31-45

32.Аэродинамические выгоды, полученные при переходе в конструкции самолета от схемы биплана к моноплану (комментарий по рис.1.44).

По сравнению с бипланом имеет меньшее лобовое сопротивление, что способствует достижению бoльших скоростей полёта. С сер. 1930-х гг. моноплан стал основным типом самолётов. По схеме высокоплана строят обычно грузовые и военно-транспортные самолёты, а также гидросамолёты. Высокое крыло позволяет опустить фюзеляж ближе к земле, что существенно облегчает погрузку и выгрузку людей, грузов и техники, а у гидросамолётов (особенно летающих лодок) препятствует забрызгиванию водой двигателей, установленных на крыльях. Среднее расположение крыла обеспечивает достижение максимальных скоростей полёта; схема среднеплана характерна для истребителей, штурмовиков, бомбардировщиков. Пассажирские самолёты строят в основном по схеме низкоплана. Низкое расположение крыла выбрали, во-первых, чтобы не закрывать пассажирам вид из окон самолёта, а во-вторых, для большей безопасности. Крыло, будучи герметичным, обладает некоторой плавучестью и при аварийной посадке на воду поддерживает самолёт, не давая ему быстро затонуть. При этом верхняя часть фюзеляжа, где расположен салон с пассажирами, находится над водой, что повышает вероятность их спасения.

33. Общая оценка развития самолетов в 20-е и начале 30-х годов (результаты 15 лет).

Темпы развития летных характеристик самолетов в 20-е годы были ниже, чем в другие периоды истории авиации. Так, за 10 послевоенных лет скорость самолетаистребителя увеличилась примерно на 80 км/ч, разведчика - на 60 км/ч, бомбардировщика - на 50 км/ч, тогда как за период с 1909 по 1918 гг. скорости в авиации возросли, в среднем, более чем на 100 км/ч. Максимальная скорость пассажирских самолетов и самолетов общего назначения к началу 30-х годов, как правило, не - ре вы шала 200 км/ч, т. е. почти не отличалась от скорости лучших самолетов заверяющей стадии первой мировой войны. Мало изменился и коэффициент аэродинамического лобового сопротивления летательных аппаратов. Это объясняется тем, что в самолетостроении 20-х годов доминировала та же схема, что и в период первой мировой войны - биплан со стойками и расчалками между крыльями. Развитие летных свойств происходило, главным образом, за счет увеличения мощности и снижения удельного веса авиационных двигателей.Основным техническим новшеством в авиации 20-х годов стало создание металлических самолетов. Зародившись в Германии в годы первой мировой войны, металлическое самолетостроение получило к концу 20-х годов широкое распространение во всем мире. Еще одним достижением рассматриваемого периода было создание пассажирской авиации. Авиационная наука, как и авиационная техника, в 20-е годы развивалась, в основном, по пути уточнения и постепенного внедрения в практику научных достижений периода первой мировой войны, таких, как теория индуктивного сопротивления, теория пограничного слоя, разработка норм прочности и др.

Если в начале века проводился лишь проверочный расчет - полетит ли самолет, то позднее в практику конструкторской работы вошел предварительный аэродинамический расчет. Это оказало влияние на выбор схемы и параметров самолета, типа и мощности двигателя и т. д.

В 20-е годы авиация стала играть заметную роль не только в военной сфере, но и в мирной жизни. Кроме пассажирских и почтовых перевозок самолеты начали использовать в медицине как транспортное средство для срочной врачебной помощи, сельском хозяйстве (опыление посевов), для тушения лесных пожаров, для спасения людей на море, для географических и метеорологических исследовании. Во многих странах авиапромышленность стала одной из основных технических отраслей.

Если сравнивать послевоенное пятнадцатилетие с другими этапами в истории авиации, его можно охарактеризовать, в целом, как этап экстенсивного развития

34.Наименования и характеристики цельнометаллических самолетов-гигантов за период 1929-

1934 гг.

35. Зарождение пассажирской авиации в период 1919-1931гг., страны и самолеты. Годовой налет на авиалиниях и изменение себестоимости воздушных перевозок.

