الطائرات النفاثة الحديثة. أول طائرة نفاثة

2024 مؤلف: Howard Calhoun | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-17 10:18

الشباب الحديث ، وحتى المواطنين الناضجين ، من الصعب أن نفهم ما تسببه هذه الآلات الطائرة ، التي بدت رائعة في ذلك الوقت. القطرات الفضية ، التي تشريح السماء الزرقاء بسرعة ، أثارت خيال الشباب في أوائل الخمسينيات. لم يترك الخط العريض أي شك حول نوع المحرك. اليوم ، فقط ألعاب الكمبيوتر مثل War Thunder ، مع عرضها لشراء طائرة نفاثة ترويجية لاتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية ، تعطي فكرة عن هذه المرحلة في تطوير الطيران المحلي. لكنها بدأت حتى قبل ذلك.

ماذا تعني كلمة "رد الفعل"

هناك سؤال معقول حول اسم نوع الطائرة. في اللغة الإنجليزية ، يبدو قصيرًا: Jet. يلمح التعريف الروسي إلى وجود نوع من رد الفعل. من الواضح أن الأمر لا يتعلق بأكسدة الوقود - فهو موجود أيضًا في المحركات الكربونية التقليدية. مبدأ تشغيل الطائرة النفاثة هو نفس مبدأ تشغيل الصاروخ. يتم التعبير عن رد فعل الجسم المادي لقوة الغاز النفاث المنبعث بإعطائه تسارعًا موجهًا بشكل معاكس. كل شيء آخر هو بالفعل خفايا ، والتي تشمل مختلفةالمعلمات التقنية للنظام ، مثل الخصائص الديناميكية الهوائية والتخطيط والمظهر الجانبي للجناح ونوع المحرك. فيما يلي الخيارات الممكنة التي توصلت إليها المكاتب الهندسية في سياق عملها ، وغالبًا ما تجد حلولًا تقنية مماثلة ، بشكل مستقل عن بعضها البعض.

من الصعب فصل أبحاث الصواريخ عن أبحاث الطيران في هذا الجانب. في مجال معززات المسحوق ، التي تم تركيبها لتقليل طول فترة الإقلاع والحرق اللاحق ، تم تنفيذ العمل حتى قبل الحرب. علاوة على ذلك ، سمحت محاولة تركيب محرك ضاغط (غير ناجح) في طائرة كواندا في عام 1910 للمخترع هنري كواندا بالمطالبة بالأولوية الرومانية. صحيح أن هذا التصميم لم يكن قابلاً للتشغيل في البداية ، وهو ما أكده الاختبار الأول الذي أحرقت خلاله الطائرة.

الخطوات الأولى

ظهرت في وقت لاحق أول طائرة نفاثة قادرة على البقاء في الهواء لفترة طويلة. أصبح الألمان روادًا ، على الرغم من تحقيق بعض النجاحات من قبل علماء من دول أخرى - الولايات المتحدة الأمريكية وإيطاليا وبريطانيا ثم اليابان المتخلفة تقنيًا. كانت هذه العينات ، في الواقع ، طائرات شراعية للمقاتلات التقليدية وقاذفات القنابل ، والتي تم تجهيزها بأنواع جديدة من المحركات ، خالية من المراوح ، مما تسبب في الشعور بالدهشة وعدم الثقة. في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية ، تعامل المهندسون أيضًا مع هذه المشكلة ، ولكن ليس بنشاط كبير ، مع التركيز على تكنولوجيا المروحة المثبتة والموثوقة. ومع ذلك ، تم اختبار النموذج النفاث للطائرة Bi-1 ، المجهزة بمحرك نفاث من تصميم A. M. Lyulka ، قبل الحرب مباشرة. كان الجهاز غير موثوق به للغاية ، وكان حمض النيتريك المستخدم كعامل مؤكسد يأكل من خلال خزانات الوقود ، وكان هناكمشاكل أخرى ولكن الخطوات الأولى دائما صعبة

