Прогресс реактивной авиации (Генерал-лейтенант инженерно-технической службы А. Пономарев)

В нашей стране тринадцать лет назад поднялся в небо первый реактивный истребитель. Советские ученые и конструкторы, творчески развивая достижения отечественной науки и техники, успешно разрешили многие проблемы, связанные с применением реактивной техники в авиации. Создание реактивных самолетов означало новый качественный скачок в развитии авиационного дела.

Необходимость внедрения в авиацию реактивной техники возникла в связи с тем, что дальнейшее увеличение скорости полета самолетов, снабженных поршневой винтомоторной установкой, стало невозможным. Сила тяги, развиваемая поршневой винтомоторной установкой, с увеличением скорости полета быстро уменьшается. Для того чтобы повысить скорость полета только до звуковой, нужно было бы резко увеличить мощность поршневого двигателя, а это привело бы к недопустимому увеличению его веса и размеров. Так, для повышения скорости одноместного истребителя с 650 до 1000 км/час требуется примерно шестикратное увеличение мощности двигателя. Это означает, что на самолет подобного типа надо было бы установить двигатель мощностью не менее 8000-10000 л. с. и весом 5000-6000 кг.

Многие конструкторы пытались решить проблему повышения скорости за счет совершенствования аэродинамических форм самолетов и снижения вредного сопротивления воздуха. С той же целью непрерывно увеличивалась высота полета, ибо падение плотности воздуха с высотой дает возможность уменьшать сопротивление. Но всего этого было недостаточно для существенного увеличения скорости полета самолетов. Дело коренным образом изменилось в связи с появлением реактивных двигателей.

За годы, прошедшие со времени первого полета реактивного самолета, советские ученые и конструкторы добились значительных успехов в совершенствовании силовой установки нового типа, в создании скоростных реактивных самолетов. Как известно, технический прогресс в авиации происходит крайне быстро. Советские самолетостроители, следуя указаниям Центрального Комитета Коммунистической партии и Советского правительства, старались так развивать авиационную технику, чтобы она отвечала всем современным требованиям. В настоящее время наша страна, как указывалось на XX съезде КПСС, располагает первоклассной реактивной авиацией, способной решить любые задачи, которые возникнут перед ней в случае нападения агрессора.

Современный реактивный двигатель является двигателем больших скоростей. У двигателей этого типа тяга развивается за счет силы реакции потока газов, вытекающих в окружающую среду с огромной скоростью. Эта сила передается через корпус двигателя самолету и используется для осуществления полета. Реактивные двигатели называются двигателями прямой реакции. Основное их достоинство - большая величина тяги при малом весе и размерах двигателя. При полете на большой скорости и малой высоте современные турбореактивные двигатели имеют в десять раз большее отношение тяги к весу по сравнению с поршневыми двигателями. Это и дает возможность успешно создавать самолеты, летающие со звуковой и сверхзвуковой скоростью.

После создания первого реактивного самолета конструкция реактивных двигателей получила значительное развитие. И это вполне понятно, ибо двигателестроение является основой совершенствования самолетов, двигатель - это душа технического прогресса авиации.

В настоящее время как никогда велико разнообразие двигателей, применяемых на самолетах. Благодаря достижениям науки и техники за последние десятилетия получили распространение турбореактивные, турбовинтовые, прямоточные воздушно-реактивные, жидкостные ракетные двигатели. Одна из важнейших проблем развития современной авиации заключается в том, чтобы наиболее рационально использовать возможности различных типов реактивных двигателей для совершенствования самолетов-истребителей, бомбардировщиков, перехватчиков, штурмовиков.

Известно, что каждый тип двигателя обладает своими специфическими свойствами, достоинствами и недостатками. Например, ракетным двигателям не требуется кислорода из воздуха, что позволяет применять их на больших высотах. В то же время у этих двигателей весьма большой расход горючего, в 15-20 раз больший, чем у воздушно-реактивных. Исходя из этих свойств, можно предположить широкое применение ракетных двигателей на самолетах в первую очередь как средства кратковременного увеличения тяги на очень больших высотах.

Наибольшее распространение на самолетах многих стран находят турбореактивные двигатели. Они прошли за последние годы значительный путь своего развития.

