Soggetto: Aerei più pesante dell'aria. volani. Aerei. Lo sviluppo dell'aviazione militare. Aviazione civile.

3.1. Aerei più pesanti dell'aria

Il primo modello di aeroplano fece il suo volo nel 1647. Il suo sviluppatore fu l'italiano Burattini. Questo velivolo aveva quattro paia di ali situate lungo la fusoliera e un'unità di coda. Le due coppie centrali erano immobili, mentre il movimento, secondo il principio di un ornitoper, veniva effettuato mediante molle installate sulle coppie di ali anteriore e posteriore.

Qui è necessario dire alcune parole sui volani. I volani sono velivoli più pesanti dell'aria in cui la forza di sollevamento nasce dai movimenti di sbattimento delle ali, come quelli di un uccello. Un altro nome per questi dispositivi è ornitopers. Esistono volani con azionamento dovuto alla forza muscolare di una persona (muscoli) e con azionamento meccanico dai motori vari tipi: sorgenti, vapore, motori a combustione interna, ecc.

Successivamente, fino al 1809, furono realizzati vari progetti aeronautici, ma la questione non raggiunse la loro attuazione pratica. Il fondatore della fase scientifica nello sviluppo della costruzione di aeromobili si chiama inglese D. Cayley. I suoi esperimenti su una macchina rotante nel 1804 furono i primi esperimenti aerodinamici, grazie ai quali fu possibile determinare con precisione la portanza sviluppata da un'ala a basso allungamento a diverse velocità e angoli di impatto su di essa. Durante il test del modello di aliante, è stato possibile stabilire i valori del coefficiente di portanza e nel 1808 determinare i punti di applicazione di questa forza.

Un anno dopo, vale a dire nel 1809, Cayley creò una macchina volante a grandezza naturale con un sedile per il pilota, una coda e ali aggiuntive che sbattevano. Fare jogging con raffiche di vento gli ha permesso di alzarsi in aria solo per pochi minuti.

Ben presto fu pubblicato On Air Navigation di Cayley, il primo tra gli altri lavori teorici sul volo ad ala fissa. L'inventore, fiducioso che la forza muscolare di una persona non sia sufficiente per sollevarsi in aria, ha prestato grande attenzione allo sviluppo di un calorico (uso di aria calda), un motore a polvere e un motore a combustione interna alimentato a combustibile liquido.

Le prime proposte per la creazione di aerei in Russia risalgono agli anni '60 dell'Ottocento. L'inventore AV Ewald ha presentato al pubblico una descrizione del "progetto aereo ideale", che includeva tutti gli elementi necessari per il volo: un motore, un'elica, una forma aerodinamica che fornisce bassa resistenza, frammenti per ottenere stabilità e sterzo. Sfortunatamente, non è stato elaborato in dettaglio.

A.F. Mozhaisky ha detto una parola speciale nel campo della costruzione di aeromobili. Si sa che nel 1877 propose al Ministero della Guerra Impero russo costruire un aereo. Il progetto da lui proposto parlava di un monoplano con un'elica trainante e due spingenti, con

ala sotto forma di un piano di leggero allungamento. Nonostante le difficoltà finanziarie, nel 1883 era stato creato un monoplano rinforzato con due motori a vapore e tre eliche (una davanti e due ai lati). La fusoliera, che ospitava motori a vapore(nella parte prodiera e centrale), la caldaia, i serbatoi dell'olio, gli strumenti ei sedili dell'equipaggio, era una barca con struttura in legno e rivestimento in lino. L'ala rettangolare in legno di piccolo allungamento, realizzata nel tipo "a gabbiano" (leggermente arcuata con un rigonfiamento verso l'alto), aveva una struttura a più travi e fodera in seta impregnata di vernice per garantire la tenuta all'aria.

Le superfici portanti sostenevano controventature in acciaio collegate agli alberi della fusoliera e al carrello di atterraggio. L'unità di coda era costituita da due timoni rotanti (Fig. 3.1.).

Riso. 3.1.- Velivolo progettato da A.F. Mozhaisky

L'aereo è decollato dopo una lunga corsa di decollo su binari di legno. Le note dei giornali dell'epoca contengono informazioni sul volo di prova del monoplano di Mozhaisky, che si concluse con un incidente.

Un'importante pietra miliare nella storia della costruzione di aeromobili è la creazione da parte del tedesco Nikolaus Otto di un motore a combustione interna a gas a quattro tempi (1876), che ha portato a un miglioramento qualitativo delle caratteristiche dei motori. Alcuni anni dopo, il connazionale di Otto, G. Daimler, inventò un motore a benzina, che portò molti progettisti a pensare al problema dell'utilizzo di tali motori nella costruzione di aeromobili, soprattutto perché alla fine del XIX secolo nessuno aveva il prospettiva di utilizzare motori a combustione interna nell'aviazione.

