Электричество в полете

Мир электричества / Время применения / Укрощение / Электричество в полете

Страница 1

Помните, как русский инженер Лодыгин изобретал электролет? Было это в 70-х годах XIX века. Реализация проекта не состоялась, и от грандиозного замысла осталась маленькая лампочка накаливания, которая должна была освещать кабину летательного аппарата. В 1881 году французские воздухоплаватели братья Тиссандье взяли патент на «применение электричества в воздушной навигации». Сначала они удачно продемонстрировали на Парижской выставке модель электрического аэростата длиной 3,5 м. Затем, собрав деньги, приступили к строительству рабочего аппарата. Французский изобретатель Труве построил для него электромотор по типу двигателей Сименса мощностью 100 лошадиных сил и запускал его от гальванической батареи из 24 элементов. Искусный часовой мастер Виктор Татен, известный своими летающими моделями с тянущими винтами, спроектировал двухлопастный пропеллер.

8 октября 1883 года состоялось первое испытание. День был почти безветреный. Скорость движения воздуха не превышала 3 м/с, но аэростат с трудом удерживался на месте при включенном на полную мощность двигателе. При втором испытании скорость аэростата возросла, но только до 4 м/с. Конечно, этого было мало. Однако все так желали видеть в аппарате Тиссандье не просто воздушный поплавок, а управляемый новой силой аэростат, что предприимчивые братья полностью ощутили вкус славы.

Новая сила – электричество – заявила о себе и как победительница воздушной стихии. Французский рисовальщик и писатель-юморист Альбер Робида выпустил в 1883 году фантастический роман «Двадцатое столетие» с массой рисунков, посвященных будущему триумфу электричества. (В 1894 году, переведенная на многие языки, его книга вышла и в России под названием «ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЖИЗНЬ. Двадцатое столетие».)

В книге множество забавных рисунков, которые показывают, какой представляли себе жизнь в электрическом веке французские романисты конца XIX столетия. Есть тут и телевизоры – автор называет их телефоноскопами, – и автоответчики. Многое из того, что казалось сто с небольшим лет назад фантастикой, в наше время осуществлено. Более того, электротехника шагнула неизмеримо дальше, в такие области, которые не снились даже самым дерзким фантастам. Особенно усердствует французский автор, описывая применение электричества на воздушном транспорте.

Испытание аэростата с электрическим управлением братьев Гастона и Альбера Тиссандье

С самого начала авиации на борту аэропланов стали устанавливать источники постоянного тока. На военных самолетах в период Первой мировой войны электрические лампочки освещали кабины пилотов и использовались для внешних габаритных огней. Ротор генератора приводил во вращение отдельный ветряной двигатель или привод от моторного вала. К примеру, на русском самолете «Илья Муромец» стоял генератор, дававший напряжение 500 В.

В СССР на пикирующем бомбардировщике В. Н. Петлякова в 1939 году впервые были применены различные виды электроприводов. Они обеспечивали управление различными элементами скоростной машины.

Новые самолеты требовали все больше электроэнергии. Это вело к увеличению веса электрооборудования. А проблема собственного веса всегда была одной из серьезнейших в авиации. Вот если бы можно было поднять напряжение. Но самолетное оборудование обслуживалось постоянным током. А поднимать постоянное напряжение, как мы знаем, и сложно, и опасно. Назревала необходимость перехода авиационной электротехники на переменный ток.

Могучая, но не вполне еще прирученная рабыня

Электричество (карикатура XIX века)

Тут далеко не все было просто. Условием параллельной работы генераторов переменного тока является их синфазность, то есть строгое совпадение частоты. Обеспечить это в реальных условиях полета трудно. Но к середине 60-х годов многие трудности были устранены. Например, на борту транспортного самолета Ан-22 «Антей» (первый полет 27 февраля 1965 года), бывшего тогда крупнейшим в мире, кроме пилотажно-навигационного и радиооборудования, имелись электрическая грузовая лебедка, электротельфер, рольганговое и другое электросиловое оборудование. Все это обеспечивали энергией четыре генератора мощностью по 120 кВт каждый. На пассажирском самолете Ту-144 стояли четыре генератора переменного тока мощностью по 60 кВт.

В последние годы наметилась тенденция создания смешанных электрогидравлических и электропневматических устройств. В них электричество выполняет функции управления, а силовые функции – менее инерционная и более легкая гидравлика. Но главным элементом в новом электромеханизме по-прежнему остается электродвигатель.

Автономные источники электроэнергии получили новый толчок развития с освоением космического пространства. К космической энергетике и электротехнике предъявляются особенно жесткие и специфические требования, прежде всего – высокая надежность, длительный ресурс работы без внешнего обслуживания и устойчивость к необычным условиям окружающей среды. Сегодня в качестве таких источников конструкторы используют в основном солнечные батареи и атомную энергию, получаемую с помощью либо реакторов, либо радиоизотопных источников. Частично применяются и химические источники электроэнергии. Каждый вид имеет свои достоинства и недостатки.