Самолёты

Самолёт изобретён в 1882 г. выдающимся русским учёным и конструктором, контр-адмиралом русского морского флота Александром Фёдоровичем Можайским.

Перед постройкой самолёта Можайский проводил опыты с летающими моделями. Модели приводились в движение пружинным двигателем и успешно летали.

Можайский не ограничился исследованием аэродинамических сил на летающих моделях. В 1876 г. он построил большой воздушный змей и сам поднялся на нём в воздух. Змей запускался в воздух с помощью быстро мчавшейся тройки лошадей.

Самолёт Можайского имел все основные части современного самолёта и самостоятельно отделился от земли, чего нельзя сказать о самолёте американцев братьев Райт, построенном на 20 лет позднее и имевшем громоздкое дополнительное катапультирующее устройство, помогающее взлёту.

Интересно отметить, что основные части современного самолёта — лодка-фюзеляж, колёсное шасси, элероны и др. — впервые были предложены А. Ф. Можайским. С тех пор они являются необходимой принадлежностью каждого самолёта.

Современный самолёт состоит из следующих частей (рис. 28): крыльев, поддерживающих самолёт в воздухе; двигательной установки, винтомоторной или реактивной, тянущей самолёт вперёд; фюзеляжа, т. е. корпуса, в котором размещаются: экипаж, грузы, командные рычаги управления и различное оборудование. К фюзеляжу крепятся все основные части самолёта: крылья, хвостовое оперение и часто двигательная установка и шасси. У гидросамолётов фюзеляж выполняется в виде закрытой лодки.

Хвостовое оперение состоит из горизонтального и вертикального оперения. Горизонтальное оперение состоит из неподвижного стабилизатора и отклоняющихся рулей высоты. Рули высоты крепятся к стабилизатору на шарнирных опорах. Вертикальное оперение состоит из неподвижного киля и отклоняющегося руля направления. Руль направления крепится к килю на шарнирных опорах.

Самолёты

Рис. 28. Основные части самолёта:

1 — фюзеляж; 2—крыло; 3— мотор; 4 — винт; 5 — элерон; 6 — руль поворотов; 7—киль; 8— стабилизатор;

9 —руль высоты; 10 — шасси; 11 — хвостовое колесо.

 

Горизонтальное и вертикальное оперение обеспечивает самолёту устойчивое движение в воздухе.

Элероны служат органом поперечного управления самолётом.

Шасси состоит из двух главных колёс и одного небольшого колеса, размещающегося в носу или в хвосте самолёта. Шасси служит для поддержания самолёта на стоянке, для пробежки самолёта при посадке и для разбега при взлёте.

Главной частью самолёта является крыло. Работающий реактивный двигатель или винт винтомоторной установки тянут самолёт вперёд. Крыло при поступательном движении приобретает подъёмную силу, которая позволяет самолёту держаться и подниматься в воздухе. Подъёмная сила на крыльях возникает за счёт разности давлений воздуха над крылом и под крылом (см. ч. I, § 4). В поперечном сечении крыло имеет профиль, показанный на рисунке 15.

Величина подъёмной силы и лобового сопротивления во многом зависит от формы этого профиля.

У самолёта бывает одно крыло и два крыла. По числу имеющихся крыльев самолёты делятся на бипланы и монопланы. (По-гречески би — два, а моно — один). У биплана одно крыло помещается под другим на некотором расстоянии, как, например, у прославленного учебного самолёта «По-2» (У-2). В ранние годы развития авиации бипланы имели широкое распространение. В настоящее же время их применение крайне ограничено и лишь изредка они встречаются в учебной или грузовой тихоходной авиации.

Самолёты

Рис. 29. Очертания крыльев самолёта.

Монопланная схема аэродинамически более выгодна и в настоящее время является господствующей. У биплана имеется вредное аэродинамическое влияние одного крыла на другое, уменьшающее подъёмную силу нижнего крыла. У моноплана оно отсутствует.

Самолёты

Рис. 30. Реактивный гидросамолёт с треугольным крылом при взлёте с воды.

 

В плане (вид сверху на самолёт) крыло самолёта может выполняться по различной форме (рис. 29): прямоугольной, трапецевидной, треугольной (рис. 30), эллипсовидной и стреловидной. Очертание крыла в плане влияет на величину лобового сопротивления. При прочих равных условиях, на малых скоростях полёта, эллипсовидное крыло является наивыгоднейшим, затем идёт трапецевидное и наихудшими аэродинамическими данными располагает прямоугольное крыло. Но в изготовлении оно проще, чем крылья с криволинейными очертаниями.

