Subiect: Avioane mai greu decât aerul. Maholet. Avioane. Dezvoltarea aviației militare. Aviatie Civila.

3.1. Aeronave mai grele decât aerul

Primul model de avion și-a făcut zborul în 1647. Dezvoltatorul său a fost italianul Burattini. Această aeronavă avea patru perechi de aripi situate de-a lungul fuselajului și o unitate de coadă. Cele două perechi de mijloc erau nemișcate, dar mișcarea, conform principiului ornitoperului, s-a realizat datorită arcurilor instalate pe perechile de aripi din față și din spate.

Aici ar trebui spuse câteva cuvinte despre volante. Zborurile sunt aeronave mai grele decât aerul, în care portanța este generată de mișcările bate ale aripilor lor, similare cu cele ale unei păsări. Un alt nume pentru aceste dispozitive este ornitoperi. Există volante care sunt acționate de puterea musculară umană (avioane musculare) și cele care sunt acționate mecanic de motoare. tipuri variate: motoarele cu arc, cu abur, cu ardere internă etc.

Ulterior, până în 1809, au fost create diverse proiecte de avioane, dar implementarea lor practică nu s-a concretizat. Fondatorul etapei științifice în dezvoltarea producției de aeronave este englezul D. Cayley. Experimentele sale pe o mașină rotativă din 1804 au devenit primele experimente aerodinamice, datorită cărora a fost posibilă determinarea cu precizie a forței de ridicare dezvoltată de o aripă cu raport de aspect scăzut la diferite viteze și unghiuri de influență asupra acesteia. La testarea unui model de planor, a fost posibil să se stabilească valorile coeficientului de portanță, iar în 1808, să se determine punctele de aplicare a acestei forțe.

Un an mai târziu, adică în 1809, Cayley a creat o mașină zburătoare de dimensiuni mari, cu scaun de pilot, aripioare de coadă și aripi suplimentare. Jogging-ul în rafale de vânt a făcut posibil să o luați în aer pentru doar câteva minute.

Lucrarea lui Cayley „On Air Navigation” a fost publicată în curând - prima dintre alte lucrări teoretice despre zborul unei aeronave cu aripă fixă. Inventatorul, încrezător că puterea musculară umană nu era suficientă pentru a-l ridica în aer, a acordat o mare atenție dezvoltării unui motor caloric (folosind aer cald), a unui motor cu pulbere și a unui motor cu ardere internă care funcționează cu combustibil lichid.

Primele propuneri de creare a aeronavelor în Rusia datează din anii 1860. Inventatorul A.V. Ewald a prezentat publicului o descriere a „designului ideal al aeronavei”, care includea toate elementele necesare zborului: un motor, o elice, o formă aerodinamică care asigură o rezistență redusă, fragmente pentru a obține stabilitate și direcție. Din păcate, nu a fost rezolvată în detaliu.

A.F. Mozhaisky a spus un cuvânt special în domeniul construcției de avioane. Se știe că în 1877 a propus la Ministerul de Război Imperiul Rus executa constructia aeronavei. Proiectul pe care l-a propus vorbea despre un monoplan cu o elice de tragere si doua de impingere, cu

aripă sub forma unui plan de uşoară extensie. În ciuda dificultăților financiare, până în 1883 a fost creat un monoplan cu două motoare cu abur și trei elice (una în față și două pe laterale). Fuzelajul care adăpostește motoare cu aburi(în prova și părțile centrale), cazan, rezervoare de ulei, instrumente și scaune pentru echipaj, era o barcă cu cadru de lemn și înveliș de in. Aripa de lemn dreptunghiulară de mică extensie, realizată de tipul „pescăruş” (uşor curbată cu convexul în sus), avea o structură multi-spar şi înveliş de mătase, impregnat cu lac pentru a asigura etanşeitatea.

Suprafețele portante erau susținute de fire de oțel conectate la catargele de pe fuzelaj și la trenul de aterizare. Coada era formată din două cârme de comandă răsucitoare (Fig. 3.1.).

Orez. 3.1.- Aeronava proiectată de A.F.Mozhaisky

Avionul a decolat după o lungă alergare pe șine de lemn. Rapoartele din ziare de atunci conțin informații despre zborul de testare al monoplanului Mozhaisky, care s-a încheiat cu un accident.

O etapă importantă în istoria construcției aeronavelor este crearea de către germanul Nikolaus Otto a unui motor cu ardere internă pe gaz în patru timpi (1876), care a dus la o îmbunătățire calitativă a caracteristicilor motoarelor. Câțiva ani mai târziu, compatriotul lui Otto, G. Daimler, a inventat un motor care funcționează pe benzină, ceea ce i-a determinat pe mulți designeri să se gândească la problema utilizării unor astfel de motoare în construcția avioanelor, mai ales că până la sfârșitul secolului al XIX-lea nimeni nu avea perspective. pentru utilizarea motoarelor cu ardere internă în aviație a ridicat îndoieli.

