История развития воздушного транспорта

На Руси уже в XVI веке были сделаны попытки полетов на воздушных шарах. Так, в царствование Ивана Грозного крепостной человек совершил вокруг Александров­ской слободы полет, за что был казнен, а его "аппарат" сожжен. В 1696 г. безымян­ный русский человек пытался летать на крыльях, обтянутых тонкой кожей. В 1729 г. под Ряжском совершал полеты на крыльях, сделанных из проволоки и перьев, кузнец Черник-Гроза. В 1731 г. в Рязани подьячий летал на воздушном ша­ре, наполненном горячим дымом.

Истоки научного подхода к проблеме полёта человека мы находим у ти­тана мысли Леонардо да Винчи, который изучил аэродинамику полета птиц и нашел намного веков опередившее его время решение конструкции лета­тельного аппарата, осуществленное фактически лишь в ХХ столетии.

Французы братья Жак Этьен и Жозеф Мишель Монгольфье были по­томственными бумажными фабрикантами и просвещенными людьми своего времени. Старший из братьев - Жозеф - много занимался физикой и химией в лабораториях Парижа, а младший - Этьен, инженер-архитектор, - управ­лял всеми делами фирмы.

Братья Монгольфье рассудили просто, что если горячий воздух заклю­чить в некоторый замкнутый объем (снаряд), то у снаряда должна возник­нуть подъемная сила, и он полетит. Они понимали, что для этого очень важно не перетяжелить оболочку будущего снаряда. Поэтому они взяли са­мую прочную и самую тонкую бумагу, какую только вырабатывали на их фабрике, склеили остроконечный мешок с открытой горловиной в нижней части, наполнили мешок горя­чим дымом, и 5 июня 1783 года снаряд оторвался от земли и полетел. 19 сентября состоялся второй полет с пассажирами (петухом, бараном и уткой).

После благополучного подъема и приземления животных логика требовала отправить в полет и че­ловека. В качестве пилотов воздушного шара согла­сились быть Пилатр де Розье, который уже сделал несколько подъемов на привязанном ша­ре Монгольфье, и маркиз д'Арланд.

Этот полет, продолжительностью около 20 минут, состоялся 21 ноября 1783 года. Дальность полета составила около 9 км.

В этом же году французский физик профессор Жак Александр Шарль совершил полет на шаре, наполненном водородом (шарльере).

Воздушные шары братьев Монгольфье (мон­гольфьеры) летали довольно успешно. Однако спи­сок жертв воздухоплавания суждено было открыть Пилатру де Розье, который погиб спустя два года после своего первого полета.

И монгольфьеры, и шарльеры со временем полу­чили общее название - аэростаты.

Аэростат (от аэро... и греч. states — стоящий, неподвижный), летательный аппарат легче воздуха. Подъёмная сила А. создаётся заключённым в оболочке газом (водород, гелий) с плотностью меньшей, чем плотность воздуха (согласно Архимеда закону). Различают А. управляемые (дирижабли), неуправляемые — свободного полёта с оболочкой в форме шара (сферические А. или воздушный шар, стратостат) и привязные (змейковые). Изменение высоты полёта свободного А. производится: подъём — уменьшением массы А. сбрасыванием части балласта (обычно песка в мешках), снижение — уменьшением подъёмной силы выпуском части газа через клапан. Подъём и спуск привязного А. производится лебёдкой. Аэростаты и дирижабли держатся в воздухе благодаря "принципу плавучести" (отсюда пошел и термин "воздухоплавание"), впервые открытому Архимедом. Этот принцип означает, что дирижабль полетит, если вес вымещаемого им воздуха будет больше чем общий вес дирижабля. Дирижабли бывают 3 типов: нежесткой системы (аэростаты), полужесткие дирижабли и жесткие, называемые еще цепеллинами. История цепеллинов началась с возвращения на родину из Америки графа Фердинанда фон Цепеллина, генерала кавалерии. Он привез идею создания жесткого аэростата, чего никто в мире до него не делал. Прошли годы, прежде чем граф Цепеллин смог реализовать свою мечту. Он не оставлял надежд убедить техническое сообщество реализовать его проект. Наконец, в 1899 году немецкий император Вильгельм II подарил Цепеллину комплекс зданий близ немецкого городка Фридрихсхафен, откуда 3 июля 1900 года поднялся в небо первый цепеллин.

