Реферат по введению в авиаионно-космическую технику на тему
Развитие авиации
В протоколе заседания Российской Академии наук от 1 июля 1754 года имеется запись:
"Высокопочтенный советник Ломоносов показал изобретенную им машину, называемую имаэродромической (воздухобежной), которая должна употребляться для того , чтобы с помощью крыльев , движимыхгоризонтально , в различных направлениях силой пружины , какой обычно снабжаются часы , нажимать воздух (отбрасывать его вниз), отчего машина будет подниматься в верхние слои воздуха ,с той целью , чтобы можно было обследовать условия (состяние) верхнего воздуха посредством метеорологических машин (приборов), присоединенных к этойаэродромической машине".
В том же году М. В. Ломоносов писал , что он сделал машину , которая, сама поднимаясь вверх ,может поднять маленький термометр . Это была модель вертолета и первая в мире документированная практическая разработка летательного аппарата тяжелее воздуха - вертолета с соосными винтами . Однако для того времени реализация идеи вертолета оказалась слишком сложной.
Русские ученые и изобретатели продолжали работать над созданием аппаратов тяжелее воздуха.
В 1854-1855 гг. к идее создания самолета обращается военный моряк Российского флота А.М.Можайский .Серьезными поисками в этой области он стал заниматься несколько позже и пришел к выводу о необходимости разработать летательный аппарат с неподвижным крылом, в работе которого использовался бы принцип динамического полета .
Научный эксперимент - это был единственно возможный в то время путь исследования для оценки возможногозначения подъемной силы при различных углах атаки , а также определения необходимой площади крыла и скорости полета , ведь аэродинамика как наукатогда еще не существовала, и лишь спустя 25-30 лет основы ее были заложены великим русским ученым Н. Е. Жуковским. Не было еще аэродинамических труб иаэродинамических весов для испытания моделей самолета. А.Ф.Можайский создал прибор - движущуюся тележку с прообразом аэродинамических весов. С помощьюэтого [FKS1]прибораможно было производить расчет лобового сопротивления и подъемной силы крыла самолета . Изготовленные Можайским модели самолета с приводом винтов от пружины демонстрировалась в полете вПетербургском манеже.
В марте 1879 г. был поставлен вопрос о постройке самолета в натуральную величину.*) Изобретательподготовил объяснительную записку, лично разработал чертежи самолета и смету необходимых расходов . Заявку на изобретение самолета с описанием аппарата ичертежи Можайский направил в Департамент торговли и мануфактур , а 15 ноября 1881 г. ему была выдана "привилегия" (патент) на"воздухоплавательный снаряд".
По проекту самолет должен был состоять из лодки (фюзеляжа) , в которой предполагалось разместить экипаж , силовуюустановку и приборное оборудование, двух паровых двигателей и четырехколесного шасси . На самолете былипредусмотрены тросовое управление , штурвал , емкости для горючего и некоторые приборы , в том числе и оптический прицел .
В конструкции первого самолета была применена монопланная схема, которая имеет наибольшеераспространение и в современном самолётостроениии . Длина лодки в соответствии с принятыми в то время единицами измерения равнялась 20,5 аршина , длинакаждого крыла - 15 аршинам , ширина крыла - 20 аршинам .
6 июля 1882 г. построенный самолет был осмотрен специальной комиссией Штабавойск гвардии и Петербургского военного округа . В протоколе комиссии от 22 февраля 1883 г. было записано , что масса самолета должна составлять 57 пудов .Испытания проводились под Петербургом , на военном поле в Красном селе , и продолжались до 1885 г., но на завершающем этапе по военным соображениям былизасекречены . Об зтом периоде сохранилось очень мало документов.
Велики заслуги Александра Федоровича Можайского перед отечественной и мировой наукой и техникой .
---------------------
*)[FKS2] В январе1887 г. работала первая комиссия , рассмотревшая и одобрившая предложение А.Ф.Можайского. В результатеизобретателю были отпущены деньги (3 тыс. руб.) , и он начал работать над созданием самолета. В состав комиссии входил Д. И. Менделеев .
Однако в то время были ученые , как , например , известный английский ученый Кельвин отрицающиевозможность создания аппаратов тажелее воздуха , отдавая предпочтение аппаратам легче воздуха .