Despre aceasta a vorbit și omul de știință rus K.E. Tsiolkovsky, care în 1894 a publicat un proiect pentru un monoplan cantilever de design clasic cu motor pe benzina combustie internă, materialul pentru care trebuia să fie aluminiu.

În anii 90 ai secolului al XIX-lea, a apărut pentru prima dată ideea de a folosi un dispozitiv pe un avion care să asigure stabilitatea automată a aeronavei în aer atunci când zboară într-o atmosferă turbulentă. Încercările de a folosi un pendul ca pilot automat și-au arătat dezavantajul grav - prezența forțelor de accelerație în zbor a dus la întreruperea funcționării acestuia. Și în curând pendulul a fost înlocuit cu un automat giroscopic, care este un mic, care se rotește rapid sub influența curent electric un disc montat pe axe în așa fel încât planul său să rămână mereu nemișcat față de proiectil. Abia în anii 1930 a găsit viață în aviație.

Până în 1910, în construcția aeronavelor au apărut două direcții: biplanuri cu două locuri fără fuzelaj cu o elice care împinge și un lift situat sub aripă și monoplanuri cu un singur loc cu fuzelaj și coadă.

Și surub de tragere. Fiecare dintre aceste modele avea propriile sale avantaje: biplanurile aveau o sarcină utilă mare și cea mai buna recenzie pentru pilot și pasageri, acestea au fost adesea folosite ca mașini de antrenament, în timp ce monoplanurile de mare viteză erau mai potrivite pentru piloți și sportivi amatori. Astfel, au existat premisele pentru evoluția ambelor tipuri de aeronave, iar timp de câteva decenii a existat o luptă acerbă între mono- și biplanuri.

ÎN În acea perioadă, au fost îmbunătățite nu numai proiectele generale ale aeronavelor, ci și sistemele individuale: dispozitive de control, centrale electrice, tren de aterizare. Carlingele au fost unificate: erau pedale conectate la cârmă și o pârghie care controla liftul și eleroanele. Astfel, pilotul putea pilota avionul cu o mână și picioare, ceea ce era foarte important în scopuri militare (tragerea, fotografiarea zonei și alte sarcini). Aspectul, care a devenit standard, este folosit și în aeronavele moderne. În anii de dinainte de război, pe roți șișasiu pe roți. Cele mai comune tipuri de elice au fost șuruburile cu pale din lemn masiv și eficiență ridicată pentru acea perioadă. Caroseria și aripile au fost acoperite cu lemn sau pânză, oțelul a fost folosit în principal în structura șasiului, unitățile de conectare a aripii și fuzelajului, bretele și cablurile de control. Metalul a fost folosit foarte rar ca material structural.

Cel mai tipic design de biplan a fost cel al fraților Wright.

create de ei pe baza unui planor (Fig. 3.2.). Acesta a fost completat de un motor pe benzină cu patru cilindri în linie, răcit cu apă, de design propriu, cu o putere de 12 CP. Motorul a antrenat două elice împingătoare care se roteau în direcții opuse. Pilotul controla deformarea aripii prin mișcarea șoldurilor; pârghiile situate în fața lui serveau la pornirea motorului și la controlul liftului. Primul zbor a avut loc pe 14 decembrie

Orez. 3.2.- Aeronava proiectata de fratii Wright

Modernizarea ulterioară a biplanurilor a contribuit la îmbunătățirea performanței lor aerodinamice: au devenit destul de stabile, s-au simplificat și au putut să atingă viteze mari. Capacitatea de transport a acestor aeronave a crescut, de asemenea. Până la începutul Primului Război Mondial, biplanurile cu fuselaj au fost înlocuite cu avioane mai promițătoare cu aripi duble (bimonoplane) cu o elice înainte și un corp complet piele.

În Imperiul Rus, primele avioane de casă au apărut în 1909. Cu toate acestea, dezvoltarea construcției de avioane interne a decurs într-un ritm lent, din simplul motiv că industria rusă nu producea motoare adecvate pentru utilizare pe avioane.

De-a lungul timpului, guvernul, evaluând potenţialul avioane de casă, a devenit interesat de soarta industriei aeronautice autohtone. Au fost alocate fonduri pentru construcția de mașini experimentale. La scurt timp, mașina Gakkel-3, realizată sub forma unui bi-monoplan proiectat de inginerul Yakov Gakkel, a decolat. În 1911, aeronava Gakkel-7 (Fig. 3.3.), cu un motor puternic, control eleron, structură întărită și capacitate de încărcare crescută, a câștigat Prima Competiție Militară a aeronavelor create în Imperiul Rus. Această mașină a fost singura care a trecut toate testele. În 1912, Gakkel-7 a primit Marea Medalie de Aur, recunoscând astfel meritele inventatorului rus.

