Реферат: Развитие авиации

        Деятельность  великого  русского ,  всю  свою  жизнь  посвятившего  исследованию вопросов теории авиации ,ученого была очень высоко оценена Советским правительством . Специальным постановлением Совета Народных Комиссаров от 3 декабря 1920 г., в  котором Н.Е.Жуковский  именовался  " отцом русской авиации , он был  освобожден  от  обязательного  чтения лекций  и  получил  право  " объявлять  курсы более  важного научного  содержания ". Ученому  устанавливался  месячный оклад . Тем  же постановлением  учреждалась  премия  Н.Е.Жуковского  за  выдающиеся  труды  в  области  математики  и  механики . Было  так  же  принято  решение  об  издании трудов  ученого .

        В   предисловии  к  переизданным  в  1972  г. лекциям  профессора Н.Е.Жуковского  " Динамика  аэропланов  в  элементарном  изложении " , которые  он читал  слушателям  теоретических  курсов  авиации ,  А.Н.Туполев  писал  о  великом вкладе Н.Е.Жуковского  в  создание  нашей  русской  авиации , о том , что  " он (Н.Е.Жуковский - Ф.С.)  всегда оставался  истинным  патриотом  ,  глубоко  любил  свою Родину  ,  радовался  ее  успехам  , переживал  неудачи  и  всегда  хотел  быть  ей полезен " .

        Жуковский  был  прекрасным  учителем .  Он  учил  просто , ясно , всегда чрезвычайно  доброжелательно ,  и  то ,  что хотел  передать  ученикам ,  западало  им  в душу  не  только  как  знание ,  но  и  как  любовь  к тому ,  что  любил  он  сам .

        А  любил  он  науку ,  авиацию  и  очень  любил  эксперимент ,  считая  его совершенно  необходимым . Н.Е.Жуковский  был  не  только  великим  ученым ,  но  и инженером  " высшего  ранга " , поэтому  его  ученики  не  замыкались  только  в  науке , а стремились к созданию  оригинальных  конструкций планеров , вертолетов, глиссеров ,  самолетов  на  основании  научной  теории  и  результатов  экспериментов .  Поэтому основанные  на  школе  Николая Егоровича  Жуковского  авиационные  институты  -  это не  просто  учебные  заведения ,  а  еще  и  научные  организации ,  работающие  надсозданием  российского  воздушного  флота.

        А.Н.Туполев  хотел , чтобы , получая  памятный  курс лекций , прочитанных Жуковским в  1913  г.  и  иданных  в  1917  г. ,  каждый  почувствовал  то  уважение  и тепло  к  Николаю  Егоровичу Жуковскому  ,  которое  сохранили  его  ученики .  Эти воспоминания  А.Н.Туполева  являются  прекрасной характеристикой  научных  и  личных качеств  великого  русского  ученого .

        Напомню  основные  этапы  развития  научно - исследовательских  работ в  области  аэродинамики  самолетов  отечественной  авиации.

        В  первые  послереволюционные годы  бурное  развитие  аэродинамики , как  и  в теоретическом ,  так и  в  прикладном  смысле ,  и  в первую  очередь   в  изучении пограничного  слоя, получило свое практическое применение. Были заложены  основы  норм  устойчивости  и  управляемости ,  изучены  флатбер  и  бафтинг  в  применении к  конкретным  типам  летательных  аппаратов , разработаны  серии  новых  скоростных  и несущих профилейкрыла  с механизацией.

        Разработанные  основы  дозвуковой  и трансзвуковой  аэроинамики с  введением  в  эксплуатацию  новых  аэродинамических  труб  позволили  совершить  скачок  влетных  данных самолетов. Этому  способствовали  и  увеличение мощности  двигателей, разработка  воздушных винтов  изменяемого  шага, создание  новых  конструционных  материалов  на  основе  алюминия и  новых  технологических  процессов  для обработки.

