9.10.Изобретение новых отраслей техники

9.10.1.Изобретение двигателя внутреннего сгорания. Создание самолета

Принцип четырехтактного двигателя, в котором горючая смесь перед воспламенением подвергалась предварительному сжатию, был высказан еще в 1862 г. французским инженером А. Б. Рошем, но практически использован немецким конструктором Н. Отто в 1876 г.

В 80-х гг. XX в. О.С. Костевич предложил проект легкого бензинового двигателя внутреннего сгорания с карбюратором. По этому проекту был построен 8-цилиндровый двигатель, предназначавшийся для установки на дирижабле. В 1885 г. Г. Даймлер получил патент на свой двигатель, установленный на автомобиле, моторной лодке и мотоцикле.

Второе направление в развитии двигателя внутреннего сгорания связано с изобретением двигателя, работавшего на тяжелом топливе. Р. Дизель выдвинул идею создания «рационального теплового двигателя». В 1897 г. он построил двигатель с самовоспламенением от сжатия. В 1899 г. Г.В. Триклер разработал бескомпрессорный двигатель высокого сжатия с самовоспламенением.

Первый гусеничный трактор с паровыми двигателями был построен в 1888 г. в России Ф.А. Блиновым.

История сохранила много свидетельств о попытках человека решить проблему полета. Л. да Винчи, наблюдая полет птиц, высказал первые научные соображения «о подъемной силе крыла птицы». В записях русского боярина Желябского рассказывается о мужике, бившем челом государю Алексею Михайловичу и просившем 18 руб. на государевой казны на постройку слюдяных крыльев, на которых он обещал полететь, «аки журавль». После неудачи им было испрошено еще 5 руб. на изготовление «игшенных» (замшевых) крыльев. Но полет опять был неудачным, за что изобретателя били батогами, а деньги вернули в казну, продав его имущество.

В Китае с давних пор были известны «летающие драконы», которые наполнялись горячим воздухом или дымом, сообщавшим им способность подниматься. В 1731 г. неизвестный изобретатель-самоучка в Рязани наполнил горячим дымом матерчатый шар и пытался подняться на нем в воздух. В июне 1783 г. состоялся полет воздушного шара-аэростата, изобретенного братьями Ж. и Э. Монгольфе, который был наполнен нагретым воздухом. В 1793 г. по предложению французского ученого Шарля был совершен полет на шаре, наполненном водородом. Полет длился 2,5 час.

С начала XIX в. аэростаты нашли применение в военном деле. Во второй половине XIX в. разрабатываются вопросы использования аэростатов с двигателями. В 1852 г. француз Жиффар первым осуществил полет на дирижабле с паровым двигателем. В 1893-1894 гг. в Петербурге был построен и наполнен газом опытный цельнометаллический дирижабль по проекту инженера Д. Шварца.

Первый аэроплан был создан замечательным русским изобретателем А.Ф. Можайским. В 1860 г. Можайский приступил к исследованию возможности создания летательной машины тяжелее воздуха. Он изучал строение крыльев птиц, определял соотношения между площадью крыльев и весом у птиц, устанавливал скорости парящего полета. Затем он стал исследовать полеты воздушных змеев. Одновременно А. Ф. Можайский изучал работу воздушных винтов.

Изобретатель встал на путь создания летательной машины с неподвижным относительно корпуса крылом. Самолет А. Ф. Можайского состоял из пяти основных частей, которые имеются и в современных самолетах: крылья, корпус, силовую установку, хвостовое оперение и шасси. Назначение и взаимное расположение основных частей в самолете А. Ф. Можайского были те же, что и в современных самолетах – монопланах. На своем самолете А. Ф. Можайский предлагал поставить двигатель внутреннего сгорания. Однако вследствие его несовершенства был вынужден применить в качестве двигателя паровую машину. Осенью 1884 г. на военном поле в Красном Селе под С.-Петербургом самолет А. Ф. Можайского оторвался от земли и пролетел небольшое пространство.

В 1898 г. был осуществлен полет на машине Хирама Максима. После разбега самолет поднялся, но тут же накренился на бок и упал, т. к. не обладал устойчивостью в воздухе. В 1897 г. самолет Адера, пилотируемый человеком, осуществил полет на расстоянии 300 м.

О. Лилиенталь сосредоточил свои усилия на изучении способов скользящих планирующих полетов, аналогичных парящему полету птиц. В 1891 г. им были проведены первые опыты скользящего полета против ветра на крыльях. При этом изобретателю удалось пролететь расстояние в 35 м. В 1896 г. во время полета в сильный ветер планер О. Лилиенталя потерял устойчивость в воздухе и разбился. Изобретатель погиб.

В 1903 г. Братья У. и О. Райт на опытном планере поставили двигатель внутреннего сгорания и осуществили несколько полетов. При довольно сильном ветре аэроплан развивал самостоятельную скорость в 4-5 м в секунду.