Orez. 3.3.- Avionul „Gakkel-7”

Lucrarea lui Gakkel privind crearea unui bimonoplan a fost continuată de Igor Sikorsky. Aeronava lui S-6, cu caroseria acoperită cu scânduri de lemn subțiri, lustruite cu grijă și lăcuite, a căpătat o formă aerodinamică. Datorită acestui fapt, talentatul designer de aeronave a reușit să stabilească recorduri mondiale de viteză: cu doi pasageri la bord - 111 km/h, cu cinci - 106 km/h. Timp de doi ani, avioanele lui Sikorsky au câștigat premii la concursurile de avioane militare, deloc inferioare modelelor europene de vârf.

Între timp s-au dezvoltat și monoplanurile în forma lor pură. În 1907, talentatul aviator și designer francez Louis Blériot a început să creeze monoplane. Avioanele sale au fost primele monoplane cu suprafețe mobile pentru control lateral: unele dintre modelele sale aveau vârfuri de aripi rotative, altele aveau cârme mobile pe coadă. Aceste inovații i-au permis aviatorului să fie primul dintre piloții din lume care stăpânește manevrele pe un monoplan.

Zborul său istoric peste Canalul Mânecii din 25 iulie 1909 a făcut din Blériot cel mai popular model al său. Din acel moment, omenirea a încetat să privească aeronava ca pe un mijloc de divertisment pentru public și l-a transformat într-unul dintre cele mai specii promițătoare vehicule destinate transportului de persoane, mărfuri și conducerii operațiunilor de luptă.

Un pas important spre îmbunătățirea monoplanului a fost proiectul implementat al francezului E. Nieuport, care se baza pe Blériot-11. Durabil, stabil în zbor, sensibil la abaterea direcției și bine planificat, Nieuport-4 și-a luat în curând locul cuvenit în forțele armate ale Franței, Rusiei și Italiei.

În 1912, proiectantul și șeful companiei de aviație A. Duperdussen a folosit pentru prima dată un design monococă în construcția de avioane. Avionul numit după el avea o piele de lemn lipită prin presiune pe un semifabricat în formă de fuzelaj. După îndepărtarea semifabricatului, carcasa de lemn a fost lipită la exterior și în interior cu o cârpă, apoi lăcuită. Carcasa obținută în urma acestei proceduri cu o grosime a peretelui de 4,5-5 mm s-a remarcat printr-o mare rigiditate și rezistență.

Acum, designerii s-au confruntat cu sarcina de a crește capacitatea de transport a aeronavelor. S-a putut crește doar prin creșterea greutății la decolare, ceea ce a necesitat o creștere a puterii centralei. Și de atunci

Pe atunci nu existau motoare puternice, trebuia să pună mai multe motoare în avioane.

Indicativ în acest sens a fost crearea în Rusia a avioanelor Grand (Cavalerul rus) și Ilya Muromets, ale căror proiecte i-au aparținut lui Igor Sikorsky. Modelele aveau patru motoare montate pe aripi. În fața fuzelajului Cavalerului Rus se afla un cockpit vitrat cu compartimente pentru pilot, pasageri, o toaletă și încăpere pentru piese de schimb și unelte. În fața cabinei era un mic spațiu unde se putea merge în timpul zborului. Când oricare dintre motoarele tandem era oprit, aeronava își putea continua zborul fără piedici (Fig. 3.4.).

Orez. 3.4.- Avionul „Grand” („Cavalerul Rus”)

Aeronava Ilya Muromets, construită în octombrie 1913, a devenit succesorul Grand. Era un biplan cu un fuselaj durabil, în nasul căruia se afla o cabină de sticlă cu iluminat și încălzire electrică (Fig. 3.5.). Biplanul a decolat pentru prima dată pe 23 decembrie 1913. Experimentele cu două motoare oprite și decolări pe schiuri de pe zăpadă s-au dovedit a fi foarte reușite. Au fost stabilite recorduri mondiale pentru sarcină utilă, rază de acțiune și altitudine de zbor.

Orez. 3.5.- Avionul „Ilya Muromets”

Omul a avut ocazia să observe și să studieze „dispozitivele” care zboară liber cu mult înainte de crearea primului avion - a avut întotdeauna un exemplu de pasăre zburătoare în fața ochilor. În legendele oricărei națiuni puteți găsi erou de basm, capabile să se deplaseze prin aer, iar aceste metode sunt extrem de diverse.

Ideile despre mecanismul zborului păsărilor au fost la fel de diverse. S-a sugerat chiar că ridicarea aripii este cauzată de sarcini electrice, care apare pe pene slăbite când pasărea își deschide aripile.

Cu toate acestea, zborul cu un vehicul mai greu decât aerul a devenit posibil destul de recent (după standardele istoriei omenirii) și la peste o sută de ani după primul zbor pe balon cu aer cald(aerostat) al fraților Montgolfier.

planoare sau aeronave nemotorizate

Observațiile înălțării păsărilor au condus la experimente folosind curenții de aer în creștere și crearea planoare. Cu toate acestea, un dezavantaj serios al planorului ca vehicul este că nu este capabil să decoleze singur.