Ne parlò anche lo scienziato russo K.E. Tsiolkovsky, che nel 1894 pubblicò un progetto di un monoplano a sbalzo dello schema classico con motore a gasolio combustione interna, il cui materiale doveva essere l'alluminio.

Negli anni '90 del XIX secolo, per la prima volta, è nata l'idea di utilizzare un dispositivo su un aereo che garantisse la stabilità automatica dell'aereo in aria durante il volo in un'atmosfera turbolenta. I tentativi di utilizzare il pendolo come pilota automatico hanno mostrato il suo grave inconveniente: la presenza di forze di accelerazione in volo ha portato all'interruzione del suo funzionamento. E presto il pendolo fu sostituito da un automa giroscopico, che è un piccolo oggetto che ruota rapidamente sotto l'influenza di corrente elettrica un disco montato su assi in modo tale che il suo piano rimanga sempre fermo rispetto al proiettile. Fu solo negli anni '30 che trovò una vita nell'aviazione.

Nel 1910 si erano sviluppate due direzioni nella costruzione di aeromobili: biplani biposto senza fusoliera con elica di spinta e elevatore situato sotto l'ala e monoplani monoposto con fusoliera, coda

E tirare la vite. Ciascuno di questi progetti aveva i suoi vantaggi: i biplani si distinguevano per la loro elevata capacità di carico e la vista migliore per il pilota e il passeggero erano spesso usati come macchine da addestramento, mentre i monoplani ad alta velocità erano più adatti piloti e atleti dilettanti. Pertanto, c'erano i prerequisiti per l'evoluzione di velivoli di entrambi i tipi e per diversi decenni ci fu una dura lotta tra monoplani e biplani.

IN in quel periodo furono migliorati non solo i progetti generali degli aerei, ma anche i singoli sistemi: dispositivi di controllo, centrali elettriche, carrello di atterraggio. I pozzetti erano unificati: c'erano i pedali collegati al timone e una leva che controlla l'elevatore e gli alettoni. Pertanto, il pilota poteva pilotare l'aereo con una mano e un piede, il che era molto importante per scopi militari (tiro, fotografia dell'area e altri compiti). Il layout, diventato standard, viene utilizzato anche negli aerei moderni. Negli anni prebellici, su ruote e telaio a ruote. I tipi più comuni di eliche erano eliche con pale in legno massiccio e ad alta efficienza per l'epoca. Lo scafo e le ali erano rivestiti in legno o tela, l'acciaio veniva utilizzato principalmente nella struttura del telaio, nei nodi di collegamento delle ali e della fusoliera, nei rinforzi e nel cablaggio di controllo. Il metallo era usato raramente come materiale strutturale.

Il design biplano più tipico era l'aereo dei fratelli Wright,

creato da loro sulla base di un aliante (Fig. 3.2.). È stato integrato da un motore a benzina a quattro cilindri in linea raffreddato ad acqua di propria progettazione, con una potenza di 12 CV. Il motore azionava due eliche di spinta che ruotavano in direzioni opposte. Il pilota controllava la deformazione dell'ala muovendo i fianchi, le leve poste davanti a lui servivano per accendere il motore e comandare l'elevatore. Il primo volo ha avuto luogo il 14 dicembre

Riso. 3.2.- Velivolo progettato dai fratelli Wright

L'ulteriore modernizzazione dei biplani ha contribuito al miglioramento delle loro prestazioni aerodinamiche: sono diventati abbastanza stabili, aerodinamici e sono stati in grado di raggiungere velocità elevate. Anche la capacità di carico di questi velivoli è aumentata. All'inizio della prima guerra mondiale, i biplani della fusoliera furono sostituiti da più promettenti velivoli a due ali (bimonoplani) con un'elica situata nella parte anteriore e uno scafo completamente rivestito.

Nell'impero russo, i primi aeroplani fatti in casa apparvero nel 1909. Tuttavia, lo sviluppo della costruzione di aeromobili domestici fu lento per il semplice motivo che l'industria russa non produceva motori adatti all'uso su aeromobili.

Nel corso del tempo, il governo, valutando il potenziale aerei fatti in casa, si interessò al destino dell'industria aeronautica nazionale. Sono stati stanziati stanziamenti per la costruzione di macchine sperimentali. Presto ebbe luogo il volo della macchina Gakkel-3, realizzata sotto forma di un bimonoplano progettato dall'ingegnere Yakov Gakkel. Nel 1911, l'apparato Gakkel-7 (Fig. 3.3.) con un potente motore, controllo degli alettoni, struttura rinforzata e maggiore capacità di carico utile vinse la prima competizione militare per aerei creati nell'impero russo. Questa macchina è stata l'unica che ha superato tutti i test. Nel 1912, Gakkel-7 ricevette la Big Gold Medal, riconoscendo così i meriti dell'inventore russo.

