Зверь лютый Книга 34. Движуха

В другой упрощённой модели возникновение подъёмной силы объясняется разностью давлений на верхней и нижней сторонах профиля... на нижней поверхности крыла скорость протекания воздуха оказывается ниже, чем на верхней, поэтому подъёмная сила крыла направлена снизу вверх; этой разностью давлений обуславливается подъёмная сила. Модель также неверна из-за неправильной односторонней связи скорости потока и разряжения. В реальности имеем взаимосвязь угла атаки, разряжения и скорости потока".

И тут, ко всем прочим неприятностям, пришла турбулентность. В авиации куда более драматически, чем кавитация к Парсону на "Турбинию".

"Сопротивление движению любого тела в воздухе вызывается двумя причинами: разностью давления перед телом и за ним (сопротивление давления) и трением частиц воздуха в поверхностном слое (ПС) (сопротивление трения)".

"Сила трения, пропорциональная градиенту скорости, при турбулентном ПС в несколько раз больше, чем при ламинарном".

Мощность турбулентности увеличивается с квадратом скорости потока.

В 1910 г. С.А. Чаплыгин установил, что под действием разности давлений воздух будет перетекать через торцы крыла с нижней поверхности на верхнюю, образуя свободные вихри.

"Свободный вихрь представляет собой вращающуюся массу воздуха. Благодаря вязкости воздуха вращение воздушных масс в свободном вихре увлекает за собой окружающий воздух".

Обратите внимание: "через торцы крыла". Теорема Жуковского говорит об отрезке бесконечного крыла.

* * *

Рассказываю ребятам про Бернулли. Про скорость потока и разряжение. Они все это видели, некоторые делали. Те же сопла Лаваля. Но вижу... сомнения, недоумения и неприятие.

Твёрдо вбитые стереотипы. Для воздуха — тяга. Дутьё — кузнечная экзотика с привкусом чертовщины. Веер, созданный ветерок — игра, забава. Я про это уже...

Наоборот с водой: только избыточное давление. Удар волны, течение сносит...

Поразительно: они все пьют воду. Втягивают. Создавая во рту разряжение. Но этого не замечают. Уникальное свойство хомнутого сапиенсом: остальные млекопитающие — лакают. Т.е. используют вязкость жидкости, подобно турбине Тесла или "свободным вихрям" Чаплыгина.

Что жидкость и газ во многом схожи... Мне они верят. Но... не верят. А Парсонс свои турбины рассчитывал, исходя из представления, что пар между ступенями — несжимаемая жидкость. Здесь такой идеи нет и возникнуть не может — стереотипы детства не пускают.

Толкую про турбулентность, по вихри-завитки, которые крутятся по поверхности, трутся и двигаться мешают.

— Чтобы завиточкам воли не давать, на задней кромке этого полубоба — дырочки. Завиточки туда влетают и рассасываются.

— Это как это?!

— Так они ж крутятся, пока рядом кто-то быстро бегает. А внутрь влетели — стенки стоят. Всё тихо, спокойно. Завихряться не с чего.

* * *

Убил бы. Брат мой младший — меня. За такие описания. Он-то защищался по турбулентности в плазме.

Не, не убил бы. Не только потому, что он в 21 веке остался, а просто — добрый человек. Пока пару интегралов не возьмёт — завтракать не садится. Сказал бы смущённо-укоризненно:

— Твоя точка зрения... ты только не расстраивайся... выглядит... несколько слабо обоснованной и мало конструктивной.

Я бы нынче послушал. С удовольствием. Со слезами на глазах. Но... "вляп".

* * *

— И чего?

— Сопротивление полёту падает в 8-12 раз. Скорость и расход топлива — соответственно.

ТТХ по ЭКИПу я находил в нескольких местах в разных вариантах. Вот, комбинирую.

— У этой штуки есть несколько свойств. Одно — форма. Называют "летающее крыло". Всё — внутри крыла. И двигатели, и груз. Про птичек — забудьте, у них такого нет. Крылышки снаружи? — Можно сделать. Маленькие, короткие. Не для полёта, а для управления в нём. Подруливания.

