Читаем без скачивания 100 великих научных достижений России - Виорель Ломов

Были разрешены сложнейшие вопросы, связанные с обтеканием самолета воздушным потоком, вызывающим скачки уплотнения и разогрев конструкции до 120 °C, т. н. «теплового барьера», с вопросами звукового удара и солнечно-космической радиации, с созданием новой системы зональной навигации…

Были разработаны свыше сотни конструктивных неметаллических материалов, теплостойких герметиков, клеев, впервые применены крупноразмерные заготовки из титановых и алюминиевых сплавов, внедрены реактивные двигатели НК-144, созданные в моторостроительном КБ генерального конструктора Н.Д. Кузнецова.

По самым скромным подсчетам, «в проекте Ту-144 было реализовано более 750 оригинальных российских идей, защищенных патентами и авторскими свидетельствами на изобретение».

Официальным основанием для начала работ стало Постановление Совета Министров СССР № 798–271 от 16 июля 1963 г., в котором ОКБ А.Н. Туполева предлагалось спроектировать и построить самолет со скоростью полета 2300–2700 км/ч и дальностью полета с 80–100 пассажирами на борту 4000–4500 км.

Работы по проектированию начались в 1962–1963 гг., первый полет опытного самолета состоялся 31 декабря 1968 г.; его выполнил летчик-испытатель ОКБ А.Н. Туполева Э.В. Елян. Производство нового самолета было развернуто на Воронежском заводе № 64.

В 1969–1970 гг. на высоте 11 000 м впервые был преодолен звуковой барьер, а на высоте 16 300 м – скорость 2М (двойная скорость звука на данной высоте) 2150 км/ч.

В 1971 г. Ту-144 был продемонстрирован на авиасалоне в Париже. Через два года там же во время демонстрационного полета Ту-144 потерпел катастрофу – по окончательно неустановленной причине, хотя эксперты склонны винить в ней истребитель «Мираж», с борта которого производилась киносъемка авиашоу. Экипажу Ту-144, уходя от неминуемого столкновения, пришлось пойти на крутой вираж, на который не была рассчитана конструкция самолета.

По одной из версий, достоверность которой сегодня оценивают на 90 %, самолет в Ля Бурже уничтожили конкуренты, устроив диверсию. Вместо внезапно заболевшего механика к предполетной проверке привлекли механика со стороны. После катастрофы его искали не один год, но так и не нашли. Самолет же разбился по причине того, что был включен какой-то тумблер, который было запрещено включать; члены экипажа об этом знали и сами включить его не могли.

Это печальное событие во многом решило судьбу проекта. И хотя Ту-144 в 1970-х гг. совершал регулярные коммерческие рейсы из Москвы в Алма-Ату и Хабаровск, после вынужденной посадки самолета в 1978 г. из-за пожара, причина которого не была установлена, при которой погибли два члена экипажа, были прекращены пассажирские перевозки, а через несколько лет и грузовые.

В 1985 г. на Ту-144 было установлено 18 мировых рекордов, не побитых и поныне.

Наступивший в мире в 1980-х гг. топливный кризис (стоимость керосина возросла в три раза) прервал работы по сверхзвуковому пассажирскому самолета в СССР и на Западе. В 1990-х гг. руководители российской гражданской авиации и промышленности не проявили никакого интереса к Ту-144. И хотя отдельные экземпляры самолета Ту-144 использовались в летных испытаниях до 1996 г. (так, например, в 1993 г лайнер был использован в качестве научно-исследовательского самолета для создания перспективного сверхзвукового транспортного самолета США; тогда были получены уникальные научные результаты), судьба его была решена.

Шестнадцать построенных Ту-144 совершили в общей сложности 2556 вылетов и налетали 4110 часов. Два из них разбились, пять хранятся в музеях, девять – разрезаны и уничтожены в 1990-х гг.

Космос

КОСМИЧЕСКАЯ РАКЕТА ЦИОЛКОВСКОГО

Ученый-самоучка, исследователь, изобретатель, общественный деятель, философ-основатель русского космизма, писатель-фантаст; учитель математики в нескольких училищах Калужской губернии и в Калужской трудовой школе; действительный член Русского физико-химического общества, почетный член Русского общества любителей мироведения, почетный профессор Военно-воздушной инженерной академии им. Н.Е. Жуковского, член Социалистической академии; автор множества научных работ; кавалер орденов Святого Станислава и Святой Анны, Трудового Красного Знамени за «особые заслуги в области изобретений, имеющих огромное значение для экономической мощи и обороны Союза ССР, Константин Эдуардович Циолковский (1857–1935) прославился трудами в области аэро– и ракетодинамики, теории самолета и дирижабля. Циолковский является основоположником современной космонавтики и ракетной техники.