Riso. 3.3.- Aereo "Gakkel-7"

Il lavoro di Gakkel sulla creazione di un bimonoplano è stato continuato da Igor Sikorsky. Il suo aereo C-6, con uno scafo rivestito di assi di legno sottili, accuratamente lucidate e verniciate, acquisì una forma aerodinamica. Grazie a ciò, il talentuoso progettista di aeromobili è riuscito a stabilire record mondiali di velocità: con due passeggeri a bordo - 111 km / h, con cinque - 106 km / h. Per due anni, gli aeroplani di Sikorsky hanno vinto premi nelle competizioni di aerei militari, in alcun modo inferiori ai principali modelli europei.

Nel frattempo, anche i monoplani nella loro forma più pura hanno ricevuto il loro sviluppo. Nel 1907, il talentuoso aviatore e designer francese Louis Blériot iniziò a creare monoplani. I suoi aerei furono i primi monoplani con superfici mobili per il controllo laterale: alcuni dei suoi modelli avevano estremità alari rotanti, altri avevano timoni mobili sulla coda. Queste innovazioni hanno permesso all'aviatore di diventare il primo pilota al mondo a padroneggiare le manovre del monoplano.

Il suo storico volo attraverso la Manica il 25 luglio 1909 fece del suo Blériot il modello più popolare. Da quel momento, l'umanità ha smesso di considerare l'aereo come un mezzo di intrattenimento per il pubblico e lo ha trasformato in uno dei più specie promettenti veicoli progettati per trasportare persone, merci e condurre operazioni di combattimento.

Un passo importante verso il miglioramento del monoplano è stato il progetto implementato del francese E. Nieuport, basato sul Blériot-11. Durevole, stabile in volo, sensibile alla deviazione dello sterzo e ben pianificato, il Nieuport-4 prese presto il posto che gli spettava nelle forze armate di Francia, Russia e Italia.

Nel 1912, il progettista e capo della compagnia aerea A. Duperdussen utilizzò per la prima volta un design monoscocca nella costruzione di aeromobili. L'aereo a lui intitolato aveva una pelle di legno incollata a pressione su un pezzo grezzo a forma di fusoliera. Dopo aver rimosso il pezzo grezzo, il guscio di legno è stato incollato all'esterno e all'interno con un panno, quindi verniciato. La cassa ottenuta come risultato di questa procedura con uno spessore della parete di 4,5-5 mm si distingueva per grande rigidità e resistenza.

Ora i progettisti hanno affrontato il compito di aumentare la capacità di carico degli aerei. È stato possibile aumentarlo solo aumentando il peso al decollo, che ha richiesto un aumento della potenza della centrale. E da allora

A quel tempo non c'erano motori potenti, doveva mettere diversi motori sugli aerei.

Indicativo a questo proposito è stata la creazione in Russia degli aeroplani Grand (Russian Knight) e Ilya Muromets, i cui progetti appartenevano a Igor Sikorsky. I modelli avevano quattro motori installati sull'ala. Davanti alla fusoliera del Russian Knight c'era una cabina di pilotaggio vetrata con scomparti per pilota, passeggeri, toilette e stanza per pezzi di ricambio e attrezzi. C'era un piccolo spazio davanti alla cabina di pilotaggio dove si poteva andare durante il volo. Quando uno dei motori tandem veniva spento, l'aereo poteva continuare il suo volo senza ostacoli (Fig. 3.4.).

Riso. 3.4.- Velivolo "Grand" ("Cavaliere russo")

L'aereo "Ilya Muromets", costruito nell'ottobre 1913, divenne il successore del "Grand". Era un biplano con una forte fusoliera, a prua del quale c'era una cabina di pilotaggio vetrata con illuminazione elettrica e riscaldamento (Fig. 3.5.). La prima volta che un biplano decollò il 23 dicembre 1913. Gli esperimenti con due motori spenti e decolli con gli sci dalla neve si sono rivelati molto positivi. Sono stati stabiliti record mondiali per capacità di carico, portata e altitudine di volo.

Riso. 3.5.- Velivolo "Ilya Muromets"

Una persona ha avuto l'opportunità di osservare e studiare "apparati" di volo libero molto prima della creazione del primo aereo - aveva sempre davanti agli occhi un esempio di uccello volante. Nelle leggende di qualsiasi nazione si possono trovare eroe delle fiabe in grado di muoversi nell'aria e questi metodi sono estremamente diversi.

Le idee sul meccanismo del volo degli uccelli erano altrettanto diverse. È stato anche suggerito che la forza di portanza dell'ala sia causata da cariche elettriche che si alza sulle piume sciolte quando l'uccello apre le ali.

Tuttavia, il volo più pesante dell'aria è diventato possibile abbastanza recentemente (secondo gli standard della storia umana) e più di cento anni dopo il primo volo su mongolfiera(aerostato) Fratelli Montgolfier.