Однако оказалось, что все не так легко и просто, как думалось. На первых авиалиниях использовались переделанные в пассажирские самолеты-бомбардировщики времен первой мировой войны: Виккерс «Вими» и DH-10 — в Англии, Бреге-14 — во Франции, «Илья Муромец» — в России, Цеппелин-Штакен — в Германии, Капрони Са-73 — в Италии. Но, как показал опыт, далеко не всякие самолеты были удобны хля воздушных перевозок. Выяснилось также, что организация воздушных сообщений требует подготовительной работы. Нужно было создавать аэропорты, промежуточные посадочные площадки, службу связи, маяки и т.д.

Первым самолетом-бипланом, построенным специально для пассажирских персвозок, был французский Фарман F-60 «Голиаф» (рис. 1.38). Он поступил на эксплуатацию в 1919 г. По сравнению с бомбардировщиками этот самолет имел более объемный фюзеляж, позволявший удобно разместить внутри 12 пассажиров: 4 в носовой кабине и 8 — в хвостовой.

В Англии самым известным двухмоторным пассажирским самолетом начала 20-х годов был Хендли Пейдж W8B с двигателями Роллс-Ройс «Игл». Он также брал на борт 12 пассажиров, но, в отличие от французского «Голиафа», пассажиры располагались в

одной общей кабине, по 6 в ряд, на таком расстоянии друг от друга, чтобы сидящий человек мог свободно вытянуть ноги.

Металлические самолеты Юнкерса отличались удобством в эксплуатации и большим сроком службы. Поэтому уже первый пассажирский самолет F-13 принес Юнкерсу мировую известность. Разработкой этой машины занимался конструктор фирмы Отто Ройтер. F-13 совершил первый полет 25 июня 1919 г. Это был низкоплан с закрытой кабиной на двух членов экипажа и четырех пассажиров

Итак, за 10–15 послевоенных лет пассажирское самолетостроение прошло несколько стадий:

—первые мирные годы — попытки применения военных самолетов периода первой мировой войны для пассажирских перевозок;

—первая половина 20-х годов — создание первых специализированных пассажирских самолетов с 1–2 моторами;

—вторая половина 20-х годов — распространение трехмоторных пассажирских самолетов с одним двигателем в носу фюзеляжа и двумя — на крыльях;

—конец 20-х — начало 30-х годов — появление четырехмоторных самолетов с увеличенными пассажировместимостью и дальностью полета.

36. Развитие многомоторных и тяжелых бомбардировщиков за период 1919-1931гг., достигнутые характеристики (примеры).

Многомоторные самолеты-бомбардировщики появились в годы первой мировой войны. Прототипом этого класса летательных аппаратов был, как известно, четырехмоторный самолет И.

И. Сикорского «Илья Муромец», впервые поднявшийся в воздух в 1913 г.

В отличие от «Ильи Муромца» новый самолет решили делать по схеме «триплан», с двумя двигателями «Фиат» мощностью 240 л.с. Выбор трипланного крыла небольшого удлинения (2,5) был сделан из соображений, что такое крыло более компактно и имеет меньший вес по

сравнению с бипланным. Однако, когда в 1922 г. начались летные испытания самолета, то оказалось, что «КОМТА» даже с минимальной полезной нагрузкой с трудом отрывается от земли, а максимальная скорость полета составляет всего 130 км/ч [12]. Причина заключалось в том, что в первые послевоенные годы теория индуктивного сопротивления и зависимость подъемной силы от удлинения крыла еще не были широко известны. Таким образом, основной схемой тяжелого бомбардировщика в 20-е годы оставалась опробированная в первой мировой войне схема «биплан» с установленными вдоль размаха крыла двигателями.

Превосходя «Вими» по размерам и грузоподъемности, «Вирджиния» оставалась очень тихоходной машиной. Большое лобовое сопротивление 4-стоечного крыла, подкрепленного многочисленными растяжками, незакапотированных двигателей и бипланного хвостового оперения не позволяло самолету развивать скорость более 170 км/ч.

Более легким и более скоростным самолетом-бомбардировщиком был Боултон Пол «Сайдстренд». С двумя моторами Бристоль «Юпитер» самолет развивал скорость 225 км/ч, правда бомбовая нагрузка при этом была вдвое меньше по сравнению с «Вирджинией» — 500 кг.

