Облик их рожден полетом, с общей сутью самолетов – «термоядерный привет»

Naked ScienceОбщество

Самолеты стратегического привета

Два стратегических самолета, белый и серый. Они возникли в противоположных полушариях Земли – из одной задачи и разных ключевых решений. Серый шарит у земли, белый мчится стратосферой. Разной кистью, разной мерой их создали как могли. Цвет покрытий дал им цвет. Облик их рожден полетом, с общей сутью самолетов – «термоядерный привет».

Николай Цыгикало

Стратегический бомбардировщик Ту-160

Стратегическая авиация имеет свои сильные козыри. Это возможность оперативно, с авиационной скоростью, нанести удар в любой глубине вражеской территории. Это колоссальная, стратегическая мощность удара, радикально меняющего военную ситуацию и ход истории. Это многоразовость боевого применения, использование одного и того же боевого средства для разных атак. И это возможность отменить и прекратить удар до того, как он сделан, в любой момент после взлета. Вернуть меч из замаха обратно в ножны. Такой потенциал можно реализовывать на базе разных подходов и выбора ключевых свойств самолетов. Увидеть, как работают два разных подхода, можно на примере двух самых современных стратегических бомбардировщиков, стоящих на вооружении, – российского Ту-160 и американского В-2 «Spirit».

Разные стратегии стратегов

У обоих самолетов, как стратегических бомбардировщиков, общая главная задача: надежно доставить мощный боевой груз на большую дальность. Надежность доставки сводится к ключевому затруднению перехвата самолета. И здесь выбор может быть разным. Можно выбрать примат быстроты. В таком подходе быстрота затрудняет перехват самолета, летящего с большой сверхзвуковой скоростью порядка 2200 км/ч, или с числом Маха, равным 2,07. Затрудняет двумя путями: сокращает полетное время до цели, ускоряя выполнение боевой задачи, и сокращает доступное время приближения к самолету перехватывающего средства, ракеты или истребителя. Пути реализации стратегии сверхзвуковой быстроты лежит на большой высоте.

Но можно выбрать другое затрудняющее перехват начало – трудность обнаружения. При таком подходе скорость полета не является главным фактором, важнее решить, как и где спрятать самолет. Как? Набором конструктивных мер, то есть отрабатываемых в конструкции. Где? Убрав со всеобщего обозрения, спрятав у земли, в областях плохой видимости для средств обнаружения.

Стратегический бомбардировщик B-2 «Spirit»

Орел и сова

Пара разных стратегических решений, воплотившаяся в этих самолетах, имеет весьма четкий аналог в живом мире. Авиация повторяет птиц, птицы иллюстрируют авиацию. Орел – эффективный хищник, машина убийства. Обладая крупными размерами, он парит высоко в небе, высматривая добычу, а своей стремительностью снижения достигает и поражает ее. Его крылья мощны, тело оформлено скоростью. Сова – эффективный хищник, машина для убийств. Будучи средних размеров, неслышно мчится она низко у земли, высматривая добычу, и своей бесшумностью достигает и поражает ее. Ее крылья широки, тело оформлено беззвучностью.

У каждого крылатого хищника своя стратегия, и она вполне решает свои задачи и достигает целей. Потому что существуют не только оба вида, но оба рода и семейства, использующие выбранный принцип и стратегию, пусть и с вариациями в пределах семейств. Аналогичная ситуация видна у стратегических самолетов с разным выбором стратегии. Каждый хорош, каждый может осуществить удар в рамках своей стратегии. Интересно, как это реализуется в практическом воплощении.

Стратосферные путники

Атмосфера, в которой летят самолеты, делится на две непохожие части, две разные «среды обитания». Нижняя часть атмосферы называется тропосферой. Она несет в себе энергию и буйство солнечного тепла, образующего практически все погодные явления. Тропосфера отличается динамикой и турбулентностью, насыщена разнообразными вертикальными движениями и облаками всех видов. На высоте 10-12 километров тропосфера отделяется довольно ощутимой границей от другого пространства, находящегося выше, – стратосферы.