Alianti o velivoli senza motore

Le osservazioni di uccelli in volo hanno portato a esperimenti utilizzando le correnti ascensionali e la creazione alianti. Tuttavia, un serio svantaggio di un aliante come veicolo è che non è in grado di decollare da solo.

Nel 1891 Otto Lilienthal realizzò un aliante vimini rivestito di tessuto. Per il periodo dal 1891 al 1896, ha effettuato fino a 2000 voli. 9 agosto 1896 Otto Lilienthal morì. Una copia del suo apparato può essere vista nel museo di N. E. Zhukovsky a Mosca per strada. Radio.

Il volo a vela era popolare negli anni '30. La maggior parte dei noti progettisti di aeromobili, ad esempio OK Antonov, SP Korolev, AS Yakovlev, ha iniziato con progetti di alianti. Applicazione materiali moderni e le forme aerodinamiche hanno portato al fatto che in condizioni di correnti ascensionali stabili, ad esempio nelle zone montuose, gli alianti sono in grado di compiere molte ore e anche molti giorni di volo.

Gli schemi aerodinamici degli alianti divennero la base per dispositivi più pesanti dell'aria, azionati dalla forza dei muscoli umani - "piani muscolari", così come altri dispositivi a bassa velocità di volo.

I discendenti degli alianti sono "deltaplani" e "parapendio". Il parapendio è attualmente estremamente popolare.

I modelli ridotti di parapendio sono utilizzati come attrezzatura sportiva per il traino di sciatori di montagna e d'acqua. Un tale dispositivo può essere realizzato indipendentemente anche a casa.

I tentativi di creare un aereo in grado di decollare autonomamente, atterrare in un determinato punto e ripartire da lì si sono conclusi con un fallimento non solo per mancanza di conoscenza, ma anche per mancanza di un motore adeguato. Altrettanto vero è l'affermazione che l'avvento di un nuovo motore, più leggero e più potente o basato su un diverso principio di creazione di una forza motrice, porta a una svolta rivoluzionaria nello sviluppo dell'aviazione.

Le basi teoriche per il volo di veicoli più pesanti dell'aria furono sviluppate da N. E. Zhukovsky all'inizio del XX secolo. I dati sperimentali necessari furono ottenuti nel XIX secolo da A.F. Mozhaisky, O. Lilienthal e altri.

Il dispositivo e il design degli aeromobili

Capitolo 1. informazioni generali sugli aerei.

Gli aerei sono più pesanti dell'aria.

Gli aeromobili di questo tipo includono: aeroplani, alianti, aerei, proiettili, razzi, elicotteri, autogiri, ornitotteri.

Un aeroplano è un velivolo più pesante dell'aria per voli nell'atmosfera con l'ausilio di motori e un'ala fissa rispetto ad altre parti dell'apparato (esclusi gli aeromobili con formazione angolare / escluse le ali oscillanti variabili). Combustibile: cherosene e aria atmosferica.

Le ragioni per cui l'aereo diventa il principale mezzo di trasporto aereo:

1. Grande velocità

2. Grande capacità di carico e portata

3. Affidabilità operativa

4. Elevata manovrabilità, stabilità e controllabilità

Le parti principali del velivolo:

Fusoliera

Piume

Centrale elettrica (questi non sono solo motori, ma anche elementi di automazione, sistemi di alimentazione e vita del motore)

Ala crea portanza quando l'aereo si muove. Di solito è fissato sulla fusoliera, ma per i velivoli VTOL ruota attorno all'asse trasversale. Timoni a rullo: sull'ala sono installati alettoni ed elementi di meccanizzazione dell'ala, ad es. dispositivi in ​​grado di aumentare la capacità di carico e la resistenza dell'ala durante il decollo, l'atterraggio e la manovra (flap, flap, stecche, ecc.).

Fusoliera serve per ospitare l'equipaggio, i passeggeri, il carico e le attrezzature.

Telaio progettato per muovere l'aereo intorno all'aerodromo e assorbire l'energia dell'impatto durante l'atterraggio. Sono dotati di freni. I telai sono retrattili e non retrattili. Questi ultimi hanno più resistenza, ma sono più semplici nel design e più leggeri.

Piume serve a garantire la stabilità, la controllabilità e l'equilibrio dell'aeromobile; situato dietro l'ala ed è costituito da superfici mobili e fisse.

Piumaggio orizzontale fisso - stabilizzatore, verticale - chiglia. Un elevatore è fissato in modo girevole allo stabilizzatore e un timone avvelenato è fissato alla chiglia. Se necessario, i timoni a gas possono essere utilizzati per il controllo.

La centrale elettrica viene utilizzata per creare trazione. È costituito da motori aeronautici, nonché da sistemi e dispositivi che ne garantiscono il funzionamento e il cambio di spinta.

