Меню сайта
Категории раздела
Форма входа
Статистика
Онлайн всего: 1 Гостей: 1 Пользователей: 0 |
Каталог статей
Родоначальники авиации
Как и во всякой науке, ведущая роль в решении задач в области аэродинамики принадлежала фундаментальным теоретическим
исследованиям, на базе которых строились расчетные инженерные методы, составляющие основу прикладной теории. Корифеи
советской аэродинамики, такие, как Н. Е. Жуковский, С. А. Чаплыгин, Б. Н. Юрьев, В. В. Голубев, М. В. Келдыш, С. А. Христианович, Г.
П. Свищев, В. В. Струминский и многие другие, находились во главе прогресса авиации.
Трудность прикладного использования теоретических исследований состояла в том, что теоретические решения могли быть
найдены только для отдельных форм профилей, крыльев, тел вращения. Это означало, что почти для всех практически используемых в
авиации форм из-за отсутствия в то время ЭВМ, позволяющих использовать численные методы, большая часть теоретиков была занята
конкретными расчетами. Правильность базовой теории и приближенных методов решения требовали экспериментальной проверки —
подтверждения, а если необходимо, то и экспериментальных поправок, что имело и имеет место и до настоящего времени.
Для таких проверок была построена экспериментальная труба ЦАГИ диаметром 3 м и затем вторая — диаметром 6 м. В создании
экспериментальной базы ЦАГИ особенно велика роль А. Н. Туполева. Здесь, по мнению Г. П. Свищева, с полной силой проявился талант
Андрея Николаевича как организатора крупного масштаба. Создание аэродинамических труб с такими размерами и высокими
скоростями потока сделало возможным испытание крупных по размерам моделей, позволяющих точно моделировать формы самолетов,
отрабатывать их аэродинамические характеристики, а часто испытывать и натуральные элементы самолета, в том числе фюзеляж.
В числе первых достижений аэродинамиков тех лет была обклейка полотном гофра поверхностей фюзеляжа на самолете АНТ-4, что
дало большой эффект по улучшению летных данных. В порядок допуска в воздух самолета в первый раз вмешался предшественник АТК
ВВС, определивший, что без соответствующего свидетельства ЦАГИ ни одна машина не может подняться в воздух. От ЦАГИ
летательный аппарат получает свой воздушный паспорт, дающий право на первый взлет.
Был создан справочник конструктора, в который были включены все разделы аэродинамики самолета: аэродинамика крыла и
воздушных винтов, охлаждение двигателей, аэродинамический расчет, устойчивость и управляемость, проверка на штопор, методика
испытаний в аэродинамических трубах и методика летных испытаний.
Дальнейшим развитием этого направления было создание руководства для конструкторов, где давались рекомендации по
вопросам — от выбора геометрических форм самолёта до получения результатов испытаний моделей в аэродинамической трубе,
позволяющие учесть особенности и детали реальной конструкции самолёта.
Вторым направлением развития прикладной науки является накопление фактов. В аэродинамике, как и в любой науке, говорил А. М.
Черемухин, факты для развития теории и прикладных методов расчёта приносят познание явлений природы. Эти факты, как правильно
сказано, узнаются из "Неожиданных тел", возникающих при эксплуатации самолётов и их испытаниях, а также при изучении в
аэродинамических трубах. На базе осмысления фактов идёт разработка теории, а затем уже на базе теории и накопленных
экспериментальных данных создаются прикладные расчётные методы.
Лётные испытания всегда являлись отличным источником информации, т. к. они проходят в натурных условиях и являются наиболее
достоверными источниками для получения научно-практических данных. Именно поэтому уже в прошлом в отечественных КБ создавались
экспериментальные самолёты, начиная с самолёта АНТ-4, о котором уже говорилось.
Однако фундаментальные испытания оставались на стороне аэродинамических труб, которые строились в нашей стране, и их
объёмы и степень совершенства были уже таковыми, что в 1944 году в трубе Т-101 ЦАГИ испытывался самолёт ТУ-2, а в кабине
самолёта находился лётчик-испытатель.
С появлением турбореактивных двигателей появилась возможность преодоления "звукового барьера" и выхода самолёта на
сверхзвуковую скорость. Для исследований новых эффектов была построена трансзвуковая аэродинамическая труба, а затем введены
в эксплуатацию аэродинамические трубы больших сверхзвуковых скоростей.