Стратосфера лежит иначе: ровными слоями, не перемешивающимися динамически. Поэтому и называется стратосферой, от латинского stratum – «слой». В ней практически нет вертикальных движений, поэтому полет в ней в подавляющей части спокойный, без тряски, а низкая плотность воздуха позволяет развивать высокую скорость. Спокойствие стратосферы экономит расход топлива на парирование различных возмущений, ведь рабочие органы на крыльях, стабилизаторах и килях создают свою силу в отклоненном положении, а это всегда добавочное сопротивление воздуха. Для небольших дальностей это не так существенно, но на стратегических дальностях мелочей не бывает.

Кроме того, отсутствие турбулентности снижает нагрузку на самолет и уменьшает накопление усталости металла, продляя эксплуатационный ресурс. Поэтому стратосфера для стратегических самолетов – основа большой дальности. Однако используют они эту основу по-разному. Оба пользуются стратосферой как эшелоном для покрытия стратегического расстояния, как спокойной и быстрой дорогой. До тех пор, пока не приблизится воздушное пространство противника. В нем проявится отличие. Ту-160 может пойти со сверхзвуковой быстротой, а В-2 снизится и будет красться близко к рельефу с максимальной незаметностью.

Максимальная высота полета обоих самолетов примерно одинаковая: 15 200 метров у В-2 и 16 000 метров – у Ту-160. Почему именно столько? Дело в том, что стратосфера начинается на разной высоте в разных широтах Земли. На полюсах нижняя граница стратосферы лежит на высоте восьми-девяти километров. На экваторе накачиваемая экваториальными лучами Солнца тропосфера бурлит сильнее, разгоняя восходящие потоки на большую высоту, и выталкивает стратосферу выше, к высотам 15-17 километров. Высота максимального полета В-2 и соответствует способности лететь в стратосфере на любых широтах, оставаясь в ее спокойных слоях и экономя топливо на минимизации управляющих усилий.

Сверхзвуковой полет Ту-160

Сопротивление сверхзвукового полета сильное за счет создания сверхзвуковых ударных волн, или конусов Маха. Они порождаются скоростью и кинетической энергией самолета, забирая ее у корпуса и распространяя волновым путем от самолета в окружающее пространство. Можно снизить передачу энергии ударным волнам, заострив все части конструкции, встречающие сверхзвуковой поток. Так возникает острый нос, заостренные передние кромки тонких крыльев, киля и стабилизаторов, острые кромки воздухозаборников.

Сверхзвуковое сопротивление снижается скошенными крыльями, плоскости которых отводятся назад на сверхзвуковом режиме, реализуя изменяемую геометрию крыла. Большим скосом лобовой части кабины. Очисткой корпуса от аэродинамических деталей. Ничто не должно мешать течь сверхзвуковому потоку. Все оружие для снижения сопротивления воздуха убрано внутрь корпуса, не оставляя никаких пилонов и балочных держателей, делая поверхность самолета гладкой. Большие сверхзвуковые воздухозаборники расположились попарно снизу корпуса, чтобы собирать с низа фюзеляжа натекший газодинамически сжатый углом атаки воздух. Их вертикальный передний клин и скос кромки воздухозаборников за ним с наглядностью учебника демонстрируют принцип работы сверхзвукового воздухозаборника. Так образуется сверхзвуковой аэродинамический облик. Можно сказать, что его определила аэродинамика, став главным скульптором самолета, создателем формы.

Но сверхзвук ставит задачи не только приведения формы в соответствие. Сопротивление воздуха все равно существенно возрастает при всех принятых мерах. И поэтому требуется столь же существенное возрастание тяги, чтобы держать скорость. Приращение тяги создают форсажным режимом двигателя. Для этого в задней части двигателя, перед реактивным соплом, вставляется большая пустая труба с топливными форсунками в начале – форсажная камера сгорания. Она просто сжигает добавочное топливо, обильно распыляемое в горячий поток – отработанный за турбиной газ, смешанный с воздухом наружного контура, прошедшего мимо камер сгорания двигателя и сохранившего свой кислород.

