XX век. Хроника необъяснимого. Гипотеза за гипотезой

Не так хорошо известно, что, когда ракеты «Фау-2» подверглись исследованию ученых союзников в захваченном Нордхаузене в конце войны, было установлено, что основные характеристики двигателя — клапан волнорезного типа в фиксированной решетке, форсунка, вмонтированная в ту же решетку, камера сгорания, свеча зажигания и сопло — значатся в патенте, выданном Роберту Годдарду 13 ноября 1934 года, который был полностью опубликован в немецком журнале, посвященном проблемам авиации. Помимо этого в обеих ракетах были одинаковые системы охлаждения, насосные приводы, стабилизаторы, системы управления и зажигания. По сути, единственным отличием было то, что годдардовские ракетные двигатели работали на кислороде и газолине, а «Фау-2» — на водороде и перекиси; ракетное топливо Годдарда состояло из жидкого кислорода и газолина, а топливо «Фау2» — из жидкого кислорода и спирта; наконец, годдардовские ракеты были намного меньше «Фау-2».

Ракеты «Фау-2» имели реактивную тягу 1375 километров фунтов, развивали скорость 1920 метров в секунду и достигали высоты 108 километров. Все это свидетельствует о том, что немцы взяли на вооружение теории Годдарда, которыми пренебрегли Соединенные Штаты, и создали на их основе передовую сверхзвуковую технологию. Они осознали благодаря Годдарду необходимость гироскопического контроля и управления пограничным слоем.

Что такое пограничный слой? Хотя воздух в 4 тысяч или 5 тысяч раз менее вязкий, чем масло, он все-таки вязкий. Из-за этого тонкая область течения воздуха у поверхности обтекаемого твердого тела образует сопротивление, вследствие чего уменьшается скорость полета. Эти слои воздуха называются пограничным слоем — сопротивление пограничного слоя увеличивается прямо пропорционально скорости летательного аппарата, в связи с чем скорость и маневренность его резко снижаются.

Хотя пограничный слой воздействует на все формы полета, главной сложностью полета на сверхзвуковой скорости является перемещение отрицательного воздуха как можно ближе к хвосту, таким образом снижается расход энергии, необходимой на продвижение самолета вперед. Более того, возможно, что совершенный самолет мог бы — не за счет полного перемещения пограничного слоя, а за счет перенаправления его и использования как дополнительной движущей силы — летать, используя в основном сам вытесняемый воздух. Если бы это было выполнимо, самолет был бы способен развивать значительную скорость, используя минимум топлива.

Немцы работали над всеми аспектами пограничного слоя еще до первой мировой войны.

Физик доктор Эдуард Людвиг сотрудничал с известным авиаконструктором Гуго Янкерсом на его заводе в Дессау, и в 1911 году они одними из первых разработали проект «летающего крыла». По мнению Людвига, первым физиком — приверженцем «нового направления в аэродинамике» — был профессор Жуковский. Перед первой мировой войной Жуковский работал с доктором Куттой из Высшей технической школы в Штутгарте, Германия, над совершенствованием теории планирования, и они вывели дифференциальное уравнение пограничного слоя, что помогло раскрыть механизм возникновения подъемной силы крыла. По словам Людвига, теория Жуковского — Кутты является основополагающей для всей аэродинамики.

Однако еще раньше, в 1904 году, в Аэродинамическом экспериментальном институте в Геттингенском университете физик профессор Людвиг Прандтль ввел понятие пограничного слоя, что в свою очередь привело к пониманию способа уменьшения лобового сопротивления крыла и других движущихся тел путем улучшения условий обтекания. Теории Прандтля вскоре стали основополагающими в аэродинамике, он сделал выдающиеся достижения в теории дозвукового полета, сконструировал новый тип аэродинамической трубы и другие аэродинамические приборы.

К 1915 году другой член Высшей технической школы в Штутгарте, профессор Бауман, использовав теории Прандтля, получил патент на особый тип крыла, благодаря которому достигались искусственное прерывание потока воздуха, разрыв пограничного слоя и, следовательно, торможение и уменьшение посадочной скорости.

Антон Флеттнер, директор Института аэро- и гидродинамических исследований в Амстердаме, изобрел винтокрылый летательный аппарат, двигающийся за счет вращающихся цилиндров, установленных вертикально на платформе. В 1926 году он построил авиационный завод в Берлине, где использовал так называемый ротор Флетгнера для FI 282 и других вертолетов. Вскоре ротор Флетгнера («цилиндр, вращающийся с большой скоростью») был использован профессорами Прандтлем, Людвигом и другими в исследованиях по увеличению подъемной силы крыла.