Особое место в аэродинамике и самолётостроении занимает познание трансзвуковой скорости полёта, стоившей жизни многим
лётчикам-испытателям и ставившей в трудное положение тех, кто строит самолёты и принимает их в эксплуатацию.
Переход военной и гражданской авиации к сверхзвуковым скоростям полета и совершение длительных полетов потребовали
решения многих задач. Для этого, прежде всего, было необходимо существенно повысить аэродинамическое качество самолета на этих
скоростях и решить вопросы устойчивости и балансировки самолета во всем диапазоне скоростей — от дозвуковой до сверхзвуковой.
Вопросы теплостойкости конструкционных материалов, смазки и герметиков стали одними из определяющих для конструкций,
работающих в условиях циклического аэродинамического нагрева, характерного для высоких сверхзвуковых скоростей полета.
Последние 40 – 50 лет характеризовались бурным ростом скоростей, высот и значительным увеличением дальности полета на
дозвуковой скорости, особенно для транспортных и пассажирских самолетов. За этот период авиация увеличила максимальные
скорости примерно в 4 раза, высоту и дальность — в 2,5 – 3 раза. Этот скачок стал возможным благодаря широкому внедрению в
авиацию реактивных двигателей.
За рубежом созданием аппаратов тяжелее воздуха занимались Хенсен, Венси, Лилиенталь, Адер, Шанют и др., а научными
исследованиями в этой области и экспериментами в аэродинамических трубах — Эйфель во Франции, Кейли в Англии и Ленгли в США.
Полеты братьев Райт, Сантос-Дюмона, Блерио, Кертиса, Уточкина, Ефимова и др. положили начало систематическим полетам в
воздухе.
Самолетостроение в мирное время
После победы революции партия и правительство очень быстро осознали необходимость создания и развития воздушного флота
России. Вопросы развития авиации неоднократно были в центре внимания советских партийных и государственных органов,
неоднократно рассматривались на партийных съездах, специальных заседаниях и совещаниях с участием высших советских партийных и
государственных деятелей.
Отечественное самолетостроение в начале двадцатых годов базировалось на модернизации и серийном выпуске лучших образцов
самолетов зарубежных марок. Параллельно велись работы по созданию собственных конструкций.
Одним из первых самолетов, построенных в советское время, был модернизированный вариант английской машины ДН-9.
Освоение ее было поручено Н. Н. Поликарпову, а самолет различных модификаций имел наименование Р-1. В это время на базе
английской машины марки "АВРО" выпускался двухместный учебный самолет У-1, предназначенный для летных училищ.
Из отечественных самолетов оригинальной конструкции, созданных в двадцатые годы, следует отметить пассажирский самолет АК-
1 В. Л. Александрова и В. В. Калинина. Два самолета сконструировал летчик В. О. Писаренко и построил в мастерских севастопольской
школы летчиков, где был инструктором. Большую известность имели конструкторские группы под руководством Д. П. Григоровича и Н. Н.
Поликарпова, работавшие над созданием летающих лодок, пассажирских самолетов, а также истребителей.
В этот период в отечественном самолетостроении наметился переход к созданию летательных аппаратов из металла. В 1925 г. в
ЦАГИ было создано конструкторское бюро АГОС (авиация, гидроавиации и опытное строительство), руководителем которого стал А. Н.
Туполев. Тематика работы АГОС отличалась большим разнообразием, и в составе бюро были образованы бригады. Возглавлявшие их
инженеры стали впоследствии известными конструкторами.
Многие из созданных в бюро самолетов участвовали в международных выставках и перелетах на дальние расстояния. Так на
машинах АНТ-3 (Р-3) были совершены полеты по европейским столицам и дальневосточный перелет Москва – Токио. Тяжелый
металлический самолет ТБ-1 (АНТ-4) в 1929 г. совершил перелет Москва – Нью-Йорк через Северный полюс. Самолеты этого типа
применялись не только в дальней бомбардировочной авиации, но и в арктических экспедициях. Техническим руководителем проекта
ТБ-1 являлся конструктор В. М. Петляков. В АГОС был также спроектирован пассажирский самолет АНТ-9, совершивший дальний
перелет протяженностью 9037.
Одновременно отдел сухопутного самолетостроения (ОСС) под руководством Н. Н. Поликарпова строил самолеты-истребители И-3,
ДИ-2. В этот же период был построен широко известный самолет У-2 (По-2), прослуживший около 35 лет. Одной из весьма удачных
оказалась созданная отделом сухопутного самолетостроения машина Р-5, которая впоследствии выпускалась в различных вариантах —
как разведчик, штурмовик и даже как легкий бомбардировщик.
