Облако тэгов

неизвестные самолеты

История авиации(неизвестные летательные аппараты)

В настоящее все отлично знают, как выглядит самолет, по внешнему виду можно определить и то к какому классу относится летательный аппарат. Чтобы создать современные самолеты, мировая школа авиастроения проделала огромный путь. Многие тысячи экспериментов и  испытательных полетов, сотни опытных и экспериментальных летательных аппаратов. Порой, в небо поднимались аппараты, которые и сейчас могут вызвать удивление, а были машины, которые являясь передовыми по многим показателям, так и остались в единичных экземплярах. О них не так широко известно, хотя их вклад в прогресс авиации огромен.

Первый полет человека был осуществлен на воздушном шаре, произошло это во Франции в 1783 году. Полеты на воздушных шарах были достаточно успешны, правда, летели они только туда, куда дул ветер. Следующим шагом в покорении неба стали аппараты тяжелее воздуха: планеры и самолеты. Главное отличие планера от самолета- отсутствие двигателя. Для взлета планеры частенько буксировались за лошадьми, так например, делал француз Ж.М. Ле Бри. в 1868 году. Наибольшего успеха достиг немец Отто Лилиенталь, взлеты на планере он выполнял с возвышенности.

планер Отто Лилиенталя

 

В полете Лилиенталь уверенно управлял своим аппаратом, им было выполнено свыше 2000 полетов, дальность некоторых из них достигала 250 метров, а продолжительность нескольких десятков секунд. Новые горизонты перед воздухоплавателями открылись с изобретением двигателей.  Сначала паровой машины. А затем и двигателя внутреннего сгорания, дело оставалось за малым: преобразовать их энергию в энергию полета. Знаменательное событие произошло 17 декабря 1903 года, когда братьям Райт удалось не просто взлететь, но и совершить управляемый полет и благополучно приземлится.

самолет братьев Райт

Стоит заметить, что и до братьев Райт некоторым изобретателям, удавалось оторвать свои машины от земли. Среди них француз Клеман Адер, конструкцию крыла своего аппарата(Avion III) он позаимствовал у летучей мыши. Англичанин Хайрем Максим, изобретатель знаменитого пулемета, также был в их числе. По словам очевидцев, его аппарат, разогнавшись по рельсовому пути, смог преодолеть силу земного притяжения, но вряд ли это можно назвать полноценным полетом, которым впоследствии удался братьям Райт. Другое дело, что перечисленные аппараты имели характерные признаки современного самолета. Первые свидетельства о создании подобного аппарата относятся к 40-вым годам IXX века. Проекты многих аппаратов, так и остались на бумаге. Первый кто построил и преступил к испытаниям самолета, стал наш соотечественник Александр Можайский. Самолет Можайского представлял собой моноплан, в движение он должен был приводится тремя воздушными винтами, которые вращались паровыми машинами. В воздухе аппарат должен был управляться с помощью хвостового оперения. Фюзеляж напоминал собой лодку, в нем размещались паровые машины и экипаж. Для движения по земле, у самолета имелось четырехколесное шасси.

самолет Можайского

Документов об испытаниях не сохранилось, но установлено что его постройка завершилась летом 1883 года, после чего приступили к летным испытаниям. Дело происходило в Красном селе под Санкт-Петербургом. Достоверных данных о совершении полета нет, проведенные испытания модели самолета в аэродинамической трубе ЦАГИ, проводимые в 50-е года прошлого века, показали, что полет был не возможен  из-за недостаточной тяги двигателей. Слабые двигатели тех лет не позволили конструктору осуществить свою мечту, не все было в порядке и с аэродинамикой. Несмотря на это, А. Можайский внес огромный вклад в мировую авиацию, он был признан первым российским конструктором. Ему удалось и довести до стадии летных испытаний летательный аппарат тяжелее воздуха, и не просто аппарат, а то, что сейчас мы называем самолетом.

В середине 40-х годов прошлого столетия, в самый разгар войны, в небе над воюющими странами происходили крупнейшие воздушные бои. Основы авиапарка воюющих стран составляли самолеты монопланы с поршневыми двигателями. К концу войны такие двигатели позволили истребителям перешагнуть 700 километровый рубеж скорости, правда дальнейший ее рост был практически невозможным. Стала возникать необходимость в двигателе совсем иного принципа действия, реактивном.  Первой страной, наладившей выпуск реактивных  самолетов, стала Германия. На вооружение Люфтваффе приняли 4 типа реактивных машин, среди них однодвигательный Messerschmitt 163 и двухдвигательный  Messerschmitt 262.