În 1891, Otto Lilienthal a făcut un planor din crengute de salcie, acoperit cu material textil. În perioada 1891-1896, a efectuat până la 2000 de zboruri. La 9 august 1896 a murit Otto Lilienthal. O copie a aparatului său poate fi văzută pe stradă în Muzeul N. E. Jukovski din Moscova. Radio.

Planarea era populară în anii 1930. Cei mai renumiți designeri de avioane au început cu proiecte de planoare, de exemplu O.K. Antonov, S.P. Korolev, A.S. Yakovlev. Aplicație materiale moderne iar formele aerodinamice au condus la faptul că, în condiții de fluxuri ascendente stabile, de exemplu în zonele muntoase, planoarele sunt capabile să efectueze zboruri de mai multe ore și chiar de mai multe zile.

Designul aerodinamic al planoarelor a devenit baza pentru vehiculele mai grele decât aerul conduse de puterea musculară umană - „avioane musculare”, precum și pentru alte vehicule cu viteză mică.

Descendenții planoarelor sunt „deltaplanuri” și „parapantari”. Parapanta este extrem de populară în zilele noastre.

Modelele mai mici de parapantă sunt folosite ca echipament sportiv pentru remorcarea schiorilor de munte și de apă. Puteți realiza singur un astfel de dispozitiv, chiar și acasă.

Încercările de a crea o aeronavă capabilă să decoleze în mod independent, să aterizeze într-un anumit punct și să decoleze din nou de acolo s-au soldat cu eșec nu numai din cauza lipsei de cunoștințe, ci și din cauza lipsei unui motor adecvat. Este la fel de adevărat că apariția unui nou motor, mai ușor și mai puternic, sau bazat pe un alt principiu de generare a forței motrice, duce la o descoperire revoluționară în dezvoltarea aviației.

Bazele teoretice pentru zborul vehiculelor mai grele decât aerul au fost dezvoltate de N. E. Jukovsky la începutul secolului al XX-lea. Datele experimentale necesare au fost obținute încă din secolul al XIX-lea de către A. F. Mozhaisky, O. Lilienthal și alții.

Construcția și proiectarea aeronavelor

Capitolul 1. Informații generale despre avioane.

Avioanele sunt mai grele decât aerul.

Avioanele de acest tip includ: avioane, planoare, avioane, proiectile, rachete, elicoptere, autogire, ornitopteri.

Un avion este o aeronavă mai grea decât aerul pentru zbor în atmosferă cu ajutorul motoarelor și a unei aripi care este fixată față de alte părți ale aeronavei (excluzând aeronavele cu unghi de inclinare/excluzând aripile cu baleiaj variabil). Combustibil: kerosen și aer atmosferic.

Motivele pentru care aeronava devine principalul mijloc de transport în aer:

1. Viteză mare

2. Capacitate mare de încărcare și gamă

3. Fiabilitatea în exploatare

4. Manevrabilitate ridicată, stabilitate și controlabilitate

Principalele părți ale aeronavei:

Fuzelaj

Penaj

Centrală electrică (aceasta nu este doar motoare, ci și elemente de automatizare, sisteme de alimentare cu energie și funcții vitale ale motoarelor)

Aripă creează portanță atunci când aeronava se mișcă. De obicei, este montat fix pe fuselaj, dar în aeronavele cu decolare și aterizare verticală se rotește în jurul axei transversale. Pe aripă sunt instalate cârme de rulare - elerone și elemente de mecanizare a aripii, adică. dispozitive capabile să crească capacitatea portantă și rezistența aripii în timpul decolării, aterizării și manevrei (clapete, flaps, lamele etc.).

Fuzelaj servește pentru a găzdui echipajul, pasagerii, mărfurile și echipamentele.

Şasiu conceput pentru a muta aeronava în jurul aerodromului și pentru a absorbi energia de impact în timpul aterizării. Sunt echipate cu frane. Trenul de aterizare poate fi retractabil sau neretractabil. Acestea din urmă au o rezistență mai mare, dar sunt mai simple ca design și mai ușoare.

Penaj servește la asigurarea stabilității, controlabilității și echilibrării aeronavei; sunt situate în spatele aripii și constau din suprafețe mobile și fixe.

Coada orizontală fixă ​​este stabilizatorul, coada verticală este chila. Liftul este articulat de stabilizator, iar cârma de control al otrăvirii este atașată de chilă. Dacă este necesar, cârmele cu gaz pot fi folosite pentru control.

Centrala electrică este folosită pentru a crea tracțiune. Se compune din motoare de aeronave, precum și din sisteme și dispozitive care asigură funcționarea acestora și schimbă tracțiunea.