Примером трехмоторного бомбардировщика является самолет Юнкерс К-30 — военный вариант пассажирского Юнкерс G-23. Так как Германии было запрещено строить военные самолеты, К-30

собирали на заводе Юнкерса в Швеции под видом пассажирского, затем его перегоняли заказчику и там дооборудовали в бомбардировщик. К-30 приобрели СССР (в нашей стране он известен под обозначением ЮГ-1, рис. 1.31), Швеция, Турция. Но большого распространения этот и другие трехмоторные бомбардировщики (LWF, США, 1924 г.: Капрони Са-72, Италия, 1926 г.) не получили, так как установленный в носу самолета двигатель не позволял расположить там пулеметную турель и ухудшал обзор из кабины.

Особое место среди многомоторных бомбардировщиков 20-х годов занимает созданный в СССР

самолет АНТ-4 (ТБ-l) с двумя двигателями М-17 по 500 л.с. АНТ-4 был первым тяжелым цельнометаллическим бомбардировщиком со свободнонесущим монопланным крылом

37.Развитие дирижаблестроения в мире и СССР, рекорды установленные на них.

Работа над созданием управляемого воздушного шара (дирижабля) (который получил название воздушный корабль) продолжалась в течение 1800-х годов. Первый управляемый оснащённый паровым двигателем аппарат легче воздуха поднялся в 1852, когда француз Жиффар пролетел 24 км.

Следующий технологический прорыв был совершён в 1884, когда был осуществлён первый полностью управляемый свободный полёт на французском военном дирижабле с электрическим двигателем La FranceШарлем Ренаром и Артуром Кребсом. Длина дирижабля составила 52 м, объём — 1 900 м³, за 23 минуты было покрыто расстояние в 8 км при помощи двигателя мощностью 8 1/2 л. с.Тем не менее, эти аппараты были недолговечны и чрезвычайно непрочны. Регулярные управляемые полёты не совершались до появления двигателя внутреннего сгорания.

В 90-е гг. XIX в. К. Э. Циолковский разрабатывал проект нового цельнометаллического безбалластного дирижабля. Эта конструкция должна была бы поднимать в воздух огромные грузы. Однако на тот момент технических возможностей для создания подобных дирижаблей было недостаточно. Единственный исключением был аппарат, созданный и запущенный в воздух Германом Шварцем в 1897 г.

Строительство первых дирижаблей-Цеппелинов началось в 1899 на плавающем сборочном цехе на Боденском озере в Заливе Манзелл,Фридрихсхафен. Он было предназначено для того, чтобы упростить процедуру старта, поскольку цех мог плыть по ветру. Опытный дирижабль «LZ 1» (LZ обозначало «Luftschiff Zeppelin») имел длину 128 м, на нём были установлены два

двигателя Даймлер мощностью 14.2 л.с. (10.6 кВ) и балансировался путём перемещения веса между его двумя гондолами.

СССР обратился к другому эксперту — итальянскому инженеру Умберто Нобиле, полярную экспедицию которого спас в 1928 году советский ледокол «Красин». Генерал собрал группу помощников и в 1931 году приехал в Москву. Построив в городе Долгопрудном несколько средних дирижаблей полужесткого типа, он в 1933 году приступил к созданию на базе самого известного своего дирижабля N-4 «Италия» его советского варианта, получившего название В-6 «Осоавиахим».Строительство гордости советского воздухоплавания велось ударными темпами и было полностью завершено за три месяца вместо запланированных пяти. Объем дирижабля составлял 18500 кубических метров, что было на 1000 меньше, чем у «Италии», длина — 104,5 метра, максимальный диаметр — 18,8 метра. Грузоподъемность дирижабля, оборудованного тремя 240-сильными двигателями, превышала 8 тонн, а гондола была рассчитана на перевозку 20 пассажиров.

У. Нобиле предложение СССР принял без колебаний. В 1932 г. девять итальянских специалистов во главе с Нобиле прибыли в Москву. В рамках подписанного контракта итальянский конструктор обещал наладить строительство современных типов дирижаблей, а также обучить конструированию дирижаблей 8 советских инженеров. Советская сторона обязалась платить за услуги золотом.