Messerschmitt 262

 

Первый применялся в качестве перехватчика, второй в качестве истребителя-бомбардировщика. Преуспели в этом деле и англичане, их реактивный Gloster Meteor, был задействован в боевых действиях в 1944 году. Он использовался для борьбы с немецкими крылатыми ракетами ФАУ-1. В Советском союзе работы по этому направлению начались еще до войны. Первый полет с работающим реактивным двигателем состоялся 28 февраля 1940 года, это был ракетоплан РП-318, конструкции Сергея Королева. На взлете планер буксировался за бипланом Р-5, после набора необходимой высоты, планер отцеплялся и летчик включал двигатель. В течении 110 секунд РП-318 летел с помощью реактивного двигателя, его тяга составляла всего  90 кг.

РП-318

Двигатели современных реактивных самолетов являются воздушно-реактивными, для сгорания топлива они используют воздух, который забирают из атмосферы. Другой класс составляют двигатели ракетные, именно в ракетной техники они и получили широкое распространение. Баки с окислителем, который необходим для сгорания топлива, находятся на борту аппарата. В начале 40-х   воздушно-реактивных двигателей в СССР не было, по этому первые опыты проводились именно с ракетными двигателями.  Такая силовая установка была и на ракетоплане Королева, и на первом советском реактивном самолете, он имел обозначение БИ. В качестве топлива на самолете использовался керосин, окислителем была азотная кислота, подобные ракетные двигатели называются жидкостно-реактивными(ЖРД).Особенностью таких двигателей является большой расход топлива, двигатель БИ расходовал 6 кг топлива в секунду, и хватало его на две минуты работы. Приземлялся самолет уже с неработающим двигателем. Первый полет с использованием ЖРД самолет выполнил 15 мая 1942 года.

самолет БИ

 

Самолет отличался небольшими размерами и массой, длинна составляла 6,9 м, размах крыла 6,6 м, масса 1650 кг. Самолет был сделан из дерева, из металла было сделано лишь шасси, рама двигателя и топливные баки. Самолет рассматривался как истребитель, на нем должны были быть смонтированы две 20 мм. пушки «Швак» и бомбовая кассета на 38 кг. мелких бомб.  Это был первый в мире боевой реактивный самолет. На испытаниях самолет БИ показал феноменальную для тех лет скорость 82 м/с, у поршневых машин этот показатель не превышал 20 м/с . 27 марта 1943 года состоялся 7 испытательный полет, по заданию летчик-испытатель Григорий Яковлевич  Бахчиванджи, должен был разогнать самолет до скорости 80 км/ч. На 78 секунде полета закончил работу двигатель истребителя. Самолет, находящийся в горизонтальном полёте, на скорости свыше 900 км/ч, плавно вошёл в пике и под углом 500  и потерпел крушение, Григорий Яковлевич  Бахчиванджи погиб. Спустя несколько лет, после продувки модели в скоростной аэродинамической трубе ЦАГИ, выяснилась причина крушения самолета. В полете пилот столкнулся с неизученным явлением: на скорости свыше 800 км/ч машину затянуло в пикирование, сказалось не совершенство аэродинамики самолета. К моменту катастрофы на заводе уже начали строительство 40-ка самолетов для войсковых испытаний, но после происшествия их уничтожили и самолет БИ в серию не пошел.

В начале 40-х советские конструкторы предложили еще ряд ракетных истребителей, среди них  Самолет «302», созданный группой Михаила Тихонравова. Эта машина была построена и испытана, правда без двигателя, как планер. Еще один ракетный перехватчик предложил Николай Поликарпов, машину назвали «Малютка». Ей повезло еще меньше, дело ограничилось постройкой  продувочной модели.