Utilizat în prezent în centrala electrică:

TRD – motoare cu turboreacție

Motoare turboventilatoare - motoare turboreactor cu două circuite

TRDF – motoare turboreactor cu postcombustie

TRDDF - motoare turboreactor cu două circuite cu postcombustie

TVD - motoare turbopropulsoare

Motoare ramjet - motoare ramjet

SPVRD - motoare ramjet supersonice sau hibride

Aviația civilă: turboreactor, turbofan, turbofan, turbofan

Aviația militară: TRDF, TRDDF

Aviația locală: teatru de operațiuni

Funcționarea motorului este asigurată de următoarele sisteme: combustibil, lubrifiere, aspirație aer și gaz, pornire, control și control automat

Echipamentul aeronavei este alcătuit din: instrumente, echipamente radio și electrice, dispozitive antigivrare, echipamente de mare altitudine, de bord și speciale.

Instrumentaţie:

1. Zbor și navigație (variometre, busole, indicatoare de viteză, pilot automat).

2. Monitorizarea funcționării motorului (manometre, termometre, debitmetre).

3. Auxiliare (ampermetre, voltmetre).

Echipamentele electrice asigură funcționarea instrumentelor, comenzilor și radiourilor, sistemelor de pornire a motorului și sistemelor de iluminat.

Echipamentele radio sunt echipamente de radiocomunicații și radionavigație, echipamente radar, sisteme automate de decolare și aterizare.

Echipamentul la mare altitudine asigură siguranța și protecția unei persoane în zbor (sisteme de aer condiționat, alimentare cu oxigen).

Echipamentul de bord oferă locuri confortabile pentru pasageri.

Echipament special- dispozitive de plasare si pulverizare chimicale pt Agricultură, pentru transportul bolnavilor si ranitilor, pentru incarcarea si asigurarea marfurilor speciale de mari dimensiuni, pentru fotografiere aeriana.

Un planor este o aeronavă fără motor care este mai grea decât aerul. Forța de ridicare este creată de o aripă care este nemișcată în raport cu corpul. Mișcarea înainte este creată de forța componentă a greutății. Decolarea se efectuează folosind amortizoare din cauciuc, un troliu cu cablu sau un avion de remorcare. Zborul în straturile calme ale atmosferei se efectuează cu o coborâre constantă la un unghi față de orizont. Caracteristicile corpului aeronavei:

1. Altitudine de zbor - 14 km

2. Raza de zbor - 1000 km

3. Viteza de coborâre - 0,4-0,8 m/s

4. Viteza de zbor - 80-100 km/h

5. Anvergura aripilor - 29 m

6. Prelungirea aripii - 20-36 m

Avioanele și rachetele sunt vehicule aeriene fără pilot mai grele decât aerul. Acestea includ:

1. aeronave balistice

2. rachete pentru lansarea sateliților artificiali

3. rachete pentru lansare cu echipaj nava spatiala

Elicopterul (elicopterul) este o aeronavă mai grea decât aerul în care portanța și forța sunt create de rotoarele care se rotesc într-un plan orizontal sau aproape orizontal. Rotoarele sunt antrenate de motoare cu piston sau cu reacție printr-o cutie de viteze și un arbore vertical. Elicopterele cu reacție au un rotor antrenat de un motor cu reacție sau atașamente montate pe palele rotorului. Furnizat la duze aer comprimat de la compresor. Forța de ridicare este creată fără mișcarea înainte a elicopterului. Rotorul principal înlocuiește nu numai aripa unui elicopter, ci și rotorul tractorului, ceea ce permite dispozitivului să:

Deplasați-vă înainte, înapoi și în lateral

Ridicați-vă și coborâți într-un unghi față de orizont

Atârnând nemișcat în aer

Rotiți în jurul unei axe verticale

Acest lucru se realizează prin înclinarea împingerii rotorului principal în direcția de zbor.

O proprietate importantă a elicei: în caz de defecțiune a motorului, capacitatea de a se roti sub influența fluxului de aer care se apropie, de exemplu. efectuați coborâre și aterizare planare sau cu parașuta.

Construi elementele active ale elicopterului:

1. Fuzelaj, tren de aterizare, rotorul principal și comenzi

2. Instrumentatie, echipamente radio si electrice

3. Centrală electrică cu sisteme care asigură funcționarea acesteia

4. Transmisia, care include cutii de viteze, arbori, cuplaje, frane cu rotor

Vehiculele cu decolare și aterizare verticale sunt fie o combinație a proprietăților avioanelor și elicopterelor, fie sunt avioane în care susținerea în timpul decolării și aterizării este creată folosind motoare cu reacție speciale numite motoare de susținere. În zborul orizontal, portanța este generată de aripă, iar tracțiunea este generată de motoarele convenționale, numite motoare de propulsie. Perspectivele de utilizare a unor astfel de dispozitive sunt determinate indicatori economici: Un design mai complex și mai scump trebuie să aibă performanțe ridicate.

Un autogiro este o aeronavă mai grea decât aerul a cărei suprafață portantă principală este rotorul, de exemplu. un rotor care se rotește sub influența unui contraflux de aer. Mișcarea înainte a unui autogir, spre deosebire de un elicopter, este efectuată de o elice convențională rotită de un motor. Dezavantajele autogirelor:

1. Semnificativ inferior vitezei de zbor a avioanelor.

2. Nu pot decola sau ateriza pe verticală.

Ornitopterii sunt aeronave mai grele decât aerul, în care portanța și forța sunt generate de aripi care se mișcă ca aripile unei păsări. Este greu de reprodus o astfel de mișcare. Prin urmare, este foarte dificil să se creeze astfel de dispozitive din punct de vedere structural și, prin urmare, neprofitabile din punct de vedere economic.

