9. Мотор в воздухе

Автомобиль и трактор заменили лошадь на дороге и в поле. Вместе с тем двигатели внутреннего сгорания возродили к жизни новый вид транспорта - авиацию. Ещё в конце прошлого века русский изобретатель Александр Фёдорович Можайский, делая опыты с огромным воздушным змеем, на котором он сам поднимался, пришёл к созданию совершенно правильной конструкции самолёта. В 1876 году Можайский построил летающую модель своего самолёта с воздушным винтом, который приводился в движение пружиной. Почти за тридцать лет до зарубежных и русских изобретателей Можайский разработал проект самолёта. Этот самолёт был построен в 1882 году и успешно прошёл испытания: оторвавшись от земли, он пролетел через поле.

На первом в мире самолёте русский изобретатель поставил две паровые машины, так как бензинового мотора в те годы ещё не существовало. Эти паровые машины имели малую мощность. Можайский понимал это и использовал для дополнительного разгона самолёта высокий наклонный настил, с которого самолёт скатывался при взлёте.

Блестящая конструкция самолёта Можайского безусловно обеспечила бы ему ещё более поразительные успехи, если бы тогда существовал более лёгкий и мощный двигатель, чем паровой.

Самолётостроение не могло широко войти в жизнь до тех пор, пока не был найден двигатель, способный сам тянуть себя в воздухе. Дело в том, что для самолёта лёгкий и достаточно мощный двигатель есть необходимое условие возможности полёта. Лётчики-истребители шутливо говорят: "Самолёт по существу - это мотор, к которому приделаны крылья и хвост для того, чтобы он мог держаться в воздухе". Подсчитано, что полёт возможен только тогда, когда двигатель весит не свыше 5 - 6 килограммов на лошадиную силу развиваемой мощности.

Авиация требует от двигателей следующих качеств: лёгкости, малых размеров, исключительной надёжности, способности мотора работать на разной высоте полёта и, наконец, экономичности - двигатель должен брать мало горючего - это определяет дальность полёта.

На протяжении всей истории развития авиации и двигателей конструкторы самолётов всегда обращали свои взоры к двигателю в надежде, что именно он сможет поднять их летательный аппарат в воздух. Так было с паровой машиной и с газовым двигателем. Так было с первыми бензиновыми моторами.

Когда почти через 20 лет после Можайского в 1903 году братья Райт совершили свой полёг на аппарате тяжелее воздуха с 12-сильным бензиновым мотором, весившим 5,25 килограмма на одну лошадиную силу, двигатель не мог сам оторвать самолёт от земли. Самолёту в момент подъёма создавали дополнительный толчок, привязывая его за верёвку к грузу, который падал со специальной вышки.

Когда в 1908 году самолёт перелетел через Ламанш, то его тянул уже 100-сильный двигатель. В этом моторе кривошип был неподвижным - вращались сами цилиндры с поршнями, охлаждаясь воздухом и одновременно выполняя роль маховика. Удельный вес этого мотора был по тому времени поразительно мал - всего 1 килограмм на лошадиную силу, но смазки и горючего мотор "ел" за пятерых; к тому же он каждую минуту грозил прекратить работу вследствие своей ненадёжности.

Ещё более оригинальный авиационный двигатель был разработан и построен русским изобретателем Уфимцевым. В этом моторе цилиндры, вращаясь в одну сторону, приводили в движение один винт, а вал двигателя, вращаясь в обратную сторону, был соединён со вторым винтом.

Усилия авиационных инженеров были направлены не только на то, чтобы облегчить двигатель, но и на то, чтобы увеличить его надёжность и экономичность. Лёгкие двигатели брали в путь столько горючего и масла, что при продолжительных полётах их лёгкость совершенно не окупалась - запас горючего весил очень много. Появился более тяжёлый, но и более надёжный и экономичный шестицилиндровый мотор с водяным охлаждением; он весил 1,67 килограмма на лошадиную силу мощности. Мотор был лучше прежних, но вес его был велик.

В 1916 году был построен такой же надёжный мотор с удельным весом 0,88 килограмма на лошадиную силу; этот мотор имел алюминиевые поршни и алюминиевый блок мотора со стальными гильзами.

С этого момента авиационные, а затем и автомобильные двигатели начали строиться с применением высокопрочных лёгких сплавов.

Дизель также применяется в авиации.

Бензиновый авиадвигатель расходует в час на одну лошадиную силу около 250 граммов дорогостоящего бензина, а дизель - всего 180 граммов более дешёвого дизельного топлива, да к тому же более безопасного в пожарном отношении. Поэтому сейчас дизели начали применяться главным образом в дальней авиации.

Устройство авиадвигателей крайне разнообразно. В стремлении уменьшить размеры мотора, обеспечить лучшее его охлаждение и надёжность двигателям стали придавать самые необычные формы. Есть моторы с расположением цилиндров в ряд, наклонно в виде буквы V, в виде W, в форме буквы Н и т. п. Очень много двигателей воздушного охлаждения выпускается с расположением цилиндров в виде звезды (рис. 20).

Рис. 20. Авиационный мотор воздушного охлаждения с расположением цилиндров в виде звезды

Необычайно возросла мощность авиации. Если на первых самолётах стоял моторчик в несколько десятков лошадиных сил, то двигатель современного самолёта нередко имеет мощность свыше 2000 лошадиных сил.

Нагнетатели подкачивают воздух в цилиндры современных двигателей, чтобы самолёт мог подняться на высоту до 15 - 17 километров, где в разрежённом воздухе не хватает кислорода для горения. Теперь не редкость, что самолёты пролетают без посадки свыше 10 тысяч километров.

У нас, в Советском Союзе, есть прекрасные самолётов строители: А. С. Яковлев, А. Н. Туполев, Н. Н. Поликарпов, С. В. Ильюшин и замечательные конструкторы моторов: А. А. Микулин, А. Д. Шведов и В. Я. Климов. Дружной работой вместе со всемирно прославленными лётчиками они принесли нашей авиации заслуженную славу.

О силе моторов нашей авиации красноречиво говорят полёты советских лётчиков через Северный полюс, знаменитые перелёты Валерия Чкалова, замечательные рекорды нашей авиации, подвиги наших лётчиков-героев на войне.