Sturmvogel هتلر

نظرًا لخصائص نفسية الفوهرر ، الذي كان يأمل في سحق "أعداء الرايخ" (الذي صنفه دول بقية العالم تقريبًا) ، في ألمانيا ، بعد بداية الحرب العالمية ثانيًا ، بدأ العمل على إنشاء أنواع مختلفة من "الأسلحة العجيبة" ، بما في ذلك عدد من الطائرات النفاثة. لم تنجح جميع مجالات هذا النشاط. تشمل المشاريع الناجحة Messerschmit-262 (المعروف أيضًا باسم Sturmvogel) - أول طائرة نفاثة منتجة بكميات كبيرة في العالم. تم تجهيز الجهاز بمحركين نفاثين ، وكان به رادار في القوس ، وطور سرعة قريبة من الصوت (أكثر من 900 كم / ساعة) ، واتضح أنه وسيلة فعالة للغاية لمكافحة الارتفاعات العالية B-17 ("القلاع الطائرة") للحلفاء. ومع ذلك ، فإن إيمان أدولف هتلر المتعصب بالقدرات غير العادية للتكنولوجيا الجديدة لعب دورًا سيئًا في السيرة الذاتية القتالية للطائرة Me-262. صُمم كمقاتل ، في الاتجاه "أعلاه" تم تحويله إلى قاذفة ، وفي هذا التعديل لم يثبت نفسه تمامًا.

ارادو

تم تطبيق مبدأ الطائرات النفاثة في منتصف عام 1944 لتصميم قاذفة أرادو -234 (مرة أخرى من قبل الألمان). تمكن من إظهار قدراته القتالية غير العادية من خلال مهاجمة مواقع الحلفاء الذين هبطوا في منطقة ميناء شيربورج. السرعة 740 كلم / س وسقف العشرة كيلومترات لم تعط المدفعية المضادة للطائرات فرصة لضرب هذا الهدف.المقاتلون الإنجليز ببساطة لم يتمكنوا من اللحاق به. بالإضافة إلى القصف (غير دقيق للغاية لأسباب واضحة) ، أنتجت "أرادو" التصوير الجوي. حدثت التجربة الثانية لاستخدامه كأداة هجوم فوق لييج. لم يتكبد الألمان خسائر ، وإذا كان لدى ألمانيا النازية المزيد من الموارد ، ويمكن للصناعة أن تنتج أكثر من 36 طائرة من طراز Ar-234 ، فإن دول التحالف المناهض لهتلر ستواجه صعوبة.

U-287

وقعت التطورات الألمانية في أيدي الدول الصديقة خلال الحرب العالمية الثانية بعد هزيمة النازية. بدأت الدول الغربية بالفعل خلال المرحلة الأخيرة من الأعمال العدائية في الاستعداد للمواجهة القادمة مع الاتحاد السوفيتي. اتخذت القيادة الستالينية إجراءات مضادة. كان من الواضح للطرفين أن الحرب القادمة ، إذا وقعت ، ستخوضها الطائرات. لم يكن لدى اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية في ذلك الوقت بعد إمكانات نووية لضربة نووية ، فقط كان العمل جارياً لإنشاء تقنية لإنتاج قنبلة ذرية. لكن الأمريكيين كانوا مهتمين جدًا بـ Junkers-287 الذي تم الاستيلاء عليه ، والذي كان لديه بيانات طيران فريدة (حمولة قتالية 4000 كجم ، المدى 1500 كم ، السقف 5000 متر ، السرعة 860 كم / ساعة). أربعة محركات ، اكتساح سلبي (النموذج الأولي للمستقبل "غير المرئي") جعلت من الممكن استخدام الطائرة كحاملة نووية.

أول ما بعد الحرب

لم تلعب الطائرات النفاثة دورًا حاسمًا خلال الحرب العالمية الثانية ، لذلك ركز الجزء الأكبر من الطاقة الإنتاجية السوفيتية على تحسين التصاميم وزيادة الإنتاجالمقاتلات التقليدية التي تحركها المروحة والطائرات الهجومية والقاذفات. كانت مسألة الناقل الواعد للشحنات الذرية صعبة ، وتم حلها على الفور عن طريق نسخ الطائرة الأمريكية Boeing B-29 (Tu-4) ، لكن التصدي للعدوان المحتمل ظل هو الهدف الرئيسي. للقيام بذلك ، أولاً وقبل كل شيء ، كانت هناك حاجة إلى مقاتلين - على ارتفاعات عالية ، ويمكن المناورة ، وبطبيعة الحال ، بسرعة عالية. كيف يمكن الحكم على الاتجاه الجديد لتكنولوجيا الطيران المتطور من خطاب المصمم أ.س. ياكوفليف إلى اللجنة المركزية (خريف 1945) ، والتي وجدت فهماً معيناً. اعتبرت قيادة الحزب أن دراسة بسيطة للتكنولوجيا الألمانية التي تم الاستيلاء عليها تدبير غير كاف. احتاجت البلاد إلى طائرات نفاثة سوفيتية حديثة ، ليست أقل شأناً ، ولكنها متفوقة على المستوى العالمي. في موكب عام 1946 تكريما لذكرى أكتوبر (توشينو) ، كان لابد من عرضها على الناس والضيوف الأجانب.