При малых скоростях аэродинамически выгодно иметь крылья с большими удлинениями. Удлинением прямоугольного крыла называется отношение размаха крыла к его ширине. Чем длиннее и уже крыло, тем больше его удлинение. При дозвуковой скорости обтекания воздушные вихри, сбегающие с концов крыла, оказывают вредное влияние на поток вдоль всего размаха крыла, создавая дополнительное сопротивление крыла, называемое индуктивным сопротивлением. Это сопротивление значительно уменьшается у крыльев с большим удлинением. У хорошо летающих птиц: чаек, буревестников, альбатросов и ласточек, крылья имеют значительные удлинения.

У самолётов, предназначенных для дальних полётов, крылья выполняются с большим удлинением; так, например, у рекордного самолёта «АНТ-25», на котором советские лётчики В. П. Чкалов и М. М. Громов летали через северный полюс в Америку, крыло самолёта имело удлинение, близкое к 13, в то время как обычно самолёты имеют удлинения, равные 5÷8.

По соображениям прочности самолётные крылья нельзя изготовлять с весьма большими удлинениями, так как под действием аэродинамических сил такие крылья сильно прогибаются.

Прогибы конца крыла у существующих больших самолётов в полёте достигают более полуметра. При полёте в неспокойном воздухе, эти прогибы хорошо видны, если смотреть на крыло из кабины самолёта (рис. 31).

У скоростных самолётов волновое сопротивление намного больше индуктивного, поэтому удлинённые крылья перестают давать преимущества.

Аэродинамические силы — подъёмная сила и сила лобового сопротивления — действуют на поверхность крыльев в виде сил давления и сил трения. Эти силы первоначально воспринимаются обшивкой крыла. С обшивки их действие передаётся на каркас крыла.

Самолёты

В полёте над крылом образуется разрежение, стремящееся отсосать — оторвать обшивку от крыла (рис. 32).

Естественно, обшивка должна надёжно крепиться. Крепление обшивки производится крепёжными соединениями — потайными заклёпками или точками контактной электросварки, не выступающими в поток и не нарушающими плавное обтекание потоком воздуха профиля крыла.

Самолёты

Рис. 33. Элерон является частью профиля крыла.

По аэродинамическим соображениям к обшивке современных скоростных самолётов предъявляются строгие требования в отношении её жёсткости, плавности и гладкости. Многим известно, как плавно и гладко выполняется поверхность современного легкового автомобиля, например «ЗИЛ»-а или «ГАЗ»-а.

Поверхность же самолётных крыльев должна быть ещё более плавной и гладкой, чем у автомобиля.

Крыло несёт на себе элероны, они служат органами поперечного управления самолёта и имеют вид маленьких крылышек. В поперечном сечении элерон имеет форму, являющуюся как бы продолжением профиля крыла (рис. 33). Элерон отклоняется вверх и вниз на 12÷25°, сильно изменяя кривизну профиля крыла, а следовательно, и подъёмную силу правого или левого крыла самолёта.

Перейдём к аэродинамическим формам фюзеляжа. Фюзеляжу всегда стремятся придать форму тела,

обладающего наименьшим лобовым сопротивлением. Для этого фюзеляж делают веретенообразной формы, без крупных и мелких местных выступов. Даже без выступов, которые могут образовать головки заклёпок.

В полёте фюзеляж испытывает аэродинамические нагрузки, приходящие от крыльев и хвостового оперения. Эти нагрузки воспринимаются конструкцией фюзеляжа.

Как известно, подъёмная сила самолёта создаётся крыльями. Фюзеляж же и хвостовое оперение с аэродинамической точки зрения являются «лишними», так как они значительно увеличивают сопротивление самолёта. Но как от них освободиться? Ведь фюзеляж нам нужен для размещения экипажа, грузов и т. д. Хвостовое оперение нужно для обеспечения устойчивости полёта и для управления. Оказывается от них можно освободиться. Представьте себе, что перед вами большой самолёт, у которого наибольшая толщина крыла равна росту человека и в нём можно ходить вдоль, как по коридору. Тогда экипаж и грузы можно разместить в крыле, а рули хвостового оперения перенести на крыло. Такой самолёт, внешне состоящий только из одного крыла, носит название «летающее крыло». В нём нет «лишних» частей сопротивление воздуха сведено до минимума. С аэродинамической точки зрения самолёт «летающее крыло»

Самолёты

является весьма заманчивым, но практически его трудно осуществить. Впервые в СССР опытные небольшие самолёты типа «летающее крыло» успешно строил советский конструктор Б. И. Черанов- ский (рис. 34).