Attualmente la centrale utilizza:

TRD - motori a turbogetto

motori turbofan - bypassare i motori a turbogetto

TRDF - motori a turbogetto con postbruciatore

TRDDF: bypassa i motori a turbogetto con un postbruciatore

TVD - motori a turboelica

ramjet - motori ramjet

SPVRD - motori ramjet supersonici o ibridi

Aviazione civile: turbofan, turbofan, turbofan, turbofan

Aviazione militare: TRDF, TRDF

Aviazione locale: TVD

Il funzionamento del motore è fornito dai seguenti sistemi: carburante, lubrificazione, presa d'aria, gas, avviamento, controllo e controllo automatico

Le attrezzature aeronautiche sono costituite da: strumentazione, apparecchiature radio ed elettriche, dispositivi antighiaccio, attrezzature ad alta quota, aviotrasportate e speciali.

Strumentazione:

1. Volo e navigazione (variometri, bussole, indicatori di velocità, pilota automatico).

2. Controllo del funzionamento del motore (manometri, termometri, flussimetri).

3. Ausiliari (amperometri, voltmetri).

Le apparecchiature elettriche assicurano il funzionamento di strumenti, comandi e radio, sistemi di avviamento del motore, sistemi di illuminazione.

Le apparecchiature radio sono mezzi di comunicazione radio e radionavigazione, apparecchiature radar, sistemi di decollo e atterraggio automatici.

Le attrezzature ad alta quota garantiscono la sicurezza e la protezione di una persona in volo (sistemi di aria condizionata, fornitura di ossigeno).

L'equipaggiamento di bordo offre comodità ai passeggeri.

Equipaggiamento speciale- Dispositivi per posizionare e spruzzare prodotti chimici per agricoltura, per il trasporto di malati e feriti, per il carico e il fissaggio di carichi speciali ingombranti, per la fotografia aerea.

Un aliante è un velivolo senza motore più pesante dell'aria. La forza di sollevamento è creata da un'ala che è stazionaria rispetto al corpo. Il movimento in avanti è creato dall'azione della forza componente del peso. Il decollo viene effettuato con l'ausilio di ammortizzatori in gomma, un verricello con cavo o un aereo da traino. Il volo in strati calmi dell'atmosfera viene effettuato con una costante diminuzione dell'angolo rispetto all'orizzonte. Caratteristiche della cellula:

1. Altitudine di volo - 14 km

2. Autonomia di volo - 1000 km

3. Il tasso di declino - 0,4-0,8 m / s

4. Velocità di volo - 80-100 km/h

5. Apertura alare - 29 m

6. Estensione dell'ala - 20-36 m

I proiettili e i razzi degli aerei sono veicoli aerei senza pilota più pesanti dell'aria. Questi includono:

1. aereo balistico

2. razzi per il lancio di satelliti artificiali

3. razzi da lanciare con equipaggio navicella spaziale

Elicottero (g (x) elicottero) - un aereo più pesante dell'aria, in cui la portanza e la spinta sono create da rotori che ruotano su un piano orizzontale o quasi orizzontale. I rotori sono azionati da motori a pistoni oa reazione attraverso un cambio e un albero verticale. Negli elicotteri a reazione, l'elica ruota da un motore a reazione o ugelli montati sulle pale dell'elica. Fornito agli ugelli aria compressa dal compressore. La forza di sollevamento viene creata senza il movimento traslatorio dell'elicottero. Il rotore principale sostituisce non solo l'ala dell'elicottero, ma anche l'estrattore, che consente al dispositivo di:

Muoviti avanti, indietro e lateralmente

Salire e scendere ad angolo rispetto all'orizzonte

Sospesi immobili nell'aria

Ruota attorno a un asse verticale

Ciò si ottiene inclinando la spinta del rotore principale nella direzione del volo.

Una proprietà importante della vite: in caso di guasto al motore, la capacità di ruotare sotto l'influenza del flusso d'aria in arrivo, ad es. eseguire il volo a vela o la discesa e l'atterraggio con il paracadute.

Costruire elementi attivi dell'elicottero:

1. Fusoliera, carrello di atterraggio, rotore principale e comandi

2. Strumentazione, apparecchiature radio ed elettriche

3. Centrale elettrica con sistemi che ne garantiscono il funzionamento

4. Trasmissione, che comprende riduttori, alberi, frizioni, freno del rotore

I dispositivi di decollo e atterraggio verticale sono una combinazione delle proprietà di aeromobili ed elicotteri, oppure sono velivoli in cui viene creata la portanza durante il decollo e l'atterraggio utilizzando speciali motori a reazione chiamati portanza. In volo livellato, la portanza è generata dall'ala e la spinta è generata dai motori convenzionali, chiamati motori principali. La prospettiva di utilizzare tali dispositivi è determinata indicatori economici: il design più complesso e costoso dovrebbe avere prestazioni elevate.