ياك وميغ مؤقت

كان هناك شيء لإظهاره ، لكنه لم ينجح: فشل الطقس ، كان هناك ضباب. تم تأجيل عرض الطائرات الجديدة إلى عيد العمال. تم تطوير أول طائرة نفاثة سوفيتية ، تم إنتاجها في سلسلة من 15 نسخة ، من قبل مكتب تصميم Mikoyan و Gurevich (MiG-9) و Yakovlev (Yak-15). تم تمييز كلتا العينتين بواسطة مخطط أحمر ، حيث يتم غسل قسم الذيل من الأسفل بواسطة التيارات النفاثة الناتجة عن الفوهات. وبطبيعة الحال ، للحماية من ارتفاع درجة الحرارة ، تم تغطية هذه الأجزاء من الجلد بطبقة خاصة مصنوعة من المعدن المقاوم للحرارة. اختلفت كلتا الطائرتين من حيث الوزن وعدد المحركات والغرض ، لكنهما تتوافقان بشكل عام مع حالة مدرسة بناء الطائرات السوفيتية في أواخر الأربعينيات.كان هدفهم الرئيسي هو الانتقال إلى نوع جديد من محطات الطاقة ، ولكن تم أيضًا تنفيذ مهام أخرى مهمة: تدريب طاقم الطيران والعمل على القضايا التكنولوجية. هذه الطائرات النفاثة ، على الرغم من الكميات الكبيرة من إنتاجها (مئات القطع) ، كانت تعتبر مؤقتة وقابلة للاستبدال في المستقبل القريب جدًا ، فور ظهور تصاميم أكثر تقدمًا. وسرعان ما حانت اللحظة

الخامس عشر

أصبحت هذه الطائرة أسطورة. تم بناؤه في سلسلة غير مسبوقة لوقت السلم ، سواء في القتال أو في نسخة تدريب مزدوجة. تم استخدام العديد من الحلول التقنية الثورية في تصميم MiG-15 ، ولأول مرة تم إجراء محاولة لإنشاء نظام إنقاذ تجريبي موثوق (منجنيق) ، وقد تم تجهيزه بأسلحة مدفع قوية. إن سرعة الطائرة النفاثة ، الصغيرة لكنها فعالة للغاية ، سمحت لها بالتغلب على أسطول القاذفات الاستراتيجية الثقيلة في سماء كوريا ، حيث اندلعت الحرب بعد فترة وجيزة من ظهور صاروخ اعتراض جديد. أصبح السيف الأمريكي ، الذي تم بناؤه وفقًا لمخطط مماثل ، نوعًا من التناظرية لـ MiG. أثناء القتال ، سقطت المعدات في أيدي العدو. اختطف طيار كوري شمالي الطائرة السوفيتية بعد أن أغراه بمكافأة مالية ضخمة. تم سحب "الأمريكي" الذي تم إسقاطه من الماء وتسليمه إلى الاتحاد السوفياتي. كان هناك "تبادل للخبرات" متبادل مع اعتماد حلول التصميم الأكثر نجاحًا.

طائرات الركاب

سرعة الطائرة النفاثة هي ميزتها الرئيسية ، ولا تنطبق فقط علىقاذفات القنابل والمقاتلين. بالفعل في نهاية الأربعينيات ، دخلت سفينة Comet liner ، التي بنيت في بريطانيا ، شركات الطيران الدولية. تم إنشاؤه خصيصًا لنقل الأشخاص ، وكان مريحًا وسريعًا ، لكن للأسف لم يكن موثوقًا للغاية: وقعت سبع حوادث في غضون عامين. لكن التقدم في مجال النقل السريع للركاب كان بالفعل لا يمكن إيقافه. في منتصف الخمسينيات ، ظهر الأسطوري طراز Tu-104 في الاتحاد السوفيتي ، وهو نسخة تحويل من قاذفة Tu-16. على الرغم من حوادث الطيران العديدة التي حدثت مع الطائرة الجديدة ، استحوذت الطائرات النفاثة على شركات الطيران بشكل متزايد. ظهور بطانة واعدة وأفكار حول كيفية تشكيلها تدريجياً. تم استخدام مراوح (مراوح لولبية) من قبل المصممين بشكل أقل وأقل.

