Природа виникнення тяги реактивного двигуна.

Перший реактивний літак

Найпростіший реактивний двигун може бути представлений у вигляді камери 1 (рис. 3.51), яка має отвір з одного з її боків (відкрита з одного боку).

Рис. 3.51. Принцип дії реактивного двигуна.

Усередині камери 1 в результаті спалювання горючої суміші 2 (твердої або рідкої) створюється підвищений тиск 3 продуктів згоряння (газів). Надлишковий у порівнянні з атмосферним тиск 3 в камері забезпечує витікання газового струменя 4 в навколишнє середовище через отвір 5 (сопло). В процесі витікання між собою взаємодіють камера і гази, що витікають. Сила Р_а, діюча на газовий струмінь 4, що витікає через отвір 5, умовно називається активною силою. Рівна їй за величиною і протилежно направлена сила реакції Р тисне на стінку камери 1, що знаходиться проти сопла 5, штовхає камеру вперед доти, доки в середині камери підтримується підвищений тиск газів. Сила реакції Р називається реактивною силою. Сили тиску газів 3 на бокові стінки камери взаємно врівноважуються і не викликають рух камери.

Таким чином, реактивним двигуном називається такий тепловий двигун, у якого теплова енергія, що виділяється при згорянні палива, перетворюється на кінетичну енергію газового струменя, а реакція (реактивна сила), що виникає при цьому, безпосередньо використовується як рушійна сила (сила тяги).

Реактивна сила безпосередньо сприймається елементами конструкції двигуна, передається через вузли його кріплення до ЛА і використовується як сила тяги, необхідна для польоту. Реактивний двигун наче відштовхується від свого власного газового струменя.

Німецький фізик Пабст фон Охайн сконструював двигун для першого в світі реактивного літака. Отримав вчену ступінь в Геттингенскому університеті в Німеччині, він зайнявся створенням працюючих моделей газових турбін. В 1936 р. він поступив на службу к відомому авіапромисловцю Ернсту Хейнкелю.

Через рік він здійснив успішні випробування свого першого реактивного двигуна. В 1939 р. поліпшений варіант цього двигуна НеS 3 був установлений на спеціально сконструйованому для нього експериментальному літаку Не-178.

27 серпня 1939 року капітан Ерик Варзиц підняв Не-178 в повітря зі злітної смуги випробувальної авіабази в Марени і пролетів круг над льотним полем. Це був перший в історії авіації політ реактивного літака.

Італійський реактивний літак Капроні-Кампіні здійснив свій перший політ в 1940 році. Англійський вчений Френк Уїттл 12 років витратив на розробку реактивного двигуна. 15 травня 1941 року літак з цим двигуном піднявся в повітря.

В Радянському Союзі роботи по створенню першого реактивного двигуна і газової турбіни організував Архип Михайлович Люлька, який працював в ХАІ з 1932 по 1936 роки. В 1936 році А. М. Люлька разом з Г. Е. Лозіно-Лозінским і М. Е. Гиндесом запропонували проект безгвинтового двигуна з газовою турбіною та назвали його «Ракетний турбореактивний двигун РТД-1». РТД-1 уявляв собою перший радянський газотурбінний авіаційний реактивний двигун зі злітною тягою 500 кг для літака-винищувача ХАІ-2 з розрахунковою швидкістю польоту 900 км/г. Будівницво ТРД-1 почалось в Ленінграде і до літа 1941 року двигун був готовий на 70%. З початком війни роботи були звернуті та оновились тільки наприкінці 1942 року. У травні 1945 року успішно пройшов стендові випробування досмлідний зразок двигуна С-18 з тягою 1030 кг, на базі якого в 1947 році побудували льотний варіант ТРД-1 тягою 1300 кг. Такій турбореактивний двигун встановлювався на літаках Су-11, Іл-22, Су-10.