Autogiro: un aereo più pesante dell'aria, in cui la superficie portante principale è il rotore, ad es. un rotore che ruota sotto l'azione di un flusso d'aria in arrivo. Il movimento traslatorio dell'autogiro viene effettuato, a differenza di un elicottero, da un'elica convenzionale azionata da un motore. Svantaggi degli autogiri:

1. Significativamente inferiore agli aerei nella velocità di volo.

2. Non è possibile decollare verticalmente e atterrare verticalmente

Gli ornitotteri sono velivoli più pesanti dell'aria in cui la portanza e la spinta sono create da ali che si muovono come le ali di un uccello. È difficile riprodurre un tale movimento. Pertanto, è molto difficile creare tali dispositivi in ​​\u200b\u200bmodo costruttivo e quindi economicamente non redditizio.

Mikhail Vasilyevich ha fatto il primo tentativo pratico nella storia di utilizzare l'elica di Archimede per la navigazione aerea. Non dobbiamo dimenticare che la vite a quel tempo non era conosciuta nemmeno come motore per navi marittime. Questa sua scoperta dimostra che Lomonosov comprese correttamente le leggi della resistenza dell'aria e trovò una forza in grado di sostenere e spingere l'apparato in volo. È particolarmente interessante che Lomonosov, apparentemente cercando di distruggere il momento reattivo, abbia fornito nel suo elicottero due eliche che ruotano in direzioni opposte.

Così, il nostro grande connazionale, mentre sviluppava la meteorologia scientifica, gettava allo stesso tempo le basi dell'aerodinamica, nata come scienza solo alla fine del XIX secolo.

CONFERENZA №2

Argomento: Aerei più leggeri dell'aria. Palloncini non guidati. palloni controllati. Dirigibili.

2.1. Aerei più leggeri dell'aria

Molti storici ritengono che l'era dell'aeronautica sia iniziata con i voli sperimentali dei fratelli Montgolfier (fine 1700), ma già nel III secolo. AVANTI CRISTO e. Il matematico greco Archimede, che scoprì la legge secondo cui un corpo immerso in un liquido perde esattamente tanto peso quanto il liquido che sposta, si rese conto che questo principio si applica anche ai gas.

La prima esibizione riuscita di un pallone pieno di aria calda fu eseguita da un sacerdote gesuita, Bartolomeo Lorenzo de Gusmao. Questo significativo evento ebbe luogo nel 1709 alla presenza della famiglia reale del re Giovanni V del Portogallo. L'apparecchio era un piccolo involucro di carta riempito di aria riscaldata ottenuta dalla combustione di materiale combustibile contenuto in un vaso di coccio, che veniva posto in un vassoio di legno sospeso dal basso.

Di grande importanza per lo sviluppo dell'idea di un aereo più leggero dell'aria fu la scoperta dell'inglese Henry Cavendish - nel 1766 riuscì a ottenere "aria combustibile" ("flogisto"), attualmente nota come idrogeno.

I nomi di Etienne e Joseph Montgolfier sono noti a quasi tutti gli appassionati di aeronautica. Nel 1783 riuscirono a realizzare un pallone in grado di sollevare un adulto (Fig. 2.1.). La sua capacità di carico era di circa 205 kg. Dopo essere salito a un'altezza di 305 m, questo aereo ha volato per 915 me è affondato a terra. Il diametro della palla era di 12 M. Il combustibile era il gas ottenuto dalla combustione di pezzi di carta, legno, paglia sotto il collo del guscio e la paglia era bagnata. I fratelli stessi non potevano spiegare perché bruciassero la paglia bagnata: sentivano intuitivamente che sarebbe stato meglio così. E la spiegazione di questo fenomeno è stata trovata relativamente di recente. Se il guscio è riempito non solo con aria riscaldata, ma anche umidificata, a parità di temperatura e forza di sollevamento, il volume del pallone si riduce notevolmente. I primi passeggeri erano animali domestici pecore, anatre e

gallo. Questo volo ebbe luogo il 19 settembre 1783 alla presenza della coppia reale di Luigi XVI. Il primo volo della mongolfiera con persone che si chiamavano Francois Pilatre de Rozier e il Marchese d'Arlande ebbe una durata molto breve - circa 25 minuti. e ebbe luogo il 21 novembre 1783, ma furono loro a diventare i primi aeronauti nella storia del mondo.

Riso. 2.1.- Mongolfiera

IN Nel 19° secolo, i voli in mongolfiera assunsero dimensioni senza precedenti. Coloro che potevano permetterselo volavano per divertimento ed emozioni. Apparso il nuovo genere sport - aeronautica e record sono stati stabiliti uno dopo l'altro. Infine, i palloncini sono stati utilizzati dagli scienziati per un'ampia varietà di osservazioni ed esperimenti.

Dal 1860, la nuova modalità di trasporto è stata utilizzata attivamente dai militari, che è stata associata all'inizio della guerra civile americana. A proposito, ciò ha influenzato lo sviluppo dell'aeronautica, poiché sono state fatte tre importanti scoperte basate sull'uso della tecnologia aerea: posta aerea, impianti mobili per la produzione di idrogeno e "chiatte" per il trasporto di palloni.

