Laten we niet vergeten, niet zo ver verleden - het einde van de 19e eeuw. Onhandige auto's reden door de straten van de hoofdsteden. Paarden en zelfs voetgangers haalden ze in. De eerste gecontroleerde ballonnen vertrokken. Ze verbrandden en versplinterden op bijna elke vlucht. De gewaagde poging van de Zweedse ingenieur Andre om de Noordpool te bereiken in een heteluchtballon kostte zijn en zijn metgezellen het leven. De beroemde vluchten van Lilienthal op een zweefvliegtuig eindigden met de dood van een dappere vlucht …
Dit alles stond aan de vooravond van het moderne stadium van de luchtvaart. Dappere uitvinders kwamen om en baanden de weg voor de mensheid in de lucht. Maar hun ervaring bleef, verzamelde zich en aan het begin van de twintigste eeuw. de mens behaalde een grote overwinning: hij creëerde vleugels voor zichzelf, uitgerust met een motor.
In 1903 vertrokken de Amerikanen, de gebroeders Wright, in een aangedreven voertuig en hielden het ongeveer een minuut vol. Hun vluchten werden elke keer langer. Al in 1905 hielden ze 38 minuten in de lucht, ongeveer 40 km vliegen.
In de eerste tien jaar van het bestaan van vliegtuigen creëerden ontwerpers hun vliegtuig op de tast, zonder te weten hoe ze zich in de lucht zouden gedragen. De eerste vliegtuigen waren als doosvliegers, als vliegende watjes. Tijdens de imperialistische oorlog werden vliegtuigen veel gebruikt. Sinds enkele jaren worden de basiswetten van de aerodynamica bestudeerd. Vliegtuigontwerpen zijn continu verbeterd. Al snel kreeg het vliegtuig een moderne, gesloten, gestroomlijnde vorm.
Al in 1935 begonnen vliegtuigen snelheden tot 400 km per uur te bereiken, klommen naar een hoogte van 10 duizend km, vlogen in een rechte lijn zonder te landen tot 8 duizend km, en tilden ermee tot 10 ton.
Je zou kunnen denken dat alles uit de luchtvaart is gehaald, dat het tijd is om meerdere standaard vliegtuigontwerpen voor verschillende doeleinden te ontwikkelen, zodat er in de toekomst nog maar kleine veranderingen in aangebracht zouden worden.
Natuurlijk niet. Tegenwoordig voltooit de mensheid slechts de eerste fase van luchtvaartontwikkeling. Het is mogelijk dat de wereld al op het punt staat kwalitatief nieuwe vliegmachines te creëren.
Laten we ons proberen voor te stellen hoe de vliegtuigen van de toekomst eruit zullen zien. Het is onwaarschijnlijk dat ze zelfs op de meest geavanceerde moderne modellen zullen lijken.
Promotie video:
De zogenaamde "vliegende vleugels" verschijnen al. De auto's werden van de staart bevrijd, alsof ze van onnodige ballast waren. Toegegeven, de staart geeft het vliegtuig stabiliteit, maar het vergroot het formaat van het vliegtuig, creëert extra weerstand, vermindert de manoeuvreerbaarheid en mobiliteit. Staartloze vliegtuigen bestaan al een paar jaar. Ze hebben allemaal nog steeds een belangrijk nadeel: ze zijn niet erg stabiel tijdens de vlucht.
Modern eenzitsvliegtuig met hoge snelheid. Opvallend zijn de kleine afmetingen van de vlakken en staart. Het vliegtuig is tot het uiterste "afgedekt". Zo'n vliegtuig haalt een snelheid van 550 km per uur.
