В течение ряда последних лет проф. Годдар работает над проектом стратосферного самолета, особенность которого состоит в том, что в нижних слоях атмосферы двигательная сила ему должна сообщаться воздушным винтом, а в разреженных слоях воздуха на больших высотах и тем более в безвоздушных пространствах вне земли исключительно силой реакции. В обоих случаях в качестве источника для получения двигательной силы используется энергия сжатого газа, выбрасываемого с большой скоростью наружу из специального сопла. В одном случае этот газ будет действовать на турбину, с которой связан пропеллер, работающий по обычному принципу, а в другом случае — масса газа непосредственно создает двигательные импульсы при своем выбрасывании благодаря возникающей реакции. Разработанный Годдаром проект представляет собой соединение обоих этих принципов двигательной силы вместе.

Вот какого мнения придерживаются по этому вопросу американские специалисты.

Возможность достигнуть если не межпланетного пространства, то высот в тысячи километров при скоростях в тысячи километров в час признается в настоящее время всем ученым миром, при этом использование прямой силы реакции для получения высоких скоростей движения считается практически невозможным. Это признано уже целым рядом специалистов; со всей убедительностью доказано, что прямое действие силы реакции на низких скоростях полета дает значительно более низкий коэфициент полезного действия, чем мотор с пропеллером.

Чтобы понять, почему прямая сила реакции при низких скоростях полета дает малый коэфициент полезного действия, а при высоких скоростях оказывается столь выгодной, нужно провести сравнение между принципиальной основой каждого вида двигательной силы. При наличии пропеллера, приводимого в действие двигателем внутреннего сгорания, масса воздуха под действием совершающих круговое движение лопастей прогоняется сквозь площадь круга, сметаемого этими лопастями, и с умеренной скоростью прогоняется назад. Реакция, возникающая в результате приложения усилия для приведения этой массы воздуха в движение, и действует как двигательная сила самолета. Очевидно, что полезное действие винта должно повышаться с увеличением плотности воздуха. Падение плотности воздуха с увеличением высоты полета будет сопровождаться, таким образом, падением величины полезного действия винта и мотора. Чем больше высота, тем больше эта потеря, пока, наконец, у известного предела, в зависимости от системы самолета и винта, самолет не сможет больше подниматься; этот предел называется его «потолком», или максимальной высотой.

Другое положение вещей имеет место при реактивном двигателе. В этом случае, наоборот, с падением плотности воздуха происходит увеличение его полезного действия. Если ракету привести в действие в безвоздушном пространстве, то ее мощность увеличится на 22% в сравнении с мощностью, которую она имела бы при плотности воздуха на уровне моря. Таким образом ракета будет обладать все большей и большей мощностью по мере того, как она будет подниматься на высоту до известного предела, где теоретически мощность ее достигнет максимума.

Преимущества двигателя прямого реактивного действия в сравнении с прочими видами двигательной силы мы можем охарактеризовать следующим образом: ракета, приводимая в действие горючим из смеси жидкого кислорода и бензина, имеет скорость более 1000 км/час, коэфициент ее полезного действия — 60%, тогда как паровой машины — 22% и обычного дизельмотора — 33%.

При выбрасывании газа из сопла ракеты со скоростью, скажем, 1200 м/сек будет возникать известная обратная сила; величина этой силы не зависит от того, какую поступательную скорость имеет ракета. Однако, с другой стороны, коэфициент полезного действия будет очень низким, если поступательная скорость ракеты очень мала, так как в этом случае газ, выбрасываемый с очень большой скоростью, большую часть заключающейся в нем энергии будет уносить с собой и лишь небольшую сравнительно часть передавать ракете. Здесь получается нечто подобное тому, что происходит при выстреле из ружья, когда большая часть энергии порохового заряда передается снаряда (пуле) и только небольшая сравнительно ее часть — ружью. Скорость ракеты, при которой реактивное действий будет иметь максимальную мощность, равняется, примерно, 5000 м/сек. Можно сказать, что при этой скорости газ будет выходить из сопла ракеты со скоростью, близкой к нулю по отношению к земле, и большая часть развиваемой кинетической энергии будет использоваться для движения ракеты.

