Понятие: «АВИАЦИЯ» , источник - Энциклопедия авиации


авиация (французское aviation, от латинского avis — птица) — широкое понятие, связанное с полётами в атмосфере аппаратов тяжелее воздуха. А. включает необходимые технические средства и личный состав, функционирует в рамках сложившихся организационных структур и опирается на специальные отрасли знаний. Авиационная техника наряду с летательными аппаратами, реализующими преимущественно динамические принципы создания подъёмной силы (самолётами, планерами, автожирами, вертолётами, винтокрылами и другими), охватывает также различные наземные средства, обеспечивающие подготовку летательных аппаратов к полёту и выполнение полётного задания. Создание авиационной техники сосредоточено в авиационной промышленности, отраслях радиоэлектронного профиля и других, которые проводят научные исследования и осуществляют разработку и изготовление соответствующей продукции. Личный состав А. включает лётный состав, а также широкий круг специалистов, связанных с техническим обслуживанием авиационной техники, управлением воздушным движением и т. д. В соответствии с назначением различают гражданскую и военную А. Гражданская А. может включать как государственные авиапредприятия транспортные, так и частные или смешанные авиакомпании. В ряде государств принято выделять так называемую А. общего назначения, к которой относят личные, служебные, спортивные и некоторые другие летательные аппараты. В СССР применение летательных аппаратов для пассажирских и грузовых перевозок и в других целях было подведомственно Министерству гражданской авиации СССР (см. Гражданская авиация СССР), а руководство развитием авиационного спорта осуществлял ДОСААФ СССР. Парк летательных аппаратов гражданской А. включает магистральные пассажирские самолёты, самолёты местных воздушных линий, самолёты и вертолёты для перевозки грузов, проведения авиационно-химических работ (см. также Сельскохозяйственная авиация), медицинского обслуживания населения (см. Санитарная авиация), аэрофотосъёмки и других работ. Военная А. может выступать в качестве самостоятельного вида вооруженных сил или входить в состав других видов вооруженных сил: военно-воздушных сил (см. Военно-воздушные силы), военно-морской флот (см. Морская авиация), войск ПВО (см. Авиация ПВО), сухопутных войск (армейская А.) и др. Обеспечение эксплуатации авиационной техники требует развития сети аэропортов (аэродромов), центров и пунктов управления воздушным движением, ремонтных предприятий, учебных заведений для подготовки лётного и инженерно-технического состава и других служб. Авиационная наука, формирующая основы создания и применения авиационной техники, базируется на достижениях аэродинамики, газовой динамики, механики полёта, аэронавигации, теории автоматического регулирования, строительной механики, материаловедения, технологии, акустики, радиоэлектроники, эргономики, метеорологии, медицины, экономики, военных наук и т. д..

Зарождение и начальный период развития А. (рис. в таблице I—V). Известно, что люди далёкого прошлого наделяли способностью летать не только богов, но также персонажей мифов, легенд и сказаний. О многочисленных попытках человека летать самому с помощью искусственных крыльев свидетельствуют сохранившиеся летописи. Эти попытки основывались на подражании полёту птиц и не были подкреплены какими-либо знаниями о законах полёта. У истоков научных исследований, прямо или косвенно связанных с решением проблем полёта, стояли многие выдающиеся учёные. Леонардо да Винчи изучал полёт птиц, строение их тела и крыльев, разрабатывал искусственные крылья, пытался опытным путём постигнуть сопротивление среды движению в ней тел. В его рукописях приведены рисунки парашюта, мускульной крыльчатой машины (махолёта) и летательного аппарата типа вертолёта, который должен был «ввинчиваться» в воздух с помощью Архимедова винта. В XVII—XVIII вв. исследования сопротивления тел, движущихся в жидкости или газе, получили широкое развитие, что было вызвано рядом актуальных проблем (движение маятника, свободное падение тел, баллистика, судостроение и др.). И. Ньютон первым предпринял попытку дать теоретическое объяснение сопротивления, базирующееся на представлениях о механическом (ударном) воздействии частиц жидкости (газа) на поверхность тела. Основополагающие уравнения гидродинамики были получены Д. Бернулли, Л. Эйлером и Ж. Лагранжем.