Sommige ontwerpers proberen de staart voorzichtiger te verwijderen: ze verkorten de romp geleidelijk, waardoor de staarteenheid dichter bij de vleugel komt. Een van deze Fokker-toestellen werd getoond op de Paris Air Show in 1936. Bij dit toestel werd de romp vervangen door twee smalle balken die de staart ondersteunden. Het vliegtuig onderscheidde zich door een dun profiel en kleine vleugelafmetingen. Belasting per 1 m2. m van het draagvlak van de vleugels bereikte 140 kg voor dit vliegtuig - anderhalf keer meer dan dat van conventionele machines. Dit vliegtuig kon vliegen met een snelheid van 506 km per uur.
Men moet bedenken dat de ontwerpers, door geleidelijk van de romp af te komen, eindelijk een redelijk stabiele vorm van staartloos vliegtuig zullen vinden. Sommige firma's in Amerika zijn al begonnen met het ontwerpen van krachtige "vliegvleugels" voor passagiers die tot 100 passagiers kunnen vervoeren.
De massale verschijning van dergelijke vliegtuigen zou de tweede fase van de luchtvaart kunnen initiëren: staartloze vliegtuigen zullen in de lucht vliegen. Deze machines zullen nieuwe stroomlijnen vereisen. Het blijkt dat voor snelheden van 700-800 km per uur moderne "botte" vormen te veel weerstand hebben. Ontwerpers van vliegende vleugels zullen proberen de romp en het vleugelprofiel zoveel mogelijk te slijpen. De motor wordt blijkbaar teruggetrokken. In moderne vliegtuigen slaat de luchtstroom die door de propeller wordt gecreëerd in op het vlak van het vliegtuig en zorgt voor extra weerstand. De stuwkracht van de propeller door deze terug te dragen, zal aanzienlijk worden verbeterd. De roeren bevinden zich aan de achterkant van de vleugel, net als de rolroeren. De roeren bevinden zich aan de uiteinden van de vleugels in de vorm van speciale ringen. Het vliegtuig heeft geen uitstekende delen. Zelfs het cabinevizier zal gelijk zijn met het oppervlak. Zoals geschatte berekeningen laten zien, de snelheid van zo'n tweezits staartloos vliegtuig met een motor van tweeduizend liter. van. kan tot 800 km per uur worden gebracht. Belasting per 1 m2. m vleugel bereikt 200 kg - twee keer zoveel als in moderne machines.
Staartloze vliegtuigontwerpen kunnen het luchtruim lange tijd veroveren. Maar nu begint de snelheid van het vliegtuig de 1.000 km per uur te bereiken. Het zal snelheid, geluid benaderen en het dan ontgroeien. Met het verschijnen van dergelijke "supersonische snelheden" zal de propeller moeten wijken voor een ander voortstuwingsapparaat. Als de propeller te snel draait, glijdt de meeste lucht gewoon van de bladen en kan de propeller zijn kracht niet meer vergroten. De ontwerpers krijgen te maken met een ander probleem: hoe vervang je de propeller, die al tientallen jaren eerlijk in de luchtvaart werkt? Het is mogelijk dat in een min of meer verre toekomst een nieuw type voortstuwingsinrichting zal verschijnen, die bijvoorbeeld werkt volgens het centrifugale principe.
Twee-straal "vliegtuig, dat werd gedemonstreerd op de tentoonstelling in Parijs. De staarteenheid bevindt zich dicht bij de vleugel. Dit vliegtuig - overgangsstap naar staartloze "vliegende vleugels".
Stel je een grote, uitpuilende, bufferachtige schijf voor met een gat in het midden. Dit gat is niet door. Op enige diepte is het verdeeld in verschillende "assen" die zich uitstrekken vanaf het midden in radiale richting en zich naar buiten uitstrekken aan de randen van de schijf. Als we zo'n schijf beginnen te draaien, zal onder invloed van de middelpuntvliedende kracht de lucht in zijn radiale assen naar de randen worden geworpen en eruit barsten. In plaats daarvan zal een nieuwe portie lucht worden aangezogen door het gat in het midden. Aan de rand van de schijf kan een geleidingsvaan worden geplaatst zodat de luchtstroom in één richting wordt geworpen, haaks op de radiale assen. Deze stroom zal de schijf in de tegenovergestelde richting duwen. Door zo'n schijf met een enorme snelheid te laten draaien, kan een krachtige stuwkracht worden gecreëerd.