        Как  и во  всякой  науке  ,  ведущая  роль  в  решении  задач в  области аэродинамики принадлежала  фундаментальным  теоретическим  исследованиям , на  базе  которых  строились  расчетные инженерные  методы, составляющие  основу  прикладной  теории.  Корифеи  советской  аэродинамики, такие,как  Н.Е.  Жуковский, С. А. Чаплыгин, Б. Н. Юрьев,  В. В. Голубев,  М. В. Келдыш, С. А. Христианович, Г. П. Свищев, В. В.Струминский  и  многие  другие, находились  во  главе  прогресса  авиации.

        Трудность прикладного использования теоретических исследований  состояла в том, что теоретические решения могли быть найдены только для отдельных форм профилей, крыльев, тел вращения. Это означало , что почти для всех практическииспользуемых в авиации форм из-за отсутствия в то время ЭВМ, позволяющих использовать численные методы, большая часть теоретиков была занята конкретнымирасчетами. Правильность базовой теории и приближенных методов решения требовали экспериментальной проверки - подтверждения, а если необходимо, то иэкспериментальных поправок, что имело и имеет место и до настоящего времени.

        Для таких проверок была построена экспериментальная труба ЦАГИ диаметром 3 м изатем вторая - диаметром 6 м. В создании экспериментальной базы ЦАГИ особенно ве­лика роль А.Н.Туполева. Здесь, по мнению Г.П.Свищева, с полной силойпроявился талант Андрея Николаевича как организатора крупного масштаба. Создание аэродинами­ческих труб с такими размерами и высокими скоростями потокасделало возможным ис­пы­тание крупных по размерам моделей,позволяющих точно моделировать формы само­летов , отрабатывать их аэродинамические характеристики, а часто испытывать и натуральные элементы самолета, в том числе фюзеляж.

        В числе первых достижений аэродинамиков  тех лет была обклейка полотном гофра поверхностей фюзеляжа на самолетеАНТ-4, что дало большой эффект по улучшению летных данных. В порядок допуска в воздух самолета в первый раз вмешался предшественник АТК ВВС, определивший, что без соответствующего свидетельства ЦАГИ ни одна машина не может подняться в воздух. От ЦАГИ летательныйаппарат  получает свой воздушный паспорт, дающий право на первый взлет.

        Был создан справочник конструктора, в котрый были включены все разделы аэродинамикисамолета : аэродинамика крыла и воздушных винтов, охлаждение двигателей, аэродинамический расчет, устойчивость и управляемость, проверка на штопор,методика испытаний в эродинамических трубах и методика летных испытаний.

        Дальнейшим развитием этого направления было создание руководства для конструкторов, гдедавались рекомендации по вопросам от выбора геометрических форм самолёта до получения результатов испвтаний моделей в аэродинамической трубе позволя­­­­­­ющиеучесть особенности и детали реальной конструкции самолёта.

        Вторым напралением развития прикладной науки является накопление фактов. Ваэродинамике, как и в любой науке, говорил А. М. Черемухин, факты для развития теории и прикладных методов расчёта приносят познание явленй природы. Этифакты, кк правильно сказано, узнаются из "Неожиданных тел", возникающих при эксплуатации самолётов и их испытаниях, а также при изучении ваэродинамических трубах. На базе осмысления фактов идёт разработка теории, а затем уже на базе теории и накопленных экспериментальных данных создаютсяприкладные расчётные методы.

        Лётные испытания всегда являлись отличнм источником информации, т.к. они проходят внатурных условиях и являются наиболее достоверными источниками для полученя научно-практических данных. Именно поэтому уже в прошлом в отечественных КБсоздавались экспериментальные самолёты начиная с самолёта АНТ-4, о котором уже говорилось.

        Однако, фудаментальные испытания оставались на стороне аэродинамических труб, кторыестроились в нашей стране, и их объёмы и степень совершенства были уже таковыми, что в 1944 году в трубе Т-101 ЦАГИ испытывался самолёт ТУ-2, а в кабинесамолёта находился лётчик-испытатель.

        С  появлением  турбореактивных  двигателей  появилась  возможность преодоления  "звуквого  барьера "  и  выхода  самоёта  на  сверхзвуковую скорость .  Для  исследований  новых эффектов  была  построена  трансзвуковая  аэродинамическая  труба ,  а  затем  введены  в  эксплуатациюаэродинамические  трубы  больших  сверхзвуковых  скоростей .