Исключительно быстро растет мощность силовых установок. Современные реактивные двигатели самолета-бомбардировщика развивают мощность в десятки тысяч лошадиных сил. Величина полезной мощности современного турбореактивного двигателя во много раз выше, чем у поршневой винтомоторной группы. Благодаря увеличению скорости полета на реактивных самолетах достигается не меньшая дальность, чем на самолетах, снабженных винтомоторными группами.

Для повышения мощности двигателей применяется так называемое форсирование, позволяющее в нужный момент резко увеличивать тягу двигателя. Это бывает необходимо при взлете самолета для сокращения длины разбега, при наборе высоты для повышения скороподъемности и потолка самолета и, наконец, для кратковременного увеличения скорости полета. Следует отметить, что увеличение тяги зависит от скорости полета. Например, если при работе реактивного двигателя на месте тяга за счет форсирования возрастает на 32%, то при скорости полета, в полтора раза большей скорости звука, тяга может возрасти на 85%.

Для кратковременного увеличения тяги успешно применяется также форсирование двигателя впрыском в компрессор легко испаряющейся жидкости - воды или незамерзающей водоспиртовой смеси. При испарении впрыснутой в компрессор жидкости от воздуха отнимается тепло, равное теплоте парообразования. В результате температура воздуха в компрессоре и его удельный объем уменьшаются и тем самым работа, необходимая для сжатия воздуха до заданного давления, снижается. Впрыск жидкости в компрессор приводит к увеличению тяги двигателя как за счет увеличения скорости истечения газов, так и за счет увеличившегося расхода воздуха. Форсирование турбореактивного двигателя подобным методом дает значительный эффект, но требует большого запаса жидкости для впрыскивания в компрессор.

Ценным свойством турбореактивного двигателя является то, что на дозвуковых скоростях полета его тяга изменяется мало. Вследствие этого его удельный вес на больших дозвуковых скоростях оказывается гораздо меньшим, чем у винтомоторной установки. Следует отметить, однако, и недостаток турбореактивного двигателя - меньшую по сравнению с винтомоторной установкой экономичность на небольших скоростях полета, что приводит к сокращению дальности и продолжительности полета. Поэтому наиболее целесообразно использовать турбореактивный двигатель на скоростях 1000-2500 км/час и выше.

Более высокие сверхзвуковые скорости можно получить, применив прямоточный воздушно-реактивный двигатель, самый простой и самый легкий из всех типов воздушно-реактивных двигателей. Правда, его целесообразное применение ограничивается областью больших сверхзвуковых скоростей, для разгона же до этих скоростей ему необходима дополнительная силовая установка.

Большую экономичность, а значит, и большую дальность полета дает, как указывалось выше, двигатель с комбинированной тягой, называемый турбовинтовым, у которого воздушный винт приводится во вращение газовой турбиной. Тяга, развиваемая турбовинтовым двигателем, складывается из силы реакции потока продуктов сгорания, вытекающих из двигателя, и тяги, создаваемой воздушным винтом.

Подобные двигатели применяются на самолетах со значительной дальностью полета, короткими разбегами на взлете и пробегами при посадке.

Разумеется, прогресс реактивной авиации связан не только с развитием конструкции воздушных реактивных двигателей, для работы которых используется кислород, имеющийся в атмосфере. Значительное место в технике занимает применение так называемых жидкостных реактивных двигателей, в которых для сжигания горючего применяются различные окислители - жидкий кислород, азотная кислота, перекись водорода и др. Эти двигатели целесообразно применять в тех случаях, когда особенно важно обеспечить большую высоту полета и скороподъемность самолета. Жидкостные реактивные двигатели расходуют топлива в десятки раз больше, чем воздушно-реактивные, поэтому продолжительность полета самолетов, снабженных ими, невелика. Жидкостные реактивные двигатели часто применяются в качестве ускорителей для облегчения взлета или для кратковременного повышения скорости или скороподъемности самолета. Наконец, двигатели подобного типа устанавливаются на ракетах различного назначения, благодаря чему последние могут развивать весьма большие скорости полета и подниматься на такие высоты, которых не может достичь ни один другой летательный аппарат.

Советские ученые и конструкторы глубоко исследуют наивыгоднейшие диапазоны применения силовых установок различных типов двигателей, всесторонне изучают их возможности. На основе этих исследований осуществляется выбор силовой установки в зависимости от назначения летательного аппарата. В тех случаях, когда использование одного типа двигателя не удовлетворяет всем требованиям, предъявляемым к данному самолету, возможно применение комбинированных силовых установок, например жидкостных ракетных двигателей совместно с бескомпрессорными прямоточными или жидкостных с турбореактивными. В нашей стране созданы совершенные реактивные силовые установки, позволившие построить различные типы самолетов - от сверхзвуковых истребителей до стратегических бомбардировщиков (рис. 20, 21, 22).