Naast de centrifugale, kan men zich een ander type voortstuwingsapparaat voorstellen, gebaseerd op het principe van de vlucht van insecten, die met hun vleugels een gesloten figuur beschrijven die lijkt op een acht. De bladen van zo'n propeller zullen de lucht met hun hele oppervlak raken, zodat luchtslip wordt geëlimineerd.
Voor de verdere ontwikkeling van de luchtvaart kan niet alleen de staart, maar ook de vleugels onnodige ballast blijken te zijn. Ze worden alleen opgeslagen voor het opstijgen en landen.
Blijkbaar zal de dood van de vleugels geleidelijk gebeuren, evenals de dood van de staart. Er zullen vliegtuigen met intrekbare vleugels verschijnen, die na het opstijgen, zoals nu, intrekbaar landingsgestel zullen intrekken. Daarnaast zal de motor samen met de propeller een speciaal frame aanzetten. Het zal dus mogelijk zijn om de richting van de stuwkracht omhoog of omlaag te veranderen, afhankelijk van waar het frame met de motoreenheid wordt gedraaid.
Dus de volgende fase van de luchtvaart begint. Het vliegtuig zal weer van vorm veranderen. Het zal op een vliegend projectiel gaan lijken, of beter gezegd op een luchtbom. Alleen kleine uitgroeiingen blijven van zijn vleugels over, vergelijkbaar met bomstabilisatoren. Vliegtuigprojectielen zullen in de lucht verschijnen. Hun snelheid zal meer dan 1.000 km per uur bedragen. De aerodynamica van vliegtuigen zal artillerieballistiek benaderen.
Er zullen nog tientallen jaren voorbijgaan en het vliegtuig zal eindelijk zijn vleugels verliezen en als een modern sigaarvormig projectiel worden. De staart van dit projectiel wordt omgeven door een aantal gaten waardoor een luchtstroom met hoge snelheid kan worden gericht. Door deze stroom te regelen en naar een of ander gat te sturen, kunt u de neus van het vliegtuig omhoog of omlaag bewegen, de auto horizontaal of langs hellende lijnen besturen en in de ene of de andere richting draaien.
Vliegend projectiel voortgestuwd door een centrifugaalpropeller. Een riem met gaten is zichtbaar aan de achterkant van het projectiel. Deze gaten dienen als roeren. Door ze te sluiten en te openen, is het mogelijk om de snelle luchtstroom rond het vliegtuig te regelen en de vliegrichting te veranderen.
Het opstijgen van een dergelijk projectielvliegtuig zal geen bijzondere moeilijkheden opleveren. Hiervoor is het mogelijk om een vierwielig landingsgestel aan te passen, waarop het vliegtuig voor het opstijgen wordt gemonteerd. Zodra voldoende snelheid is bereikt, glijdt het projectiel van de kar en stijgt het de lucht in. Het landingsgestel blijft op het vliegveld. Het zal mogelijk zijn om met speciale mijnen te landen. Als het projectiel door een speciale hoorn in zo'n as vliegt, laat het een reeks rempoten rond zijn omtrek los. In de mijn komt hij in een krachtige tegemoetkomende luchtstroom, die de snelheid van het projectiel snel zal "doven". Bij een ongeval of een noodlanding kan de bestuurder de zware brandstoftanks en de turbine-eenheid losmaken door aan de hendel te draaien en ze naar beneden te laten vallen. De cockpit met mensen gaat per parachute naar beneden.