        Особое  место  в  аэродинамике  и  самолётостроении  занимает  познание трансзвуковой  скорости  полёта ,  стоившей  жизни  многим лётчикам - испытателям  и  ставившей  в  трудное положение  тех ,  кто строит  самолёты  и  принимает  их  в  эксплуатацию .

        Переход  военной  и  гражданской  авиации  к  сверхзвуковым  ско­ростям полета  и  совершение  длительных  полетов  потребовали реше­­­­ния многих  задач .  Для  этого  прежде всего  было  необходимо  существенно повысить  аэродинамическое  качество  самолета  на  этих  скоростях и ре­шить  вопросы  устойчивости  и  балансировки  самолета  во  всем  диапазоне скоростей - от  дозвуковой до  сверхзвуковой .  Вопросы  теплостойкости конструкционных  материалов ,  смазки  и  герметиков  стали  одними из определяющих  для  констукций ,  работающих  в  условиях  циклического аэродинамического нагрева ,  характерного  для  высоких  сверхзвуковых скоростей  полета .

        Последние 40-50 лет характеризовались бурным ростом скоростей, высот и значительнымувеличением дальности полета на дозвуковой скорости, особенно для транспортных и пассажирских самолетов. За этот период авиация увеличила максимальные скорости примерно в 4 раза , высоту и дальность - в 2,5-3 раза. Этот скочок стал возможным благодаря широкомувнедрению в авиацию реактивных двигателей.

        За рубежом созданием аппаратов тяжелее воздуха занимались Хенсен, Венси,Лилиенталь, Адер, Шанют и др., а научными исследованиями в этой области и экспериментами в аэродинамических трубах - Эйфель во Франции, Кейли в Англии иЛенгли в США.

        Полеты братьев Райт, Сантос - Дюмона, Блерио, Кертиса, Уточкина, Ефимова и др.положили начало систематическим полетам в воздухе.

САМОЛЕТОСТРОЕНИЕ В СОВЕТСКОЕ ВРЕМЯ

         После победы революции партия и правительство очень быстро осознали  необходимость  создания  и  развития воздушного  флота  России. Вопросы  развития  авиации  неоднократно были в центре вниманиясоветских партийных и государственных органов и неоднократно рассматривались на партийных съездах , специальных заседаниях и совещаниях с участием высшихсоветских партийных и государственных деятелей.

        Отечественное самолетостроение в начале двадцатых годов базировалось на модернизации исерийном выпуске лучших образцов самолетов зарубежных марок . Параллельно велись работы по созданию собственных конструкций .

        Одним  из  первых  самолетов , построенных  в  советское  время  , был модернизированный  вариант  английской  машины  ДН - 9 . Освоение  ее было  поручено  Н. Н. Поликарпову , а самолет в различных модификаций имел  наименование  Р - 1 . В  это  время на  базе  английской  машины марки "АВРО" выпускался двухместный учебный самолет У-1,предназначенный  для  летных  училищ .

        Из  очественных  самолетов  оригинальной  конструкции , созданных в двадцатые годы ,следует отметить пассажирский самолет АК-1 В. Л. Александрова  и  В. В. Калинина . Два  самолета  сконструировал  летчик    В. О. Писаренко  и  построил  в мастерских  севастопольской  школы  летчиков , где был инструктором . Большую известность имеликонструкторские группы под руководством Д. П. Григоровича и Н. Н. Поликарпова , работавшие  над  созданием летающих  лодок  , пассажирских самолетов , а  также  истребителей .

        В  этот  период  в  отечественном  самолетостроении  наметился переход  к  созданию летательных  аппаратов  из  металла . В 1925 г. в ЦАГИ было создано конструкторское бюро  АГОС ( авиация , гидроавиаци и опытноестроительство ), руководителем  которого стал  А. Н. Туполев. Тематика  работы  АГОС  отличалась  большим разнообразием , и  в  составе бюро были образованы бригады . Возглавлявшие их инженеры  сталивпоследствии  известными  конструкторами .