Эта могучая керосиновая горелка поднимает температуру газа перед соплом на тысячу градусов. Реактивное сопло, тепловая машина по разгону газовой струи, превращает добавленную газу тепловую энергию в увеличение скорости истечения и прирост реактивной силы. У двигателей НК-32, четверка которых стоит на Ту-160, тяга вырастает с максимальных 14 тонн до форсажных 25 тонн. Прирост тяги значительный, на 11 тонн, чуть ли не вдвое. Эта добавка тяги компенсирует возросшее сверхзвуковое сопротивление, поддерживая достаточно высокую (с числом Маха больше двух единиц) сверхзвуковую скорость.

Мощное увеличение форсажной тяги еще больше повышает расход топлива, возрастающий на форсаже в разы. У НК-32 он увеличивается вчетверо, сжигая за час уже 42 тонны. А все четыре двигателя на полном форсаже расходуют 168 тонн – всю емкость баков. И хотя есть режим частичного форсажа, все равно форсаж требует запасов топлива. Большая масса топлива делает самолет большим. Так Ту-160 стал самым тяжелым боевым самолетом в истории, с максимальной взлетной массой 275 тонн. Из которых 148 тонн – топливо, больше половины. А общая емкость топливных баков составляет 171 тонну. Зачем в баках место для 23 тонн керосина сверх максимальной взлетной заправки? Дозаправка в воздухе может залить и их, в отсутствие взлетной нагрузки на шасси. Возможность сверхзвука и форсажный режим делают Ту-160 огромным боевым топливовозом.

При таких размерах его можно нагрузить и соответствующим грузом. Стандартная боевая нагрузка Ту-160 составляет 22,5 тонны, а максимальная – 40 тонн. Понятно, что на стратегические дальности он летит со стандартной нагрузкой, с которой его боевой радиус достигает 7300 километров, часть которых он может пройти на сверхзвуке. Все это делает Ту-160 самым большим и мощным боевым самолетом в мире. В межконтинентальных ракетах ему бы соответствовала 15А18М «Сатана» – самая большая и тяжелая баллистическая ракета в мире.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Гиперскутер Dragonfly – «электрическая стрекоза» премиум-класса Гиперскутер Dragonfly – «электрическая стрекоза» премиум-класса

Этот гиперскутер по технологичности и скорости может сравниться с автомобилем

Naked Science
Квантовый переход Квантовый переход

Внутренняя трансформация — процесс непростой и болезненный

Yoga Journal
Неединое целое Неединое целое

Модели Саша и Соня Комаровы узнали, что они интерсекс-люди

Vogue
«Предприниматель не может не расти в творческом и финансовом плане». Игорь Рябенький — о том, как не стать унылым говном «Предприниматель не может не расти в творческом и финансовом плане». Игорь Рябенький — о том, как не стать унылым говном

Отрывок из книги «Легкий венчур» Игоря Рябенького

Inc.
Нужна ли нам лучшая версия себя? Нужна ли нам лучшая версия себя?

От нас со всех сторон требуют, чтобы мы самим себе сделали апгрейд

Psychologies
10 раз, когда актеры бессовестно врали, чтобы получить роль 10 раз, когда актеры бессовестно врали, чтобы получить роль

Иногда актерское мастерство заключается в том, чтобы обмануть всех вокруг

Maxim
Итальянские ящерицы колонизировали Кавказ благодаря сочинской Олимпиаде Итальянские ящерицы колонизировали Кавказ благодаря сочинской Олимпиаде

Ученые опасаются, что интродуценты могут нанести вред местным видам ящериц

N+1
10 безумных попыток человечества управлять погодой 10 безумных попыток человечества управлять погодой

