Еще трудно себе представить такую машину. Но как сейчас мы уже привыкли к «необычным» самолетам околозвуковых скоростей, так станут в будущем привычными и новые сверхзвуковые самолеты. И так же, как аэродинамика справилась с задачей создания самолета больших околозвуковых скоростей, — справится она и с задачей полета быстрее звука.
Возможный вид сверхзвукового самолета.
Не только новые формы, но и новый двигатель будет нужен для сверхзвукового полета. Ориентировочные подсчеты показывают, что понадобятся мощности порядка 18–24 тысяч лошадиных сил.
Есть ли двигатель такой мощности?
Да. Это прямоточный воздушно-реактивный двигатель и ракетный двигатель на жидком топливе.
Воздух, идущий в воздушно-реактивный двигатель, надо сжать. При сверхзвуковой скорости воздух сожмется благодаря скачку уплотнения, который «сядет» у входа в двигатель. За скачком скорость будет уже дозвуковой. Если дальше воздух пойдет через расширяющийся канал, то скорость его еще упадет, а давление возрастет. И в следующую часть двигателя — камеру сгорания — поступает сжатый воздух. Остается впрыснуть топливо, зажечь его и заставить газы вытекать через сопло. Отдача вытекающего газового потока создает тягу.
Такой прямоточный двигатель, самый простой из воздушно-реактивных, появится на сверхзвуковом самолете.
Предполагают, что вес его составит всего 0,05 килограмма на лошадиную силу. Это примерно в 10 раз меньше, чем у современного поршневого двигателя с винтом. При небольшом весе, всего 1 200 килограммов, огромная мощность — 24 тысячи сил. Двигатель с газовой турбиной такой мощности весил бы вдвое больше.
Прямоточный двигатель на малых скоростях беспомощен: слишком мал тогда напор воздуха, мало его сжатие. Поэтому стартовые двигатели-ускорители будут поднимать самолет в воздух. С ростом скорости сильнее давление воздуха — и двигатель начнет работать.