Отдел морского самолетостроения, руководимый Д. П. Григоровичем, строил морские самолеты, в основном — разведчики.
Наряду с боевыми и пассажирскими машинами конструировались авиетки и легкие самолеты по заказу спортивных организаций,
среди них и первые самолеты А. С. Яковлева, именовавшиеся АИР.
В начале тридцатых годов самолеты имели старые формы — бипланную схему и не убирающееся в полете шасси. Обшивка
металлических самолетов была гофрированной. В то же время в опытном самолетостроении происходила реорганизация, и на заводе
"Авиаработник" были созданы бригады по типам самолетов.
Вначале задание на разработку самолета И-5 было выдано А. Н. Туполеву, а позже его созданием занимались Н. Н. Поликарпов и Д.
П. Григорович. Этот самолет в различных модификациях состоял на вооружении почти десять лет, а истребители И-15, И-153, И-16 даже
участвовали в боевых действиях начального периода Великой Отечественной войны.
Бригада И. И. Погосского проектировала гидросамолеты, в частности дальний морской разведчик МДР-3 (позже ее коллектив
возглавлял Г. М. Бериев, который строил самолеты для авиации ВМФ вплоть до семидесятых годов).
Бригада дальних бомбардировщиков под руководством С. В. Ильюшина несколько позже спроектировала самолет ДБ-3, а затем
широко известный штурмовик ИЛ-2. Бригада С. А. Корчигина в течение нескольких лет занимались проектированием штурмовика,
который, правда, не получил применения. Под руководством А. Н. Туполева создавались тяжелые бомбардировщики, в том числе ТБ-3 —
один из лучших и наиболее известных самолетов этого типа.
Конструкторские бюро, руководимые А. И. Путиловым и Р. Л. Бартини, работали над созданием стальных цельнометаллических
самолетов.
Успехи, достигнутые в самолетостроении и особенно проектировании двигателей, позволили приступить к созданию самолета
рекордной дальности полета АНТ-25. Этот самолет с двигателем М-34Р конструкции А. А. Микулина вошел в историю после выполненных
на нем перелетов из Москвы в США через Северный полюс.
К началу сороковых годов в соответствии с постановлением Совета Народных Комиссаров "О реконструкции существующих и
строительстве новых самолетных заводов" было введено в эксплуатацию несколько новых авиационных заводов, которые
предназначались для выпуска новейших самолетов. В этот же период был объявлен конкурс на лучшую конструкцию самолета-
истребителя. Над его созданием работали талантливые инженеры- конструкторы: С. А. Лавочкин, В. П. Горбунов, М. И. Гудков, А. И.
Микоян, М. И. Гуревич, М. М. Пашинин, В. М. Петляков, Н. Н. Поликарпов, П. О. Сухой, В. К. Таиров, И. Ф. Флоров, В. В. Шевченко, А. С.
Яковлев, В. П. Яценко. Все они внесли огромный вклад в развитие не только советской, но и мировой авиации. В итоге конкурса в 1941 г.
на вооружение стали поступать самолеты ЛаГГ, МиГ и Як — широко известные истребители периода Великой Отечественной войны.
Слова К. Э. Циолковского о том, что за эрой аэропланов винтовых наступит эра аэропланов реактивных, оказались пророческими.
Эра реактивных самолетов практически началась в сороковые годы. По инициативе видного советского военачальника М. Н.
Тухачевского, являвшегося в то время заместителем Наркома по вооружению, были созданы многие научно-исследовательские
учреждения, работавшие в области ракетной техники.
Теоретические разработки и проведенные исследования в конце двадцатых годов позволили вплотную подойти к созданию
ракетоплана. Такой планер был построен Б. И. Черановским для ГИРД, а в 1932 г. планер модифицировали под опытный двигатель
одного из основоположников отечественного ракетостроения — инженера Ф. А. Цандера.
В апреле 1935 г. С. П. Королев сообщил о намерении строить крылатую ракету-лабораторию для полетов человека на небольших
высотах с использованием воздушно-ракетных двигателей.
Обеспечение максимальной скорости самолета было мечтой каждого конструктора. Проводились попытки снабдить поршневые
самолеты реактивными ускорителями. Характерным примером может служить самолет Як-7 ВРД, под крыло которого подвешивались
два прямоточных воздушно-реактивных двигателя. При их включении скорость возрастала на 60 – 90 км/ч.