Het is moeilijk te zeggen welke records zo'n vliegtuig van de toekomst kan ontwikkelen. Het is mogelijk dat het een snelheid haalt tot 2 duizend km per uur en een vlieghoogte tot 100 km. De strijd om snelheid, om grote hoogten in dit stadium van de luchtvaart, zal de ontwikkeling van nog verre van perfecte straalmotoren enorm versnellen. Dergelijke motoren zullen op veel projectielvliegtuigen worden geïnstalleerd.
Maar het is mogelijk dat deze fase van de luchtvaart niet de laatste zal zijn. Mensen zullen hun oude droom willen vervullen - uit de zwaartekrachtsfeer van de aarde komen. De ontwerpers zullen worden geconfronteerd met de taak om de luchtweerstand te verslaan, wat vooral bij hoge snelheden het geval is.
Op de foto's van de vlucht van de kogel is te zien dat een gat in het glas al doorbreekt voordat de kogel het raakt. Het glas wordt verbrijzeld door de samengeperste lucht die zich rond de kogelneus heeft opgehoopt. Onmiddellijk rond elk vliegend lichaam, of het nu een projectiel of een vliegtuig is, verschijnt een dichte luchtschil, een grenslaag genoemd. De dikte van deze grenslaag is afhankelijk van de grootte van het vliegende lichaam. De grenslaag beweegt met het lichaam mee en beschermt het lichaamsoppervlak tegen te sterke luchtwrijving
Deze waarnemingen suggereren of onze atmosfeer, dat wil zeggen de lucht rond de aarde, dezelfde grenslaag is voor onze aardbol. Het laatste onderzoek bewijst dat het hele universum gevuld is met materie, maar alleen met verschillende dichtheden. De interplanetaire ruimte is ook gevuld met materie, zij het zeer ijl. Daarom verschijnt er een verdicht luchtkussen rond de planeten. Omdat materie extreem ijl is in de interplanetaire ruimte, had de aarde een snelheid van 30 km per seconde nodig om een grenslaag te verkrijgen met een dichtheid van slechts één atmosfeer. Rond het projectiel dat in deze toch al verdichte omgeving vliegt, ontstaat een grenslaag met een dichtheid van honderden atmosferen, hoewel het projectiel vele malen langzamer door de lucht vliegt dan de aarde in de ruimte.
De grenslaag van het projectiel bereikt een enorme dichtheid alleen in het voorste neusgedeelte. Dit zorgt ook voor veel luchtweerstand tijdens de vlucht van het projectiel. De aardbol ondervindt zo'n weerstand niet. De atmosfeer van de aarde is gelijkmatig verdeeld over het hele oppervlak. De rotatie van de aarde om zijn as speelt daarbij een uiterst belangrijke rol. Als de aarde niet zou roteren, zou er een sterk verdicht luchtkussen voor in de bal ontstaan en op het andere halfrond zou de atmosfeer extreem ijl zijn. Maar de draaiende aarde zet consequent al haar zijden onder druk. Luchtdeeltjes hebben geen tijd om los te komen van het aardoppervlak en komen weer onder druk te staan, alsof ze ze tegen de aarde slaan.
Pijp voor het landen van toekomstige projectielvliegtuigen. In deze hoorn vliegt het vliegtuig onder invloed van een krachtige tegemoetkomende luchtstroom, die de snelheid snel "dempt".
Dit fenomeen kan eenvoudig worden geverifieerd met een model. Bouw een schijf aan de rand waarvan een bal langs zijn as kan draaien. Als je de schijf in beweging zet en tegelijkertijd de bal laat draaien, heb je een grof model van de aarde, die tegelijkertijd rond zijn as en in een baan om zijn as draait. Lijm rond de omtrek van de bal, langs zijn, om zo te zeggen, de "evenaar" van de zijden draad. Als slechts één schijf in rotatie wordt gebracht, strekken deze zijde zich in één richting uit als de "staart" van een komeet. Dit is de vorm van een luchtstroom rond een kogel of projectiel. Als slechts één bal wordt rondgedraaid, waardoor de schijf onbeweeglijk blijft, zullen de zijde onder invloed van de middelpuntvliedende kracht in alle richtingen langs de stralen bloeien. Als tijdens het draaien van de bal de schijf tegelijkertijd in beweging wordt gebracht, worden de zijden draden van alle kanten gelijkmatig tegen de bal gedrukt. Hetzelfde zal met hen gebeurenwat gebeurt er met luchtdeeltjes rond de aarde.