. Эта наука позднее нашла приложение к решению задач обтекания летательного аппарата. Независимо от Леонардо да Винчи, о проекте которого стало широко известно лишь в конце XIX в., идея вертолёта была разработана и экспериментально обоснована М. В. Ломоносовым,. В 1754 он представил собранию Петербургской АН модель «аэродромической машины», предназначенной для подъёма метеорологических приборов и оборудованной для этого двумя противоположно вращающимися крыльями (теперь их называют несущими винтами) с приводом от часовой пружины. Опыты наглядно продемонстрировали образование подъёмной силы (облегчение модели) при вращении винтов, а принцип их противовращения (как один из способов уравновешивания реактивного крутящего момента) впоследствии был использован в реальных конструкциях вертолётов. В 1783 состоялись первые полёты людей на летательных аппаратах легче воздуха — аэростатах братьев Монгольфье и Ж. Шарля. На развитие летательных аппаратов тяжелее воздуха большое влияние оказала концепция аэроплана (самолёта), зародившаяся в конце XVIII — начале XIX вв. (Дж. Кейли) и состоявшая в том, что летательный аппарат может поддерживаться в воздухе несущей поверхностью (неподвижным крылом) при движении аппарата за счёт источника мощности, позволяющего преодолеть сопротивление воздушной среды. Схема самолёта в XIX в. привлекает внимание многих изобретателей. Проекты самолётов с паровыми машинами в качестве двигателей патентуют У. Хенсон, Ф. Дю Тампль и др. Смелыми новаторскими идеями отличались проекты Н. А. Телешова (многоместный пассажирский самолёт, самолёт с пульсирующими реактивными двигателями), Н. И. Кибальчича (ракетный летательный аппарат). Выдающаяся роль в развитии отечественной А. принадлежит А. Ф. Можайскому, который более 30 лет своей жизни посвятил созданию первого в России самолёта. Он строил успешно летавшие модели, проводил исследования воздушных винтов, разработал проект самолёта. В 1883 завершил постройку натурного самолёта и в 1885 предпринял попытку провести лётные испытания, во время которых произошла поломка крыла. После Можайского создать пригодные для полёта самолёты с паровыми машинами пытались К. Адер и X. Максим, однако успеха не достигли. Тем не менее жизнеспособность принципа несущей поверхности подтверждалась полётами на безмоторных летательных аппаратах самолётной схемы — планерах, строившихся Кейли, О. Лилиенталем, О. Шанютом и др. Продолжались изыскания по летательным аппаратам вертолётной схемы, сопровождавшиеся постройкой большого числа летающих моделей и расширением проектных проработок. В России оригинальные проекты вертолётов были разработаны А. Н. Лодыгиным, Д. К. Черновым, П. Д. Кузьминским, С. С. Неждановским и другими; экспериментальные исследования несущих винтов проводил М. А. Рыкачёв. Экспериментальный подход к разрешению многочисленных и сложных проблем, встававших на пути зарождающейся А., получал всё большее распространение. Особенно большое значение для науки и практики имело создание аэродинамических труб, позволяющих определить характеристики летательных аппаратов посредством испытаний их моделей. Важным результатом фундаментальных исследований XIX в. в области гидродинамики была разработка теоретических основ движения вязкой жидкости и обтекания тел с отрывом струй (А. Навье, Дж. Стокс, Г. Гельмгольц, Г. Кирхгоф, Дж. Рэлей и др.). Экспериментально установленное О. Рейнольдсом существование двух видов течения вязкой жидкости — ламинарного и турбулентного — стало впоследствии играть большую роль при изучении и моделировании обтекания летательных аппаратов. В России в 1880 была опубликована монография Д. И. Менделеева «О сопротивлении жидкостей и о воздухоплавании», ставшая капитальным руководством для русских исследователей и инженеров..

Значительным прогрессом в развитии А. ознаменовалось начало XX в. 17 декабря 1903 совершили первые успешные полёты братья Орвилл и Уилбер Райт на самолёте собственной конструкции. Этому во многом способствовало использование ими более лёгкого, по сравнению с паровыми машинами, поршневого бензинового двигателя внутреннего сгорания (нашедшего к тому времени применение в автомобилестроении), а также то, что они пошли дальше своих предшественников в обеспечении устойчивости и управляемости самолёта.

. Одновременно с братьями Райт самолёт с поршневым двигателем построил С. Ленгли, однако попытки полёта на нём (1903) не были удачными. В последующие годы А. начинает быстро развиваться в европейских странах; здесь создателями первых самолётов были А. Сантос-Дюмон, Г. Вуазен, Л. Блерио, Р. Эно-Пельтри, А. Фарман,, Э. Ньюпор, Л. Бреге, А. Ро, Дж. Де Хэвилленд, Ф. Хэндли Пейдж, А. Фоккер, Дж. Капрони и др. В России первые показательные полёты (на французских самолётах) состоялись в 1909, а в 1910 поднялись в воздух первые отечественные самолёты А. С. Кудашева, И. И. Сикорского, Я. М. Гаккеля. В числе первых русский конструкторов самолётов были также А. А. Пороховщиков, И. И. Стеглау. В. Н. Хиони, С. В. Гризодубов, В. А. Слесарев, Д. П. Григорович. Большой вклад в популяризацию А. и её становление в России внесли первые русский лётчики М. Н. Ефимов, Н. Е. Попов, С. И. Уточкин, А. А. Васильев, Г. В. Алехнович, Л. М. Мациевич, П. Н. Нестеров, Е. Н. Крутень, К. К. Арцеулов и многие другие. К началу 1900х гг. относится зарождение и развитие новой науки — аэродинамики. Запросы практики поставили перед ней в качестве первоочередной задачи объяснение механизма образования подъёмной силы крыла, дальнейшее изучение проблем сопротивления и решение проблемы крыла в целом — изыскание таких его форм, которые при наименьшем сопротивлении обладали бы наибольшей подъёмной силой. Фундаментом аэродинамики, явились основополагающие труды Н. Е. Жуковского, С. А. Чаплыгина, Ф. Ланчестера, Л. Прандтля, Т. Кармана и других учёных (циркуляционная теория профиля крыла, вихревая теория воздушного винта, теория крыла конечного размаха, теория пограничного слоя). В 1907 во Франции были продемонстрированы вертолёты, способные подниматься на небольшую высоту с людьми на борту (один из них построили братья Л. и Ж. Бреге и Ш. Рише, другой — П. Корню); однако создание практически пригодных вертолётов требовало ещё решения многие сложных проблем. Большое значение для развития теории и конструкции вертолёта имели изыскания Б. Н. Юрьева: разработка одновинтовой схемы вертолёта с рулевым винтом, изобретение автомата перекоса для управления вертолётом, исследования по теории несущего винта..