Большая работа проводилась по созданию специального самолета-истребителя с ЖРД, который должен был иметь большие
скороподъемность при значительной продолжительности полета.
Однако ни истребители с поршневыми двигателями и установленными на них ускорителями, ни самолеты с ракетными двигателями
не нашли применения в практике боевой авиации.
В 1945 г. советская авиация перешагнула рубеж скорости в 825 км/ч после установки на самолеты И-250 (Микояна) и Су-5 (Сухого)
моторно-компрессорного двигателя, сочетавшего особенности поршневого и реактивного двигателей.
Указанием Государственного Комитета Обороны работа по созданию и постройке реактивных самолетов была поручена Лавочкину,
Микояну, Сухому и Яковлеву.
24 апреля 1946 года в один и тот же день взлетели самолеты Як-15 и МиГ-9, которые имели в качестве силовых установок
турбореактивные двигатели. Позже был построен Ла-160, первый в нашей стране реактивный самолет со стреловидным крылом. Его
появление сыграло значительную роль в повышении скоростей истребителей, но до скорости звука было еще далеко.
Второе поколение отечественных реактивных самолетов представляло собой более совершенные, более скоростные, более
надежные машины, в их числе Як-23, Ла-15 и особенно МиГ-15, признанный в сое время одним из лучших военных самолетов того
времени.
Впервые в СССР скорость звука в полете со снижением была достигнута в конце 1948 г. на опытном самолете Ла-176 летчиком О.
В. Соколовским. А в 1950 г. уже в горизонтальном полете самолеты МиГ-17, Як-50 проходили "звуковой барьер". В сентябре – ноябре
1952 г. МиГ-19 развивал скорость в 1,5 раза большую, чем скорость звука и превосходил по главным характеристикам "SUPER-SEIBR",
который к тому времени являлся основным истребителем ВВС США. Преодолев "звуковой барьер", авиация продолжала осваивать все
большие скорости и высоты полета. Скорость достигла таких значений, при которых для дальнейшего ее увеличения требовались новые
решения проблемы устойчивости и управляемости. Кроме того, авиация вплотную подошла к "тепловому барьеру". Проблема
теплозащиты самолета требовала безотлагательного решения.
28 мая 1960 г. на самолете Т-405 генерального конструктора П. О. Сухого летчик Б. Адрианов установил абсолютный мировой
рекорд скорости полета —2092 км/ч по замкнутому маршруту 100 км.
В итоге наша авиация получила самолет, способный в течение 30 минут лететь со скоростью примерно 3000 км/ч. Полеты на этих
самолетах свидетельствовали о том, что благодаря применению жаропрочных материалов и мощных систем охлаждения проблема
"теплового барьера" для этих скоростей полета в основном была решена.
За послевоенные годы в СССР были созданы превосходные пассажирские и транспортные самолеты. Еще в 1956 г. на линиях
Аэрофлота началась эксплуатация самолета Ту-104, который впервые в мире начал регулярные пассажирские перевозки. Ил-18, Ту-124,
Ту-134, Ан-10 и Як-40 выдвинули в то время наш Гражданский воздушный флот на одно из ведущих мест в мире.
Новые отечественные пассажирские самолеты Ан-24, Ту-154М, Ил-62М и Як-42 осуществляют массовые воздушные перевозки
внутри страны и за ее пределами. В конце семидесятых годов был создан сверхзвуковой пассажирский самолет Ту-144. Новый
качественный и количественный уровень пассажирских перевозок был достигнут с введением в эксплуатацию самолета — аэробуса Ил-
86. Военно-транспортная авиация получила самолеты Ан-22 и Ил-76Т, использующиеся для перевозки грузов военного и гражданского
назначения. В 1984 г. началась эксплуатация самолета-гиганта Ан-124 "Руслан", а позже Ан-225 "Мрия".
Вертолеты, которые только после Второй мировой войны стали работоспособным и экономически целесообразным
транспортным средством, в настоящее время получили широчайшее распространение. Советские авиационные конструкторы создали
надежные винтокрылые машины различного назначения — легкие (Ми-2 и Ка-26), средние (Ми-6 и Ка-32) и тяжелые (Ми-26 и другие для
военной и гражданской авиации).
Успехи русской авиационной промышленности в деле создания самолетов боевой авиации были продемонстрированы в 1988 г. на
международной авиационной выставке в Фарнборо (Англия), где демонстрировался истребитель МиГ-29; этот же самолет, "Буран" и Су-
27 демонстрировались в Париже в 1989 г.