Mihail Vasilevici a făcut prima încercare practică din istorie de a folosi elicea lui Arhimede pentru navigația aeriană. Nu trebuie să uităm că elicea la acea vreme nu era cunoscută nici măcar ca dispozitiv de propulsie pt nave maritime. Această descoperire a lui arată că Lomonosov a înțeles corect legile rezistenței aerului și a găsit o forță capabilă să susțină și să propulseze aparatul în zbor. Ceea ce este deosebit de interesant este că Lomonosov, aparent încercând să elimine cuplul reactiv, a furnizat două elice în elicopterul său, care se rotesc în direcții opuse.

Astfel, marele nostru compatriot, în timp ce dezvolta meteorologia științifică, a pus în același timp și bazele aerodinamicii, care a apărut ca știință abia la sfârșitul secolului al XIX-lea.

PRELEGERE Nr. 2

Subiect: Aeronava mai ușoară decât aerul. Baloane incontrolabile. Baloane controlate. Dirijabile.

2.1. Avioane mai ușoare decât aerul

Mulți istorici cred că epoca aeronauticii a început cu zborurile experimentale ale fraților Montgolfier (sfârșitul anilor 1700), dar încă din secolul al III-lea. î.Hr e. Matematicianul grec Arhimede, care a descoperit legea conform căreia un corp scufundat într-un lichid pierde exact la fel de multă greutate cât lichidul pe care îl deplasează, și-a dat seama că acest principiu se aplică și gazelor.

Primul spectacol de succes un balon cu aer cald umplut cu aer cald a fost creat de preotul iezuit, Bartolomeo Lorenzo de Gusmao. Acest eveniment semnificativ a avut loc în 1709 în prezența familiei regale a regelui Ioan al V-lea al Portugaliei. Aparatul era un mic înveliș de hârtie umplut cu aer încălzit obținut din arderea materialului inflamabil conținut într-un vas de lut, care era amplasat într-o tavă de lemn suspendată de jos.

De mare importanță pentru dezvoltarea ideii unui avion mai ușor decât aerul a fost descoperirea englezului Henry Cavendish - în 1766 a reușit să obțină „aer inflamabil” („flogiston”), cunoscut în prezent sub numele de hidrogen.

Numele lui Etienne și Joseph Montgolfier sunt cunoscute de aproape toți pasionații de aeronautică. În 1783, au reușit să facă un balon capabil să ridice un adult (Fig. 2.1.). Capacitatea sa de transport a fost de aproximativ 205 kg. După ce s-a ridicat la o înălțime de 305 m, această aeronavă a zburat 915 m și s-a scufundat la sol. Diametrul mingii era de 12 m. Combustibilul era gaz obținut din arderea bucăților de hârtie, lemn și paie sub gâtul cochiliei, iar paiele erau ude. Frații înșiși nu au putut explica de ce au ars paiele ude - au simțit intuitiv că ar fi mai bine așa. Și o explicație pentru acest fenomen a fost găsită relativ recent. Dacă carcasa este umplută nu doar cu aer încălzit, ci și umidificat, atunci la aceeași temperatură și forță de ridicare volumul balonului este redus semnificativ. Primii pasageri au fost animale domestice: oaie, rață și

cocoş. Acest zbor a avut loc la 19 septembrie 1783 în prezența cuplului regal al lui Ludovic al XVI-lea. Primul zbor al balonului cu aer cald cu oameni pe nume François Pilatre de Rozier și marchizul d'Arlandes a avut o durată foarte scurtă - aproximativ 25 de minute. și a avut loc la 21 noiembrie 1783, dar ei au fost cei care au devenit primii aeronauți din istoria lumii.

Orez. 2.1.- Balon

ÎN În secolul al XIX-lea, zborurile cu baloanele au căpătat proporții fără precedent. Cei care își permiteau au zburat pentru distracție și fior. A apărut noul fel sport - aeronautică, iar recordurile au fost stabilite una după alta. În cele din urmă, baloanele au fost folosite de oamenii de știință pentru o mare varietate de observații și experimente.

Din 1860, noul tip de transport a fost utilizat în mod activ de către armată, ceea ce a fost asociat cu izbucnirea războiului civil american. Apropo, acest lucru a influențat dezvoltarea aeronauticii, deoarece s-au făcut trei descoperiri serioase bazate pe utilizarea tehnologiei aeriene - poșta aeriană, unități mobile de producere a hidrogenului și „barje” pentru transportul baloanelor.

ÎN 1861 Armata a transmis pentru prima dată un mesaj telegrafic de la un balon la sol. Acest lucru ne-a forțat să reconsiderăm canalele tradiționale de transmitere a corespondenței.

