ДИСТАНЦІЙНА ОСВІТА СЮТ

Гурток "Початкове технічне моделювання"

Керівник гуртка Братищенко Ігор Федорович

Онлайн-заняття гуртка 19.01.21

Тема заняття "Історія повітроплавання, авіації та космонавтики"

Історія розвитку повітроплавання

Спроби піднятися в повітря людиною робилися з незапам'ятних часів, про що свідчать перекази та міфи. Перші креслення літальних машин знайдені в рукописах Леонардо да Вінчі − великого італійця епохи Відродження (1425−1519 г). Він був знаменитим живописцем, скульптором, архітектором, інженером, математиком і анатомом. Він малював, винаходив, будував. Після нього залишилося 7 тис. сторінок записників і рукописів. І до цього дня їх іще не вивчили повністю. Там знайшли дивовижні речі: креслення "птахолета", парашута, підводного човна, автоматичного ткацького верстата, вертольота . Через сотні років усе це винаходили наново. Знайшли його проекти каналів, металургійних печей і вальцювальних верстатів, друкарських і землерийних машин. 

За сотні років до появи літака, Леонардо да Вінчі створив літальний апарат, що нагадував птаха. Однак, низький рівень техніки того часу завадив Леонардо здійснити свої новаторські задуми. 

Дуже багато винахідників після нього працювали над створенням найхимерніших літальних апаратів. Були зроблені спроби літати за допомогою садельних крил, за допомогою кулі, наповненої газом. Руські літописи свідчать про те, що на Русі вже в XVI ст. були зроблені спроби польотів на повітряних кулях (1547−1584 рр.). За часів Івана Грозного кріпак здійснив навколо Олександрівської слободи політ на повітряній кулі, за що був страчений, а його "машина"– спалена. 1696 р. − Безіменний російський чоловік намагалася літати на крилах, обтягнутих тонкою шкірою. У 1729 р. − коваль Черник-Гроза намагався політати на крилах, зроблених із дроту й пір'я.

У 1731 р. − у Рязані піддячий літав на кулі, наповненій гарячим димом, за що був вигнаний з міста під загрозою живого поховання або спалення на вогнищі. У червні 1783 французи − брати Монгольф'є здійснили свій перший політ на повітряній кулі, яку назвали аеростат, наповнивши оболонку гарячим повітрям. 

У тому ж році французький фізик професор Шарль здійснив політ на кулі, наповненій воднем. Почалася ера повітроплавання. У 1875 р. Д. І. Менделєєв запропонував проект керованого стратостата, який став праобразом дирижабля. Але кулі були іграшкою вітру, і винахідники шукали щось інше. Ідея літального апарата, важчого за повітря, з'явилася і розроблялася значно за ідеєю повітряної кулі.

У 1754 р. М. В. Ломоносов запропонував проект літального апарату у вигляді двогвинтового вертольота. Значний внесок у створення літака зробив до 1876 р. морський офіцер А. Ф. Можайський, який створив літаючу модель аероплана з часовою пружиною (як двигун). Вивчивши будову крил у різних видів птахів та умови їхнього польоту, зокрема, у режимі польоту, дослідивши закони супротиву повітря руху тіл теоретично й за допомогою створеного ним приладу, А. Ф. Можайський зрозумів безперспективність пануючої тоді ідеї "крил, що махають". У 1877 р. Можайський представив проект літака, який мав усі характерні для сучасних літаків частини: фюзеляж, нерухоме крило, хвостове оперення, шасі. У 1881 р. спроектував парові двигуни потужністю 10 і 20 к.с. і зробив їх за кордоном, побудував 3− х моторний літак і отримав перший у світі патент (привілей) на літак − " повітроплавальний снаряд", на якому був здійснений перший у світі політ із людиною. Але політ завершився невдало − літак упав на крило і зламав його. Нестача особистих коштів і відсутність державної підтримки не дозволили винахіднику завершити свою роботу (він помер у 1890 р.), але його літак був визнаний фахівцями кращою конструкцією, яка багато в чому визначила прогрес подальшого літакобудування. 

А тим часом десятки винахідників у багатьох країнах почали створювати крилаті машини. 