До настоящего времени самолеты МиГ-29 и Су-27 являются непревзойденными лидерами в своем классе истребителей. Благодаря
своей схеме и совершенству силовых установок, они могут выполнять уникальные фигуры высшего пилотажа, которые недоступны
зарубежным аналогам этих истребителей.
Подводя черту подо всем вышесказанным можно сделать вывод, что, несмотря на все трудности и неудачи авиация в нашей стране
сделала огромный шаг в своем развитии. И мне хочется верить, что, благодаря гигантскому интеллектуальному потенциалу,
накопленному в России, авиация и в дальнейшем будет развиваться не менее быстрыми темпами, чем прежде.
"Смерд Никитка, боярского сына Лупатова холоп", летал на деревянных крыльях в Александровской слободе и "за сие дружество с
нечистою силою" был по приказу Грозного казнен. Приговор будто бы гласил "...человек не птица, крыльев не имать ... Аще же приставит
себе аки крылья деревянны, противу естества творит. То не божье дело, а от нечистой силы. За сие дружество с нечистою силою
отрубить выдумщику голову. Тело окаянного пса смердящего бросить свиньям на съедение. А выдумку, аки диавольскою помощью
снаряженную, после божественныя литургии огнем сжечь".
Это одна из первых в России попыток летать, которая была засвидетельствована историками (в данном случае — историками
Ивана Грозного). Так, ещё со времён Ивана Грозного, наши соотечественники демонстрировали необычные для остального мира
качества: изобретательность (я имею в виду умение из ничего сделать что угодно), инстинктивное понимание законов природы. Увы,
здесь проявилась ещё одна традиционная российская черта, сохранившаяся до наших дней в России: вечное противостояние науки и
власти. Конечно, вряд ли можно причислить "смерда Никитку" к учёным, ведь перед полётом он в лучшем случае прикинул "на глаз" —
полетит ли его аппарат или нет, но основатели русской воздухоплавательной школы, о которых речь пойдёт ниже, выросли на тех же
легендах и сказках, в которых говорилось о возможности человека летать, что и первые российские "воздухоплаватели". Прежде чем
приступить непосредственно к рассказу о создателях русской авиации, я хотел бы рассказать о первых попытках полётов в России.
Русский фольклор насчитывает немало сказок и легенд о фантастических существах и людях, обладающих "дьявольской" силой и
умением летать по воздуху. Мысль о возможности летания жила в народе, переходя из поколения в поколение. До нас дошли былины о
Тугарине Змеевиче, сказки о Коньке-Горбунке, о Кощее Бессмертном, о ковре-самолете, на котором летал Иван-царевич, о полете
Ивана-царевича на сове. Ряд легенд говорит и о реальных попытках создать летающие механизмы и приспособления. Так сохранилась
легенда, относящаяся еще в 906 г., о пуске по воздуху на осажденный князем Олегом Царьград каких-то снарядов. Другая легенда
говорит о летающем искусственном орле, сделанном во времена Ивана III (1482 – 1505 гг.). Известно сказание о спуске на устройстве,
подобном парашюту, поповского сына Симеона и др.
Несомненно, что русские люди пытались летать на самодельных крыльях, причем полеты, по-видимому, преследовали
увеселительные цели. В рукописи Даниила Заточкина, относящейся к Х III столетию и хранившейся ранее в Чудовом монастыре, есть
указания на полеты людей. Перечисляя народные увеселения славян, Даниил Заточник пишет: "...а иные слетают с церкви или с высокого
дома на шелковых крыльях ... показывая крепость сердец своих..."
Как видно из этой записи, еще в ХIII столетии у славян "иный летает с церкви или с высоки паволочиты крилы", "Паволочиты крилы"
— это крылья, сделанные из хорошего византийского шелка. С помощью таких крыльев, возможно, и совершали наши предки
своеобразные планирующие спуски. Постройкой крыльев для полета в 1762 г. занимался "колодник расстрига" Федор Мелес. Он был
убежден, что "...может человек совершенно подобию птице по воздуху, куда хочет летать". Мелес совершил побег из метрополичьего
дома и двое суток мастерил крылья на небольшом островке возле Тобольска, намереваясь обтянуть их мешками из-под хлеба.