Самолётостроение развивалось быстрыми темпами.

. Наиболее употребительными схемами стали моноплан и биплан с хвостовым оперением, вынесенным на конец открытой стержневой фермы или закрытого корпуса — фюзеляжа. Монопланы оборудовались тянущим воздушным винтом, а бипланы — тянущим или толкающим. Преобладали конструкции с деревянным силовым каркасом и матерчатой обшивкой крыла и фюзеляжа. Наряду с самолётами наземного базирования строились гидросамолёты (А. Фабром, Г. Кёртиссом, Григоровичем и др.). В 1913 Сикорским были созданы первые в мире тяжёлые четырехдвигательные самолёты «Русский витязь» и «Илья Муромец»..

Практическое освоение А. Повышение скорости, высоты и дальности полёта самолётов позволило приступить к использованию их в практических целях, и на рубеже первого десятилетия XX в. в ряде стран организуется военная А.

. Впервые в военных целях А. была использована в Ливии итальянцами во время войны с Турцией (1911), а затем на Балканах в войне Греции и Болгарии с Турцией (1912), причём в составе болгарской армии действовал русский добровольческий авиационный отряд. В России был создан ряд оригинальных удачных образцов самолётов, однако военное ведомство предпочитало закупать их за рубежом и на отечественных заводах заказывало в основном самолёты иностранных моделей (исключение составили, по существу, лишь самолёты «Илья Муромец» и летающие лодки Григоровича). В период Первой мировой войны А. (рис. в таблицах VI—IX) первоначально использовалась для разведки и связи, а затем для нанесения ударов и борьбы с воздушным противником. В военных действиях принимала участие и морская А., в том числе самолёты корабельного базирования (см. Авианесущий корабль). За годы войны значительно улучшились летно-технические характеристики самолётов всех классов: скорость полёта лёгких самолётов возросла от 100—120 до 200—220 км/ч, потолок—с 2000—3000 до 6000—7000 м; бомбовая нагрузка многодвигательных самолётов достигла 2—3,5 т; мощность двигателей увеличилась от 60—95 до 300 кВт. В числе новинок был свободнонесущий (то есть без наружных элементов крепления крыла) цельнометалличесский моноплан Г. Юнкерса.

. Но наибольшее распространение получили фюзеляжные бипланы с тянущими винтами, поскольку манёвренности и грузоподъёмности бипланов отдавалось тогда предпочтение перед более высокими скоростными качествами монопланов. В военные годы внушительных размеров достигло производство самолётов.

. Если в начале войны воюющие стороны имели в строю немногим более 800 боевых самолётов, то в ходе войны их было изготовлено свыше 200 тысяч (потери самолётов у Франции, Великобритании и Германии превысили 116 тысяч).

. Наиболее известными были самолёты французских фирм «Ньюпор», «СПАД», «Фарман», английских «Сопвич», немецких «Фоккер», «Альбатрос». После окончания войны в странах Западной Европы получили развитие авиатранспортные компании, осуществлявшие воздушные перевозки пассажиров, почты, грузов. В этих целях создаются специальные пассажирские самолёты, а также используются переоборудованные военные самолёты. На европейских линиях широко применялись пассажирские самолеты Юнкерса и Фоккера..

А. в период между Первой и Второй мировыми войнами (рис. в таблицах X—XV). В 20х гг. совершенствование самолётов продолжалось как за счёт улучшения их аэродинамических характеристик, так и путём повышения мощности двигателей. Преобладающей аэродинамической схемой оставался биплан, но на тяжёлых самолётах с большой дальностью полёта начал находить практическое применение свободнонесущий моноплан. Получила распространение практика постройки экспериментальных самолётов, позволявших проверять многочисленные новые научно-технические решения в реальных полётных условиях, а также специальных рекордных (гоночных) самолётов. X. Сиерва создал первый пригодный для практического применения винтокрылый летательный аппарат — автожир..

Зарождение и становление советской А. происходило в трудный для страны период Гражданской войны и интервенции, когда авиационная промышленность и воздушный флот пришли в упадок. С первых же дней образования советского госудаства были созданы органы управления А. Авиационные отряды вносили свой посильный вклад в дело защиты Республики. 1 декабря 1918 был организован Центральный аэрогидродинамический институт (ЦАГИ) — научный центр, призванный обеспечить развитие авиационной науки и техники, а в 1920 — первое в стране высшее авиационное учебное заведение — Институт инженеров Красного Воздушного Флота (впоследствии Военно-воздушная инженерная академия имени профессора Н. Е. Жуковского). Первым руководителем этих институтов был Жуковский, который по праву был признан «отцом русской авиации». Он сплотил вокруг себя большую группу учеников и последователей (А. А. Архангельский, В. П. Ветчинкин, А. А. Микулин, Б. С. Стечкин, А. Н. Туполев, Юрьев и др.)..