К 1933 году комбинат «Дирижаблестрой» овладел техникой проектирования, строительства и эксплуатации дирижаблей мягкого типа, и перешел к организации производства дирижаблей полужёсткого типа. В недостроенном ещё в то время эллинге на базе "Дирижаблестроя" на станции Долгопрудной Нобиле совместно с советскими инженерами создал первый советский полужесткий дирижабль «СССР-В5 с объемом оболочки 2100 куб. м, который весной того же года совершил свой первый полёт продолжительностью 1 час 15 минут.

Мировой рекорд дальности полета по прямой для жестких дирижаблей составляет 6384,5 километра и принадлежит германскому дирижаблю LZ-127 «Граф Цеппелин». Рекорд был установлен 29 октября - 29 ноября 1928 г. Капитаном «Графа Цеппелина» был легендарный доктор Хуго Экенер. Непризнанным рекордом является обратный полет цеппелина L- 59 по маршруту Ямбол (Болгария) - Хартум (Судан) протяженностью приблизительно 7250 километров. Этот полет состоялся 21-25 ноября 1917 г:

Рекорд дальности полета за установленный промежуток времени для дирижабля-монгольфьера принадлежит Оскару Линдстрему, который 20 марта 1988 г. пилотировал одноместный летательный аппарат АВ-56 фирмы «Колт» . За 3 часа 41 минут 55 секунд он пролетел расстояние 93,033 километра.

Самый продолжительный полет (без дозаправки) полностью снаряженного для выполнения задания мягкого дирижабля длился 95 часов 30 минут. Этот рекорд был установлен 2529 марта 1960 г. экипажем воздушного судна ВМС США тип ZPG-2. Экипаж из 19 человек возглавлял лейтенант Лэнди А. Мур.

Двести семь человек (207!) - самое большое количество пассажиров, перевезенных дирижаблем за один рейс. Рекорд установлен 3 ноября 1931 г. жестким дирижаблем ВМС США «Акрон». Самое большое количество пассажиров, перевезенных на дирижабле через Атлантический океан, равно 117. Рекорд установлен в 1937 г. цеппелином 12-129 «Гинденбург». Выдающимся капитаном дирижаблей был, несомненно, доктор Хуго Экенер (1868-1954 гг.), присоединившийся к графу Цеппелину перед первым полетом судна в 1906 г. и возглавивший фирму после смерти графа. Среди многих его достижений следует отметить строительство таких дирижаблей, как « Граф Цеппелин» И «Гинденбург».

38.Динмика роста массы, максимальной скорости у самолетов-истребителей за период 19031960 гг. (комментарий по графику).

39.Винтокрылые летательные аппараты (автожиры и вертолеты) в 20-30-х гг., рекордные полеты на стратостатах.

Особое место в трудах профессора Н. Е. Жуковского занимают работы по воздушным винтам и, в частности, по вертолетным (геликоптерным) винтам. Эти работы послужили базой для дальнейшего развития советскими учеными теории несущего винта вертолета.

Большой вклад в дело создания первого в мире вертолета внес ученик профессора Жуковского Б. Н. Юрьев. Он сконструировал в 1909 г. двухвинтовой вертолет, для которого разработал “автомат перекоса”, разрешив тем самым проблему управления вертолетом. Автомат перекоса в настоящее время является неотъемлемой частью любого вертолета. Б. Н. Юрьевым разработан также и в 1912 г. построен одновинтовой вертолет (рис. 1).

В20—30-х годах нашего века развитие винтокрылых аппаратов шло по линии создания автожиров

— летательных аппаратов, у которых, помимо несущего винта, имелся тянущий винт, приводимый во вращение от двигателя. Автожиры не получили широкого применения потому, что они значительно уступали самолетам в скорости полета и не решали задачи вертикального взлета и вертикальной посадки. Однако их положительная историческая роль заключалась в том, что в практике проектирования и эксплуатации автожиров была разработана теория и конструкция несущего винта.

В1928 г. были построены первые советские автожиры конструкции Н. И. Камова и Н. К. Скржинского — Каскр-1 (рис. 2) и Каскр-II.