Рис. 20. Советский самолет - флагман воздушного парада в Тушино в 1955 г

Рис. 21. Современные советские самолеты-бомбардировщики в полете

Рис. 22. Современные самолеты-истребители в полете

Но интересы дальнейшего совершенствования самолетов требуют непрерывного развития двигателей. Проблема создания двигателей для сверхзвуковых полетов является самой важной в настоящее время, ибо, как неоднократно указывалось различными специалистами, обеспечить продолжительный полет на столь больших скоростях при использовании созданных ранее двигателей невозможно. Для таких полетов нужны двигатели специальных конструкций.

Двигатель для сверхзвуковых самолетов должен быть легким, компактным и способным развивать большие тяги. Помимо этого, коэффициенты полезного действия его составных частей должны быть достаточно высокими и удельный расход топлива должен быть низким. Только тогда самолет, на котором двигатель установлен, будет обладать достаточной дальностью полета на сверхзвуковых скоростях.

В печати указывается, что наиболее подходящий тип двигателя для сверхзвуковых боевых самолетов ближайшего будущего - турбореактивный с достаточно высокой тягой и низкими расходами топлива для обеспечения как очень высокой скорости полета, так и эффективной дальности.

Вследствие очень большой тяги, значительного расхода топлива на крейсерских режимах стремятся расширить рабочий диапазон двигателя при достаточной экономичности для обеспечения возможности максимального увеличения продолжительности полета новейших боевых самолетов. Специальные сверхзвуковые турбореактивные двигатели весьма чувствительны к изменению условий работы и имеют тенденцию значительно ухудшать характеристики на нерасчетных режимах, особенно по экономичности. Таким образом, перед учеными и конструкторами стоит задача расширить эффективный диапазон режимов работы, устранить или уменьшить потери.

Большое значение для сверхзвуковых турбореактивных двигателей приобрела проблема высокоэффективного подвода воздуха. По мере увеличения скоростей полета в сверхзвуковой области улучшение системы забора воздуха по диапазону скоростей полета самолета становится одной из основных проблем, чего не было на меньших скоростях полета.

Принципиальные изменения происходят и в проектировании компрессоров турбореактивных двигателей. Они должны прокачивать большую массу воздушного потока при относительно небольшой площади двигателя. Компрессор - самый большой, самый тяжелый и достаточно сложный элемент турбореактивного двигателя. Он имеет единственную задачу - нагнетать воздух в двигатель. При этом величина тяги прямо пропорциональна расходу воздуха. Вот почему одним из наиболее существенных путей усовершенствования турбореактивного двигателя является улучшение компрессора.

Турбина определяет температуру газов в двигателе. Главная задача турбины - создать достаточную мощность на валу ротора для привода компрессора. Максимальная рабочая температура, которую может выдержать турбина, автоматически ограничивает количество энергии, которое можно передать газовому потоку перед турбиной. Вот почему получение более высокой тяги связано с повышением температуры газов, проходящих через турбину. Чтобы обеспечить повышение температуры газов, ведутся работы по применению новых, более жаропрочных материалов для лопаток турбины, керамических покрытий для этих лопаток и внутреннего охлаждения их.

Для полетов со скоростью, в два - три раза превосходящей скорость звука, дожигание топлива за турбиной остается одним из эффективных методов повышения тяги двигателя. Так, например, по данным некоторых исследователей, при скорости полета, в 3 раза превосходящей скорость звука, увеличение тяги за счет дожигания достигало 219%. Значит, совершенствование двигателя сверхзвукового самолета может идти за счет максимального увеличения температуры газов за турбиной.

В связи с ростом скоростей полета наблюдается и рост посадочных скоростей, поэтому возникает острая необходимость в применении особых средств для уменьшения величины пробега при посадке. Одним из наиболее удачных способов считается реверс, или обратная тяга, создаваемая двигателем. Поэтому большие усилия направляются на разработку средств реверсирования тяги, не вызывающих потерь и вредного сопротивления, легких и малогабаритных механизмов реверса, годных для применения в любых условиях.