  Многие  из  созданных  в  бюро самолетов участвовали в международных  выставках и перелетах на дальние расстояния. Так , на машинах  АНТ - 3  ( Р-3 )  были  совершены  полеты  по европейским столицам  и  дальневосточный  перелет  Москва - Токио .Тяжелый металлический  самолет  ТБ - 1  ( АНТ-4 )  в  1929 г. совершил  перелет Москва  -  Нью-Йорк через  Северный  полюс . Самолеты этого типа применялись не только в дальней бомбардировочной авиации , но и в арктических  экспедициях . Техническим руководителем  проекта ТБ-1 являлся  констуктор  В. М. Петляков . В  АГОС  был  также спроектирован пассажирский  самолет  АНТ-9 , совершивший дальний перелет протяженностью  9037 .

  Одновременно  отдел  сухопутного  самолетостроения  ( ОСС )  под руководством  Н. Н. Поликарпова строил  самолеты - истребители  И - 3 ,  ДИ - 2 .  В  этот  же  период  был  построен  широкоизвестный  самолет У - 2 ( По-2 ) ,  прослуживший  около  35  лет .  Одной  из  весьма  удачных оказалась  созданная  отделом  сухопутного  самолетостроения машина  Р - 5 , которая впоследствии выпускалась в различных вариантах - как разведчик  , штурмовик  и  даже  как  легкий  бомбардировщик .

  Отдел  морского  самолетостроения , руководимый Д. П. Григоровичем, строил  морские самолеты ,  в  основном  разведчики .

  Наряду с боевыми и пассажирскими  машинами конструировались авиетки  и  легкие самолеты  по  заказу  спортивных  организаций ,  среди них  и  первые  самолеты  А. С. Яковлева ,  именовавшиеся  АИР .

  В начале тридцатых годов самолеты имели старые формы - бипланную схему и не убирающеесяв полете шасси. Обшивка металлических самолетов была гофрированной. В то же время в опытном самолетостроении происходила реорганизация , и на заводе "Авиаработник " были созданы бригады по типам самолетов.

  Вначале задание на разработку самолета И-5 было выдано А. Н. Туполеву, а позже егосозданием занимались Н. Н. Поликарпов и Д. П. Григорович .  Этот самолет в различных модификацияхсостоял на вооружении почти десять лет , а истребители  И-15,  И-153, И-16  даже участвовали  в  боевых действиях начального периода Великой Отечественной  войны .

  Бригада  И. И. Погосского  проектировала гидросамолеты , в  частности морской  дальний  разведчик МДР - 3  ( позже  ее  коллектив  возглавлял   Г. М. Бериев ,  который  строил  самолеты для  авиации  ВМФ  вплоть  до семидесятых  годов ) .

  Бригада  дальних  бомбардировщиков  под руководством             С.В. Ильюшина  несколько  позже  спроектировала  самолет  ДБ - 3 , а затем  широкоизвестный штурмовик  ИЛ - 2 .  Бригада  С. А. Корчигина     в  течение  нескольких  лет  занимались проектированием  штурмовика , котрый ,  правда ,  не  получил  применения .  Под  руководством          А.Н. Туполева  создавались  тяжелые  бомбардировщики ,  в  том  числе    ТБ - 3  -  один  из  лучших и  наиболее  известных  самолетов  этого  типа .

  Конструкторские  бюро ,  руководимые  А. И. Путиловым  и           Р. Л. Бартини , работали  над созданием  цельнометаллических  стальных самолетов .

  Успехи , достигнутые  в  самолетостроении и особенно проектировании двигателей,позволили  приступить к созданию самолета рекордной дальности  полета  АНТ - 25 .  Этот  самолет  с  двигателем М - 34 Р конструкции  А. А. Микулина  вошел  в  историю  после  выполненных  на  нем перелетов  из Москвы  через  Северный  полюс  в  США .