У 1890 р. Клемен Азер (Франція) створив літальний апарат − прототип летючої миші, яка колись привернула увагу Леонардо да Вінчі. Колосальну працю зробив у гіганський аероплан у 1892 р. Хайран Максим (Англія). Німецький інженер Отто Лілієнталь (Німеччина) створив планер (усього їм було створено 18 апаратів, і зробив він на них 200 польотів). Під час одного з польотів у 1896 р. він загинув. Заслуги Лілієнталя визнали не одразу й не всі. Одним із перших, хто гідно оцінив його, був Микола Єгорович Жуковський, професор, основоположник науки аеродинаміки (випробовував в аеродинамічній трубі моделі різних літальних крил), 1897 р. створивши свій планер – многокрильний Шанют.  Але особливого успіху в цьому досягли американці − брати Райт: 17 грудня 1903 р. їхній аероплан із двигуном, що працює на гасі, піднявся в повітря і пролетів 800 м за 59 с. Перший політ людини тривав кілька секунд. Але це вже справжній політ зі злетом і приземленням. Так народилася авіація (від латинського "АВІАС" − птах).

Починаючи з 1910 р. створює ряд своїх моделей Яків Модестович Гаккень (творець першого трамвая). До речі, на премію, отриману за трамвай, він і будував свій аероплан. Його аероплани різко відрізнялися від усіх побудованих до цього літальних апаратів: верхнє крило винесено над нижнім, кермо висоти розташоване не спереду, як у ті часи робилося зазвичай, а позаду; мотор установлений перед льотчиком і оснащений тяговим гвинтом. З точки зору сучаників машина Гаккеля була сконструйована за зовсім нереальною схемою, а на вигляд літак Гаккеля виглядав цілком нормально. 

Навесні 1912 р. аероплану Гаккеля (VIII типу) Московське товариство повітроплавання присудило золоту медаль. Літаки Гаккеля брали участь у багатьох конкурсах, але через постійні неполадоки двигунів – невдало. Тільки багато років потому з'ясувалося, що льотчик конкуруючої фірми "Дукс" підкуповував Гакклевського механіка і той підливав сірчану кислоту в сорочки двигуна. А в довершення всього 5 грудня 1912 р. дві останні моделі аеропланів згоріли "за нез'ясованих обставин". Гаккель розорився і склав роботи в авіації. Він зайнявся тепловозами й електровозами (помер у 1945 р.).

Початок промислового розвитку літакобудування припадає на 1908-1909 рр. В 1913 р. був побудований літак "Великий балтійський", а потім − його покращений варіант "Російський витязь". Творцем цього літака був інженер І. І. Сікорський. Це був перший у світі чотиримоторний літак, первісток важкої авіації, вага його − 4200 кг, швидкість польоту – 90 км/год, він піднімав − 7 чоловік. Потім був побудований "Ілля Мурумец" − 15−16 чол. − основний бомбардувальник 1-ої світової війни. Проектувалися й інші літаки. Перша регулярна повітряна лінія була відкрита в 1923 р. (Москва − Нижній Новгород (Горький)) протяжністю 420 км. Час польоту склав 4 год., за цей рік було перевезено 229 чол. і 1900 т вантажу. У цей же період почала діяти перша міжнародна лінія Москва − Берлін. 26 травня 1924 в повітря піднявся перший літак побудований повністю з металу, − АНТ−2 конструкції А. Н. Туполева (3 місця, двигун 100 к.с.). Відтоді метал став основним матеріалом у літакобудуванні. Улітку 1924 р. на повітряній лінії Москва − Нижній Новгород успішно почав літати перший пасажирський літак АК-1.

Починаючи з другої половини 20-х років, повітряний транспорт безперервно технічно переозброювався, парк літаків зростав, формувалася, розширювалася мережа повітряних ліній (особливо з віддаленими районами), аеропортів. У 1928 р. Н. Н. Полікарпов створив навчальний літак у ПО-2. Цей літак використовувався в сільському господарстві. А в роки Великої вітчизняно війни У-2 був і санітарним літаком, і літаком зв'язку, і легким нічним бомбардувальником.

