Реакция выхлопа моторов

• 83. Кроме действия пропеллера, у нас имеется еще реакция выхлопных газов, выбрасываемых через особые конические трубы назад, к кормовым частям самолета. Эта отдача высчитана приблизительно в моем «Реактивном аэроплане» 1930 г. При весе последнего в тонну и при сжигании в воздухе бензина в количестве, соответствующем 1000 метрических сил, отдача достигает 227 кг. Ускорение снаряда от этого будет 2,27. Заметим, что механическая работа мотора может быть гораздо меньше тысячи сил. Она может быть, например, 500 или 100 сил. Отдача от этого не уменьшится, а еще увеличится.
• 84. Но у нас ускорение от реакции будет больше 2,27 м/сек" . Действительно, вес снаряженного аэроплана мы считаем в 24 т, силу моторов — в 10 000 метрических сил, а по сжигаемому топливу — в 40 000. Тяга будет 9,08 т. Поэтому ускорение массы в 24 m будет равно ускорению земной тяжести, умноженному на отношение (9,08:24), т. е. на 0,38. Получим около 3,8 м/сек" , а не 2,27. Но расчет этот сделан в предположении, что скорость стратоплана не превышает 1000 м в секунду. Дадим теперь более точные формулы, пригодные и для космических скоростей снаряда.
• 85. Реактивное действие выхлопных газов вычислим так. Допустим, что встречная частица воздуха, содержащая кислород и азот, останавливается снарядом. Ее реактивное действие будет вредное, отрицательное и равное тс, где мы через т обозначили секундную массу выхлопного газа и где с — скорость снаряда.
• 86. Затем мы можем энергией остановки и химической

энергией горения веществ, относительная скорость которых w, mw² ;

а энергия —, придать отбросу горючего некоторую скорость.

х в обратную сторону.

87. Ее определим из уравнения Отсюда найдём

88. Полезная реакция будет равна

89. Полная реакция горючего отброса составит.

Мы тут не обратили внимания на то, что горючее заимствуется не из воздуха, а имеется запасенным в самом снаряде. Это обстоятельство только благоприятно, потому что усиливает отдачу. Кроме тою, масса горючего невелика в сравнении с массой выхлопных газов. Вес бензина составляет пятнадцатую часть отброса, а водорода — тридцатую. Значит, ошибка будет совсем незначительна. Притом по формуле мы получим меньшую реакцию, чем истинная.

90. По известным законам можем написать:

С помощью этою уравнения мы можем узнать ускорение снаряда, имеющею массу, равную М.

91. Из него получим.

92. В начале движения стратоплана скорость с незначительна. Поэтому формулу (91) мы можем упростить:

94. При скорости снаряда, меньшей 500 MjceK, можно даже принять формулу j=—(w — с) и формулу j=—w. Вообще.

м м

же из формулы (92) видно, что чем меньше скорость снаряда, тем точнее j определяется формулами (94).

95. Если же с велика в сравнении со скоростью выхлопных газов, то можем написать.

98. Мы можем прямо использовать точную формулу (91), изобразив ее в таком виде:

99. Положим тут для бензина и воздуха: т=42 кг на 40 000 метрических сил; /И=24 000 кг; w=20Q0 MjceK. Получим.

100. Пользуясь этой формулой, составим таблицу: — с, км 0 0.5 1 2 3 4 6 8 10 12.

/, м/сек*= 3,50 3,73 2,16 1,45 1,05 0,826 0,567 0,430 0,346 0,289 Продолговатость корпуса.

103. Составим проект стратоплана. В своем труде 1930 г. «Давление» я показал, что при значительной скорости любого снаряда в воздухе, какой бы хорошей формой он ни обладал, наступает момент, когда воздух спереди прибора сжимается во много раз и снаряд как бы упирается в стену. Дальнейшее движение становится невозможным.

Экономным и посильным движение становится тогда, когда сжатие среды перед носом прибора незначительно.

В том же труде я показал, что для шара это явление наступает при скорости, превышающей 300 м/сек.

104. При плавной форме тела для всякой его продолговатости найдется предельная скорость, превышать которую нельзя безнаказанно. В противном случае уткнемся в стену вследствие сильного сжатия среды.

Повышение температуры сжатого воздуха при этом может достигать многих тысяч градусов, что также для снаряда дело не подходящее.

105. На основании упомянутого труда составим таблицу продолговатостей, которые требуются Для разных скоростей прибора, чтобы не получилось большого сжатия среды и опасного от этого нагревания.

Вот скорости стратоплана в км/сек и его соответствующая предельная продолговатость:

Скорость, км/сек 0,5 11,5 234 5 6 7 8 9 10.

Продолговатость 2,5 5 7,5 10 15 20 25 30 35 40 45 50.

Продолговатости эти могут быть больше, но никак не меньше. Если, например, наш ректоплан надеется достигнуть скорости в 500 м/сек, то продолговатость его при хорошей форме должна быть не менее 2,5. Если же он надеется летать со скоростью 10 км/сек, то продолговатость ого должна быть больше 50. Так, при диаметре поперечного сечения снаряда в 2 м его длина должна составить 100 м.