* * *

"Для самолёта класса "дальний бомбардировщик" с крейсерской скоростью до 800 км/ч: коэффициент минимального аэродинамического сопротивления у "летающего крыла" вдвое меньше, чем у самолёта нормальной схемы; для поддержания одинаковой крейсерской скорости требуется на 11...33% меньшая мощность двигателя, дальность на 13...25% больше... наивыгоднейшая скорость у "крыла" на 7...19% больше, а выигрыш в дальности составит 14...41% при том же запасе топлива".

Вот я тут такое и выскажу! Они все на "дальние бомбардировщики" прям с утра вскакивают и летают, летают...

* * *

— Второе: те дырочки. Открыл-закрыл. Защита от завиточков. Третье — газовая турбина. У нас все паровые. Здесь — жидкое горючее вдувают в камеру сгорания. Получившиеся газы давят на лопатки турбины...

— Какой?! Которой?! Ты их сегодня столько...!

— Какую сделаешь. Мастер — ты, Прокуй. Тебе решать, тебе делать. И обосновывать — почему.

Рассказываю про входной компрессор (двухкаскадный?), про многоступенчатую турбину (ты ж её почти сделал!), про жаровые трубы (воды нет, водогрейные неуместны), про первичный, вторичный и третичный воздух (а кто про воздух в форсунке забыл? — теперь запомнишь накрепко), про "плевки" — в Сепполете рассказывал? — тогда пульсирующий воздушно-реактивный — в чём вопрос?... а вот про воздушно-реактивный внешнего сгорания я пока и сам ещё не продумал...

— Основная часть энергии расширяющейся газовоздушной смеси идёт на ускорение газового потока в сопле и создание реактивной тяги. Принцип реактивного движения — понятен?

Принцип — понятен. Дальше тысячи, без преувеличения, непоняток. Так много, что он не знает с чего начать, надо подумать. А я не даю ему такой возможности. Потому что первый вопрос: температура сгорания. Должна быть 1500-2000®С. Железо течёт. И ответить мне будет нечего. Хотя...

"для первых ТРД температура едва достигала 1000 К, в современных двигателях она приближается к 2000 К".

У нас же "первый" будет?

Для понимания: первый патент на газотурбинный двигатель — Джон Барбер, 1791 г. А первый самолёт, поднявшийся в небо с ТРД — (HeS 3 конструкции фон Охайна) He 178 (фирма Хейнкель, Германия) 27 августа 1939 г. Полтора века от идеи до воплощения.

"Мысль об устранении топки и котла в тепловой машине типа турбины за счет сжигания топлива в самом рабочем теле давно занимала конструкторов. Но разработка... сдерживалась отсутствием материалов, способных работать длительное время при высоких температурах и больших механических нагрузках".

— Есть у этой машинки и ещё одно важное свойство. Топливо. Чему в ней гореть. А гореть будет смесь. Половина — вода.

Говорят: 50-58%.

* * *

Для знатоков: по музейному экземпляру ЭКИП этого не понять, нужно чуть глубже...

* * *

— Чего?! Вода же... Она же не горит! Ей же наоборот — тушат!

— Да. Но если очень нужно — и вода горит. Только подумать надо. Если есть чем.

Вот скоро и узнаем: есть у тебя "чем", или так, одни разговоры о прежних успехах.

— Почти вся вторая половина — скипидар.

Говорят: низкокачественные углеводороды.

Из дерева делали соляру. А мы чем хуже?

Здесь под "скипидаром" я понимаю не конкретно "красный" или "белый", а всю жидкость, которую мы выжимаем из дерева. Все спирты, эфиры, фенолы, ацетон... может, и воду. Какая смесь этих фракций пойдёт в топливо в таком "факельном" режиме — не знаю. Надо смотреть. Разделять их мы уже умеем.

— Ещё кусочек в пятнадцатую долю — эмульгаторы.

— А это... что?

— Смесь вдувается в камеру сгорания. Эмульсией. А не струйкой, как Горимир делал. Капельки. Взвесь.

Опять новые слова. Хотя все это видели. И даже на вкус пробовали.