В настоящее время двигатель в большой степени определяет характеристики сверхзвукового самолета. Чтобы обеспечить сверхзвуковую скорость полета самолета, возможность действовать на больших высотах и дальних дистанциях, пришлось увеличить долю двигателя и топлива в полетном весе машины. Во второй мировой войне вес топлива вместе с двигателем составлял 20% полетного веса самолета, а в настоящее время он составляет 50-70%. Поэтому сейчас настоятельно подчеркивается необходимость уменьшения веса и габаритов силовой установки. За счет этого возможно дальнейшее совершенствование сверхзвуковых самолетов.

Одновременно с развитием двигателей, пригодных для использования на сверхзвуковых скоростях полета, конструируются и другие силовые установки, которые могут в некоторых случаях заменять турбореактивные двигатели. Особенно велики возможности применения ядерной энергии для движения сверхзвукового самолета. Мощность, необходимая для сообщения самолету сверхзвуковой скорости полета, очень большая. Она в несколько раз превосходит мощность, потребную для дозвукового режима полета. Все более становится очевидным, что если сверхзвуковые самолеты должны обладать способностью совершать полет на большую дальность, то должен быть найден путь для расширения пределов, присущих современным двигателям, использующим химическое топливо. Работы по ядерным силовым установкам для самолетов будущего являются, безусловно, перспективными и ведутся в ряде стран с нарастающими усилиями.

В чем же преимущества применения атомной энергии в авиации?

До сего времени в авиационных двигателях использовалась лишь тепловая энергия, выделяемая при сжигании различного вида топлива. Однако полученная таким способом энергия составляет незначительную долю той энергии, которая содержится в веществе. Например, при сжигании одного грамма керосина выделяется тепловая энергия, равная примерно десяти большим калориям. Но внутриатомная энергия, заключенная в грамме того, же керосина, в 2700 миллионов раз больше. Таким образом, видно, какой энергетический эффект дало бы применение атомной энергии в силовых установках, в том числе и в авиационных. Однако на этом пути, несомненно, предстоит еще преодолеть немалые трудности.

Принципиальная схема турбокомпрессорного атомного двигателя рисуется так. Воздух подается компрессором в атомный котел, где нагревается до высокой температуры и поступает на газовую турбину, вращающую компрессор. Струя газа, вытекающего из сопла, создает реактивную тягу. Такой самолет будет иметь огромную дальность полета, ибо расход атомного топлива относительно невелик. Если у современных реактивных дальних бомбардировщиков полетный вес при взлете вдвое больше, чем на посадке, то полетный вес самолета с атомным реактивным двигателем будет колебаться весьма незначительно: ведь вес ядерного горючего ничтожен по сравнению с общим весом самолета.

Не менее вероятно также создание жидкостных реактивных двигателей с атомным котлом. Возможен и паровой вариант атомного авиационного двигателя. Жидкость, охлаждающая атомный котел, превращается в этом случае в пар, который после работы в турбине конденсируется, и жидкость снова подается для охлаждения атомного котла. Очевидно, в этом случае необходимо использовать жидкость с высокой температурой конденсации, чтобы размеры конденсатора не были чрезмерно велики. Несомненно, что применение атомной энергии в авиации позволит покорить новые скорости и высоты полета, сделать доступными для человека межпланетные пространства.

Основываясь на трудах Н. Е. Жуковского и С. А. Чаплыгина, советские ученые и конструкторы внесли большой вклад в развитие аэродинамики больших скоростей. Необходимость развития этой науки вызвана тем, что по мере приближения скорости полета к скорости звука серьезно меняется характер обтекания частей самолета. Возникает так называемый волновой кризис, при котором нарушаются аэродинамические характеристики самолета, - резко возрастает сопротивление, изменяется характер распределения подъемной силы по размаху крыла, а также устойчивость и управляемость. Требовалось найти такие формы самолета для полета на звуковых и сверхзвуковых скоростях, чтобы интенсивное развитие волнового кризиса как бы "отодвинуть" на возможно большую скорость, а сам процесс сделать более плавным, улучшить характер изменения подъемной силы.

Советские ученые-аэродинамики успешно справились с вставшими перед ними сложными задачами. Для того чтобы "отодвинуть" волновой кризис, были предложены для реактивных самолетов стреловидные крылья с тонкими профилями. Придание крылу стреловидной формы оказалось действенным средством для обеспечения менее интенсивного роста волнового сопротивления, чем у простого крыла. Экспериментальные данные показывают, что, например, у крыла со стреловидностью 45° волновой кризис возникает при скорости, на 17% большей, чем у нестреловидного крыла такого же типа.