IN 1861 i militari trasmisero per la prima volta un messaggio telegrafico da un pallone a terra. Questo ci ha costretto a riconsiderare i tradizionali canali di trasmissione dei messaggi di posta.

La ricerca di modi più convenienti per rifornire i palloni ha portato all'invenzione di un'unità mobile di produzione di idrogeno. Il processo di produzione chimica dell'idrogeno era basato sul principio dell'interazione tra ferro e acido solforico diluito. L'installazione ha permesso di rifornire rapidamente i palloni, il che ha aumentato la mobilità delle operazioni militari, successivamente queste installazioni hanno iniziato ad essere utilizzate nell'aviazione civile.

La terza innovazione è stata l'utilizzo di una chiatta per il carbone, che ha permesso di trasportare e trainare palloni, sia già pronti che danneggiati. In altre parole, altri veicoli sono entrati al servizio dell'aviazione ed è iniziato il processo di integrazione dei veicoli. In futuro, tra l'altro, questa innovazione ha spinto l'idea di creare e utilizzare portaerei.

2.2. palloncini

Il pallone è costituito da una palla realizzata in denso tessuto gommato. Il pallone è riempito con aria o idrogeno (nei palloni moderni anche con elio), che viene riscaldato da un bruciatore regolabile installato nel cestello passeggeri (gondola). Il canestro è fissato alla palla con dei cavi (Fig. 2.2.).

Riso. 2.2.- Aerostato

Per prolungare il tempo di volo, veniva spesso utilizzata la zavorra. I sacchi di sabbia di solito agivano come tale, appesi, di regola, fuori bordo del cesto, anche se - in situazioni di emergenza - queste potevano essere le cose più insolite, o meglio, la prima cosa che capitava a portata di mano.

I palloncini più di una volta hanno salvato i militari. Così, nel periodo dal 1870 al 1871, fecero un buon servizio ai parigini, che difesero la loro città dall'invasione delle truppe prussiane. L'aereo assediato fu costruito frettolosamente, che si rivelò un mezzo insolitamente conveniente per trasportare persone, messaggi urgenti, rifornimenti e armi. Ma uno genera l'altro. Da parte loro, fu durante questa campagna che l'esercito prussiano iniziò a utilizzare cannoni antiaerei appositamente progettati per tali bersagli aerei.

Gli attacchi con bombe sono stati effettuati da palloncini. Il primo attacco del genere fu effettuato nel novembre 1944 dai giapponesi durante un attacco agli Stati Uniti. A proposito, allo stesso tempo hanno utilizzato un dispositivo originale che ha permesso al pallone di volare

con un'altezza costante di quasi 10.000 km sopra l'Oceano Pacifico. Ogni pallone trasportava una bomba a frammentazione da 15 chilogrammi e due proiettili incendiari. Tuttavia, l'effetto "utile" di tali armi si è rivelato estremamente ridotto: su 9mila palloni lanciati, solo mille hanno raggiunto le coste dell'America. Sono stati registrati 258 casi di bombardamento (ovvero un quarto di questi mille e 1/36 del numero di veicoli lanciati). 6 persone sono morte.

In generale, i palloncini venivano usati per una varietà di scopi, compresi quelli scientifici. L'11 luglio 1897, tre scienziati svedesi guidati da Solomon August Andre intrapresero una spedizione di ricerca nell'Artico su un pallone da 4531 m3 dotato di vele. Sfortunatamente, la spedizione si è conclusa tragicamente: gli scienziati sono morti su Franz Josef Land.

Ma il tempo passava, la tecnica migliorava ei record continuavano. Il 30 giugno 1901, i professori Berson e Syuring salirono in mongolfiera fino a un'altezza di 10.800 m. l'anno prossimo salì già a 16.201 m Tre anni dopo, gli americani Andersen e Stevenson raggiunsero un'altezza di 22.066 m.

Non restare indietro rispetto agli appassionati di aeronautica stranieri e nazionali. Nel 1935, Zykov e Tropin trascorsero 91 ore e 15 minuti in cielo in mongolfiera. Questo volo è entrato nell'elenco dei record mondiali. Impressionante è stato il lancio simultaneo di 25 palloni, che è stato effettuato da mongolfiere nazionali tre anni dopo.

In termini di dimensioni, la mongolfiera più grande e veloce al mondo mai volata è la Virgin Otsuka Pacific Flyer di Tender e Colt, con un volume del guscio di 73.624 m3 e un'altezza di 68 m (questa è l'altezza di un 25 edificio a più piani). Durante un volo del Pacifico nel 1991 velocità massima raggiunta dal pallone era di 385 km/h.

In un recente tentativo viaggio nel mondo il pallone utilizzava un moderno pallone "Endeavour" della ditta inglese "Cameron Balloons". Sfortunatamente, a causa delle cattive condizioni meteorologiche, questo volo non è stato completato per intero.