В области исследования теории полета аппаратов тяжелеевоздуха работал великий русский ученый Д.И.Менделеев . Его труд "О сопротивлении жидкостей ивоздухоплавании" , по словам Н.Е.Жуковского , является капитальной монографией по сопотивлению жидкостей и может служить основным руководствомдля лиц, занимающихся воздухоплаванем . В труде особо отмечается необходимость накопления опытных данных о сопротивлении среды . Менделеев писал , чтокогда-нибудь будет достигнута полная победа над воздухом , станет возможным управлять полетом . Только для этого необходимо точно знать сопротивлениевоздуха .
В 1894 г. увидела свет работа К.Э.Циолковского "Аэроплан , или птицеподобная (авиационная) летательнаямашина ", в которой автор обосновал идею создания аэроплана с неподвижным свободнонесущим крылом . На самолетепредлагалось иметь крыло трапециевидной формы с поперечным V при изогнутости по типу чайки . На эскизе , помещенном в статье , былипоказаны тянущий винт , обтекающей формы корпус, хвостовое оперение и шасси . В 1905 г. Циолковский предложил ромбовидный и клиновидный профили крыла дляаппаратов со сверхзвуковыми скоростями полета .
Несмотря на трудности , обусловленные незнанием законов аэродинамики, созданиепланеров и самолетов продолжалось . Конструкция их часто была очень сложной. Один из них (девятиплан) имел несущие поверхности в виде трех трипланов,горизонтальное оперение его состояло из четырёх повехностей , двигатель имел мощность 55 л.с. и передавал ее на два толкающих винта посредством цепной передачи . Было построено несколько трипланов , однако работа над ними осталасьнезавершенной . Можно упомянуть также работы А. Г. Уфимцева , которого Максим Горький назвал "поэтом в областинаучной техники" . Уфимцев построил четыре оригинальных двигателя и два самолета с крылом круглой формы в плане и круглым горизонтальным оперением .Постройкой самолетов и двигателей занимался в 1909-1910 гг. С.В.Гризодубов , отец известной летчицы , Героя Советского Союза и Героя Социалистического труда В. С. Гризодубовой . В 1912 г. на одном из своих самолетов он совершил несколько полетов .
В годы , предшествовавшие первой мировой войне , русские конструкторы работали над созданием легкого маневренногосамолета , который обладал бы достаточной устойчивостью и управляемостью . В 1912 г. военным ведомством был объявлен конкурс на разработку самолета смаксимальной скоростью не менее 114км/ч и полезной нагрузкой 450 кг (летчик-наблюдатель и груз) . По чертежам , представленным на конкурс , былопостроено несколько машин , например самолет Пороховщикова . Но несмотря на некоторые преимущества его перед иностранными , на авиационных заводах Россиипо лицензиям строились самолеты иностранных марок . Это сильно сдерживало развитие самолетостроения в России , особенно проектирование .
Несколько позже на конкурс были представлены другие самолеты , из которых биплан РБВЗ ( Русско - Балтийского вагонного завода ) завоевал первый приз .
Этот период характерен также поисками в области проектирования гидросамолетов, одним из создателей которых являлся Д.П.Григорович .
К авиационным конструкторам начального периода развития авиации в России относится советский ученый и конструкторЯ.М.Гакель , впоследствии профессор, заслуженный деятель науки и техники . В 1910-1912 гг. он создал семь самолетов оригинальной конструкции , два изкоторых ( гидроплан - амфибия Г-V и биплан Г-VIII ) на воздухоплавательных выстовках в Москве в 1911 и1912 гг. былиудостоены большой серебряной и большой золотой медалей.
Особое место в развитии отечественной авиации принадлежит самолётам выпущенным авиационным отделом Русско -Балтийского вагонного завода в Петербурге . Одним из них являлся " РУССКИЙ ВИТЯЗЬ " - первый в мире четырехмоторный самолет . Это был биплан с размахом верхнего крыла 27 м и нижнего - 20 м . Полетная масса самолета составляла 4200 кг. Первый полет его состоялся 23 июля 1913 г. " РУССКИЙВИТЯЗЬ " - прототип тяжелых самолетов с двигателями , установленными в ряд на крыле.
