Что же такое реактивный двигатель? Вообще говоря, это любое устройство, выбрасывающее с одного конца струю жидкости и создающее соответствующую движущую силу в противоположном направлении. В ранних мультфильмах Диснея о космических путешествиях этот принцип очаровательно иллюстрирует чихающий пес. Пес чихает в одну сторону, а его зад скользит (по разграфленной бумаге чрезвычайно наукообразного вида) в другую.
При сгорании топлива в ракетном двигателе образуются газы, которые вырываются наружу через сопло и толкают ракету вперед. Проблема с ракетами состоит в том, что им приходится тащить с собой все топливо и весь кислород, в котором оно сгорает. Посмотрите еще раз съемки запуска «Аполлона»: незадолго до старта можно видеть, как капли жидкого кислорода испаряются с обшивки колоссальной 3000-тонной ракеты «Сатурн-5», готовой унести астронавтов к Луне, облачками белого дыма.
Реактивный двигатель сжимает встречный воздух и использует его для сжигания топлива. Коанда в мотореактивном двигателе использовал для вращения винта самолета обычный двигатель внутреннего сгорания; но часть энергии мотора при этом шла на сжатие воздуха, поступающего в двигатель. Этот сжатый воздух затем смешивается с топливом в камере сгорания; смесь вспыхивает, порождая струю реактивных газов, которые помогают двигать самолет. Даже в 1905 г. инженеры прекрасно понимали важность нового типа движителя, использованного Коандой. Прежние винты и поршневые двигатели становились все совершеннее, но чем выше поднимались самолеты, тем более разреженным становился воздух и тем менее эффективными — винты. Существовала и еще одна, более серьезная проблема: как только скорость движения концов винта достигает звукового барьера, его эффективность начинает снижаться. Так что даже на небольших высотах скорость винтовых машин ограничена. Авиаконструкторы знали, что впереди их ждет скоростной барьер; Коанда показал им путь к его преодолению.
Турбореактивный двигатель, созданный Уиттлом и Охайном, продвинул идею Коанды еще на шаг. Вместо того чтобы использовать для сжатия воздуха в камере сгорания дополнительный двигатель, они установили там вращающийся вентилятор — по существу, тот же воздушный винт. Вентилятор сжимает воздух, который попадает в двигатель. Топливо смешивается со сжатым воздухом и вспыхивает. Газы, образовавшиеся при сгорании топлива, вырываются назад, а часть высвобождаемой энергии идет на вращение вентилятора. Чем быстрее вращается вентилятор, тем больше энергии производит двигатель и тем быстрее вращается вентилятор. Если бы часть энергии системы не уходила на трение, шум и тепло, он ускорял бы свое вращение до бесконечности — точнее, до взрыва!
Турбореактивный двигатель породил невероятное количество вариаций. В турбовинтовом двигателе максимальная энергия направляется на вращение винта. Такой двигатель чрезвычайно эффективен на низких скоростях, вот почему по-настоящему крупные военно-транспортные самолеты до сих пор щеголяют винтами, что придает им несколько старомодный вид. Турбовентиляторный двигатель — тот же турбовинтовой, но винт у него прикрыт обтекателем. Винт направляет воздух в двигатель, одновременно сжимая его. Затем этот сжатый воздух смешивается с реактивной струей, что улучшает ее течение, снижая турбулентность и повышая эффективность двигателя. Кроме того, такой двигатель работает тише: на пассажирских самолетах, как правило, устанавливают именно турбовентиляторные двигатели.
Даже по описанию кажется, что сделать все это очень сложно. Это действительно так, и неудивительно, что Фрэнк Уиттл за время работы над своим двигателем перенес два нервных срыва.
Уиттл родился в 1907 г. и в школе не отличался прилежностью, зато не терял времени и прочитывал все научные книги, какие ему только удавалось достать. В 1922 г. Фрэнк хотел поступить в Королевские ВВС учеником пилота и даже подал заявление, но врачи завернули его из-за маленького роста — в нем было всего 152 см. Доброжелательный инструктор по физподготовке отозвал паренька в сторону и подсказал, какие нужно делать упражнения, чтобы пройти медкомиссию; через шесть месяцев Уиттл, подросший на 7,5 см, благополучно поступил в летный колледж в Крэнвелле.