Если нельзя полностью освободиться от «лишних» частей самолёта, выступающих в поток воздуха, то находятся другие пути уменьшения сопротивления самолёта. Так, например, известно, что в полёте ноги у птиц вызывают лишнее добавочное сопротивление, поэтому они их поджимают, пряча в пушок перьев. Подобно этому и у самолётов шасси, после взлёта, прячут во внутрь фюзеляжа или крыла; такое шасси получило название убирающегося шасси.

После ознакомления с работой и аэродинамическими формами основных частей самолёта рассмотрим самый распространённый вид полёта самолёта.

Самолёт летит прямолинейно, горизонтально с постоянной скоростью. Можно утверждать, что самолёт находится под действием взаимно уравновешенных сил. Иначе говоря, равнодействующая всех сил, действующих на самолёт, равняется нулю. Это утверждение является следствием первого закона Ньютона.

Рассмотрим совокупность всех сил, возникающих при полёте самолёта (рис. 35, 36).

При полёте самолёт должен преодолевать силу сопротивления воздуха, для этого ему необходима сила тяги.

Самолёты

Самолёты

Рис. 36 Неравенство подъёмной силы и силы тяжести ведёт к отклонению полёта от горизонтали.

Наряду с появлением силы лобового сопротивления у крыла самолёта возникнет     подъёмная сила. В  горизонтальном   равномерном  полёте подъёмная          сила направлена  против силы тяжести самолёта и  уравновешивает её.

Таким образом, мы видим, что сила тяги уравновешивает силу лобового сопротивления, а подъёмная сила уравновешивает силу тяжести самолёта, т. е. все силы, действующие на самолёт в установившемся полёте, находятся в равновесии. Но равновесие сил ещё недостаточно для того, чтобы летящему самолёту придать в пространстве то или иное постоянное положение.

Необходимо ещё равновесие моментов всех сил. Напомним, что момент есть произведение величины действующей силы на её плечо. Он оказывает на тело поворачивающее действие.

Если сумма моментов всех сил равняется нулю, т. е. моменты, действуя в разные стороны, взаимно уравновешивают друг друга, то тело не будет вращаться. Если сумма моментов не будет равна нулю, то, очевидно, будет действовать какой-то неуравновешенный момент, который окажет на тело поворачивающее действие.

Самолёты

Рис. 37. Три оси самолёта.

При поворотах самолёт вращается вокруг своего центра тяжести. Вращение самолёта можно разложить на повороты вокруг трёх осей. Для этого мысленно свяжем самолёт с прямоугольной системой координат х, y, z, с началом в центре тяжести самолёта (рис. 37).

 

Ось ox направим вдоль оси фюзеляжа и назовём продольной осью самолёта.

Ось ov проведём через центр тяжести самолёта перпендикулярно к плоскости xoz и назовём осью поворотов.

Ось oz  направим вдоль размаха крыла перпендикулярно к плоскости хоу и назовём поперечной осью.

В летательных аппаратах — самолёте, вертолёте и ракете — принято называть:

поворот вокруг продольной оси ох—креном,

поворот вокруг оси поворотов оу — курсом,

поворот вокруг поперечной оси оz — тангажем.

У самолёта, как уже указывалось выше, поворот по крену достигается действием элеронов; поворот по курсу— действием руля поворотов; поворот по тангажу — работой рулей высоты.

Ознакомимся с действием органов устойчивости и управления самолёта.

Устойчивость и управляемость — понятия противоположные. Чем устойчивее самолёт, тем труднее его свернуть с пути, и наоборот. Величины устойчивости и управляемости у самолёта должны быть соблюдены в определённом соотношении. Это можно проследить на примере с лыжами. Очень длинные лыжи чересчур устойчивы, но их трудно свернуть с пути, в то же время очень короткие лыжи легко управляемы, но неустойчивы.

Первые самолёты не отличались достаточной устойчивостью и управляемостью. Потребовалось порядочно времени, чтобы полёт на них стал более или менее безопасен и не являлся бы исключительным событием.

Самолёту жизненно необходимо устойчиво летать и управляться.

Что значит устойчиво летать? Это значит легко сохранять, без вмешательства рулей раз принятое положение в воздухе. И если всё же ваш самолёт какими-то силами, например порывом ветра, выведен из этого положения, то устойчивый самолёт, несколько раз поколебавшись, всегда придёт в исходное положение.