  К  началу  сороковых  годов  в  соответствии  с  постановлением  Совета Народных Комиссаров "О реконструкции существующих и строительстве новых  самолетных  заводов"  было  введено в  эксплуатацию несколько новых авиационных заводов , которые  предназначались для выпуска новейших самолетов . В этот же период был объявлен конкурс на лучшую конструкцию самолета - истребителя . Над его созданием работали талантливые  инженеры - конструкторы С. А. Лавочкин , В.П. Горбунов , М. И. Гудков , А. И. Микоян , М. И. Гуревич , М. М. Пашинин , В. М. Петляков , Н. Н. Поликарпов , П. О. Сухой , В. К. Таиров , И. Ф. Флоров , В.В. Шевченко , А. С. Яковлев , В. П. Яценко . Все они внесли огромный вклад в развитие не только советской , но и мировой авиации . В итоге конкурса в 1941г. на вооружение стали поступать самолеты ЛаГГ, МиГ и Як - широкоизвестные истребители периода Великой Отечественной войны .

  Слова  К. Э. Циолковского о том , что за эрой аэропланов винтовых наступит эра аэропланов реактивных , оказались пророческими.    эра реактивных самолетов практически началась в сороковые годы . По инициативе видного советскоговоеначальника М. Н. Тухачевского , являвшегося в то время заместителем Наркома по вооружению , были созданы многие научно - исследовательские учреждения ,работавшие в области ракетной техники .

  Теоретические разработки и проведенные исследования в конце двадцатых годов  позволили вплотную подойти к созданиюракетоплана . Такой  планер был пострен Б. И. Черановским для ГИРД , а в 1932 г. планер модифицировали под опытныйдвигатель одного из основоположников отечественного ракетостроения - инженера Ф. А. Цандера .

  В  апреле  1935 г. С. П. Королев сообщил о намерении строить крылатую  ракету - лабораторию  для полетов  человека на небольших высотах  с  использованием  воздушно - ракетных  двигателей .

  Обеспечение максимальной скорости самолета было мечтой каждого конструктора . Проводилисьпопытки снабдить поршневые самлеты реактивными ускорителями . Характерным примером может служить самолет Як - 7 ВРД , под крыло которого подвешивалисьдва прямоточных воздушно - реактивных двигателя .При их включении скорость возрастала на 60- 90 км/ч.

  Большая работа проводилась по созданию специального самолета - истребителя с ЖРД , которыйдолжен был иметь большие скороподъемность при значительной продолжительности полета .

  Однако ни истребители с  поршневыми двигателями и установленными на  них ускорителями , нисамолеты с ракетными двигателями не нашли применения в практике боевой авиации .

  В 1945 г. светская авиация перешагнула рубеж скорости в 825 км/ч после  установки на  самолеты  И - 250 ( Микояна )  и  Су - 5 ( Сухого ) мотрно - компрессорного двигателя , сочетавшего осбенностипоршневого и реактивного двигателей .

  Указанием Государственного Комитета Обороны работа по созданию и постройке реактивныхсамолетов была поручена Лавочкину , Микояну , Сухому и Яковлеву .

  24  апреля  1946  года  в  один  и  тот  же  день  взлетели  самолеты   Як - 15 и МиГ - 9 , которые имели вкачестве силовых установок турбореактивные  двигатели .  Позже  был  построен  Ла -160 ,  первый в нашей  стране  реактивный  самолет со стреловидным крылом . Его появление  сыграло  значительную  роль в повышении скоростей исребителей,  но до  скорости  звука  было  еще  далеко .

  Второе поколение отечественных реактивных самлетов представляло собой болеесовершенные, более скоростные , более надежные машины , в их  числе Як - 23 , Ла - 15  и  особенно  МиГ - 15 , признанный всое время одним из лучших военных самолетов того времени.

  Впервые  в  СССР  скорость звука в полете со снижением была дстигнута  в  конце 1948 г.  на  опытном  самолете  Ла - 176  летчиком О. В. Соколовским .  А  в  1950 г.  уже в  горизонтальном  полете  самолеты     МиГ - 17 ,  Як - 50  проходили  " звуковой  барьер " .  В сентябре - ноябре 1952 г. МиГ - 19  развивал  скорость  в  1,5  раза  большую , чем  скорость звука  и  превосходил  по главным  характеристикам  " SUPER-SEIBR" , котрый  к  тому  времени  являлся  основным  истребителем  ВВС США .