С переходом к мирному периоду страна приступила к восстановлению и укреплению авнационной промышленности и воздушного флота. Организуются КБ, возглавляемые А. Н. Туполевым (см. Ту), Н. Н. Поликарповым (см. Поликарпова самолёты), Григоровичем (см. Григоровича самолёты), К. А. Калининым (см. Калинина самолеты). В 1922 были получены первые образцы отечественного алюминиевого сплава — кольчугалюминия, что положило начало развитию цельнометаллических конструкций в советском самолётостроении. 9 февраля 1923 учреждается Совет по гражданской авиации (официальная дата рождения гражданской А. СССР); в том же году открывается первая в стране регулярная воздушная линия Москва — Нижний Новгород (годом раньше начались регулярные перевозки на международной авиалинии Москва — Кенигсберг). Первым отечественным пассажирским самолётом был АК-1 (1924), рассчитанный на перевозку 2—3 пассажиров. В ряду советских самолётов раннего периода видное место занимают тяжёлые бомбардировщики-монопланы ТБ-l и ТБ-3, истребители И-2бис, И-3, И-4, И-5, разведчики Р-3 и Р-5, пассажирские самолёты АНТ-3 (ПС-9) и К-5, многоцелевой самолёт У-2 (По-2), сыгравшие важную роль в укреплении военно-воздушных сил и развитии гражданской А. страны. Серия дальних перелётов 20х гг. наглядно продемонстрировала успехи советской авиационной промышленности и высокое мастерство лётчиков..

Отличительной особенностью мирового авиастроения 30х гг. было внедрение в конструкцию самолёта большого числа новых технических решений, обеспечивших значительной улучшение его характеристик. В качестве основного направления увеличения максимальной скорости полёта было принято аэродинамическое совершенствование самолёта. Самолёты различных классов и типов стали строиться преимущественно по схеме свободнонесущего моноплана, с гладкой обшивкой крыла, убирающимся шасси, закрытой кабиной экипажа, фюзеляжем обтекаемой формы, что позволило существенно снизить «вредную» площадь самолёта и его аэродинамическое сопротивление (рис. 1). Увеличение удельной нагрузки на крыло вызвало необходимость использования средств механизации крыла, позволивших повысить его несущие свойства (рис. 2) и сохранить на приемлемом уровне взлётно-посадочные характеристики — посадочную скорость и потребную длину взлётно-посадочной полосы (задолго до широкой практической реализации механизированное крыло было теоретически исследовано Чаплыгиным). Снижение сопротивления силовых установок достигалось применением профилированных капотов на поршневых двигателях воздушного охлаждения, выдвижных или туннельных радиаторов для поршневых двигателей жидкостного охлаждения. Летно-технические характеристики самолётов были улучшены также путём дальнейшего увеличения мощности поршневых двигателей, их высотности (наддув двигателей с помощью нагнетателей воздуха) и применения воздушных винтов изменяемого шага, обеспечивших более эффективное использование мощности двигателя на различных режимах полёта. Оснащение самолётов более совершенным бортовым оборудованием (радиотехнические средства, гироскопические приборы, автопилоты, противообледенительные устройства и т. д.) позволило выполнять длительные полёты днём и ночью и в неблагоприятных погодных условиях. Среди зарубежных самолётов 30х гг. выделялся американский пассажирский самолёт Дуглас DC-3, в котором одновременно были реализованы многие из указанных технических новшеств, что предопределило его массовый выпуск и длительную эксплуатацию. Начали создаваться самолёты с наддувом кабины экипажа и пассажирской кабины для длительных полётов на большой высоте, однако более распространёнными такие самолёты стали позднее. Значительному усовершенствованию подверглось вооружение боевых самолётов — начали широко применяться авиационные пушки, повысилась скорострельность пулемётно-пушечного вооружения, увеличилось число огневых точек на самолёте. Получили дальнейшее развитие работы по винтокрылым летательным аппаратам. Опыт, накопленный при постройке, испытаниях и доводке автожиров, сыграл определенную роль в решении проблем создания вертолётов. В ряде стран разрабатывались экспериментальные конструкции вертолётов с последовательным повышением скорости, высоты и продолжительности полёта, устойчивости аппарата и пилотажных качеств. Достигнутый к концу 30х гг. уровень лётно-технических характеристик обеспечил переход к последующему освоению вертолёта в практических целях..