Кращим літаком часів Великої Вітчизняної Війни в усьому світі визнано протитанковий Іл-2 конструкції С. В. Іллюшина. У 1930−31 рр. − АНТ−14 ( із 6 пас., 4 двигуна потужністю 2400 к.с.; V = 195 км/год.

У 1934 р. − АНТ−20 " Максим Горький" (80пас., 8 двигунів, потужністю 7000к.с., V = 250 км/год).

У 1937 р. − АНТ−25 − наддалекий літак, одномоторний. На такому літаку екіпаж під командуванням В. П. Чкалова здійснив перший у світі 63-годинний безперервний переліт Москва − Ванкувер (Канада) через Північний полюс.

У 30-х роках поряд із нарощуванням парку літаків почалося формування мережі повітряних ліній і аеропортів, зростали перевезення. Стають відомими імена конструкторів: Іллюшина, Яковлева.

Особливо інтенсивно розвивається повітряний транспорт в післявоєнні роки. У 1947 р. був створений реактивний винищувач МІГ-15 конструкції А. І. Мікояна та М. І. Гуревича.

У тому ж році в повітря піднявся вертоліт МІ-1 конструкції М. Л. Міля. На літаках установлювалися поршневі двигуни. Із кінця 50-х років почали випускатися повітряні судна другого покоління (із турбінними двигунами). 

Ан-24 (2 двигуна) − V=450 км/год, дальність польоту 900−2500 км; 44−52 пас.

Іл-18 (4 двигуна) − V=600-680 км/год; дальність польоту 6500км,89−122 пасс.

У 60-х роках найкращий ТУ-144 (4 двигуна), V=750−850 км/год; дальність польоту 10000 км; 200пас.

Із 1956р почалося масове виробництво реактивних літаків ТУ-104, 2 двигуна (турбореактивний), V= 850−900 км/год, дальність польоту − 4000 км; 50−70 пас. Це машина 3-го покоління.

Реактивні двигуни через свою велику потужность дозволили значно підвищити швидкість літаків, місткість і дальність польотів. Якщо літаки з поршневими двигунами мали граничні швидкості до 500 км/год, то реактивні двигуни легко перейшли надзвукову швидкість і можуть сягати швидкостей 1000 км/год. (ТУ−104: розмах крил − 34,54 м, довжина літака − 40,06 м; крейсерська швидкість − 850 км/год, max V − 1000 км/год, дальність польоту безпечного – 4000 км; комерційне завантаження до 12 т або до 70 пас.). На авіалініях почали курсувати комфортабельні турбогвинтові літаки АН-10, ІЛ-18, ТУ-144.

Із 70-х років найкращим у цивільній авіації уважався дальній магістральний трубопровідний літак ІЛ-62 (тр. двигуна) V=900−1000 км/год., дальність польоту 9000−11000 км; 186−198 пас. З'являється більш економічний магістральний 3-хмоторний реактивний літак ТУ-154, який розрахований на 158 місць, дальність польоту − 7000 км, Vmax=900−950 км/год., ТУ−134, ЯК−40 та ін.

У 1980 р. на повітряні траси вийшли нові літаки: широкофюзеляжний літак ІЛ-86, розрахований на перевезення 350 пас. і літак ЯК-42, що перевозить 120 пас.

Поряд з пасажирськими все більше з'являлося вантажних літаків. АН-22 "Антей"−q = 80 т (або 700 пас.), V=650−700 км/год. ІЛ-76 − q=40 т, V=765км/год.

У 1976р в повітря піднявся дослідний зразок аеробуса ІЛ-86 на 350 місць, у 1979 р. ці літаки увійшли в експлуатацію (V=1000 км/год).

Наразі ІЛ-96 на 300 місць із V=900−1000 км/год. дальністю польоту − 4000−9000 км. ТУ-204 на 214 місць.

У 1971 р. на виставці в Парижі був показаний вертоліт МІ-12 з V = 240 км/год., фюзеляж вертольота завдовжки 28 мм і заввишки 4,4 м може приймати будь-яку громіздку техніку. МІ−26 з q = 20т та V=295 км/год.