В 50-е годы прошлого века, перед авиаконструкторами встала новая проблема: создание самолета вертикального взлета и посадки. Сама идея вертикального взлета была не нова, к тому моменту вертолеты уже доказали свою состоятельность. Но у вертолета имеется существенный недостаток: его конструктивные и аэродинамические особенности не позволяют ему развивать большую скорость. Например максимальная скорость современных вертолетов не превышает 350км/ч. В конце 50-х вертолеты попытались развить, в ряде стран построили комбинированные аппараты. Например английский вертолет Rotodyne, в Советском союзе подобная машина получила название «Винтокрыл». Идея проста: объединить достоинства самолета и вертолета в единой конструкции. От вертолета у него были два несущих винта, обеспечивающих вертикальный взлет и посадку, от самолета два тянущих винта и крыло. В горизонтальном полете до 90 % подъемной силы создавалось именно крылом. Винтокрыл Ка-22, разработали в конструкторском бюро, под руководством Николая Камова. 15 августа 1959 года машина совершила первый полет.

Ка-22

 

Винтокрыл имел достаточно внушительные размеры и массу, диаметр несущих винтов -22,5 метров каждый, масса машины 42 тонны. Винтокрыл мог поднимать полезную нагрузку до 16,5 тонн. На испытаниях Ка-22 показал скорость 370 км/ч, больше чем у вертолетов, но в серию машина не пошла. Все ее преимущества нивелировались сложностью конструкции. Основной конкурент Винтокрыла — тяжелый вертолет Ми-6, оказался более жизнеспособным, всего было построено почти 1000 машин. Ми-6 являлся самым мощным и скоростным вертолетом своего времени.

Но идея комбинированных аппаратов не умерла, в июне 2011 года на международном авиасалоне Ле-Бурже продемонстрировали новейшую разработку европейских конструкторов — Винтокрыл X-3, его максимальная скорость 430 км/ч. На вооружении армии США находится конвертоплан V-22 Osprey, в отличии от рассмотренных аппаратов Osprey имеет поворотные винты. Они работают и как несущие и как тянущие.

V-22 Osprey

В 50-е годы тема вертикально взлетающих самолетов была мало изучена, для исследования проблемы, в Советском союзе был построен летающий стенд. Работы проводились в летно-исследовательском институте в г. Жуковский. Этот летательный аппарат в последствии назвали турболет. Аппарат представлял собой ферменную конструкцию: в центре установили турбореактивный двигатель, он располагался не горизонтально, а вертикально соплом в низ. Рядом с двигателем кабина летчика и топливные баки. Тяга двигателя превышала массу аппарата, благодаря чему турболет мог взлетать и садится вертикально. Для управления аппаратом в створе сопла двигателя имелись регулирующие створки, помимо этого на концах ферм установили струйные рули, часть воздуха отбиралась от компрессора двигателя и подавалась на эти рули. С помощью этих рулей  выполнялось вращение аппарата вокруг своей оси.

турболет СССР

 

Испытания турболета начались в 1956 году. В 1958 году все желающие могли увидеть турболет во время проведения авиационного праздника на аэродроме в Тушино. В целом исследования были признаны успешными и подтвердили принципиальную возможность создания реактивных самолетов вертикального взлета и посадки. Подобные работы проводились и в других странах, в США это были аппараты серии X, в Великобритании разработкой подобных аппаратов занималась известная компания Rolls-Royce.

английский турболет

 

Затем последовали экспериментальные самолеты, все это привело к созданию  первого серийного боевого самолета вертикального взлета, его назвали Harrier. Модификации этого самолета, до сих пор стоят на вооружении ряда стран. Во Франции на базе истребителя «Мираж», так же был создан самолет с вертикальным взлетом. Он имел один маршевый и восемь подъемных двигателей, но в серию машины не пошли. В СССР первым самолетом вертикального взлета и посадки стал  Як-36, эта машина тоже во многом была экспериментальной, всего было построено три летных экземпляра.

Як-36

 

Длинна самолета составляла 17 метров, размах крыла  10 метров, взлетная масса 9400 кг. Як-36 имел два подъемно-маршевых двигателя, тяга каждого 5300 кг. При вертикальном взлете/посадки, сопла двигателя были направлены вниз, после взлета сопла поворачивались и самолет переходил в горизонтальный полет. Основываясь на опыте разработки Як-36, был создан штурмовик Як-38, который нашел применение на авианесущих кораблях Советского военно-морского флота.