Авиация

АвиацияАВИАЦИЯ, осуществление летания по воздуху на аппаратах тяжелее воздуха, в отличие от воздухоплавания - понятия, относящегося к аппаратам легче воздуха. Для того, чтобы аппарат тяжелее воздуха мог в нем держаться, необходимо, вследствие податливости воздушной среды, прогонять воздух в известном направлении, отчего будет возникать некоторая сила реакции, направления противоположного направлению движения воздушного потока. Эта сила реакции, в случае если она по направлению противоположна силе тяжести и равна последней, будет поддерживать аппарат в воздухе, если же она больше силы тяжести - она будет поднимать его кверху. Летательные аппараты тяжелее воздуха м. б. следующих типов: 1) геликоптер, который поддерживается в воздухе при помощи пропеллера, отбрасывающего воздух в вертикальном направлении; 2) орнитоптер, имеющий в качестве рабочих органов машущие крылья; 3) аэроплан, представляющий наклонную поверхность, которая под действием тяги воздушного винта с горизонтальной осью развивает необходимую для полета подъемную силу и, наконец, 4) промежуточный тип между геликоптером и аэропланом - автожир. Кроме указанного, имеется еще другой принцип летания - при помощи реактивных аппаратов, использующих принцип ракеты, т. е. реактивные силы быстро вытекающей струи газов (воздуха или продуктов взрыва); вследствие трудности конструктивного выполнения самого реактивного прибора, этот принцип еще не получил своего осуществления. В виду больших скоростей, которые теоретически получаются в реактивных аппаратах, исследования по этому вопросу направлены на выяснение возможности применения их для полетов с большими скоростями на больших высотах, а также и для межпланетных сообщений. Развитие авиации в начале 20 в. обязано исключительным успехам, достигнутым в теории полета и конструкции аэроплана.

История авиации. До конца 15 в. вопросы летания по воздуху находились в области сомнительных опытов и совершенно смутных теоретических представлений, и только благодаря знаменитому Леонардо да Винчи, указавшему, что «птица находит точку опоры в воздухе, делая воздух более густым там, где она летит, нежели там, где она не летит», они переносятся на более научную почву. С изучения полета птиц начал и Отто Лилиенталь, который пошел дальше и приступил к практическому осуществлению парящего полета. Во время одного из полетов в сильный ветер (в 1896 г.) аппарат опрокинулся и Лилиенталь погиб. Результаты его исследований изложены в труде: «Полет птиц - как основа искусства летать». В течение долгого времени все попытки полета оканчивались неудачей, ибо для того, чтобы держаться в воздухе, аппарату тяжелее воздуха необходимо затрачивать некоторую энергию, - энергия же, развиваемая человеком, не достаточна для того, чтобы держаться в воздухе, - поэтому все полеты носили характер парения, или скользящего полета. Вопрос о динамическом полете мог получить свое разрешение лишь с момента изобретения двигателя - паровой машины. В 1846 г. появился проект Хенсона, который в общих чертах является прообразом современного аэроплана. В 1896 г. американский ученый Ланглей производил чрезвычайно интересные опыты над большой моделью аэроплана, винты которого приводились в движение паровой машиной. Полеты эти можно считать первыми серьезными удачными опытами с моделями аэроплана. Во Франции Адер в 1896 г. построил аппарат, т. н. «Авион», два винта которого приводились в движение паровой машиной. На таком аэроплане Адер совершил 14 октября 1897 г. небольшой полет в 300 м; этот полет можно считать первым механическим полетом человека на аппарате тяжелее воздуха. В 1900 г. братья Райт в Америке стали производить опыты с парящим полетом; после большого ряда удачных полетов они поставили на свой аппарат мотор в 16 л. с. и 17 дек. 1903 г. совершили полет, пролетев в 53 секунды 260 м. После полета Адера в Европе механический полет был совершен лишь в 1906 г. Сантос Дюмоном, который 12 ноября пролетел 220 м. После этих полетов, начиная с 1903 г., авиация начала быстро развиваться. В связи с быстрым развитием автомобилизма появился очень легкий и мощный мотор внутреннего сгорания весом на 1 л. с.  около 1,5—2 кг. С другой стороны, исследования сопротивления воздуха, как экспериментального, так и теоретического характера, сделались более систематическими - стали уже основываться аэродинамические лаборатории; одной из первых была основана аэродинамическая лаборатория при Московском университете проф. Н. Е. Жуковским. Перед началом войны почти во всех странах Европы имелись уже конструкции аэропланов, которые можно было применять для военных целей. Достижения авиации в определенной стадии ее развития лучше всего характеризуются теми рекордами, которые в данное время поставлены; правда, во время достижения соответствующих рекордов форсируются все технические возможности авиационной техники, поэтому средние достижения в эксплуатационной практике всегда значительно ниже. В связи с военными требованиями, предъявляемыми к авиации, а также имея в виду главную область ее применения в мирной обстановке - транспорт, основными качествами летательных аппаратов надо считать: скорость, грузоподъемность, дальность полета без возобновления горючего и, в некоторых случаях, высоту подъема. По 1927 г. основными рекордами были следующие: 1) скорость - французский летчик Бонне на самолете Бернар с мотором Испано-Суиза 500 л. с. - 448 км/ч; 2) высота - французский летчик Каллизо на самолете Блерио-Спад с мотором Лоррен-Дитрих 450 л. с. и турбокомпрессором Рато - 12442 м; 3) грузоподъемность - французский летчик Боссутро на самолете Фарман «Супер-Голиаф» с четырьмя моторами Фарман по 500 л. с. - с 6000 кг полезного груза; 4) дальность полета без спуска - американский летчик Чемберлин в 1927 г. на самолете Белланка с мотором Райт 200 л. с. перелетел из Нью-Йорка в Берлин - 6500 км в 41 час. 55 мин. На фиг. показана диаграмма хода этих основных рекордов с 1909 по 1927 г.