— Молоко — эмульсия. Капельки жира в воде. Когда сепаратор, наконец, заработает — все смогут увидеть, как эти капельки центробежная сила из воды выжимает.

Злой я, злой. Нехорошо, но уколол парня не сделанной работой.

— А эмульгатор — добавка, которая способствует образованию этих капелек. Вы все эмульгаторы кушаете. Яичные желток и белок — эмульгаторы. Здесь... интересно проверить наши мыла. С простого зелёного начиная. Оно жидкое. Возможно — масла. Льняное и конопляное. И что из дерева выгоняем.

"Кинетическая теория мицеллообразования" — проповедовать не буду. Поскольку сам не знаю. Уравнений Беккера-Дёринга и обобщенных кинетических уравнений Смолуховского — здесь нет. Но если ребята будут копать тему, то появятся. С другими именами, конечно.

— Однако. Замысловато. А оно вообще... ну... а зачем?

Когда мастер поковки и штамповки, задвухметрового роста и заполуторацентнерового веса, неопределённо помахивает в воздухе дланью, которая, при случае, сворачивается в кулак размером в голову, и смущённо вопрошает "а зачем?" — появляется острое желание дать полный, исчерпывающий ответ.

— Мы где живём? — На Руси. Или на Не-Руси, но это ещё хуже. Страна — большая. Свойство у неё такое. От края до края скакать — не доскочишься.

Это я по рассказам Тихого Лета помню. Каждый акт доставки почтового отправления — как последний. Уж больно смертность среди письмонош высока.

— А у этой машинки скорость шесть-семь сотен вёрст. В час. Полчаса — в Боголюбово. Перетёр с Государем делишки — и домой. Дело делать. А не пару недель санями — туда, столько же — обратно. Про Илию Новогородского слышал? Он, говорят, чертей в заплесневелых кувшинах разводит и на них в Иерусалим летает. Просто на вечерок, с умными людьми поговорить. И мы так сможем, без всяких чертей и плесени.

Тема скоростного полёта воспринята. Черти же могут? А мы, православные — чем хуже?

— Другое: человек в погосте каком заболел. Мы его в машинку и к Маре на стол. А у неё уже лекарства разложены, ножи наточены, сорок лекарей в ряд стоят, ждут не дождутся до тела болезного добраться.

Присутствующие вздрогнули.

Я бы даже сказал: содрогнулись. Мара... отличный доктор. Но уж очень запоминающийся.

— Машинка будет... разных размеров. Начнём-то с маленькой, на двух человек. А так-то в такой полубоб 1200 влезать должно. Прикинь: полный русский город. В одной коробочке. Здесь взлетел — через шесть тысяч вёрст опустился. Люди вылезли, пошли делом заниматься.

Публика снова... содрогнулась.

Они живут во Всеволжске. Но сидит в мозгах с детства у каждого понимание предельного многолюдства как деревеньки в три двора или эрзянского кудо.

— Русь не только большая, а ещё и бездорожная. То бурелом, то трясина. А это машинка будет взлетать на трёх стах шагах ровного места. С воды — на шестистах.

— Она и по воде...?!

— Про что я и толкую. Днище гладкое, плоское, чуть скруглённое. Ещё: летает она... на разной высоте. От шести локтей до одиннадцати вёрст. Никто в мире здешнем на землю нашу грешную с одиннадцати вёрст не смотрел. Никто. Ну, кроме Господа Бога, Пресвятой Богородицы и ангелов с архангелами. А ты, Прокуй, хочешь глянуть? Как оно там? Чего оттуда Матерь Божья видит? Как облака под тобой пухом тополиным несёт? Волга ниточкой голубой тянется? Сделаешь — посмотрим.

— Ага. Ну. Красиво. Кажись. А кормить-то эту... экипу чем? Жрать-то она, поди, горазда. Этого... топлива-то.

Наш кузнецюга проявляет профессиональные качества. Работа у него такая: долбить. Обычно — по железу. А теперь я попался.