Наступившие холода заставили прекратить опыты. На допросе Мелес показал, что "...намерен был отсель, из Тобольска, чрез те улететь
прямо в Малороссию". Тобльский митрополит Павел, считая, что "...диавол показал ему безумный способ к летанию", распорядился "за
содеянное безумие Мелесу каждую пятницу на неделе по сорок ударов плетями или лозами отчитывать вместо поклонений земных".
Михаил Васильевич Ломоносов
Возможно, такие попытки летать продолжались бы до поголовного истребления "изобретателей от сохи" но в XVIII веке за проблему
воздухоплавания взялся основатель первого российского университета — Михаил Васильевич Ломоносов.
Михайло Ломоносов задолго до официально признанных изобретателей геликоптера построил и испытал аппарат в России. Правда,
Леонардо да Винчи ещё в 1475 г. писал о возможности построить геликоптер, но Ломоносову эти работы Леонардо, обнародованные
только в конце XVIII столетия, не были известны.
Ломоносов обратил внимание на циркуляцию свободного воздуха в шахте в зависимости от наружной температуры. 1 января 1745 г.
изложил свои выводы "О вольном движении воздуха, в рудниках примеченном" конференции Академии наук. Это исследование наложило
отпечаток и на изобретенный Ломоносовым геликоптер. Лопасти винта геликоптера сильно напоминали лопасти "ветрогонной машины",
применявшейся на рудниках.
"Г-н сов. и проф. Ломоносов собранию представил о машинке маленькой, которая бы вверх подымала термометры и другие малые
инструменты метеорологические и предложил оной же машины рисунок; того ради, господа заседающие, оное его представление
опробовали и положили канцелярию Академии наук репортом просить, чтоб соблаговолено было приказать реченную машину по
приложенному при сем рисунку для опыта сего изображения сделать под его г-на авторасмотрением мастером Фуциусом. И о
вышеописанном ввиду протокола академического собрания рапортую марта 4 дня 1754 г.".
Под непосредственным руководством Ломоносова и по его чертежам такая машина к июлю 1754 г. была создана и опробована.
Это был небольшой геликоптер. В протоколах конференции от 1 июля 1754 г. сохранилось следующее описание этого геликоптера:
"Высокопочтенный советник Ломоносов показал изобретенную им машину, называемую им аэродромической (воздухобежной), которая
должна употребляться для того, чтобы с помощью крыльев, движимых горизонтально в различных направлениях силой пружины, какой
обычно снабжаются часы, нажимать воздух (отбрасывать его вниз), отчего машина будет подниматься в верхние слои воздуха с той
целью, чтобы можно было обследовать условия (состояние) верхнего воздуха посредством метеорологических машин (приборов),
присоединенных к этой аэродромической машине. Машина подвешивалась на шнуре, протянутом по двум блокам, и удерживалась в
равновесии грузиками, подвешенными с противоположного конца. Как только пружина заводилась, (машина) поднималась в высоту и
потому обещала достижение желаемого действия. Но это действие, по суждению изобретателя, еще более увеличится, если будет
увеличена сила пружины, если увеличить расстояние между той и другой парой крыльев, а коробка, в которой заложена пружина, будет
сделана для уменьшения веса из дерева. Об этом он (изобретатель) обещал позаботиться".
Скорее всего, исследования заняли все время Ломоносова и не дали ему возможности довести до "желаемого конца" постройку
геликоптера, но приоритет Ломоносова в этом изобретении несомненен. Изобретателем же геликоптера до сих пор часто называют
Пауктона, которому в 1768 г. действительно удалось сконструировать небольшой геликоптер.
Создание Ломоносовым геликоптера так же интересно тем, что даже значительно позднее — в 1782 г. — французская Академия
наук (одна из самых элитных в то время) в лице астронома Лаланда признала летание невозможным.
Михаил Васильевич сделал первую в истории практическую попытку применить архимедов винт для воздушного плавания. Нельзя
забывать, что винт в то время не был еще известен даже в качестве движителя для морских судов. Тем значительнее это открытие
русского ученого. Оно показывает, что Ломоносов один из первых понял действительные законы сопротивления воздуха и нашел силу,
способную поддерживать и продвигать аппарат в полете. Также интересно и то, что Ломоносов, очевидно, стремясь уничтожить
реактивный момент, предусмотрел в своем геликоптере два винта, вращающихся в противоположные стороны.
Ломоносов, разрабатывая основы метеорологии (существование которой также необходимо для нормального развития авиации),
одновременно с этим разработал основы аэродинамики, возникшей как наука только в конце XIX столетия.