В 10 лет Костя Циолковский переболел скарлатиной и потерял слух. Тогда, наверное, он и услышал музыку небесных сфер, на зов которой шел всю свою жизнь. Из-за глухоты будущий Бетховен космонавтики не смог получить приличного образования и до всего дошел сам – и до своих утопий и до реальных конструкций ракет, на которых можно покорять Вселенную.

Начал свой полет Циолковский с дирижабля. Именно этот аппарат, названный изобретателем управляемым аэростатом, помог ему «войти в тему». В 1885–1892 гг. ученый предложил проект цельнометаллического управляемого дирижабля и построил его работающую модель.

После этого Циолковский занялся аэродинамикой самолета, исследовал влияние формы крыла на величину подъемной силы, вывел зависимость мощности двигателя от сопротивления воздуха, использованные Н.Е. Жуковским при создании теории расчета крыла. В 1911 г. Константин Эдуардович пророчески изрек: «Аэроплан будет самым безопасным способом передвижения».

К.Э. Циолковский

Циолковский предлагал идеи, которые нашли воплощение лишь спустя много лет. К примеру, он упредил братьев Райт идеей колесного шасси в самолете, предложил осуществлять космическую связь с помощью «параллельного пучка электромагнитных лучей с небольшой длиной волны, электрических или даже световых», то есть лазера (!), разработал принцип движения на воздушной подушке… Но не это главное. Главное – он сотворил то, что до него не создавал еще никто, – теорию ракет и космонавтику.

Разработка ракет и исследование космического пространства стали следующим этапом исследований Константина Эдуардовича. Впервые о возможности полета космической ракеты в мировом пространстве 25-летний ученый написал в сочинении «Свободное пространство».

Ракеты – древнейшее изобретение человечества, подсмотренное первыми инженерами у каракатиц и медуз, передвигающихся в воде за счет выброса из себя предварительно набираемой жидкости, то есть с использованием реактивного принципа. Сегодня ракетами называют петарды, космические ракеты и вообще любое устройство, движущееся в сторону, противоположную истекающей из него под внутренним давлением струе газов или жидкости. Из школьной программы по физике многие должны помнить сегнерово колесо.

Реактивный принцип основан на третьем законе Ньютона – действие равно противодействию. При взрыве пороха внутри герметичной камеры образовавшиеся газы разрывают ее – случай гранаты. Если же в камере есть отверстие, сжатый газ устремляется в него и «отталкивает» камеру в противоположную сторону. Именно это отталкивание ракеты истекающим из нее газом и направляет ее в полет. Сколько времени истекает газ, столько времени ракета и движется плюс инерция полета. Скорость полета ракеты увеличивается еще и за счет расширяющегося конического сопла, исходя из которого газы оказывают дополнительное давление еще и на стенки этого сопла. Такой механизм позволяет ракете двигаться в безвоздушном пространстве, где аппарату для движения не за что «цепляться» и не от чего отталкиваться.

Первые свидетельства о ракетах можно найти у китайских и античных авторов. Это были всевозможные трубки, «огненные стрелы», модели птиц, в частности деревянные голуби. Как правило, начинкой ракет служил открытый китайцами несколько тысячелетий назад порох. Простой принцип устройства, его эффективность и, что немаловажно, эффектность издавна привлекали военных. Из достоверных источников известно, что ракетами пользовались воины Чингисхана, Яна Гуса, запорожские казаки, индийские войска, боровшиеся с английскими колонизаторами… В первой половине XVII в. белорусский инженер К. Семенович впервые предложил принцип пороховой многоступенчатой ракеты.

В России в XIX в. математическую теорию и конструкции ракет разрабатывали офицеры и генералы, инженеры и ученые, озабоченные созданием ракетного оружия, – А.Д. Засядько, И.М. Третесский, Н.С. Соковнин, И.В. Мещерский, К.И. Константинов, Н.И. Тихомиров и др.

Революционер Н.И. Кибальчич накануне казни в тюрьме (1881) разработал первый проект ракетного самолета, о котором стало известно только после Октябрьской революции 1917 г.

На рубеже веков вопросами реактивного движения занимались и многие европейские и американские исследователи. Однако первый теоретический труд в этой области – статья Циолковского «Исследования мировых пространств реактивными приборами» – вышел в России в 1903 г. В своей работе автор впервые доказал, что ракета является тем единственным аппаратом, который способен совершить полет в космос; рассмотрел схемы ракет дальнего действия и ракет для межпланетных путешествий. Можно сказать, что именно этой статьей был дан старт и самой космонавтике.