В 30-е гг. быстрыми темпами продолжала развиваться А. в СССР. Создаются гигантские для того времени самолёты АНТ-14 и АНТ-20 «Максим Горький», рекордные самолёты АНТ-25 (ракетный двигатель) и АНТ-37бис «Родина», скоростной бомбардировщик АНТ-40 (СБ), истребители И-15, И-16, И-153, различные легкомоторные самолёты, в том числе массовый самолёт первоначального обучения УТ-2 А. С. Яковлева (см. Як); дальний бомбардировщик ДБ-3 С. В. Ильюшина (см. Ил); МБР-2 и другие гидросамолёты Г. М. Бериева (см. Бе). Оригинальными техническими решениями отличались также самолёты Р. Л. Бартини, А. С. Москалёва, И. Г. Немана, А. И. Путилова, Б. И. Черановского, В. А. Чижевского, И. В. Четверикова и многих других советских конструкторов. Плодотворная деятельность конструкторских коллективов А. Д. Швецова (см. АШ), Микулина (см. AM). В. Я. Климова (см. ВК) и других моторостроительных КБ и развитие промышленной базы позволили решить сложные задачи по созданию мощных и надёжных отечественных авиационных двигателей. В 1929 Н. И. Камов и Н. К. Скржинский построили первый в стране автожир, а в 30х гг. работы по винтокрылым летательным аппаратам (автожнрам и вертолётам) получили значительное развитие в Центральном аэрогидродинамическом институте. Расширились научные исследования в ряде новых организаций (в том числе в Центральном институте авиационного моторостроения, научно-исследовательском институте ГВФ, Всесоюзном институт авиационных материалов, позднее в летно-исследовательском институте), укреплялась экспериментальная база научно-исследовательских институтов (особенно важное значение имело строительство нового Центрального аэрогидродинамического института). Советские учёные успешно работали над решением сложных вопросов создания новой авиационной техники, включая проблему штопора самолёта (В. С. Пышнов, А. Н. Журавченко) и возникшую при создании скоростных самолётов проблему флаттера (М. В. Келдыш, Е. П. Гроссман). В 1931 комсомол на своём девятом съезде принял шефство над Военно-воздушным флотом, после чего в стране развернулось строительство сети аэроклубов, сыгравших большую роль в подготовке лётных кадров. 30е гг. ознаменовались многими замечательными достижениями советских лётчиков, в числе которых челюскинская эпопея (её участники —лётчики А. В. Ляпидевский, С. А. Леваневский, В. С. Молоков, Н. П. Каманин, М. Т. Слепнёв, М. В. Водопьянов, И. В. Доронин стали первыми в стране Героями Советск Союза), первая арктическая воздушная экспедиция, выдающиеся перелёты экипажей В. П. Чкалова, М. М. Громова, В. С. Гризодубовой, рекордные полёты В. К. Коккинаки, А. Б. Юмашева и других авиаторов..

А. в годы Второй мировой войны 1939—1945 (см. рис. в таблицах XVI—ХХП). В преддверии Второй мировой войны в различных районах мира возникали военные конфликты, в которых, как правило, находила применение и А.: война Италии против Абиссинии (Эфиопии), Японии против Китая, гражданская война в Испании и др. Важную роль А. отводили в своих захватнических планах фашистская Германия и её союзники, подготовившие и развязавшие новую мировую войну. До начала Великой Отечественной войны советская военная А. выдержала испытания в боях у озера Хасан и на Карельском перешейке, а также у р. Халхин-Гол (здесь советская А. впервые и успешно применила ракетное оружие класса «воздух—воздух»). Советские лётчики отважно сражались в небе Испании и Китая. Перед лицом нараставшей военной угрозы был принят ряд энергичных мер по дальнейшему качественному укреплению военно-воздушных сил. В серийное производство запускаются бомбардировщики Пе-8 и Пе-2 В. М. Петлякова (см. Пе), бомбардировщик Ил-4 и штурмовик Ил-2, истребители ЛаГГ-3 С. А. Лавочкина, В. П. Горбунова, М. И. Гудкова (см. Ла), МиГ-1 и МиГ-3 А. И. Микояна и М. И. Гуревича (см. МиГ), Як-1, многоцелевой самолёт Су-2 П. О. Сухого (см. Су). В начальный период войны, несмотря на чрезвычайно сложные условия, связанные с перебазированием многие авиационных заводов в восточные районы страны, авиационная промышленность наращивала выпуск боевых машин, и уже в 1942 СССР превзошёл Германию по годовому производству самолётов. Совершенствовались серийные образцы, вводились в строй новые — Як-7Б, Як-9, Як-3, Ла-5, Ла-7, Ил-10, Ту-2. Всего за годы войны советская промышленность выпустила свыше 125 тысяч самолётов. Советская А. внесла большой вклад в победу над врагом. В ходе войны было произведено свыше 3 миллионов боевых самолёто-вылетов, в результате которых противник понёс большие потери и живой силе и технике. В воздушных боях и ударами с воздуха по аэродромам уничтожено 57 тысяч вражеских самолётов. 2420 авиаторов были удостоены высокого звания Героя Советского Союза, 65 из них — дважды, а А. И. Покрышкин и И. Н. Кожедуб стали трижды Героями Советск Союза..