Следующим из русских учёных, серьёзно занимающихся проблемой поднятия человека в воздух с помощью геликоптерного винта,
был Михаил Александрович Рыкачёв.
Михаил Александрович Рыкачёв
Михаил Александрович Рыкачев, моряк по профессии, впоследствии академик и директор Главной физической обсерватории,
заинтересовался проблемой летания в конце 60-х годов прошлого столетия. В 1868 г. Рыкачев поднимался на воздушном шаре для
метеорологических наблюдений. В 1871 г. в "Московском сборнике" была опубликована его статья "Первые опыты над подъемной силой
винта, вращаемого в воздухе”. Предпринятые исследования для определения мощности, необходимой для вращения винта определенных
размеров, и веса груза, который можно поднять на воздух с помощью такого винта, Рыкачев проводил для того, чтобы построить
геликоптер, на котором можно было бы, изменяя наклон оси винта, передвигаться в воздухе в желаемом направлении. Михаил
Александрович тщательно проанализировал все проведенные до него опыты и расчеты, касающиеся сопротивления воздуха и воды. Он
правильно отметил противоречие в коэффициентах Понселе и Дюшмена, установивших разные данные для неподвижной пластинки в
текущей воде и для пластинки, двигающейся в воде с известной скоростью, свои опыты Рыкачев проводил с помощью специально
сконструированного им прибора.
Прибор этот состоял из весов Роберваля, на одной чашке которых был установлен четырехлопастный винт, который приводился во
вращение падающей гирей или часовыми пружинами. Движение передавалось на вал винта с помощью зубчатых колес. На другой чашке
весов находилась гиря, уравновешивавшая прибор при неподвижных лопастях винта. Лопасти винта, имевшие форму трапеции, каждая
площадь 2,8 кв. фута (0,26 мл), могли быть установлены под разными углами к горизонту.
Результаты опытов, проведенных с 29 ноября 1870 г. по 14 марта 1871 г., были сведены Рыкачевым в таблицы.
Рыкачев не ограничивался научно-исследовательской работой. Он был одним из инициаторов создания VII воздухоплавательного
отдела Русского технического общества и первым председателем этого общества (1881 – 1884 гг.).
По инициативе Михаила Александровича русские воздухоплаватели в содружестве с учеными других стран приняли участие в
международных наблюдениях за движением облаков (проводившихся в 1896 – 1897 гг.), позволивших сделать ряд интересных
заключений. Рыкачевым в 1898 г. были осуществлены подъемы змеев с анемографом собственной конструкции. Михаил
Александрович совместно с Валеном вычислил также средние температуры зимних месяцев для Европейской России.
Рыкачёв поддерживал в России интерес к научному воздухоплаванию. Еще в 1868 и 1873 гг. он совершал полеты на свободном
аэростате, во время которых произвел ряд ценных метеорологических наблюдений. Благодаря его содействию в качестве директора
Главной физической обсерватории многие из физиков обсерватории — В. В. Кузнецов, С. И. Савинов, Д. А. Смирнов и др. — принимали
участие в полетах, организованных Международной ученой воздухоплавательной комиссией.
Как и Ломоносов, Рыкачёв одновременно занимался и проблемой поднятия человека в воздух, и проблемой исследования
атмосферы, наверняка представляя неотделимость этих наук. Однако если Ломоносов пытался построить летательный аппарат для
изучения свойств атмосферы, то Рыкачёв уже больше склонялся к мысли о том, что метеорология должна быть поставлена на службу
авиации, "...вовремя предупреждая воздухоплавателей о возможности или невозможности полётов..."
Почти одновременно с Рыкачёвым проблемой воздухоплавания занимался и Дмитрий Иванович Менделеев, автор знаменитой
"Периодической системы химических элементов".
Дмитрий Иванович Менделеев
Начавшееся после Крымской войны и падения Севастополя перевооружение русской артиллерии, в частности, переход на
нарезные и стальные дула орудий, а позже применение бездымного пороха остро поставили задачу изучения упругости газов. Менделеев,
изучая по заданию Главного инженерного управления эту проблему, столкнулся с двумя сторонами вопроса. С одной стороны, в условиях
высоких давлений газ должен быть близок к "предельному объему", с другой — при незначительной плотности газа "...можно ждать
уничтожения его упругости, т. е. прекращения в дальнейшем расширения. Тогда должно будет признать существование реальной границы
для земной атмосферы", — писал Менделеев.
