Реферат: Развитие авиации

Реферат: Развитие авиации

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  современного  учения  о  подъемной силе крыла , фундамент  теоретической  аэродинамики . Без  этого  открытия  невозможно было  бы  равитие  авиационной  науки .

        Организованный Н.Е.Жуковским еще до революции кружок по изучению воздухоплавания  успешно продолжал  свои  теоретические и практические исследования  и  после  ее  победы .

        Ученики  Жуковского  не  только  основали  школу , но и вели подготовку к созданию будущего  Центрального  аэрогидродинамического  института  ( ЦАГИ ) . Решение об образовании национального русского центра авиацибыло принято с одобрения В.И.Ленина. Н.Е.Жуковский и А.Н.Туполев  посетили  Высший  совет  народного хозяйства  и  получили  не  только  согласие  на  организацию  института ,  но и  финансовую  помощь . Аэродинамическая  лаборатория в МВТУ им. Баумана  была вначале основной базой экспериметальныхработ ЦАГИ , который в  настоящее  время является  мировым  центром  авиационной  науки  и  техники .

        Придавая  особое  значение  развитию  авиации , Советское правительство в 1919г.приняло  решение  о  создании  в Москве  учебного  заведения  для  подготовки инженерно - технических  кадров . В сентябре  того  же  года  сотоялось  первое заседание  совета  авиационного  техникума  под  председательством  Н.Е.Жуковского , а в сетябре 1920 г.техникум был реорганизован в Институт инженеров Красного Воздушного  Флота  им. Н.Е.Жуковского . Позднее на  его  базе  создается  Военно-воздушная  академия , носящая  в  настоящее  время  имя  Н.Е.Жуковского .

Страницы: 1, 2