Основными самолётами фашистской Германии в годы Второй мировой войны были истребители Мессершмитт Me 109 и Фокке-Вульф Fw190, бомбардировщики Хейнкель Не.111, Юнкерс Ju88 и Ju87. Для бомбардировки английских городов применялись самолёты-снаряды Фау-1 с пульсирующим воздушно-реактивным двигателем и баллистические ракеты Фау-2. Союзники СССР широко использовали бомбардировщики, в том числе английские Хэндли Пейдж «Галифакс», Авро «Ланкастер», Де Хэвилленд «Москито» и американский Боинг В-17 и В-29, Консолидейтед В-24. Истребительная А. включала английские самолёты Хокер «Харрикейн», Супермарин «Спитфайр», американские Кёртисс Р-40, Белл Р-39, Локхид Р-38, Норт Американ Р-51, Рипаблик Р-47 и др. США, Великобритания и Япония использовали также и палубную А. В эти же годы начала развиваться реактивная А., поскольку возможности существенного повышения скорости самолёта с поршневым двигателем и воздушным винтом (достигшей в годы войны 700—750 км/ч) практически были исчерпаны. Дальнейшее увеличение скорости сопровождается резким ростом аэродинамического сопротивления самолёта и падением коэффициент полезного действия воздушного винта вследствие значительного влияния сжимаемости воздуха. Соответственно возрастает потребная мощность силовой установки, однако она не могла быть обеспечена при приемлемых размерах и массе поршневого двигателя. Качественный скачок могли обеспечить реактивные двигатели, выгодно отличающиеся от винтомоторных установок меньшими габаритами и массой, благоприятной зависимостью тяги от скорости полёта (рис. 3). Выдающаяся роль в формировании основ реактивного движения принадлежит К. Э. Циолковскому.

. Теория воздушно-реактивного двигателя была разработана Стечкиным (1929). В 30х гг. работы по газотурбинным двигателям (ГТД) проводили В. В. Уваров и А. М. Люлька в СССР, Ф. Уиттл в Великобритании, X. Охайн в Германии; в СССР и за рубежом велись также разработки жидкостных ракетных двигателей. В 1939—1942 был создан ряд опытных реактивных самолётов — Хейнкель Не.176 (Германия) и Би-l (СССР) с жидкостным ракетным двигателем, Капрони-Кампини N. 1 (Италия) с мотокомпрессорным воздушно-реактивным двигателем, Хейнкель Не.178, Глостер Е.28/39 (Великобритания), Белл Р-59А (США) с турбореактивным двигателем. В последние годы войны (1944—1945) использовалось некоторое количество серийных реактивных самолётов — немецкие Мессершмитт Ме163В и Ме262 и английский Глостер «Метеор». Другим важным новшеством в ходе Второй мировой войны явилось применение (хотя и в ограниченых масштабах) бортовых радиолокаторов для обнаружения целей и навигации..

А. в период 1946—1960 (по данному и последующему периодам см. рис. в таблицах XXIII— XXXVIII). Этот период характеризуется быстрыми темпами развития реактивной военной А., скоростного воздушного транспорта, освоением и расширением практического использования вертолётов. На боевых самолётах основным типом двигателя стал турбореактивный двигатель; применение жидкостного ракетного двигателя ограничивалось экспериментальными самолётами с небольшой продолжительностью полёта (на одном из них, Белл Х-1, в 1947 впервые была превышена скорость звука). турбореактивный двигатель обеспечил достижение скоростей полёта 800—900 км/ч на первых серийных самолётах с обычным прямым крылом, а в сочетании со стреловидными крыльями и крыльями малого удлинения (треугольными и др.), отличающимися меньшим волновым сопротивлением (рис. 4), позволил освоить околозвуковые скорости, преодолеть звуковой барьер и выйти (в рассматриваемый период) на рубеж скоростей, в 2 раза и более превышающих скорость звука. Широкий круг экспериментальных и теоретических исследований позволил отработать компоновки скоростных реактивных самолетов, рациональные в отношении аэродинамики летательных аппаратов, динамики полёта и аэроупругости конструкции. Потребовалось также значительно повысить тягу турбореактивного двигателя (в том числе за счёт оснащения их форсажными камерами), разработать эффективные воздухозаборники и реактивные сопла. Важным направлением развития боевых самолётов явилось вооружение их управляемыми ракетами классов «воздух—воздух» и «воздух— поверхность»; (первая половина 50х гг.). Внедрение газотурбинного двигателя в гражданскую А. открыло перед воздушным транспортом большие перспективы расширения воздушных перевозок. В 50х гг. в эксплуатацию поступили многоместные комфортабельные пассажирские самолёты с высокой крейсерской скоростью полёта — до 600—750 км/ч у турбовинтовых и до 800—950 км/ч у реактивных самолётов. В конце 50х гг. на реактивных пассажирских самолётах начали применяться более экономичные двухконтурные двигатели (ТРДД). В начале 40х гг. в Германии и США был выпущен небольшими сериями ряд вертолётов, но практического применения в военный период они не нашли. В послевоенные годы создаётся большое число серийных вертолётов (транспортные, поисково-спасательные, разведывательные, противолодочные, для сельского хозяйства и др.). Наибольшее распространение получили вертолёты одновинтовой схемы. Первоначально вертолёты оборудовались поршневыми двигателями, а с 50х гг. начинают также использоваться турбовальные двигатели..