В полёте на поверхность самолёта действует множество аэродинамических сил. Принято всё это множество заменять действием одной равнодействующей, называемой, как мы уже знаем, полной аэродинамической силой.

Точка приложения этой силы называется центром парусности или центром давления всех аэродинамических сил.

В самолёте можно мысленно представить две замечательные точки — это центр давления и центр тяжести (рис. 38).

От взаимного расположения этих точек зависит устойчивость самолёта. В устойчивом самолёте центр давления лежит позади центра тяжести. У неустойчивого самолёта центр давления лежит впереди центра тяжести. Центр давления капризен. В полёте он может «гулять», т. е. менять своё положение, чего нельзя сказать про центр тяжести. Положение центра тяжести более или менее постоянно и зависит от расходования горючего из баков. Положение центра давления зависит от угла атаки и скорости полёта.

Самолёты

Рис. 38. Две замечательные точки у самолёта: центр тяжести и центр давления.

 Если не принять мер, то на некоторых режимах полёта центр давления может оказаться впереди центра тяжести, и самолёт потеряет устойчивость. Всё искусство обеспечения устойчивости самолёта заключается в том, чтобы правильно задать положение центра давления и ограничить его перемещение на различных режимах полёта.

Необходимое положение центра давления на самолёте достигается соответствующим расположением крыла, хвостового оперения и центра тяжести.

Почему самолёт устойчив, если его центр давления лежит позади центра тяжести? Это легко понять на таком простом примере.

Рассмотрим полёт оперённого реактивного снаряда. Аэродинамическая форма этого снаряда крайне проста и состоит из корпуса в виде заострённого цилиндра и хвостового оперения — стабилизаторов. Крыльев и рулей снаряд не имеет. От этого принципиально дело не меняется, а понимание устойчивости упростится.

В воздухе этот снаряд должен быть безусловно устойчивым, иначе он не полетит туда, куда его направляют при выстреле.

Устойчивость и неустойчивость проследим на двух снарядах. У первого снаряда пусть центр давления лежит позади центра тяжести, у второго — центр давления лежит впереди центра тяжести (рис. 39).

Если порыв ветра отклонит первый снаряд и увеличит его угол атаки, то полная аэродинамическая сила будет стремиться уменьшить отклонение, и снаряд вернётся в первоначальное положение. Такой снаряд называется устойчивым.

Если порыв ветра отклонит второй снаряд и увеличит его угол атаки, то полная аэродинамическая сила будет стремиться увеличить отклонение. Нарастающий поворот приведёт к тому, что снаряд перевернётся. Такой снаряд называется неустойчивым. То же самое произойдёт и с самолётом, если у него центр давления аэродинамических сил от крыла, хвоста и фюзеляжа будет приложен впереди центра тяжести. Во избежание этого у самолёта всегда добиваются положения центра

Самолёты

давления позади центра тяжести, что достигается величиной и расположением хвостового оперения. У такого самолёта при порывах ветра полная аэродинамическая сила ликвидирует начавшееся отклонение, и самолёт сам приходит в первоначальное положение.

Что значит управляться? Это значит лететь туда, куда направляет самолёт лётчик. И лететь очень точно. При погоне самолёта-истребителя за вражеским самолётом и прицеливании чёткая управляемость крайне важна.

Потерять управление самолётом — это значит потерять всё. При потере управления самолёт становится таким же опасным, как мчащийся автомобиль, потерявший рулевое управление.

Как управляется самолёт? Самолёт в полёте управляется движением рулей, на которых возникают аэродинамические силы. Эти силы создаются благодаря давлению встречного воздуха на поверхность руля. У самолёта три руля: руль поворотов, руль высоты и элероны.

Руль поворотов и руль высоты размещаются на хвостовом оперении. Элероны — на крыле.

Если лётчик хочет изменить направление полёта, например повернуть самолёт вправо, то он правой ногой нажимает на правую педаль ножного управления (рис. 40, а). Педаль заставит руль поворотов через проводку (тягу или трос) повернуться вправо. Руль поворотов, поставленный под углом к встречному потоку, будет испытывать давление воздуха, на нём возникнет аэродинамическая сила, которая заставит хвост, а с ним и весь самолёт, повернуться на некоторый угол.

 

Самолёты

Рис. 40. Схемы управления:

а) рулём поворотов; б) рулём высоты; в) элеронами.