Считая вопрос "О сжимаемости газов при столь малых давлениях, какие только можно измерять" весьма важным и требующим
разработки, Дмитрий Иванович невольно должен был заинтересоваться строением верхних слоев атмосферы. Он тщательно изучает
работы в этой области знаменитого английского физика Глешера, неоднократно поднимавшегося на воздушном шаре с научными целями.
Позже Дмитрий Иванович писал: "Меня так заняла гордая мысль подняться выше знаменитого англичанина и постичь закон наслоения
воздуха при нормальном состоянии атмосферы, что временно я оставил все другие занятия и стал изучать аэростатику". В статьях,
опубликованных в отчетах французской Академии наук, разбирая вопрос о закономерности изменения температуры в атмосфере,
Менделеев подчеркивает необходимость опытной проверки своих положений с помощью аэростата, который может подняться в верхние
слои атмосферы. Он разрабатывает и проект аэростата, "допускающего возможность безопасно оставаться на больших высотах в
атмосфере". В своем сообщении Химическому и физическому обществу при Петербургском университете он высказывает возможность
"...прикреплять к аэростату герметически закрытый оплетенный упругий прибор для помещения наблюдателя, который тогда будет
обеспечен сжатым воздухом и может безопасно для себя делать определения и управлять шаром". К этой мысли Д. И. Менделеев
возвращается и в 1873 г., утверждая, что с помощью таких аэростатов можно "...изучать условия верхних слоев атмосферы, где
надобно искать зародыш всех погодных изменений, в атмосфере совершающихся".
Таким образом, Менделеев еще в 1875 г. обосновал принцип создания стратостата с герметически закрытой кабиной,
осуществленный лишь спустя полстолетия. Менделеев как бы продолжал работы М. В. Ломоносова по изучению высших слоев
атмосферы. В 1875 г. (исходя из опыта французского воздухоплавателя Дюпюи де Лома, с работами которого он был знаком)
Менделеев составил эскиз управляемого аэростата и сделал необходимые расчеты.
Великий ученый мечтал собрать необходимые для постройки аэростата средства за счет продажи издаваемых им книг. В 1876 г.,
издавая под своей редакцией книгу немецкого ученого Мона "Метеорология или учение о погоде", Менделеев пишет в предисловии:
"Издавая предлагаемое сочинение, я имею в виду приобрести через продажу и распространение его средства, необходимые для
устройства аэростата, назначаемого для восхождения в верхние слои атмосферы". Единственной страной, имевшей опыт постройки
аэростатов, была в эти годы Франция. Менделеев решает отправиться за границу для изучения этого вопроса. Он обращается в военно-
морское министерство с письмом следующего содержания: "Воздухоплавание бывает и будет двух родов: одно в аэростатах, другое в
аэродинамах. Первые легче воздуха и всплывают в нем. Вторые тяжелее его и тонут. Так, рыба, недвижимая и мертвая, всплывает на
воду, а птица тонет в воздухе. Подражать первой уже умеют в размерах, годных для практики. Подражание второй — еще в зародыше, в
размерах, негодных в жизни людей, подобных полету бабочки, детской игрушке. Но этот род воздухоплавания обещает наибольшую
будущность, дешевизну (в аэростатах дорогие оболочки и газ) и, так сказать, указывается самой природой, потому что птица тяжелее
воздуха и есть аэродинам.
В изложении временного состояния дела и ведении опытов необходимо преследовать оба рода воздухоплавания, так сказать, в
равной мере, потому что по тому и другому еще предстоит много неясного, и в будущей истории воздухоплавания важнейшее место
займут не счастливых комбинаций догадки, а строго последованные опыты, от которых можно ждать решения практических задач. Хотя
оба рода воздухоплавания одинаково заслуживают исследователя, но для практической потребности, какова, например, военная,
только одни аэростаты обещают дать скорый и возможный результат, тем более что весь вопрос с теоретической стороны в главных
чертах здесь окончательно ясен. А потому, прежде всего, должно обратиться в практике к опытам в большом виде, над хорошо
обдуманным управляемым аэростатом. Не задаваясь чем-либо невозможным или мечтательным, я думая и хорошо убежден, что
большим аэростатом управлять возможно в такой же мере, как кораблем. У меня есть давно начатый проект такого аэростата. На днях я
его сличил вновь с основными данными тех аэростатов, которые уже выполняли задачу, и, по исправлению некоторых под
|
| Категория: Авиация | Добавил: Миха (05.02.2010)
|
| Просмотров: 2348
| Рейтинг: 1.0/1 |
|
|