В воздушном потоке, кроме крыла, находятся фюзеляж, двигательные установки и другие части самолета. При больших скоростях полета их сопротивление значительно возрастает, особенно при наличии на фюзеляже сильно выступающих частей. Формы современного фюзеляжа отличаются большой плавностью линий и минимально возможным выступом фонаря кабины. Большое влияние на устойчивость и управляемость самолета оказывают форма и расположение хвостового оперения. Удачная компоновка как самолета в целом, так и каждой его части в отдельности определяет в конечном счете летно-тактические и пилотажные свойства современного самолета.

Советские ученые разработали наиболее совершенные аэродинамические формы современного скоростного самолета. Это было достигнуто в результате большой и упорной работы. Если первые отечественные реактивные самолеты Як-15 и МиГ-9 по своей компоновке и аэродинамике мало отличались от самолетов с винтомоторной установкой, то последующие самолеты-истребители конструкторов А. С. Яковлева, С. А. Лавочкина и А. И. Микояна были построены с учетом особенностей полета на больших скоростях. Эти самолеты имеют стреловидное крыло с меньшей, чем раньше, толщиной профиля и стреловидное оперение.

Рассмотрим историю развития истребителя, у которого на протяжении нескольких лет изменяли аэродинамическую компоновку и тягу двигателей, чтобы увеличить скорость полета:

Из этой таблицы видно, что тяга двигателя увеличилась в 1,5 раза, стреловидность крыла возросла с 14 до 38° при одновременном уменьшении относительной толщины профиля крыла (до 7,5%). Эти изменения в энерговооруженности и аэродинамике самолета позволили получить число М, характеризующее отношение скорости полета к скорости звука, вместо 0,76 равным единице. Полет на больших дозвуковых и околозвуковых скоростях стал возможен на самолетах со стреловидными крыльями: Примером схемы такого самолета может, в частности, служить самолет МиГ-15.

Одной из проблем, связанных с применением стреловидных крыльев, является преждевременный срыв потока на концах крыла. Этот срыв вызывает отклонение аэродинамических характеристик от их обычного линейного изменения. Для получения приемлемого протекания срыва используются крутка крыла, профили с кривизной или их комбинация.

Стреловидные крылья имеют существенное преимущество по сравнению с прямыми благодаря малому росту сопротивления и незначительному изменению моментов на больших скоростях. Однако стреловидные крылья, как показывает практика, обладают меньшими критическими углами атаки и меньшими максимальными коэффициентами подъемной силы.

Подъемная сила стреловидного крыла начинает уменьшаться за счет раннего срыва потока в концевых сечениях при меньших углах атаки, чем у прямых крыльев.

Область срыва, находясь позади центра тяжести самолета, вызывает при уменьшении подъемной силы изменение продольного момента на кабрирование. Это приводит иногда к неустойчивости самолета на больших углах атаки. Концевой срыв ухудшает условия работы элеронов.

Чтобы устранить этот недостаток стреловидных крыльев, в концевых сечениях ставят профили, имеющие большие максимальные коэффициенты подъемной силы. Такие профили увеличивают максимальную подъемную силу всего крыла и улучшают его моментные характеристики на больших углах атаки. Управление пограничным слоем для предотвращения срыва потока с крыла также дает положительные результаты.

При переходе от дозвуковой скорости к сверхзвуковой сопротивление различных частей самолета-истребителя изменяется. Увеличение числа М в 2 раза вызывает рост полного сопротивления до 520% по сравнению с тем значением, которое было при М=0,8. Возникает волновой кризис. Возрастает влияние толщины крыла на лобовое сопротивление.

Относительная толщина профиля приобретает решающее значение для уменьшения сопротивления крыла на сверхзвуковых скоростях полета, ибо волновое сопротивление крыла примерно пропорционально квадрату относительной толщины. Как указано в некоторых иностранных источниках, серийные истребители имеют относительные толщины 9-12%; у истребителей, которые поступают в эксплуатацию, эта толщина равна уже 6-9%, а для опытных истребителей она лежит в пределах 3-5%.