В30-х годах в ЦАГИ была создана специальная вертолетная группа, которая занималась теоретическими вопросами в области вертолетов и проектированием. В эту группу входили Камов Н. И., Миль М. Л., Братухин И. П., Скржинский Н. К. Кузнецов В. А., Изаксон М. А. и другие.

Впоследующие годы в ЦАГИ было создано еще несколько автожиров: 2ЭА, 4ЭА, А-6, А-7, А-12 и А- 14.

В1930 г. был построен первый советский экспериментальный вертолет (геликоптер) ЦАГИ-1-ЭА, у которого отсутствовал тянущий винт, а несущий винт приводился во вращение от двух двигателей. 14 августа 1932 г. вертолет ЦАГИ-1-ЭА, пилотируемый летчиком профессором Черемухиным А. М.,

совершил рекордный для того времени полет, поднявшись на высоту 600 м. Результат, достигнутый Черемухиным, был намного выше официально зарегистрирован-ного мирового рекорда высоты полета французского вертолета Бреге-Доран (180 м), установленного спустя 4 года, т. е. в 1936 г. Здесь уместно сказать, что первый американский вертолет Сикорского (VS-300) поднялся в воздух только в 1940 г.

Советское вертолетостроение развивается значительно быстрее иностранного, причем работы наших конструкторов основываются на большой теоретической и экспериментальной базе, созданной отечественной наукой.

30 сентября 1933 стратостат «СССР-1» под командованием Прокофьева установил мировой рекорд высоты в 19 тысяч метров!

30 января 1934 года рано утром из Кунцево под Москвой стартовал стратостат «Осоавиахим-1» с экипажем из трех человек. Это был первый в истории зимний полёт стратостата. Около 12 часов дня, после достижения высоты 20,6 километров, связь с пилотами была потеряна.

Man High II, пилотируемый Дэвидом Симонсом, поднялся в воздух 19 августа 1957 из карьера около города Кросби в штате Миннесота. Общая высота стратостата составляла 107 м. Впервые в истории высота полёта превысила 30 км и составила в максимуме 30942 м.

40

42Вторая мировая война привела

к необходимости резкого увеличения темпов усовершенствования самолёта и производства. Все страны, вовлеченные в войну разрабатывали, модернизировали и производили самолёты и

авиационное вооружение, при этом появились новые типы самолётов, например, дальние бомбардировщики. Эскорты истребителей стали необходимы для успеха тяжёлых бомбардировщиков, значительно снижая потери в борьбе против вражеских истребителей.

B-29 Superfortress, тяжёлый бомбардировщик

Первым практически применённым реактивным самолётом стал Heinkel He 178 (Германия), совершивший первый полёт в 1939 (Coanda-1910 по сообщением совершил первый короткий непреднамеренный полёт 16 декабря 1910). Первая крылатая ракета (Фау-1), первая баллистическая ракета (Фау-2) и первая управляемая ракета Bachem Ba 349 были также разработаны в Германии. Тем не менее, применение реактивных истребителей было ограничено из-за их небольшого количества (что также было отягощено нехваткой пилотов и топлива в конце войны), Фау-1 был недостаточно эффективен в связи с медленной скоростью и уязвимостью, Фау-2 был недостаточно точен для поражения военных целей, хотя был эффективен при бомбардировке городов.

Следующая таблица показывает как количество произведенных самолётов в США значительно увеличилось к концу войны.

1.Германия. Heinkel He 178, первый полёт 27 августа 1939 года, конструктор двигателя Ханс Охайн, пилот — Эрих Варзитц (англ.)русск.

2.Великобритания. Gloster E.28/39 (англ.)русск., первый полёт 15 мая 1941 года, конструктор двигателя Фрэнк Уиттл.

Мотокомпрессорные, условно пригодные к полёту, малое преимущество:

1.Италия. Caproni Campini N.1 (англ.)русск., первый полёт 27 августа 1940 года. Максимальная скорость 375 км/ч, что хуже чем у чисто поршневого Bf-109B 1937 года — 406 км/ч у земли[2].

2.СССР. МиГ-13, первый полёт 4 апреля 1945 года. Регулярные поломки и аварии, использование реактивной тяги возможно не более 10 минут.