أجيال من المقاتلين: الأول والثاني…

مثل أي تقنية تقريبًا ، يتم تصنيف الطائرات الاعتراضية النفاثة حسب الأجيال. يوجد حاليًا خمسة منها في المجموع ، وهي تختلف ليس فقط في سنوات إنتاج النماذج ، ولكن أيضًا في ميزات التصميم. إذا كان مفهوم النماذج الأولى يعتمد على قاعدة راسخة من الإنجازات في مجال الديناميكا الهوائية الكلاسيكية (بمعنى آخر ، كان نوع المحرك هو الاختلاف الرئيسي بينهما) ، فإن الجيل الثاني كان له ميزات أكثر أهمية (اكتساح الجناح ، شكل مختلف تمامًا من جسم الطائرة ، وما إلى ذلك) في الخمسينيات من القرن الماضي ، كان هناك رأي مفاده أن القتال الجوي لن يكون أبدًا ذا طبيعة قابلة للمناورة ، لكن الوقت أظهر مغالطة هذا الرأي.

… ومن الثالث إلى الخامس

أشارت المعارك العنيفة في الستينيات بين Skyhawks و Phantoms و MiGs في سماء فيتنام والشرق الأوسط إلى مسار مزيد من التطوير ، إيذانا بوصول الجيل الثاني من الطائرات الاعتراضية. أصبحت هندسة الجناح المتغيرة ، والقدرة على تجاوز سرعة الأسلحة الصوتية والصاروخية بشكل متكرر ، جنبًا إلى جنب مع إلكترونيات الطيران القوية ، علامات الجيل الثالث. في الوقت الحاضر ، يعتمد أسطول القوات الجوية للبلدان الأكثر تقدمًا من الناحية التكنولوجية على طائرات الجيل الرابع ، والتي أصبحت نتاجًا لمزيد من التطوير. دخلت الطرز الأكثر تقدمًا الخدمة بالفعل ، حيث تجمع بين السرعة العالية والقدرة الفائقة على المناورة وانخفاض الرؤية ومعدات الحرب الإلكترونية. هذا هو الجيل الخامس

محركات الدائرة المزدوجة

ظاهريًا ، حتى اليوم ، لا تبدو الطائرات النفاثة للعينات الأولى ، في معظمها ، مفارقات تاريخية. مظهر العديد منهم حديث تمامًا ، ولا تختلف الخصائص التقنية (مثل السقف والسرعة) كثيرًا عن الخصائص الحديثة ، على الأقل للوهلة الأولى. ومع ذلك ، من خلال إلقاء نظرة فاحصة على خصائص أداء هذه الآلات ، يتضح أنه في العقود الأخيرة تم تحقيق اختراق نوعي في اتجاهين رئيسيين. أولاً ، ظهر مفهوم متجه الدفع المتغير ، مما أوجد إمكانية مناورة حادة وغير متوقعة. ثانيًا ، الطائرات المقاتلة اليوم قادرة على البقاء في الهواء لفترة أطول وتغطي مسافات طويلة. هذا العامل يرجع إلى انخفاض استهلاك الوقود ، أي الكفاءة. يتم تحقيقه من خلال التقديم ، بلغة فنية ،مخطط الدائرة المزدوجة (درجة منخفضة من الالتفافية). يعلم الخبراء أن تقنية الاحتراق هذه توفر احتراقًا أكثر اكتمالاً.

ميزات أخرى للطائرات النفاثة الحديثة

هناك العديد منهم. تتميز الطائرات المدنية الحديثة بضوضاء منخفضة للمحرك وزيادة الراحة واستقرار طيران مرتفع. عادة ما تكون ذات جسم عريض (بما في ذلك متعددة الطوابق). تم تجهيز عينات من الطائرات العسكرية بوسائل (نشطة وسلبية) لتحقيق رؤية منخفضة للرادار والحرب الإلكترونية. بمعنى ما ، تتداخل الآن متطلبات التصميمات الدفاعية والتجارية. تحتاج الطائرات من جميع الأنواع إلى الكفاءة ، ولكن لأسباب مختلفة: في إحدى الحالات لزيادة الربحية ، وفي الحالة الأخرى - لتوسيع نطاق القتال. واليوم من الضروري جعل أقل قدر ممكن من الضوضاء لكل من المدنيين والعسكريين.