Уиттл стал бесстрашным летчиком и мастером высшего пилотажа. Именно ему в 1930 г. было доверено демонстрировать воздушную акробатику на шоу, которое устраивали Королевские ВВС на авиабазе Хендон. Еще во время репетиций Уиттл умудрился отправить в утиль два самолета. На лейтенанта Харольда Рейберна его героизм впечатления не произвел. Позже Уиттл вспоминал: «Когда я подошел, его лицо пылало от ярости. Он обрушился на меня: "Почему бы вам не сложить все мои чертовы аэропланы в кучу посреди аэродрома и не поджечь — все быстрее получится!"»
В том же году Уиттл получил свой первый патент. К апрелю 1937 г., заработал его первый реактивный двигатель. Это был жидкостный монстр, который продолжал ускорять вращение даже после того, как ему перекрывали топливо! Один заезжий офицер сказал, что сооружение Уиттла больше всего похоже на рисунок карикатуриста Хита Робинсона, любившего изображать нелепые и чудовищные машины.
Министерство военно-воздушных сил решило прекратить работы над реактивным двигателем Уиттла. Чиновников можно понять: в то время любая попытка запустить его на полную мощность закончилась бы кучей окалины и лужей расплавленного металла. Материалы, из которых нужно было строить машину Уиттла, были практически недоступны, и не похоже было, что в ближайшие годы они появятся. Вместо этого Королевские ВВС направили Уиттла в Кембридж и профинансировали его исследовательскую работу в надежде на то, что, когда материалы все же появятся, талант конструктора можно будет использовать.
Настоящие проблемы для Уиттла начались в 1942 г., когда Министерство авиационной промышленности (МАП) начало проявлять к его изобретению серьезный интерес. Теперь оно жаждало получить боевые реактивные самолеты как можно скорее! Компании Power Jet организованной Уиттлом, практически не дали времени на работу над прототипами. Чертежи прямо с конструкторских кульманов отправлялись на заводы компании Rolls-Royce. Там быстро выяснилось — и никто, естественно, этому особенно не удивился, — что эти неиспытанные двигатели работают очень плохо. Инженеры Rolls-Royce, оставшиеся с носом и с собственным контрактом, который надо было выполнять, поступили в тех обстоятельствах очень логично — самостоятельно доработали конструкцию Уиттла. Они справились с задачей блестяще — но на этом авторские права Фрэнка Уиттла на двигатель кончились.
Следует заметить, что министерству было не до правил корректного ведения бизнеса, и разрешать конфликт между Rolls Royce и Power Jet оно не собиралось. Фирмы принялись обмениваться громкими недоказуемыми аргументами о том, кому что принадлежит и кто что сделал с какой именно частью чьего двигателя. Вскоре эти споры настолько запутали дело, что МАП решило разрубить гордиев узел — и исключило из уравнения Power Jet. В 1944 г. Стаффорд Криппс национализировал компанию Уиттла. Это было сколь простое, столь и жестокое решение. После всех трудов Power Jet осталась практически на нуле. Много лет фирма пользовалась государственными мощностями, и теперь ей не оставалось ничего иного, как превратиться в научно-конструкторское подразделение государственного исследовательского центра по газовым турбинам.
Было ли решение отнять у Уиттла его компанию ошибкой? Я в этом убежден. Криппс был противником свободного предпринимательства и горячим сторонником центрального планирования — и за несколько лет его политика буквально уничтожила все британское производство. Другой директор авиапредприятия Рольф Дадли-Уильямс, много лет поддерживавший Уиттла, отзывался о Криппсе довольно грубо. «Мне хотелось вытереть им пол, — написал он позже. — К несчастью, он умер и велел себя кремировать, так что я не могу даже помочиться на его могилу».