E nell'ottobre 1990, il capo dell'azienda, Donald Cameron, volò con successo con il nostro connazionale Gennady Oparin da Londra a

L'URSS. Il guscio del pallone stesso era realizzato con materiali moderni: kevlar e fibra di carbonio. La preparazione è stata approfondita: paracadute, tute, walkie-talkie. A un'altitudine di 3 km, i viaggiatori sono volati sani e salvi in ​​​​Estonia, ma poi il vento è salito a 14 m/s, la visibilità è peggiorata bruscamente. Ho dovuto salire a un'altezza di 5 km e scendere in Lettonia, dove siamo atterrati su un campo di patate vicino a Riga. E, se gli spaventati agricoltori locali sono riusciti a calmarsi rapidamente, ci è voluto molto tempo per trattare con gli ufficiali del KGB che sono arrivati ​​​​di notte.

Riassumendo, va notato che i palloncini sono diventati non solo veicolo, ma anche una sorta di simbolo del nostro tempo. Questi dispositivi sono stati i primi a realizzare l'eterno sogno dell'uomo di salire nello spazio aereo.

1. Le pietre non possono cadere dal cielo, non hanno da dove venire! (Accademia delle scienze dei meteoriti di Parigi, 1772)

2. In futuro, i computer non peseranno più di 1,5 tonnellate. (Rivista di meccanica popolare, 1949)

3. Penso che nel mercato mondiale troveremo domanda per cinque computer. (Thomas Watson - Direttore dell'IBM, 1943)

4. Ho viaggiato in lungo e in largo per questo paese, ho parlato con persone più intelligenti e posso garantire per te che l'elaborazione dei dati è solo una moda passeggera che non durerà più di un anno. (Direttore di Prentice Hall, 1957)

5. Ma, cosa... potrebbe essere utile in questa cosa? (una domanda in una discussione sulla creazione di un microchip nella Advanced Computing Systems Division di IBM, 1968)

6. Nessuno può aver bisogno di avere un computer in casa. (Ken Olson - Fondatore e Presidente di Digital Equipment Corp., 1977)

7. Un dispositivo come un telefono ha troppi difetti per essere considerato un mezzo di comunicazione. Pertanto, credo che questa invenzione non abbia alcun valore. (dalle discussioni alla Western Union nel 1876)

8. Questo carillon wireless non può avere alcun valore commerciale. Chi pagherà per i messaggi che non sono destinati a qualche privato? (Soci in affari di David Sarnov in risposta alla sua proposta di investire nel progetto radiofonico, 1920)

9. Il concetto è interessante e ben progettato. Ma, affinché un'idea funzioni, deve contenere buon senso. (Professore alla Yale University in risposta alla proposta di Fred Smith di organizzare un servizio consegna veloce; Fred Smith diventerà il fondatore del servizio di consegna Federal Express Corp.)

11. Sì, chi diavolo se ne frega degli attori che parlano? (Reazione della Warner Brothers all'uso del suono nel cinema, 1927)

12. Non ci piace il loro sound e, in generale, i quartetti di chitarre sono ieri. (Decca Recording Co., che rifiutò un album dei Beatles nel 1962)

13. Non sono possibili aerei più pesanti dell'aria! (Lord Kelvin - fisico, presidente della Royal Society, 1895)

14. Il professor Goddard non comprende il rapporto tra azione e reazione, non sa che la reazione ha bisogno di condizioni più adatte del vuoto.

Sembra che il professore stia vivendo una grave carenza di conoscenze elementari, che vengono insegnate di nuovo Scuola superiore. (editoriale di giornale New York Times, dedicato al lavoro rivoluzionario di Robert Goddard sulla creazione di un razzo, 1921)

15. Trivellare la terra alla ricerca di petrolio? Vuoi dire che devi trivellare il terreno per trovare il petrolio? Sei pazzo. (risposta a una bozza di Edwin Drake nel 1859)

16. Gli aeroplani sono giocattoli interessanti, ma non rappresentano alcun valore militare. (Maresciallo Ferdinand Foch, professore di strategia all'Accademia di stato maggiore francese)

17. Tutto ciò che potrebbe essere inventato è già stato inventato. (Charles Dewell - Commissario dell'Ufficio Brevetti USA, 1899)

18. La teoria dei germi di Louis Pasteur è una fantasia ridicola. (Pierre Pacher - professore di psicologia all'Università di Tolosa, 1872)

19. L'addome, il torace e il cervello saranno sempre chiusi all'intrusione di un chirurgo saggio e umano. (Sir John Erik Eriksen - medico britannico, nominato chirurgo generale della regina Vittoria, 1873)

20. 640 kilobyte di memoria dovrebbero essere sufficienti per tutti. (Bill Gates, 1981)

21. $ 100 milioni sono un prezzo troppo alto da pagare per Microsoft. (IBM, 1982)