В 1875 г. Д. И. Менделеев предложил проект управляемого стратостата, который был прообразом созданного позднее дирижабля.

Воздушные шары свободного парения никогда не были и не могли считаться средством регулярного транспорта.

Только с созданием в 1900 г. Фердинандом Цеппелином первого управляемого дири­жабля жесткой конструкции начались по­пытки создания регулярных рейсов.

С 1910 по 1914 год немецкие дирижабли выполнили свыше полутора тысяч полетов и перевезли 34028 пас­сажиров. Дирижабль "Граф Цеппелин", построенный в 1929 году, поднимал 30 тонн груза и 54 человека, раз­мещавшихся в двухместных каютах. На нем был обору­дован буфет с электрической кухней, а в ванной комнате подавалась горячая и холодная вода. Этот дири­жабль совер­шил 529 полетов.

Дирижабль "Акрон", построенный в США в 1932 году, носил в себе 5 самолетов, стартовавших и возвращавшихся на борт дирижабля при его полете.

Достигнув огромных успехов, дирижаблестроение постепенно стало свертываться и в середине тридцатых годов XX века почти исчезло. Причи­нами этого было то, что доверие к дирижаблям было подорвано целым рядом крупных катаст­роф. Последний гигантский дирижабль "Гинденбург", при­надлежавший Германии, взор­вался в воздухе 6 мая 1937 г. во время причаливания его к мачте на американском аэродроме.

Надежность летающих гигантов признали недостаточной. Вся беда была в том, что водород, которым наполнялось большинство управляемых аэростатов, взрывоопасен, а негорючий и невзрывающийся гелий, хоть и нашел себе применение в воздухоплавании, оказался в ту пору слишком дорогим.

Вторая и весьма существенная причина - хранить гиганты дирижабли на земле, особенно в непогоду и при сильном ветре, было очень сложно.

К тому же сравнительно низкая скорость дирижаблей никак не могла удовлетворить все возрастающие требования времени.

Еще совсем недавно казалось: дирижабли окончательно отжили свое. Но в последнее время идея дирижаблестроения получила новое развитие.

Дирижабль, наполненный гелием, построенный из современных материалов, может быть самым безопасным и самым большегрузным летательным аппаратом, который может эксплуатироваться без дорогостоящих аэродромов.

Идея создания летательного аппарата тяжелее воздуха (идея авиации) поя­вилась и разрабатывалась значительно ранее идеи воздушного шара. В 1754 году М. В. Ломоносов предложил проект летательного аппарата в виде двухвинтового вертолёта, который он назвал аэродинамической ма­шиной.

Огромная заслуга в области разработки планеров принадлежит инженеру Отто Лилиенталю и его брату Густаву, владельцам механической мастер­ской, которые жили в пригороде Берлина - Штеглице. Никто до Отто Лилиенталя не сумел так чет­ко обосновать теорию и практику планирующего полета, как это сделал он.

Разработка первых моделей самолетов началась в России во второй половине XIX века. Так, в 1867 г. Н. А. Телешов предложил проект самоле­та "Дельта", близко напоминающего своим внешним видом современные сверхзвуковые самолеты с дельтовидным крылом.

Выдающийся вклад в создание самолёта внёс в 1876 году капитан русского морского флота А. Ф. Можайский, создавший летаю­щую модель аэроплана с часовой пружиной в качестве двигателя.

В 1877 г. он же представил проект моно­плана, который имел все характерные для со­временных самолетов части: фюзеляж, не­подвижное несущее крыло (крылья), хво­стовое оперение, колесное шасси и силовую установку. А. Ф. Можайский в 1888 г. постро­ил двухмоторный самолет тремя винтами. Он сам спроектировал установленные на самолете паровые двигатели мощностью 10 и 20 л. с., которые были изготовлены за границей. Это был первый в мире самолёт, который взлетел с человеком на борту.

В 1894 г. проект аэроплана был разработан К. Э. Циолковским.

За рубежом также проводились опыты по созданию самолётов. В Анг­лии первый самолёт был построен в 1894 г.

Американцы, братья Орвилл и Уилбур Райт, 17 декабря 1903 г., поставив на планер небольшой бензиновый двигатель, пролетели на нем 800 м за 59 с. Их часто и считают изобретателями самолета.

25 июля 1909 года француз Луи Блерио на моно­плане собственной конструкции 32 минуты пересек пролив Ла-Манш.