СССР в послевоенные годы добился значительных успехов в создании новой авиационной техники. 24 апреля 1946 поднялись в воздух реактивные истребители МиГ-9 и Як-15. В числе первых серийных реактивных самолётов были также истребители Як-23, Ла-15, МиГ-15, МиГ-17, фронтовые бомбардировщики Ил-28 и Ту-14. В начале 40х гг. в КБ И. П. Братухина был создан ряд опытных образцов вертолётов. В послевоенные годы работы по вертолётам сосредоточились в специализированных опытных конструкторское бюро М. Л. Миля (см. Ми) и Камова (см. Ка), а также проводились в течение некоторого периода в опытном конструкторском бюро Яковлева. Первым серийным отечественным вертолётом был Ми-1. В 50х гг. созданы реактивный бомбардировщик Ту-16 и реактивные бомбардировщики В. М. Мясищева М-4, 3М (см. М) с большим радиусом действия, всепогодный перехватчик Як-25, сверхзвуковые самолёты Ми Г-19 (первый советский серийный сверхзвуков самолёт), Су-7, МиГ-21, Як-28, реактивный гидросамолёт Бе-10, турбовинтовые транспортные самолёты АН-8 и АН-12 О. К. Антонова (см. АН). В послевоенном развитии гражданской А. СССР важную роль сыграли самолёты Ил-12 и Ил-14 с поршневыми двигателями, а в 1956 на линии Аэрофлота вышел первый реактивный пассажирский самолёт Ту-104. за которым последовали турбовинтовые Ил-18, Ту-114, Ан-10. В 50х гг. наращивается выпуск вертолётов; были созданы Ми-4, Як-24 и Ми-6, отличавшиеся рекордной в своём классе грузоподъёмностью, а также лёгкие многоцелевые вертолёты Ка-15 и Ка-18. В разработку отечественных турбореактивных двигателей и турбовинтовых двигателей первых поколений большой вклад внесли конструкторские коллективы, возглавляемые Люлькой (см. АЛ), Климовым, Микулиным, С. К. Туманским, В. А. Добрыниным (см. ВД), А. Г. Ивченко (см. АИ), Н. Д. Кузнецовым (см. НК), П. А. Соловьёвым. Важное значение для решения качественно новых задач авиастроения имели фундаментальные исследования советских учёных в области аэродинамики, устойчивости и управляемости летательных аппаратов, газодинамики воздушно-реактивных двигателей, новых конструкционных материалов и прочности авиационных конструкций (работы Келдыша, С. А. Христиановича, А. А. Дородницына, В. В. Струминского, Г. П. Свищёва, Г. С. Бюшгенса, Стечкина, Г. И. Петрова, А. И. Макаревского, С. Т. Кишкина, А. Ф. Белова и многих других)..

Из ранних зарубежных реактивных самолётов в больших количествах выпускались истребители Локхид F-80, Рипаблик F-84, Норт Американ F-86 и бомбардировщик Боинг В-47 (США), истребители Глостер «Метеор» и Де Хэвилленд «Вампир» (Великобритания). Первые серийные сверхзвуков самолёты за рубежом — Норт Америкам F-100 среди истребителей и Конвэр В-58 среди бомбардировщиков (США), первые пассажирские самолёты с газотурбинными двигателями — турбинтовой Виккерс «Вайкаунт» и реактивный Де Хэвилленд «Комета» (Великобритания). Начало массового производства вертолётов было положено выпуском многоцелевого вертолёта Белл-47 (США)..

А. в период 1960—1980. В этот период развитие мировой А. шло по пути дальнейшего повышения летно-технических характеристик и эффективности летательных аппаратов, разработки летательных аппаратов нового типа. Были созданы боевые самолёты с крылом изменяемой в полете стреловидности, обладающие благоприятными аэродинамическими характеристиками в широком диапазоне скоростей полёта (рис. 5), и самолёты вертикального взлёта и посадки с широкими возможностями базирования. На экспериментальных и серийных образцах самолётов с турбореактивным двигателем достигнуты максимальные скорости полёта 3000 км/ч и более. Проблемы аэродинамического нагревания вызвали необходимость применения в конструкции таких самолётов титана и стали. Отличительной особенностью истребителей становится большая тяговооружённость (более 1), обеспечивающая высокие манёвренные характеристики. Значительно повысились транспортные возможности самолётов за счёт радикального увеличения их общих размеров, габаритов грузовой кабины и грузоподъёмности (до 250 т). Аналогичная тенденция получила развитие и в сфере пассажирских самолётов, что привело к созданию широкофюзеляжных самолётов — аэробусов большой пассажировместимости (до 550 человек) и высокой вследствие этого производительности (рис. 6) и было направлено на снижение перегруженности крупнейших аэропортов (сокращение интенсивности взлёто-посадок), а также на повышение рентабельности воздушных пассажироперевозок. Широкофюзеляжные самолёты оснащаются турбореактивным двухконтурным двигателем с большой степенью двухконтурности, отличающимися высокой топливной экономичностью (рис. 7) и низким уровнем шума; последнее стало важным из-за введения соответствующих ограничений (см. Нормы шума). Возможности применения транспортной и пассажирской А. расширяются после создания самолётов короткого взлёта и посадки, способных эксплуатироваться с грунтовых аэродромов небольших размеров. Появление первых сверхзвуковых пассажирских самолётов — советских Ту-144 и англо-французских «Конкорд» — положило начало решению сложных технико-экономических проблем, стоящих на пути освоения воздушным транспортом качественно новых рубежей. Получили широкий размах работы по беспилотным летательным аппаратам различных военных назначений, в том числе дистанционно-пилотируемым летательным аппаратам. Граница скоростного диапазона вертолётов продвинулась за 300 км/ч, грузоподъёмность серийных машин достигла 20 т. Большое значение приобрели боевые вертолёты. Опыт, накопленный при создании авиационной техники, был использован при создании космических аппаратов.