  Преодолев  " звуковой  барьер " ,  авиация  продолжала  осваивать все большие  скорости  и  высоты  полета .  Скорость  достигла  таких  значений , при  которых  для  дальнейшего ее  увеличения  требовались  новые решения  проблемы  устойчивости  и  управляемости .  Кроме того  авиация вплотную  подошла  к  " тепловому барьеру " .  Проблема  теплозащиты самолета  требовала безотлагательного  решения .

  28  мая  1960 г.  на  самолете  Т - 405  генерального  конструктора    П. О. Сухого летчик  Б. Адрианов  установил  абсолютный  мировой  рекорд скорости  полета  -  2092 км/ч по  замкнутому  маршруту  100  км .

  В итге наша авиация получила самолет , способный в течении 30 мин лететь со скоростьюпримерно 3000 км/ч .  Полеты  на этих самолетах свидетельствовали о том , что благодаря применению жаропрочных материалов и мощных систем охлажденияпроблема "теплового барьера" для этих скорстей полета в основном была решена .

  За послевоенные годы в СССР были созданы превосходные пассажирские и транспортныесамолеты . Еще в 1956 г. на линиях Аэрофлота началась эксплуатация самолета Ту-104 , который впервые в мире начал регулярные пассажирские перевозки .Ил-18, Ту-124, Ту-134, Ан-10 и Як-40 выдвинули в то время наш Гражданский воздушный флот на одно из ведущих мест в мире .

  Новые  отечественные  пассажирские  самолеты  Ан-24 ,  Ту-154М ,  Ил-62М  и  Як-42 осуществляют  массовые  воздушные  перевозки внутри страны и за ее пределами . В конце семидесятых годовбыл создан сверхзвуковой пассажирский самолет Ту-144 . Новый качественный и количественный  уровень  пассажирских  перевозок был достгнут с введением  в  эксплуатацию самолета -аэробуса Ил-86 . Военно-транспортная  авиация  получила  самолеты  Ан-22 и Ил-76Т , использующиеся для  перевозки грузов военного и гражданского назначения . В 1984 г. началась эксплуатация самолета - гиганта         Ан-124"РУСЛАН",  а позже  Ан-225"МРИЯ" .

  Вертолеты , которые только после второй мировой войны стали работоспособным  и экономически целесообразным транспортным средством , в настоящее время получили широчайшее распространение. Советские авиационные  конструкторы создали надежные винтокрылыемашины  различного  назначения  -  легкие Ми-2 и Ка-26 , средние Ми-6 и Ка-32  и  тяжелые Ми-26  и  другие  для  военной  и  гражданской  авиации.

  Успехи русской авиационной промышленности в деле создания самолетов боевой авиации былипродемонстрированы в 1988г. на международной авиационной выставке в Фарнборо ( Англия ) , где демонстрировался истребитель  МиГ-29 ;  этот  же  самолет ,  "Буран" и   Су-27  демонстрировались  в  Париже в  1989 г.

  До настоящего времени самолеты МиГ-29 и Су-27 являются непревзойденными  лидерами в  своем  классе  истребителй . Благодаря своей схеме и совершенству силовых установок , они могут выполнять уникальные фигуры высшего пилотажа , которые недоступнызарубежным аналогам этих истребителей .

  Подводя черту подо всем вышесказанным можно сделать вывод , что ,несмотря на все трудности инеудачи авиация в нашей стране сделала огоромный шаг в своем развитии. И мне хочется верить , что ,благодаря гигантскому интеллектуальному потенциалу,накопленному в России , авиация и в дальнейшем будет развиваться не менее быструми темпами , чем прежде.

        ЛИТЕРАТУРА:

  А. Н. Пономарев  "Советские авиационные конструкторы"          МОСКВА . Воениздат . 1990 г.

  А.   Н.    Пономарев      "Авиация   на  пороге  в  космос "

МОСКВА . Воениздат . 1971 г.

  И.   К.    Костенко       " Летающие   крылья "

МОСКВА . Машиностроение . 1988 г.

  Г.    Ф.    Байдуков       " Первые   перелеты   через  Ледовитый океан .  Из   воспоминаний   летчика  ".  МОСКВА . 1977 г.