3.Япония. Двигатель Tsu-11 (англ.)русск., создавался для установки на самолёты камикадзе «Ока». Разработка прервана поражением Японии в войне. По мнению инженеров восстанавливающих исторические самолёты, вклад камеры сгорания в итоговую мощность был очень мал, двигатель по сути был импеллерным.

Заимствованная технология:

1.США. Самолёт Bell P-59 Airacomet с двумя двигателями General Electric J31 (англ.)русск. на основе Power Jets W.1 (англ.)русск. Фрэнка Уиттла, установленного на английский прототип Gloster E.28/39. Первый полёт 1 октября 1942 года. Производился серийно, имел вооружение, пригоден к длительному полёту и боевой работе, имеет умеренное превосходство над поршневыми самолётами, не был направлен в районы боевых действий.

Мессершми́тт Me.262 (нем. Messerschmitt Me.262 «Schwalbe» — «ласточка»[Примечание 1]) — немецкий реактивный истребитель, бомбардировщик и самолёт-разведчик времён Второй мировой войны. Является первым в мире серийным реактивным самолётом и первым в мире реактивным самолётом, участвовавшим в боевых действиях[Примечание 2][1][2][3][4].

Глостер Метеор (англ. Gloster Meteor) — первый британский реактивный истребитель, единственный реактивный самолёт союзников, принимавший участие во Второй мировой войне.

Лётные характеристики

1.Максимальная скорость:

1. на высоте: 790 км/ч на 12190 м

2.у земли: 940 км/ч

2.Крейсерская скорость:

1.на высоте: 855 км/ч на 9150 м

2.у земли: 870 км/ч

3.Скорость сваливания: 165 км/ч

4.Посадочная скорость: 200 км/ч

5.Практическая дальность: 670 км / 1610 км (без/с ПТБ)

6.Практический потолок: 13 563 м

7.Абсолютный потолок: 14 900 м

8.Скороподъёмность: 38 м/с

9.Время набора высоты:

1.9150 м за 5 мин

2.12190 м за 8 мин

44СССР

1.МиГ-9 — первый советский турбореактивный истребитель, поднявшийся в воздух. Разработан в ОКБ Микояна и Гуревича, первый полёт совершил 24 апреля 1946 года. В 1946—1948 годах построено 602 самолёта.

2.Як-15 — первый реактивный истребитель, принятый на вооружение ВВС СССР. Разработан на базе Як-3, совершил первый полёт 24 апреля 1946 года. В 1946—1947 годах построено 280 самолётов. В советских ВВС Як-15 считался переходным самолётом и использовался только для переучивания лётного состава с поршневых истребителей на реактивные.

3.МиГ-15 — первый полёт 30 декабря 1947 года, был основным истребителем СССР в Корейской войне. Двигатель — Rolls-Royce Nene (англ.)русск., копия РД-45, самостоятельное развитие ВК-1.

1.Бомбардировщики: Ил-22 (1947) — первый экспериментальный, Ил-28 (с 1950) — первый серийный. Дальнейшие — Як-28 и Ту-16.

Гражданский

СССР — Ту-104, первый полёт 17 июня 1955, начало эксплуатации 15 сентября 1956. Создан на основе бомбардировщика Ту-16. Двигатели Микулин АМ-3, с осевым компрессором. Снят с эксплуатации из-за многочисленных отказов двигателей и приборов, до этого начал вытесняться более надёжным турбовинтовым Ил-18.

МиГ-15 (изделие С, самолёт И-310, по кодификации НАТО: Fagot, МиГ-15УТИ — Midget) — советский истребитель, разработанный ОКБ Микояна и Гуревича в конце 1940-х годов. Наиболее массовый реактивный боевой самолёт в истории авиации, состоявший на вооружении многих стран мира.

Лётные характеристики

1.Максимальная скорость:

1.у земли: 1042 км/ч

2.на высоте 5000 м: 1021 км/ч

3.на высоте 10000 м: 974 км/ч

2.Скорость отрыва: 230 км/ч

3.Посадочная скорость: 174 км/ч

4.Практическая дальность: 1335 км / 1920 км с ПТБ

5.Практический потолок: 15 100 м

45

Глава 3.ПОСЛЕВОЕННЫЕ САМОЛЕТЫ (1945-1950 гг.)