. Новым направлением в развитии летательных аппаратов стало создание систем, в которых объединяются возможности авиационных и космических средств. К ним относятся воздушно-космические и орбитальные аппараты многократного использования (см. «Буран», «Спейс шаттл»). Летательные аппараты оснащались радиоэлектронным оборудованием, в котором нашли использование новые физические принципы (телевизионная, инфракрасная, лазерная техника и т. д.), прогрессивная элементная база (интегральные микросхемы), цифровые методы обработки информации на основе бортовых электронно-вычислительных машин. Получила дальнейшее развитие автоматизация управления летательными аппаратами (системы автоматизации посадки в сложных погодных условиях, активные системы управления и др.). Расширяется применение композиционных материалов, позволяющих значительно снизить массу конструкции летательного аппарата и увеличить полезный груз или запас топлива. В 60х гг. на воздушные трассы СССР вышли пассажирские самолёты Ан-24, Ту-124, Ил-62, Ту-134, Як-40. Ан-22 «Антей», рассчитанный на перевозку 60 т грузов, явился родоначальником транспортных самолётов большой грузоподъёмности. В 1961 на воздушном параде в Тушине наряду с другой авиационной техникой были показаны корабельный вертолёт Ка-25, скоростной винтокрыл Ка-22 и вертолёт Ми-10, предназначенный для транспортировки крупногабаритных грузов на гидравлических захватах. Были также созданы многоцелевые вертолёты Ми-2, Ми-8, Ка-26 и вертолёт-кран Ми-10К, способный выполнять уникальные монтажные работы. В классе винтокрылых машин не имел себе равных по грузоподъёмности (свыше 40 т) экспериментальный вертолёт B-12 (Ми-12). В 1967 на воздушном параде в Домодедове были продемонстрированы самолёт вертикального взлёта и посадки Як-36 и самолёты с изменяемой стреловидностью крыла — экспериментальный самолёт С-22И опытного конструкторского бюро Сухого и опытный образец МиГ-23. В 70—80х гг. парк гражданской А. пополнили более совершенные пассажирские самолёты Ту-154, Ил-62М, Як-42, Ту-154М, аэробус Ил-86, а также грузовые Ан-26 и Ил-76Т. Перевозки народно-хозяйственных грузов воздушным транспортом приобрели большое значение для Сибири, Севера и Дальнего Востока. В обеспечении таких перевозок видное место отводится новым летательным аппаратам — вертолёту Ми-26 грузоподъёмностью 20 т, самолетам короткого взлета и посадки Ан-72 и Ан-74, которые могут эксплуатироваться с неподготовленных площадок небольших размеров, транспортным самолётам АН-124 «Руслан» и Ан-225 «Мрия» грузоподъёмностью 150 и 250 т. К концу 80х гг. были созданы магистральные пассажирские самолёты нового поколения (Ил-96-300, Ту-204), которые, благодаря дальнейшему прогрессу в области экономичности двигателей (см. рис. 7) и аэродинамики (рис. 8), имеют значительно улучшенные показатели топливной эффективности (рис. 9). Во второй половине 80х гг. на различных показах и выставках демонстрировалась новая военная техника: высокоманевренные истребители МиТ-29, Су-27, самолёт вертикального взлёта и посадки Як-38, штурмовик Су-25, стратегический бомбардировщик Ту-160, вертолёты Ка-27, Ми-28 и другие летательные аппараты. Творческие традиции отечественной школы авиастроения успешно продолжили Р. А. Беляков, А. А. Туполев, Г. В. Новожилов, М. Н. Тищенко, С. В. Михеев, С. П. Изотов, В. А. Лотарев и другие конструкторы..

За рубежом в числе летательных аппаратов новых типов были истребитель-бомбардировщик Дженерал дайнемикс F-111 с изменяемой стреловидностью крыла, самолёт вертикального взлёта и посадки Хокер Сидли «Харриер», тяжёлый военно-транспортный самолёт Локхид С-5А, широкофюзеляжный пассажирский самолёт Боинг-747, боевой вертолёт Белл АН-1. В числе последних серийных зарубежных летательных аппаратов пассажирские самолёты Боинг-757, Боинг-767, Макдоннелл-Дуглас MD-11, Эрбас индастри А300-600, А310 и А320, модернизированные варианты истребителей Грумман F-14, Макдоннелл-Дуглас F-15 и Дженерал дайнемикс F-16, истребители Дассо-Бреге «Мираж» 2000, Панавиа «Торнадо», Макдоннелл-Дуглас F-18, ударный малозаметный самолёт Локхид F-117A, стратегический бомбардировщик Рокуэлл В-1В, самолёт радиолокационного обнаружения и наведения Боинг Е-3, вертолёты Сикорский UH-60 и СН-53Е, Хьюз АН-64 и многие другие самолёты и вертолёты..

В. П. Шенкин.

F0{{F0  = CI SK_/ /1.28}}{{сд}}Sкр{{суз}}{{?}}{{SJ = cIn(M09)/c^(M + )}}{{с1в(М00)}}{{с„в < М4)}} КмахМ{{?}}Кmaxqт


Copyright © 2017    ·    О проекте: «Рефераты, Энциклопедии, Словари On-Line»    ·