— Вот смотри как забавно получается. Машинка нам нужна. Очень. Размер страны, бездорожье. И с другой стороны глянь. Земля наша бедная. Ни злата-серебра горами, ни слонов с верблюдами. Даже маслины-апельсины не растут. Нищета. Тоска. А если подумать? Экипе нужна вода. А где ж ещё найдёшь столько чистой пресной воды, как не на Руси? У нас куда не ткнись — то речка, то озерко. Половина топлива — волной бежит. Просто течёт по нашей земле во множестве. А другая половина — скипидар. Вычистить леса наши да хоть на полста вёрст от берега Волжского. От Шексны до Казанки. Буреломы, валежник, пни старые. Корнедёры работают? Ещё сделаем. Того скипидара — море разливанное.

Я внимательно оглядел собравшихся. Ничего нового. "Сделать из дерьма конфетку" — мой постоянный приём. Восприняли? Не только пример, но и общий принцип: подумать, сделать из недостатка преимущество.

— Никому эта штука не нужна так, как нам. Ни у кого нет к тому таких возможностей, как у нас. Согласны?

— А делать-то из чего?!

Вот уже и Прокуй свою истеричность конкретизирует.

— Кто у нас мастер? Тебе и решать. Для начала попробуй модельку слепить. Из палок и тряпок.

* * *

Нет, я не издеваюсь. Древесно-тканные самолёты имеют свои преимущества.

Самолеты, построенные до и во время ПМВ, были, главным образом, деревянные. Лишь в конце войны немцы на основе опыта постройки цеппелинов начали строить самолеты из дюралюминия.

Берт Рутан в 1967 г. построил двухместный любительский спортивный самолет. Конструкция — деревянная. К середине 1980-х гг. продано 900 комплектов деталей и оборудования для сборки этих самолетов.

Мои познания в аэродинамике... различимы. Под микроскопом. У ребят — и того меньше. Они построят десятки моделей, может быть с моими советами, и наберут опыт. Который кристаллизуется в формулы и теоремы.

Разница с РИ в том, что у них изначально установлена цель. Для которой теорема Жуковского — просто частный случай. Как и Леонардо с Бернулли.

Они придут и к тонким крыльям, и к малым скоростям. Но это станет "вбоквелами".

"Лидирующее положение в конструировании самолетов и производстве авиационной техники в 1914-1915 гг. занимали Англия, Франция и Германия. Россия постепенно утратила одно из ведущих мест по выпуску самолетов из-за низкой технической оснащенности производства и отсутствия собственных авиадвигателей".

Нам "утратить" — не грозит. Ибо — нечего. Но и "приобрести" без двигателей — невозможно.

Бедный Прокуй. В ЭКИПе два маршевых двигателя и четыре вспомогательных. Они разные. По конструкции, назначению, режимам... Или сам додумается, или я подскажу. Ежели вспомню. А ещё есть газотурбинные Т-80 и M1 Abrams...

Нет, коллеги, эти машинки сами не летают.

Э-хе-хе, о-хо-хо... Все нормальные попандопулы нормальные дирижопли строят. На худой конец — фанерку с моторчиком придумают. А у меня всё летающая фасоль получается. Турбореактивная...

Ох, чую я, запоют по Руси: "Над селом херня летала серебристого металла". И дальше что-нибудь... аэродинамично-непристойное.

* * *

Народ истомлёно пыхтел. Кто рвался опробовать уже придуманное под только что услышанное, кто размышлял о давно уже приближающемся обеде, кто просто выключился и тупо терпел. Прокуй смотрел на меня, но, явно, не видел. Глаза расфокусировались, затуманились, обратились внутрь. "Смотрит, но не видит".

Так бывает в остро-любовные моменты. Вообще, в те мгновения, когда человеку более всего интересен он сам. Его или её чувства или мысли. Больше всего окружающего мира.

Вдруг он встряхнулся, растерянно огляделся. Не давая ему времени снова вернуться в привычное состояние враждебности, раздражённости, я спросил:

— Ну что, сделаем? Подумай — с чего начать. Дня хватит? Тогда завтра вечером — ко мне. Э-эх, интересная штучка вырисовывается. Невиданная. Заходи. Разговор долгим будет, как бы не на всю ночь.