Снижение волнового сопротивления вертикального и горизонтального оперения и особенно фюзеляжа с фонарем кабины или гондолами для двигателей - большая и трудная задача. В частности, на сверхзвуковых скоростях полета в хвостовой части фюзеляжа происходит расширение струй воздуха. Это приводит к местному падению давления, в результате чего образуется отсасывающая сила - так называемый донный эффект, или донное сопротивление.

При больших скоростях полета, когда существенно проявляется влияние сжимаемости воздуха, увеличиваются скоростной напор и полетный вес самолета, усилия на ручке управления претерпевают заметные изменения и достигают больших величин. Эти трудности удалось преодолеть с помощью введения в систему управления механизмов гидроусилителей, или, как их иначе называют, бустеров обратимых или необратимых. Применяемые бустерные схемы управления основаны на использовании "следящей" рулевой машинки. У необратимого бустера весь шарнирный момент руля воспринимается гидроусилителем, и летчик затрачивает усилия лишь на перемещение золотника. Так как эти небольшие усилия не дают летчику "чувства управления", то обычно желательные величины усилий создаются, специальными устройствами.

Успехи в развитии современной аэродинамики и использование двигателей с форсированием позволяют современным самолетам обгонять звук, который, как известно, распространяется со скоростью 1200 км/час. Применение более мощных турбореактивных двигателей, жидкостно-реактивных и прямоточных двигателей в сочетании с более совершенными аэродинамическими формами самолетов делает скорость в 1500-2000 км/час вполне реальной для современного боевого самолета.

Дальнейшее улучшение аэродинамики самолетов требует внедрения новых конструкций крыльев, пригодных для полета на околозвуковых и сверхзвуковых скоростях. Весьма перспективно в этом отношении крыло, имеющее треугольную форму. Достоинство этого крыла - при тонком профиле большая жесткость конструкции, значительные внутренние объемы для размещения топливных баков, убирающихся шасси и оборудования. Другое направление в работе конструкторов - уменьшение лобового сопротивления крыла за счет внедрения профилей с ламинарным^* обтеканием. В результате удается резко снизить лобовое сопротивление крыла.

^* (Ламинарным движением называется такое, при котором отдельные струйки воздуха движутся параллельно, обтекая тело равномерными слоями)

Важная проблема, которую предстоит решать научно-технической мысли в ближайшем будущем, - это преодоление так называемого теплового барьера. Считается, что тепловой барьер начинается при скоростях, в 2-2,5 раза больших скорости звука. Так, при скорости 2600-3200 км/час нагрев самолета достигает уже 260-400°С. Поэтому при больших скоростях полета требуются новые материалы как для обшивки, так и для основных элементов конструкции. В связи с таким повышением температуры по-новому должны решаться вопросы кондиционирования воздуха в кабине, обеспечения охлаждения силовой установки, а также всего оборудования самолета. При дальнейшем увеличении скорости полета нагрев становится еще большим (рис. 23).

Рис. 23. График нагрева самолета при полете на сверхзвуковых скоростях

Актуальное значение для развития авиации имеет дальнейшее улучшение условий взлета и посадки современных самолетов, что позволит обеспечить высокую безопасность полетов и уменьшить размеры аэродромов. Благодаря широким аэродинамическим исследованиям были применены различные устройства, увеличивающие подъемную силу крыла и способствующие снижению взлетной и посадочной скорости. Разработаны технические усовершенствования, дающие возможность резко ускорять разбег самолета перед взлетом и тормозить его пробег после посадки. К ним относятся форсирование и реверсирование тяги двигателей, ракетные ускорители, тормозные посадочные парашюты. Применение этих средств позволяет сократить разбег и пробег на 40-70%.

Усилия ученых и конструкторов ряда стран, работающих в этой области, направлены на создание безаэродромной авиации. На современных истребителях, имеющих мощные двигатели, нередко взлетная тяга превышает вес самолета. Вертикальный взлет таких истребителей не вызывает больших затруднений.