Căutarea unor modalități mai convenabile de a alimenta baloanele a dus la inventarea unei unități mobile de producere a hidrogenului. Procesul de producere chimică a hidrogenului s-a bazat pe principiul interacțiunii dintre fier și acid sulfuric diluat. Instalația a făcut posibilă realimentarea rapidă a baloanelor, ceea ce a sporit mobilitatea operațiunilor militare; ulterior aceste instalații au început să fie utilizate în aviația civilă.

A treia inovație a fost folosirea unui șlep de cărbune, care a făcut posibilă transportul și remorcarea baloanelor, atât finisate, cât și deteriorate. Cu alte cuvinte, alte vehicule au intrat în serviciul aviației și a început procesul de integrare a vehiculelor de transport. Mai târziu, apropo, această inovație a sugerat ideea de a crea și utiliza portavioane.

2.2. baloane

Balonul este format dintr-o minge din material cauciucat gros. Balonul este umplut cu aer sau hidrogen (în baloanele moderne și heliu), care este încălzit cu ajutorul unui arzător reglabil instalat în coșul pasagerilor (gondolă). Coșul este atașat de minge cu ajutorul cablurilor (Fig. 2.2.).

Orez. 2.2.- Aerostat

Pentru a prelungi timpul de zbor, a fost adesea folosită descărcarea de balast. Aceștia erau de obicei saci de nisip atârnați, de regulă, peste lateralul coșului, deși - în situații de urgență - acestea puteau fi cele mai neobișnuite lucruri, sau mai degrabă, primul lucru care a venit la îndemână.

Baloanele au salvat armata de mai multe ori. Astfel, în perioada 1870-1871, au făcut un serviciu bun parizienilor care și-au apărat orașul de invazia trupelor prusace. Asediații au construit rapid avioanele, care s-au dovedit a fi un mijloc neobișnuit de convenabil de a transporta oameni, mesaje urgente, provizii și arme. Dar un lucru dă naștere altuia. La rândul lor, în timpul acestei campanii armata prusacă a început să folosească tunuri antiaeriene, care au fost special concepute pentru astfel de scopuri aeriene.

Atacurile cu bombă au fost efectuate și din baloane. Primul astfel de atac a fost efectuat în noiembrie 1944 de japonezi în timpul atacului lor asupra Statelor Unite. Ksati, în același timp au folosit un dispozitiv original care a permis balonului să zboare

cu o altitudine constantă de aproape 10.000 km deasupra Oceanului Pacific. Fiecare balon transporta o bombă cu fragmentare de 15 kilograme și două obuze incendiare. Cu toate acestea, efectul „util” al unor astfel de arme s-a dovedit a fi extrem de mic: din 9 mii de baloane lansate, doar o mie au ajuns pe țărmurile Americii. Au fost înregistrate 258 de cazuri de bombardamente (adică un sfert din această mie și 1/36 din numărul de dispozitive lansate). 6 oameni au murit.

În general, baloanele au fost folosite pentru o varietate de scopuri, inclusiv cele științifice. Pe 11 iulie 1897, trei oameni de știință suedezi conduși de Solomon August Andre au întreprins o expediție de cercetare în Arctica într-un balon de 4531 m3 echipat cu pânze. Din păcate, expediția s-a încheiat tragic - oamenii de știință au murit pe Țara Franz Josef.

Dar timpul a trecut, tehnologia s-a îmbunătățit și înregistrările au continuat. La 30 iunie 1901, profesorii Berson și Suhring s-au ridicat într-un balon la o înălțime de 10.800 m. Și în 1931, fizicianul elvețian Auguste Picard a zburat în stratosferă, înălțându-se într-o capsulă ermetică la o înălțime de 15.281 m. anul urmator se ridicase deja la 16.201 m. Trei ani mai târziu, americanii Andersen și Stevenson au atins o înălțime de 22.066 m.

Pasionații autohtoni de aeronautică nu au rămas în urmă cu cei străini. În 1935, Zykov și Tropin au petrecut 91 de ore și 15 minute pe cer într-un balon. Acest zbor a fost inclus în lista recordurilor mondiale. Impresionant a fost și startul simultan de 25 baloane, care a fost realizat de aeronașii autohtoni trei ani mai târziu.

Dacă vorbim despre dimensiune, atunci cel mai mare și mai rapid balon cu aer cald din lume care a luat vreodată în aer este Virgin Otsuka Pacific Flyer de la Tender și Colt, al cărui volum al carcasei este de 73.624 m3 și înălțimea sa de 68 m. este înălțimea unei clădiri de 25 de etaje). În timpul unui zbor din Pacific în 1991 viteza maxima la care a ajuns balonul a fost de 385 km/h.

Într-o încercare recentă călătorie în jurul lumii Balonul a folosit un balon Endeavour modern de la compania engleză Cameron Balloons. Din păcate, din cauza condițiilor meteo nefavorabile, acest zbor nu a putut fi finalizat în totalitate.

