оборудования, исследованиям по выбору замедлителя для реактора, разработке конструктивных вариантов силовых установок на основе реакторов и т. д. Общее руководство группами возложили на доктора Курта Дибнера.
26 февраля 1942 г. в Германии на конференции, организованной Научно-исследовательским советом, рассматривались промежуточные результаты практической работы по «урановому проекту» обеих рабочих групп. Первой группой, занимавшейся вопросами создания атомной бомбы, было отмечено, что для ее создания, вероятно, потребуется от 10 до 100 кг урана. Вторая группа, занимавшаяся вопросами создания атомных силовых установок, считала, что урановыми генераторами энергии можно оснащать боевые корабли, подводные лодки, крупные танки и большие самолеты. В июне того же года руководство всеми работами по «урановому проекту» принял на себя рейхсмаршал Г. Геринг, который назначил своим уполномоченным профессора Эзау.
В июне 1943 г. техническая конференция под председательством министра вооружения Шпеера решила, что нужно приостановить дальнейшие работы по атомной бомбе, а продвигать только работы по атомному реактору. В декабре 1943 г. Геринг освободил Эзау от обязанностей уполномоченного по «урановому проекту», назначив вместо него профессора Герлаха, который работал до этого времени по заказам военноморского флота.
В конце мая 1944 г. Герлах доложил командованию, что первый реактор с критической массой ядерного топлива будет построен в ближайшее время. В июле для установки реактора выбрали место – в пещере у деревушки Хайгерлох недалеко от швейцарской границы. После того как пещера была соответствующим образом подготовлена и оборудована, в конце февраля 1945 г. в Хайгерлох прибыл эвакуированный из Берлина реактор B VIII. Он представлял собой цилиндр из легкого металла с расположенным внутри графитовым отражателем весом 10 т. В активную зону залили 1,5 т тяжелой воды и установили 664 кубика урана общим весом 1525 кг. 23 марта профессор Герлах позвонил из Хайгерлоха в Берлин: «Реактор заработал!» Но это было преждевременно – немецкий урановый реактор B VIII не сумел достичь критической точки. После пересчета оказалось, что загрузку реактора необходимо увеличить почти на 50 %. 23 апреля Хайгерлох был занят 1279-м разведывательным батальоном американских войск, хотя Хайгерлох и находился в зоне ответственности французов. На следующий день американцы обнаружили урановый реактор, после чего они демонтировали и вывезли все оборудование, а пещеру взорвали.