Het vlak van de verre toekomst - "Vliegende planeet". Op deze vliegende bal zullen mensen de zwaartekracht kunnen overwinnen.
Dus de analogie met de beweging van de planeten suggereert dat het mogelijk is om de weerstand van de verdichte grenslaag die zich ophoopt aan de voorkant van het vliegende lichaam te elimineren. Als we dit lichaam bolvormig maken en het tijdens de vlucht om een as laten draaien, dan wordt de grenslaag gelijkmatig verdeeld over het gehele oppervlak en verdwijnt de kolossale luchtweerstand die ontstaat tijdens het snel vliegen.
Dus mensen zullen misschien ooit in staat zijn om kleine "vliegende planeten" met een bolvorm te creëren.
Laten we proberen ons een van deze vliegende ballen voor te stellen.
De buitenschaal van de vliegende bal is beweegbaar. Het kan slechts in één richting langs de as draaien - van boven naar beneden. Binnenin bevindt zich een tweede schaal, opgehangen aan dezelfde as, maar onder invloed van de zwaartekracht tijdens de vlucht stationair ten opzichte van de as. Het is verdeeld over meerdere verdiepingen. In het onderste deel zijn er ladingen en voedselvoorraden. Boven is een vloer met vloeibare vliegtuigbrandstof (zuurstof, vloeibare koolstof). Nog hoger zijn wetenschappelijke laboratoria, bemanningsverblijven, werkplaatsen en andere bijkeuken.
Hoe beweegt zo'n bolplaneet?
In de binnenschaal van de kogel is de zogenaamde jetband aangebracht: rondom de omtrek bevinden zich kamers in een ring waarin de brandstof wordt verbrand. In de buitenste, roterende schaal van de bal komt deze reactieve band overeen met een band met mondstukken waardoor de gassen die in de kamers worden gevormd naar buiten kunnen ontsnappen. Deze buitenband wordt strak tegen de binnenkant aangedrukt zodat het verschuiven van de buitenschaal geen obstakels vormt voor de werking van de jetkamers. Afhankelijk van welke sector van de jetkamers werkt, kan de bal naar voren of naar achteren, omhoog of omlaag bewegen onder elke helling. Om de rondingen van de bal uit te voeren, zijn er ook meerdere zijkamers voorzien.
Voordat hij wordt opgetild, rolt de bal over de grond totdat hij voldoende snelheid opneemt om op te stijgen. Daarna worden de reactiekamers ingeschakeld zodat de stuwkracht de bal onder de gewenste hoek naar boven richt. De overloop is ongeveer hetzelfde. Maar de stuwkracht wordt naar voren overgebracht en remt de bal.
De snelheid van de uitstroom van gassen door de straalmondstukken kan worden opgevoerd tot 2 duizend meter per seconde. Door de rotatie van de buitenschaal zal de luchtweerstand relatief verwaarloosbaar zijn.
Op zo'n vliegende ballon zullen mensen een ongehoorde snelheid bereiken - meer dan 100 duizend km per uur. Over zes tot zeven uur is het mogelijk om naar de maan te vliegen en terug te keren. Een man op zo'n projectiel kan gemakkelijk de zwaartekracht van de aarde overwinnen en losbreken in de uitgestrektheid van het universum.
Auteur: P. GROKHOVSKY. Tekeningen door A. PREOBRAZHENSKY en S. LODYGIN. "Technologie voor jongeren" 1938