 

Если лётчик желает опустить нос самолёта и поднять хвост самолёта, или, как говорят, повернуть самолёт относительно поперечной оси, то он отклонит руль высоты вниз. Для этого лётчик отодвигает ручку управления от себя (рис. 40, б). Ручка через проводку потянет руль высоты, и он отклонится вниз. На руле высоты, поставленном под углом к встречному потоку воздуха, возникнет аэродинамическая сила, которая нажмёт на хвост снизу вверх, и самолёт повернётся вокруг поперечной оси.

Поворот самолёта вокруг продольной оси, проходящей вдоль фюзеляжа, достигается отклонением элеронов. Для этого пилот, передвигая ручное управление влево или вправо, отклоняет элероны в разные стороны (рис. 40, в). В результате подъёмная сила крыла с опущенным элероном возрастёт, а у крыла с поднятым элероном уменьшится.

Таким образом, самолёт повернётся вокруг продольной оси.

Почти с первых дней зарождения авиации началась борьба за скорость полёта.

На рисунке 74 показан рост по годам максимальной скорости рекордных самолётов. Из него видно, что за десятилетие, с 1903 по 1913 г., скорость самолёта увеличилась в 4 раза, за десятилетие, с 1913 по 1923 г., скорость возросла в 3 раза, в следующее десятилетие, с 1923 по 1933 г., скорость увеличилась в 1,75 раза и в период с 1933 по 1939 г. скорость увеличилась только в 1,07 раза.

Эти цифры относятся к самолётам с винтомоторной установкой. Они показывают замедление в росте скорости полёта. Это замедление обусловилось тем, что на скорости свыше 700÷750 км/час сопротивление самолёта резко возрастает, а тяга винта убывает. На большой скорости воздушный винт, как мы увидим далее, начинает тянуть самолёт всё с меньшей и меньшей силой. Значит, надо было отказаться от воздушного винта, а с ним и от всей винтомоторной установки и искать нового пути для достижения больших скоростей. Этот путь был указан нашим соотечественником знаменитым деятелем К. Э. Циолковским.

Его выдающиеся работы в области реактивного движения позволили ему пророчески сказать: «За эрой аэропланов винтовых должна следовать эра аэропланов реактивных...»

В 1937 г. был совершён первый в мире полёт на самолёте конструкции С. П. Королёва с реактивным двигателем.

В 1942 г. появился другой советский скоростной реактивный самолёт конструкции проф. В. Ф. Болховитинова.

 

Самолёты

Рис. 41. Реактивный пассажирский самолёт ТУ-104.

 

Применение реактивного двигателя позволило получить невиданные скорости полёта, так как его тяга с увеличением скорости полёта не уменьшается, как у винтомоторной установки, а в некоторых случаях даже увеличивается.

Современные самолёты летают со скоростью, равной и даже большей скорости распространения звука в воздухе.

Стремление снизить огромное сопротивление воздуха на больших скоростях полёта заставило отказаться от угловатых, тупоносых форм тихоходных самолётов.

Внешние формы частей скоростного самолёта и их взаимное расположение или, как принято говорить, аэродинамическая компоновка самолёта, стала намного отличаться от самолёта малых скоростей (рис. 41).

Самолёты

Рис. 42: а — местный скачок уплотнения при достижении в данном месте скорости звука; б—обтекание стреловидного крыла.

У современных самолётов околозвуковых скоростей всё подчинено тому, чтобы отдалить появление скачков уплотнения перед двигающимся телом. Дело в том, что у дозвукового самолёта скорость воздуха, набегающего на переднюю часть, является дозвуковой. Но если дозвуковой поток, обтекая тело, встретить на своём пути какую-нибудь выпуклость, например верхнюю часть крыла или кривизну на фюзеляже, которую надо успеть обогнуть, то на участке этой выпуклости поток становится звуковым и даже сверхзвуковым. А мы знаем, что на этих скоростях появляются скачки уплотнения. На выпуклость, как говорят, «сядет» скачок уплотнения (рис. 42, а). Эти скачки некоторые лётчики замечали в полёте в виде полос воздуха с иной оптической проницаемостью. Продвигать в воздухе самолёт, на поверхность которого «сел» скачок уплотнения, не так легко. Поэтому частям самолёта околозвуковых скоростей придают плавные заострённые формы с небольшой кривизной; так, например, фюзеляжу придают веретенообразную форму, а крылья делают тонкими, отогнутыми

назад, придающими современному самолёту вид стремительно летящей стрелы.