27 августа 1913 года Петр Ни­колаевич Нестеров замкнул в киевском небе свою пер­вую мертвую петлю, по справедли­вости носящую теперь его имя. 26 августа 1914 года Не­стеров совершил первый таран.

Начало промышленного самолетостроения в России относится к 1908-1909 гг., когда русские инженеры создали первые оригинальные конструкции отечествен­ных самолетов. В 1913 г. русскими конструкторами во главе с И. И. Сикорским был построен огромный по то­му времени самолет "Большой Балтийский", а затем - "Русский витязь" с полетным весом 4,2 т (за рубежом не было самолета тяжелее 1 т). Этот первый в мире четы­рехмоторный самолёт брал на борт 7 человек и разви­вал скорость 90 км/ч. В том же году им был построен ещё более тяжелый самолёт "Илья Муромец" на 16 чело­век и спроектирован новый - "Святогор" с полётным весом 6,5 т и скоростью полёта 114 км/ч.

Летом 1918 года под руководством Николая Егоровича Жуковского - отца русской авиации - была создана "Летучая лаборатория", преобра­зованная в декабре в Цен­тральный аэродинамиче­ский институт (ЦАГИ).Начался быстрый процесс создания новых летательных аппаратов и двигателей к ним. 8 февраля 1924 г. в воздух поднялся первенец граждан­ской авиации трехместный пассажирский самолет АК-1 кон­структоров В. А. Александрова и В. В.

Калинина. В 1925 г. этот самолет участвовал в дальнем перелете по маршруту Москва - Пекин.

В мае 1924 года совершил полет первый цельнометаллический само­лет конструкторского бюро А. Н. Туполева АНТ-2 (3 места) с двигателем 100 л. с.

В 1929 году М. М. Громов на новом цельнометаллическом самолёте АНТ-9 пролетел 9037 км за 53 лётных часа.

В 1930-31 годах появился один и. крупнейших самолётов того времени - АНТ-14 вместимостью 36 пассажиров.

В 1934 г. был сконструирован АНТ-20 "Максим Горький" на 80 пассажи­ров с 6 и 8 двигателями по 900 л. с., скоростью 250 км/ч и полетной массой 42 т.

Создавались сверхдальние самолёты АНТ-25. На таком са­молёте в 1937 году экипаж В. П. Чкалова совершил беспересадочный 63­часовой полет Москва-Ванкувер (Канада) через Северный полюс, а экипаж М. М. Громова (12-14 июля 1937 г.) пролетел без посадки 10200 км за 62 ч

17 мин из Москвы через Северный полюс в Калифорнию.

Самолеты требовали наличия взлетно-посадочной полосы, по­этому возникла идея создания лета­тельного аппарата с вертикальным взлетом. Эта идея была не нова. Еще в трудах Леонардо да Винчи, датированных 1486-1490 годами, изображена принципиальная схема вертолета - гелиокоптера. Однако вертолетная идея хотя и проста, но она требует весьма не простого вопло­щения. Вот почему был такой длинный путь к летающему вертолету.

Для того чтобы вертолет двигался поступательно, нужен перекос винта, и создает его такой агрегат, как автомат перекоса вертолета. Из истории советского и российского вертолётостроения известно, что автомат перекоса изобрёл русский учёный Б. Н. Юрьев в 1911 г., проложив тем самым дорогу для развития вертолётов, так как первые модели без автомата перекоса были способны только к существенно неустойчивому полёту. Автомат перекоса — механизм для управления несущим винтом вертолётов, автожиров и конвертопланов. Автомат перекоса обеспечивает управление вертикальным перемещением вертолёта, а также его наклоном по крену и тангажу; для этого автомат периодически изменяет угол установки каждой лопасти винта в зависимости от того, где лопасть оказывается в определённый момент времени в ходе вращения винта как целого. В вертолетостроении применяются две конструктивных схемы автомата перекоса: Юрьева и Сикорского. Несмотря на кажущееся отличие по внешнему виду и кинематической схеме, принцип действия обеих конструктивных схем одинаков. Циклический шаг каждой лопасти зависит от наклона тарелки автомата перекоса, а общий шаг винта регулируется перемещением тарелки автомата перекоса вдоль оси вращения. Автомат перекоса Сикорского легко отличить от автомата перекоса Юрьева по внешнему виду: конструкция Сикорского содержит небольшие дополнительные серволопасти, а у юрьевского автомата перекоса их нет.

