Общепланетарная система обещает в десятки раз удешевить стоимость вывода в космос 1 кг полезного груза. Но это не значит, что традиционные ракеты нам станут вовсе не нужны. Они еще послужат для полетов на другие планеты. Тем более их усовершенствование продолжается, появляются все новые проекты создания космических аппаратов многократного использования.
Но здесь речь пойдет не о них. Знаете ли вы, что и традиционные наши «Союзы» тоже имеют крылья? Правда, крылья не совсем обычные…
Вспомним начало века. «Этажерки» — так, быть может, не совсем почтительно называли летательные аппараты первых авиаторов. Действительно, рассматривая в книгах, посвященных истории авиации, изображения первых аэропланов, порой даже не можешь с первого взгляда определить, сколько же у этого «летающего чуда» плоскостей: три, четыре, пять?.. Всех, пожалуй, перещеголяли англичане — инженер Г. Филлипс в 1893 году построил летательный аппарат, у которого было 40(!) плоскостей-пластин, скрепленных между собой стойками и расчалками.
Авиаконструкторы того времени рассуждали, казалось, совершенно логично. Для лучшего полета аэроплана необходимо, чтобы его крыло имело большую подъемную силу. А подъемная сила при прочих равных условиях зависит от площади аэродинамических плоскостей. Делать крылья большого удлинения поначалу не умели — их прочность оказывалась меньше требуемой. Поэтому одно крыло. и стали располагать над другим, словно полки этажерки. Удлинение каждой плоскости небольшое, крылья для большей прочности дополнительно связывались стойками и расчалками. Получалась вполне приемлемая конструкция: и достаточно прочная, и обладающая достаточной подъемной силой.
Однако вскоре специалисты разочаровались в полипланных конструкциях — уж слишком громоздкими они оказались. Последний в нашей стране самолет-триплан «КОМТА» закончил свою службу в 20-е годы. Лишь самолеты-бипланы оказались долговечнее: знаменитые И-15 и И-16 воевали в небе Испании, да и сейчас еще можно увидеть в небе характерный силуэт «Аннушки» — биплана Ан-2.
Почему так получилось? С появлением на аэропланах мощных моторов, с увеличением скорости полета большие плоскости оказались уже не нужны. Более того, многочисленные расчалки и стойки, да и сами «лишние» плоскости начали оказывать столь значительное сопротивление движению, что с началом второй мировой войны от них практически отказались. Предпочтение было отдано монопланам — самолетам, у которых было всего одно крыло, две плоскости по бокам фюзеляжа. Именно монопланы со стреловидным крылом и реактивным двигателем одолели звуковой барьер, летают ныне со скоростями 2–3 тыс. км/ч.
Впрочем, полипланные системы не забыты окончательно. Они, как ни странно, оказались нужны, когда летательные аппараты еще больше повысили скорость, стали вырываться за пределы земной атмосферы. Развитие ракетнокосмической техники потребовало создания нового типа плоскостей, которые при небольших размерах обладали бы эффективными тормозящими и планирующими свойствами.
Тогда-то специалисты и вспомнили снова о полипланных системах. В 1955 году ученые ЦАГИ и Высшей военноинженерной академии имени Н. Е. Жуковского образовали коллектив, который не был предусмотрен штатными расписаниями. Под руководством только что защитившегося доктора технических наук С. М. Белоцерковского нештатный коллектив энтузиастов стал всесторонне изучать полипланные системы, а точнее одну из их разновидностей — решетчатые крылья.
Что такое решетчатое крыло? Помните, в начале этой главы мы упоминали о конструкции английского инженера-изобретателя Г. Филлипса. Сорок плоскостей, скрепленных между собой, вот это и есть решетчатое крыло в первом приближении. Оно благодаря множеству плоскостей обладает хорошей подъемной силой, но, как показали эксперименты, самолет Филлипса оказался совершенно неустойчив в полете.
Почему? Можно ли исправить положение? Как? В этом группе Белоцерковского и предстояло разобраться. Причем интерес этот вовсе не был чисто теоретическим.
Да, конечно, в трудах основоположников аэродинамики Н. Е. Жуковского и С. А. Чаплыгина прямо указывалось, что полипланные системы обладают определенными преимуществами перед монопланными. Например, у монопланных крыльев при больших — до 30° — углах атаки происходит срыв воздушного потока и резкое уменьшение подъемной силы. «Решетка» же позволяет достичь безотрывного обтекания потока и при 50°.
Но участники группы помнили и о практических опытах В. Ф. Шушанова, который еще в конце 40-х годов хотел использовать решетчатые крылья на планирующих торпедах. Такая торпеда, сброшенная с самолета, должна была спланировать в заданный квадрат на складных, весьма небольших по размерам, но очень эффективных крыльях. При испытаниях из нескольких вариантов наилучшим образом проявили себя именно полипланные, решетчатые конструкции.
А главное, энтузиастов продвигало вперед само время. Вспомните, ведь то был 1955 год. Еще через два года весь мир всколыхнет известие о первом искусственном спутнике. А люди, работавшие над проолемами освоения космического пространства, думали не только о том, как взлететь в космос, но и как оттуда вернуться…
При решении же проблемы спуска с орбиты решетчатые крылья могли проявить себя с самой лучшей стороны. Компактные, с хорошими аэродинамическими качествами, они и места занимали немного при старте, и при спуске могли эффективно вывести спускаемый аппарат в заданную точку.
Понятно, конечно, что для данных целей решетчатые конструкции из деревянных планок и даже из дюраля не годились. Здесь нужны были сплавы, могущие выдержать и высокотемпературный нагрев, и огромные механические нагрузки, возникающие при движении со сверхзвуковыми скоростями. Нужно было также прояснить, какой именно должна быть геометрия таких решеток, чтобы они одинаково хорошо работали в широком диапазоне скоростей, ведь они служат не только для планирования, но и для аэродинамического торможения, помогают снизить скорость спускаемого аппарата до того предела, после которого уже может вступить в действие парашютная система.
В общем, хлопот у разработчиков оказалось немало. Но их изобретательность преодолела все трудности. И в настоящее время ни один полет космического корабля «Союз» не обходится без простых по конструкции, но очень эффективно работающих решетчатых крыльев.
Ну а что же самолеты? Неужто они никогда не вернутся к полипланным системам? Трудно сказать определенно. Как показывают теоретические расчеты, решетчатые крылья благодаря их особым аэродинамическим качествам могут приблизить полет летательных аппаратов к птичьему, позволят резко и произвольно менять как направление полета, так и его скорость.