Эти меры отдаляют появление скачков уплотнения.

Придание крыльям стреловидной формы отодвигает возникновение скачков уплотнения из-за обдувания их косым потоком воздуха. Как это получается, видно на рисунке 42, б. На нём показано, что на стреловидное крыло набегает поток со скоростью v. Скорость потока v по правилу параллелограмма можно разложить на две составляющие, одна из которых v1 перпендикулярна к передней кромке крыла, а другая v2 направлена вдоль крыла. В результате вместо одного потока со скоростью v мы получим два потока. Один поток со скоростью v1 будет создавать нужную нам для образования подъёмной силы разность статических давлений над крылом и под крылом и ещё силу трения.

Другой поток со скоростью v2, направленный вдоль крыла, будет скользить вдоль крыла и создавать только одну силу трения.

Обратим внимание на то, что скорость потока v1 направленная перпендикулярно к крылу, значительно меньше полной скорости v, т. е. скорости полёта, а это означает, что придание стреловидности как бы равносильно некоторому уменьшению скорости полёта. А уменьшение скорости полёта отодвигает возникновение скачков уплотнения.

Таким образом, самолёт со стреловидным крылом может летать без скачков уплотнения на таких скоростях, при которых у самолёта с прямым крылом (без стреловидности) возникли бы скачки уплотнения.

Чем больше угол стреловидности, тем больше отодвигается момент возникновения скачков уплотнения на крыле. Обычно у самолётных крыльев угол стреловидности делается равным 35÷45°.

У самолётов, летающих со сверхзвуковыми скоростями, скачки уплотнения воздуха неизбежны. Но ранее мы говорили, что скачки уплотнения могут быть прямые и косые. Прямой скачок возникает у тел с недостаточной заострённостью, косой — у заострённых тел. С косым скачком уплотнения (наклонённым к направлению движения) телу легче двигаться, чем с прямым.

 

Самолёты

Рис. 43. Сверхзвуковой одноместный самолёт.

 

Вот почему у сверхзвукового самолёта все передние части фюзеляжа, крыла, оперения заострены, и с ростом скорости передняя часть фюзеляжа приближается к форме кончика пули, а передняя часть крыла — к форме лезвия ножа (рис. 43).

При сверхзвуковых полётах скачки уплотнения будут возникать перед носовой частью фюзеляжа, перед крылом, перед всеми частями самолёта, вызывая дополнительное сопротивление воздуха.

Самолёты

Самолёты

Впервые правильный профиль крыла для сверхзвукового самолёта в виде двухстороннего клина был предложен нашим знаменитым учёным К. Э. Циолковским. На рисунке 44 показано изменение формы профилей крыльев, начиная от птичьего профиля и кончая сверхзвуковым профилем К. Э. Циолковского.

 

Можно предположить, что для сверхзвукового полёта выгодным окажется самолёт — летающее крыло с малым удлинением, треугольной формы в плане, со стреловидной передней кромкой (рис. 45).

Серьёзным препятствием при полёте на больших скоростях становится аэродинамический нагрев поверхности самолёта.

Главной причиной аэродинамического нагревания является торможение набегающего воздуха поверхностью самолёта. Это явление можно сравнить с выделением тепла при встрече пули с целью. Если пуля при встрече с каким-либо препятствием резко замедляет свой полёт, или, что всё равно, частичка воздуха резко затормаживается перед телом, то основная часть кинетической энергии движения пули и воздуха переходит в тепловую энергию. Это тепло в первом случае плавит свинец, из которого сделана пуля, и во втором случае нагревает

воздух. Подсчитано, что прирост температуры, связанный с полётом самолёта на скорости, в два раза превышающей скорость звука, составляет около 230° С. С таким нагревом трудно бороться.

Мы знаем, что на малых скоростях движения встречный поток воздуха охлаждает тело; например, воду в автомобильном или самолётном радиаторе двигателя. На больших же сверхзвуковых скоростях полёта получается так, что, несмотря на низкую температуру стратосферы, пилот сверхзвукового самолёта не имеет никакой возможности впустить внутрь своего самолёта хотя бы небольшую порцию холодного воздуха; для этого он должен затормозить воздух, набегающий на самолёт с большой скоростью, а при этом связанные с торможением превращения энергии движения воздуха обязательно проявляются в его нагревании. Поэтому для длительного полёта самолёта на сверхзвуковых скоростях фюзеляж и кабину пилота придётся оборудовать системой охлаждения.

Смотрите также