Рис.1 Схема устройства реактивного самолета Годдара; внизу — установка убирающихся пропеллеров	Рис. 2. Общий вид турбино-ракетного самолета

Если предпринятые Годдаром опыты показали, что принцип реактивного движения требует скоростей порядка многих сотен километров в час, то очевидно нельзя еще надеяться реализовать этот принцип на практике в применении к самолету, принимая во внимание низкую скорость полета последнего, ибо почти вся энергия в этом случае будет теряться и лишь небольшая ее часть пойдет на приведение в движение самолета.

Но разрешить вопрос можно было бы компромиссным путем:

Ракетный самолет проф. Годдара (прилагаемые схемы заимствованы из патента, заявленного Годдаром в Америке) имеет два воздушных винта S, расположенных на его заднем конце (рис. 1); каждый винт заключен в имеющий обтекаемую форму кожух, в котором вращается лопасть у турбины Т. Когда самолет находится в плотных слоях атмосферы, то выбрасываемая сзади самолета из сопла D струя ракетного газа будет приводить в движение лопасть Т турбины. Полученная турбиной энергия передается связанным с нею воздушным винтам, которые таким образом и приводятся во вращение. Когда самолет достигает очень больших высот, то воздушные винты с их кожухом убираются из сферы действия струи газа в сторону (в каком направлении происходит складывание винтов, можно понять по зубчатой передаче S показанной на нижнем левом чертеже; на правом чертеже показан усовершенствованный Годдаром аппарат, у которого воздушные винты из сферы турбины убраны и перенесены вперед, перед крыльями). Когда турбина убрана и винты не работают, то роль двигателя единственно и всецело переходит к ракете.

Таким образом турбинно-ракетный самолет приводится в движение частью посредством турбины, частью непосредственно ракетным действием. Турбина применима тогда, когда воздух не слишком разрежен и переход на реактивное действие совершается, когда это разрежение уже достигает крайнего предела. Естественно, что при спуске производится опять включение турбины.

Возможность использования на больших высотах непосредственной реактивной силы представляет собой проблему величайшей важности.

Возражение, что вырывающийся наружу газ уносит с собой почти всю свою энергию, правильное для невысоких скоростей, теряет свою силу, как мы уже установили, при очень больших скоростях, когда газ вследствие именно очень большой скорости движения имеет относительно земли лишь незначительное собственное движение,

Характер горючего на борту такого самолета будет зависеть от того, применяется ли для поддержания горения воздух или кислород в жидком виде.

Небезынтересно будет, вероятно, сообщить, что некоторые опыты с турбинными воздушными винтами были уже предприняты в 1930 г. в Дебенсе. Воздушные винты приводились во вращение выбрасывавшимися из сопла газами, получавшимися от сгорания жидкого горючего. При первом из этих опытов стальная лопасть турбины, которая оказалась недостаточно крепко соединенной с ободом, была отброшена центробежной силой на 15 м в сторону. Во время другого опыта, при более крепко присоединенных лопастях, были получены удовлетворительные результаты.

Новые опыты с ракетой были проведены при мощности выбрасываемого газа в 200 л. с, на каждый фунт (400 л. с./кг) веса камеры сгорания.

Каких предельных высот уже теперь можно было бы рассчитывать достигнуть при помощи такого самолета?

Ракета, состоящая из уменьшающихся по величине серий ракет, из которых каждая следующая зажигается, когда догорает предыдущая, может достигнуть в принципе неограниченно больших высот. Описанная выше ракета-турбина, явившаяся на смену этой «комбинированной ракете», — имеет то преимущество, что дает возможность воспользоваться атмосферой, выгодной на первом участке полета, тогда как при обычной ракете эта атмосфера оказывала лишь сопротивление и потому являлась препятствием.

В настоящее время заканчивается постройка опытной ракеты, которая представляет собой описанное выше соединение турбино-ракетного самолета для метеорологических целей. С большим любопытством весь мир ожидает, какие практические выводы будут сделаны из этого опыта.