В случае недостаточной тяги основных двигателей самолета для вертикального или крутого наклонного взлета применяются стартовые ускорители. Наибольшие трудности связаны с осуществлением вертикальной посадки. Идея создания скоростных боевых самолетов, способных совершать вертикальный взлет и посадку, с давних пор является интересной проблемой. Наиболее полно эта задача решается созданием аппаратов с кольцевым крылом, или, как их иногда называют, "колеоптеров". У них двигательная установка соединена с конструкцией самолета. Двигатель, таким образом, является органической частью конструкции самолета и представляет собой фюзеляж и кольцевое крыло. Самолеты с кольцевыми крыльями способны совершать вертикальный взлет и посадку. Одна из подобных, конструкций, описанная в иностранной печати, представляет собой кольцевое крыло, в котором с помощью четырех распорок установлен фюзеляж. В носовой части фюзеляжа размещается кабина летчика. Этот летательный аппарат по существу имеет два двигателя - турбореактивный и прямоточный. Последний используется для больших скоростей. Турбореактивный двигатель установлен в центральной части фюзеляжа. Кольцевое крыло является внешним контуром прямоточного двигателя. Этот самолет взлетает и садится, используя тягу турбореактивного двигателя, а при переходе к горизонтальному полету на больших скоростях включается прямоточный двигатель.

Встречаются и другие конструкции самолетов с вертикальными взлетом и посадкой, которые так же, как и вертолеты, имеют большие перспективы применения в легкой, пассажирской, транспортной и истребительной авиации. Такие машины могут базироваться на весьма ограниченных площадках, во много раз меньших современных аэродромов. Существует мнение, что в ближайшем будущем военная авиация откажется от горизонтального взлета и посадки, а следовательно, от аэродромов. Это может привести к замене вертолетов более совершенными летательными аппаратами, имеющими все лучшие свойства самолета в сочетании с взлетно-посадочными данными вертолета.

Немаловажным вопросом является увеличение дальности полетов авиации, которая имеет ныне в своем составе бомбардировщики с несколькими мощными реактивными двигателями. Естественно, что они требуют большого расхода топлива. Увеличение дальности полета возможно как за счет улучшения экономичности двигателей и улучшения аэродинамики самолета, так и за счет применения так называемых подвесных баков, особенно на самолетах-истребителях. Для увеличения дальности полета большое распространение получила заправка самолетов топливом в воздухе. Она может производиться неоднократно и значительно увеличивать дальность полета. Известно, например, что один из современных самолетов, имеющий дальность полета 6000-7000 км, пролетел без посадки более 30000 км за счет нескольких заправок в воздухе. Еще более решительным шагом вперед, как указано выше, будет создание авиационных силовых установок на атомной энергии. Это может внести коренные изменения в характеристики авиационной техники и особенно по дальности полета.

Увеличение скорости, высоты и продолжительности полета приводит к необходимости устанавливать на самолеты такие виды оборудования, которых не знала дозвуковая, поршневая авиация. Чтобы оценить, как выросла роль радиоэлектроники на самолете, достаточно указать, что число радиоламп на бомбардировщике со времени второй мировой войны возросло в 4 с лишним раза, а вес электронных установок увеличился почти в 6 раз. В настоящее время наряду с совершенствованием ламповых схем все шире применяются устройства с магнитными усилителями и кристаллическими приборами. Это позволяет повышать надежность оборудования и уменьшать его вес. Большое распространение получают автоматические устройства, способные полностью управлять самолетом от взлета до посадки с выполнением задач самолетовождения, бомбометания и воздушной стрельбы.

Велики успехи в развитии и советской авиационной науки и техники. В них ярко отражаются характерные черты советской науки - дух новаторства, смелость в решении важнейших теоретических проблем и практических вопросов, решительность в борьбе с устаревшими взглядами и представлениями. Демонстрацией технического прогресса отечественной авиации и роста летного мастерства наших летчиков явился воздушный парад. 1955 г. в Тушино. Выдающихся достижений в разработке новых самолетов и двигателей добились коллективы конструкторов, руководимые А. Н. Туполевым, С. В. Ильюшиным, А. И. Микояном, В. М. Мясищевым, А. С. Яковлевым, С. А. Лавочкиным, В. Я. Климовым, С. К. Туманским, А. М. Люлька. Большую помощь конструкторам в создании совершенных образцов авиационной техники оказывают опытнейшие летчики-испытатели В. К. Коккинаки, М. А. Нюхтиков, Г. А. Седов, В. Г. Иванов, Ю. А. Антипов, А. Д. Алексеев, Л. М. Кувшинов и др.

Нет сомнения, что и в будущем наша авиационная наука и техника будут непрерывно и быстро развиваться. Порукой этому - повседневное руководство учеными и конструкторами со стороны Коммунистической партии и Советского правительства, их постоянная и горячая забота о техническом прогрессе советской авиации.