fotonchik

Жили-были люди да горя не знали и полетать все хотели. Ну на птиц насмотрелись, из лука постреляли, баллистой камни пошвыряли, и пришли к однозначному мнению: чтоб летать долго и не падать, однозначно нужны крылья (секта джетпаков свободна, хорошего дня!). Но тут возникает принципиально другой вопрос: а собственно как эту бандуру с крыльями двигать-то? Человеки – хилые, у птиц – вон сколько мышц для полета; впрочем желающие попробовать помахать крыльями были, в итоге – чтобы остальные поняли почему это не вариант. Значит надо как то воздух двигать. Ну тут проблем не было: если ветер дует то ветряк крутится? Значит надо сделать наоборот, и крутить ветряк чтобы дуло! Вопрос источника работы однако не был снят.

Народ одними воздушными шарами или планерами в итоге и обходился, пока не начали развиваться двигатели. Конечно паровые котлы на воздух взлетали и раньше, но обычно без умысла разработчика, с умыслом – неожиданно тоже получилось, в определенном роде: дядя Джон Стрингфеллоу из англии, в 1848 году забацал первый «самоходный» беспилотный летательный аппарат на паровом ходу(!), правда нагрузить его человеками так и не вышло.

Вот так выглядел сам планер, паровой двигатель на спирту, и то как видели развитие подобного самолета в будущем:

Но вот на горизонте появились первые двигатели внутреннего сгорания. По нашим меркам – хилые, тяжелые неэффективные, но прорыв для своего времени. Вариантов применения было достаточно, но пока для того, чтобы поднять в воздух волосатых обезьян они еще не подходили, впрочем, для начала и в наземных тележках их применение было оправданным, на этом этапе только придумывали концепты поршневых двигателей которые потом уже доведут до ума, а пока запускали только модели. И вот появляются пресловутые братья Райт, для которых соорудили кастомный, не особо элегантный, алюминиевый кубик весом под 70 кг и мощностью в 12 лошадей. Самолет у них полетел в 1903м, и задал направление развития для рядных ДВС: самая очевидная концепция – взял несколько цилиндров, поместил в длинную коробку, добавил вал и вуаля!

Впрочем, такое скучное решение не было единым: в то же время параллельный проект «Аэродром» финансируемый американской армией, хоть и не создал работающего самолета, но открыл путь радиальным двигателям в авиацию. Лет за десять до того, некий Феликс Миллет взял и приделал несколько цилиндров внутрь велосипедного колеса, чтобы они отталкиваясь от неподвижной оси, его крутили, и показал на парижской выставке.

Дизайн хоть и странный, но подкупал некоторыми преимуществами: меньшим весом, хорошим охлаждением. Особенно он впечатлил Стефана Бальцера – бывшего часовщика из Нью-Йорка, пока же он делал трёхцилиндровые автомобильные двигатели. В какой-то момент Бальцер был приглашен в проект «Аэродром» где должен был создать двигатель для самолета однако так и не смог создать достаточно мощный образец. Чарльз Манли, доработал его: закрепил цилиндры на месте оставив вал вращающимся, получив таким образом радиальный двигатель, мощность значительно выросла, до 50ти лошадей, и показала большую перспективу развития таких устройств, впрочем, самолет запустить у них так и не удалось: сам самолет стабильно разваливался при запуске

Двигатель Манли-Бальцера:

В то же время предыдущий дизайн довели до ума, он стал известен как ротационный двигатель, и получил достаточно широкое распространение в первой половине 20го века. Первый коммерчески успешный авиационный вариант был представлен в 1908м – «Gnome Omega» и с ним в 1909м был поставлен рекорд дальности полета – 180км.

Вскоре ему пришла общая известность и к началу Первой Мировой Войны одна из его модификаций обрела статус стандарта в индустрии. Впрочем, массовое использование вскрыло все присущие проблемы как-то большие гироскопический эффект, масло- и топливопотребление. (К тому же широко-используемое на тот момент касторовое масло в следствие конструкции двигателя попадало в виде аэрозоля на пилота, и кроме порчи вещей также иногда вызывало диарею). Кроме того к концу войны, практика показала что развитие ротационных двигателей не успевает в темпах за требованиями авиации, в то время как рядные и радиальные двигатели имели меньше проблем в наращивании мощности. Таким образом использование ротационных двигателей быстро сошло на нет в начале 20ых годов.

В дальнейшем наибольшую популярность на себя перетянули радиальные двигатели, в которых были к тому моменту решены проблемы с охлаждением, которые не имели недостатков ротационных, а также имели габаритное преимущество перед рядными, несмотря на некоторые конструктивные недостатки относительно последних.  Эволюция радиальных двигателей происходила без особых кардинальных изменений, с упором на наращивание мощности, количества цилиндров и эффективности, поскольку охлаждение было воздушным, увеличение количества цилиндров увеличивало воздушное сопротивление, накладывая определенные ограничения на потенциал развития. К началу Второй Мировой Войны они были наиболее распространенным типом авиационных двигателей.

Рядные авиационные двигатели также развивались в период между войнами, пройдя через множество экспериментов с количеством и расположением цилиндров:

однорядные, V-, W-, O-, X- образные, и даже двухвальные U- и H-образные. Наращивание мощности для них происходило проще чем для радиальных двигателей, и обуславливало их использование в более тяжёлых самолетах.

Х-образный:

W-образный:

U-образный двигатель от Бугатти:

Схема H-образного двигателя:

Разработка реактивных двигателей в конце 30х и появление первых массовых реактивных самолетов в 1944м задало новое направление развития авиадвигателей, а поршневые установки отошли на второй план, заняв нишу легкой авиации: там где мощность реактивной тяги была избыточной, скрости полетов не приближались к сверхзвуковым, а меньший расход  топлива давал больше преимуществ. Подогретое развитием автопрома усовершенствование ДВС, давало все более и более эффективные образцы, и рядные двигатели смогли потеснить всех конкурентов в этой сфере, впрочем, радиальные двигатели так же сохранили некоторую актуальность и выпускаються и по сей день.

Цессна современным двигателем  Prime IO-370-D3A3

Pitts 12s c двигателем м14п

Ну а на этом пока все, в следующий раз про реактивную тягу.