Следующим в этой серии был " ИЛЬЯ МУРОМЕЦ " , первоначально имевший четыре двигателямощностью 100 л.с. каждый , в дальнейшем заменённые более мощными - по 220 л.с. 4 июня 1914 года на самолете " ИЛЬЯ МУРОМЕЦ " былустановлен мировой рекорд высоты полета с десятью членами экипажа на борту . В августе того же года этот самолет был принят на вооружение русской армии в качестве разведывательного . На последних модификациях машин этого класса экипаж состоял из семи - восьми человек , а вооружение включало восемь пулеметов, самолет мог брать до 30 пудов ( пуд = 16 кг. -Ф.С. ) бомб , частичноразмещаемых в фюзеляже . Всего было построено до 80 самолетов " ИЛЬЯ МУРОМЕЦ " , которые участвовали в первой мировой и гражданской войнах . Это были крупнейшие по тому времени воздушные корабли. По техническим данным , вооружению и бомбовой нагрузке " ИЛЬЯ МУРОМЕЦ " превосходил английский тяжелый бомбардировщик ВИМИ и немецкий самолет фирмы " ГОТАМ ФРИДРИХСХАФЕН " ( хотя последний являлся , посуществу , несколько изменённой копией единственного сбитого за годы первой мировой войны самолета "ИЛЬЯ МУРОМЕЦ" ) . Недаромфранцузское военное министерство через своего атташе в Петрограде обратилось с просьбой сообщить данные, относящиеся к аэропланам типа " ИЛЬЯ МУРОМЕЦ ".
Однако не все созданные самолеты строились . На единственном в начале двадцатых годов комендантском аэродроме Петрограда в одном из старых ангаров можно было увидеть самолет " СВЯТОГОР " конструкции В. А. Слесарева .Самолет представлял собой гигантский биплан цельнодеревянной конструкции с двумя двигателями , расположенными вфюзеляже , причем трансмиссия к двум толкающим винтам диаметром 6 метров осуществлялась посредством канатной передачи . Размах верхнего крыла составлял 36 метров .
На завершающем этапе постройки самолета " СВЯТОГОР " В.А.Слесаревобратился к правительству с просьбой о предоставлении средств , но получил отказ, несмотря на то ,что специальная комиссия под руководством Н.Е.Жуковского, проверявшая аэродинамический расчет этого самолета и расчет его на прочность , " единогласно пришла к выводу , что полет аэроплана Слесарева при полной нагрузке в 6,5 т и при скорости 114 км/ч является возможным , а посему окончание постройки аппарата Слесарева является желательным ". Однако Технический комитет Управления Воздушного Флота решил , " что достройка аэроплана Слесарева , даже и в том случае , если подсчет профессораЖуковского подтвердится , в действительности никакой практической пользы принести не может".
Тем не менее В.А.Слесарев , ободренный поддержкой Н.Е.Жуковского,продолжал строить самолет на личные средства , а так же пожертвования авиационных клубов . Работа двигалась очень медленно , а после гибели конструктора практически прекратилась . Испытания самолета так и не были завершены к 1918г. Впоследствии он использовался при обучении курсантов Военно - технической школы.
Рассматривая начальный период развития авиации , следует более подробноостановиться на значении деятельности и основополагающих работ НИКОЛАЯ ЕГОРОВИЧА ЖУКОВСКОГО .
Н.Е.Жуковский - создатель теории подъемной силы крыла и автор одного изпервых курсов по авиации " Теоретические основы воздухоплавания " . Его статья " О присоединенных вихрях " , опубликованная в 1906 г. , явилась итогом большой работы в области исследования подъемной силы крыла . Активное участие в разработке этой проблемы принимал С.А.Чаплыгин , автор монографии " О газовых струях " , на основе которой были созданы впоследствии разделы аэродинамики больших скоростей .
Еще осенью 1898 г. на Х съезде русских естествоиспытателей и врачейН.Е.Жуковский организовал воздухоплавательную подсекцию и выступил с обзорным докладом " О воздухоплавании " , в которомрешительно высказался за развитие летательных аппаратов тяжелее воздуха . Докладчик говорил : "...Глядя на летающие живые существа , на стрижей и ласточек , которые со своим ничтожным запасом энергии носятся в продолжении нескольких часов ввоздухе со скоростью, достигающей 50 км/ч , и могут пересекать моря , на орлов , которые описывают в синем небекрасивые круги с неподвижно распростертыми крыльями , на неуклюжую летучую мышь , которая бесшумно переносится ветром во всевозможных направлениях, невольно задаешься вопросом :неужели для людей нет возможности подражать этим существам ? "
Сформулированная Н.Е.Жуковским теорема заключается в следующем:
"Величина подъемной силы крыла на метр размаха является произведением плотности воздухана циркуляцию скорости и на скорость полета аэроплана."
Очевидно , что этот вывод - основа совре