Метеорологи давно поняли, что природа непостижима и непредсказуема…

Maxim
Победа союза над изоляцией Победа союза над изоляцией

О первой совместной коллекции Миуччи Прады и Рафа Симонса

Weekend
«Эффективность терапии измеряется в деньгах, которые пациент заработал»: главное из беседы TJ с клиническим психологом «Эффективность терапии измеряется в деньгах, которые пациент заработал»: главное из беседы TJ с клиническим психологом

Как начать менять свою жизнь и когда пора обращаться к специалисту

TJ
Аморальные поступки усилили вонючесть вонючего Аморальные поступки усилили вонючесть вонючего

У отвращения к запахам и суждения о неправильном — одна физиологическая основа

N+1
«Перепридумать TikTok вряд ли получится»: что не так с сервисами YouTube и Facebook для создания коротких видео «Перепридумать TikTok вряд ли получится»: что не так с сервисами YouTube и Facebook для создания коротких видео

Смогут ли новые игроки откусить кусок «тиктоковского пирога»

Forbes
Филипп Киркоров Филипп Киркоров

Блиц с Филиппом Киркоровым на самые сокровенные темы

ЖАРА Magazine
Как выжить в холоде: опыт самых суровых мест на Земле Как выжить в холоде: опыт самых суровых мест на Земле

Какие технологические изюминки позволяют переносить морозы

Популярная механика
На светлой стороне На светлой стороне

Какими лампами и светильниками оборудовать рабочее место, чтобы сберечь зрение

Лиза
Здесь русский дух Здесь русский дух

Елизавета Боярская отвечает на 10 важных вопросах о русских ценностях

Grazia
Исчез без объяснений: 6 причин, почему мужчины так поступают Исчез без объяснений: 6 причин, почему мужчины так поступают

Почему партнер оставил вас, не объяснив, что именно произошло?

Psychologies
10 советских автомобилей, которым не стыдно было оказаться иномарками 10 советских автомобилей, которым не стыдно было оказаться иномарками

Этими автомобилями могло бы гордиться не только отечество…

Maxim
Олд, фэшн! Олд, фэшн!

Герои ресейла рассказывают, почему вторичное использование — это круто

Собака.ru
Эксперимент запретил экстремально восстановительные условия в ранней магме Земли Эксперимент запретил экстремально восстановительные условия в ранней магме Земли

Ученые объяснили причину нехватки ниобия в изученных образцах мантии

N+1
Пища счастья Пища счастья

Продукты, которые необходимо включить в рацион поздней осенью, чтобы жить лучше

Худеем правильно
10 фактов о Стинге (плюс редкие фото) 10 фактов о Стинге (плюс редкие фото)

Стинг не похож на человека, про которого можно рассказать нечто необычное

Maxim
Генеральный директор «Гранд Отеля Европа» — о женщинах в индустрии Генеральный директор «Гранд Отеля Европа» — о женщинах в индустрии

Впервые за историю петербургского «Гранд Отеля Европа» у его руля встала женщина

РБК
Четырежды жених и еще 9 интересных фактов о Николае Баскове, которые вы не знали Четырежды жених и еще 9 интересных фактов о Николае Баскове, которые вы не знали

Николай Басков — один из самых знаменитых певцов отечественной поп-сцены

Cosmopolitan
Германия Германия

Воспоминания о нации

kiozk originals
Командир нашелся! Командир нашелся!

Что такое перевернутая иерархия в семье и почему она возникает

Лиза
10 невероятных инопланетных бурь 10 невероятных инопланетных бурь

На других планетах дела с погодой обстоят куда как хуже

Популярная механика
Скримеры, edutainment и секс в бункере: как делают квесты в России Скримеры, edutainment и секс в бункере: как делают квесты в России

Как «Клаустрофобия» погружает человека в другую реальность?

СНОБ
10 cлучаев, когда нацисты пытались использовать сверхъестественные силы 10 cлучаев, когда нацисты пытались использовать сверхъестественные силы

Мифы о любви нацистов и Гитлера к оккультизму появились не просто так

Maxim
Если нет искры Если нет искры

Стоит ли выходить замуж за хорошего, но не любимого мужчину?

Лиза
Открыть в приложении