Și în octombrie 1990, șeful companiei, Donald Cameron, a luat un zbor de succes cu compatriotul nostru Gennady Oparin de la Londra către

URSS. Carcasa cilindrului în sine a fost realizată din materiale moderne - Kevlar și fibră de carbon. Pregătirea a fost minuțioasă - parașute, costume, walkie-talkie. La o altitudine de 3 km, călătorii au zburat în siguranță spre Estonia, dar apoi vântul a urcat la 14 m/s și vizibilitatea s-a deteriorat brusc. A trebuit să urcăm la o înălțime de 5 km și să coborâm în Letonia, unde am aterizat pe un câmp de cartofi lângă Riga. Și, dacă fermierii locali înspăimântați s-au calmat rapid, a durat destul de mult să se descurce cu ofițerii KGB care au sosit noaptea.

Pentru a rezuma, trebuie remarcat faptul că baloanele au devenit nu numai vehicul, dar și un fel de simbol al timpului nostru. Aceste dispozitive au fost primele care au realizat visul etern al omului de a se ridica în aer.

1. Pietrele nu pot cădea din cer, nu au de unde să vină! (Academia de Științe a Meteoriților din Paris, 1772)

2. În viitor, computerele nu vor cântări mai mult de 1,5 tone. (Revista Popular Mechanics, 1949)

3. Cred că vom găsi cerere pentru cinci calculatoare pe piața mondială. (Thomas Watson - director al IBM, 1943)

4. Am călătorit în această țară în lung și în lat, am vorbit cu cei mai deștepți oameniși vă pot garanta că prelucrarea datelor este doar un moft, a cărui moda nu va dura mai mult de un an. (Redactor, Prentice Hall, 1957)

5. Dar ce... ar putea fi de folos în chestia asta? (întrebare la o discuție despre crearea unui microcip în divizia de sisteme de calcul avansate a IBM, 1968)

6. Nimeni nu ar trebui să aibă nevoie să aibă un computer acasă. (Ken Olson - fondator și președinte al Digital Equipment Corp., 1977)

7. Un dispozitiv precum telefonul are prea multe neajunsuri pentru a-l considera un mijloc de comunicare. Prin urmare, cred că această invenție nu are valoare. (din discuțiile de la Western Union în 1876)

8. Această cutie muzicală fără fir nu poate avea nicio valoare comercială. Cine va plăti pentru mesajele care nu sunt destinate unei persoane private? (parteneri de afaceri ai lui David Sarnov ca răspuns la propunerea sa de a investi într-un proiect radio, 1920)

9. Conceptul este interesant și bine executat. Dar pentru ca o idee să înceapă să funcționeze, trebuie să conțină bun simț. (Profesor la Universitatea Yale ca răspuns la propunerea lui Fred Smith de a organiza un serviciu livrare rapidă; Fred Smith va deveni fondatorul serviciului de livrare Federal Express Corp.)

11. Da, pe cine naiba este interesat de conversațiile actorilor? (Reacția Warner Brothers la utilizarea sunetului în cinema, 1927)

12. Nu ne place sunetul lor și, în general, cvartetele de chitară sunt de domeniul trecutului. (Decca Recording Co., care a respins albumul The Beatles în 1962)

13. Avioanele mai grele decât aerul sunt imposibile! (Lord Kelvin - fizician, președinte al Societății Regale Științifice, 1895)

14. Profesorul Goddard nu înțelege relația dintre acțiune și reacție, nu știe că pentru o reacție sunt necesare condiții mai potrivite decât un vid.

Se pare că profesorul se confruntă cu o lipsă acută de cunoștințe de bază, care sunt predate înapoi în liceu. (editorial ziarului New York Times, dedicat lucrării revoluționare a lui Robert Goddard asupra rachetei, 1921)

15. Forarea pământului pentru petrol? Vrei să spui că trebuie să forezi în pământ pentru a găsi ulei? Eşti nebun. (răspuns la proiectul lui Edwin Drake din 1859)

16. Avioane – jucării interesante, dar nu reprezintă nicio valoare militară. (Mareșalul Ferdinand Foch, profesor de strategie la Academia Franceză de Stat Major)

17. Tot ce putea fi inventat a fost deja inventat. (Charles Dewell - Comisar al Oficiului American de Brevete, 1899)

18. Teoria germenilor a lui Louis Pasteur este o fantezie amuzantă. (Pierre Pache – profesor de psihologie la Universitatea din Toulouse, 1872)

19. Abdomenul, pieptul și creierul vor fi întotdeauna închise la intervenția unui chirurg înțelept și uman. (Sir John Erik Eriksen - medic britanic numit chirurg-șef al reginei Victoria, 1873)

20. 640 de kiloocteți de memorie ar trebui să fie suficienți pentru toată lumea. (Bill Gates, 1981)

21. 100 de milioane de dolari sunt prea mult de plătit pentru Microsoft. (IBM, 1982)