В 1934 году в качестве мирового рекорда было зарегистрировано достиже­ние вертолета FW-61, конструкции Генриха Фокке: высота 3427 метров, продолжительность полета - 1 час 20 минут, максимальная скорость - 122,55 км/час.

Большие успехи гражданской авиации в перевозках достигнуты в после­военный период. За это время трижды был обновлен парк самолётов. Соз­даны самолёты Ил-12 и Ил-14, которые были для своего времени прорывом в авиатехнике. Поршневая техника доминировала до 60-х годов. Но для больших скоростей этот двигатель становится тяжёлым. Поэтому уже с конца 50-х годов стали интенсивно выпускаться самолёты второго поко­ления с турбинными двигателями, в которых около 95 % тяги дает винт, а 5 % - реактивная струя горячих газов. К этой категории относятся надёж­ные самолёты с высоким летным ресурсом Ан-24 и Ил-18. Последний отме­чен золотой медалью в Брюсселе. Его приобрели 17 иностранных авиаком­паний. Он использовался для доставки полярников в Антарктиду. Позже на этой работе его сменил Ил-76Д.

Флагманом воздушного флота в 60-х годах был турбовинтовой самолет Ту-114 (4 двигатели по 15000 л. с., крейсерская скорость 750 - 850 км/ч, что тогда было недоступно ни одному винтовому самолёту в мире). В течение почти 20 лет самолёты этого типа обслуживали линии, совершая беспереса­дочные полёты по маршрутам: Москва - Гавана, Москва - Монреаль, Моск­ва - Токио и др. В конце 70-х год 'в последние экземпляры Ту-114, вырабо­тавшие свои ресурсы, навечно покинули строй действующих самолётов.

Позже были созданы машины третьего поколения - турбореактив­ные, приблизив скорость движения к скорости звука. Эти самолеты полу­чили распространение в 70-х годах и сейчас занимают ведущее положение в самолетном парке. Первым в мире турбореактивным пассажирским само­летом был Ту-104, построенный даже раньше отечественных турбовинто­вых самолетов второго поколения, таких как Ил-18, Ту-114 и др. В сентябре 1956 года Ту-104 совершил первый ре­гулярный полёт из Москвы в Иркутск с 50 пассажирами на борту со скоростью 900 км/ч. Этот реактивный пассажир­ский самолёт открыл новую эру в граж­данской авиации.

Позже был создан ши­рокофюзеляжный дальний магистральный самолет Ил-96-300, который без посадки может преодолевать расстояние около 10 тыс. км, взяв на борт 300 пассажиров.

С 70-х годов флагманом гражданского флота стал турбореактивный са­молёт Ил-62, который берет до 198 пассажиров и развивает скорость 900­-1000 км/ч при дальности полёта 9-11 тыс. км. На смену Ту-104 и Ил-18 пришел более экономичный, реактивный Ту-154, вместимостью до 180 пас­сажиров.

На линиях средней протяженности ведущее место занимает Ту-]34 на 81 мест при дальности полёта 3200 км, а на местных линиях - Як-40 вме­стимостью 33 пассажира, дальность полета - 1500 км, скорость - 820 км/ч. Широкое распространение при обслуживании линий малой и сред­ней протяженности получил 120 ме­стный реактивный пассажирский самолет Як-42.

Для обслуживания дальних магистральных линий был создан сверх­звуковой пассажирский самолет Ту-144, способный перево­зить 126 пассажиров на расстояние 6500 км со скоростью 2350 км/ч. В де­кабре 1968 г. он впервые под­нялся в воздух. К сожалению, после аварии на демонстра­ционных полетах, эксплуата­ция самолетов данного типа была прекращена. 28 февраля 1969 г. совершил свой первый полет во Франции англо­-французский сверхзвуковой самолет "Конкорд" схожий по параметрам с Ту-144.

Все большее развитие получают грузовые перевозки.

Значительную перевозочную работу выпол­няет так называемая малая авиация, т. е. самоле­ты малой вместимости Ан-2, Л-410 и другие. Особенно заметна их роль в сельском хозяйстве. Большую работу выполняют вертолеты. Они используются в сельском хозяйстве, для врачебно-санитарной службы, на геологических изысканиях, строительстве трубопроводов, монтаже конст­рукций, для борьбы с лесными пожарами, ледо­вой разведки, поисков косяков рыб, наблюдения за дорожным движением и его регулированием и т. д.

Дата добавления: 2013-12-14