Диаграмма хода основных рекордов с 1909 по 1927 г. в авиации

Для выявления качества машин в эксплуатационной практике при полетах на больших расстояниях и для проложения новых воздушных путей организуются т. н. перелеты. Один из первых перелетов - перелет Блерио в 1909 г. через Ламанш. В 1919 г., в мае, американец Рид перелетел Атлантический океан с остановкой на Азорах, а в июне того же года англичане Алькок и Броун на самолете Виккерс-Вими перелетели Атлантический океан (из Америки в Европу), покрыв в 16 ч. 3040 км. Перелет совершался безостановочно.

Применение авиации. Несмотря на короткое существование авиации, она начинает находить себе применение в различных областях, начиная с военного дела и кончая народным хозяйством. В связи с тремя задачами на театре военных действий - война в воздухе, разведка и бомбометание - военная авиация соответственно различает три основных типа аэропланов: истребители, разведчики и бомбовозы, как сухопутные, так и морские. Технические требования, предъявляемые к этим трем типам, различны. От истребителей требуется большая скорость (около 250 км/ч), большая скороподъемность (около 20 мин. - 5000 м), а также и большая поворотливость в воздухе, - поэтому они и являются машинами сравнительно малого размера (обычно одноместные), но снабженными мощными моторами (450—600 л. с.). Разведчики могут иметь меньшую скорость (около 200—220 км/ч), но должны обладать большей грузоподъемностью: число лиц, поднимаемых разведчиками, должно быть не менее двух - летчик и наблюдатель; кроме того, они должны нести приборы связи (радио), фотографические приборы для засъемки неприятельского расположения, а иногда и небольшое количество бомб. Вследствие большего веса, большего момента инерции, следовательно, меньшей поворотливости, разведчики могут обладать меньшей прочностью, чем истребители. Бомбовозы - тяжелые машины, назначение которых сбрасывать в расположение противника бомбы, обладают еще меньшей поворотливостью, а потому и меньшей прочностью (за счет возникающих, меньших, инерционных сил), чем все остальные типы. Кроме бомб, они снабжаются соответствующим вооружением для отражения атакующего противника. Помимо перечисленных основных типов, имеются еще другие типы аэропланов специального назначения, как, например, торпедоносцы, назначение которых - сбрасывать с воздуха морскую мину. Вследствие необходимости несения мины большого размера и веса конструкция их, в особенности их шасси, бывает своеобразна. Боевики-аэропланы, снабженные бронированной обшивкой, служат для атаки земных целей. Для аэропланов, служащих для взлета с кораблей, на последних делаются особого рода приспособления - катапульты, которые дают аэроплану первоначальный импульс и этим сокращают необходимый взлет до 6—10 м (длина катапульты). Аэропланы мирного применения отличаются от аэропланов военных гл. обр. тем, что первые почти никогда не производят в воздухе сложных эволюций, отчего и технические требования к аэропланам военным и аэропланам мирного применения, коммерческим, различны. Последние могут быть иногда в значительной мере менее прочными, чем первые, а, следовательно, и более выгодными в смысле увеличения полезной нагрузки. Коммерческим аэропланам предъявляется гл. обр. требование безопасности полета, т. е. оборудования, устраняющего возможность возникновения пожара, наличия достаточного количества дверей и т. п. Кроме применения авиации, как средства воздушного транспорта в различных отраслях народного хозяйства, она применяется в сельском хозяйстве для опыливания ядом пораженных какой-либо болезнью или вредителем полей и лесов, а также для различных разведывательных операций, как, например, разведка лесных пожаров, таксация лесных массивов и т. п. Применение авиации для борьбы с вредителями сельского хозяйства заключается в том, что аэроплан, снабженный специальным аппаратом - аэроопылителем, пролетает на малой высоте (5—10 м) над зараженным известным вредителем местом и выбрасывает из аэроопылителя струю пыли - яда. Количество яда, которое забирает с собой аэроплан, в зависимости от назначения, колеблется от 125 до 250 кг, причем полоса одного ряда опыливания обычно равняется около 25 м. Скорость выбрасывания яда зависит от дозировки яда для данного вредителя или заражения. Борьба с вредителями сельского хозяйства поставлена уже на реальную почву в Америке, Германии, Франции и СССР. У нас начиная с 1925 г. обществами Добролет и Авиахим ежегодно для борьбы с саранчой посылаются экспедиции, состоящие из нескольких самолетов, которые вполне успешно борются с этим вредителем, уничтожая весной основные его гнездилища. Как показал опыт, авиационный метод борьбы с вредителями сельского хозяйства представляет большие выгоды гл. обр. при большом размере поражаемых площадей; в этом случае он оказывается раза в три дешевле обычных земных способов борьбы; кроме того, он является почти единственным способом в местностях, трудно проходимых, как болота, плавни (гнездилища саранчи), леса и т. п. Благодаря возможности охватить взором с аэроплана на большой высоте большое пространство, авиация нашла себе применение в работах по съемке местности (см. Аэрофотосъемка). Эту работу можно делать гораздо более точно и дешево с помощью авиации, чем с помощью обычных земных способов съемки. Авиация может применяться также и для различных разведочных операций, как, например, разведка движения стаи рыб, разведка лежки тюленей и моржей. Как показали опыты, произведенные за границей и в СССР, такие разведки могут оказать чрезвычайно большую помощь рыболовным и зверобойным промыслам. Наконец, нельзя не указать на то применение авиации, с которого она, собственно говоря, и стала развиваться, именно - на спорт и туризм. В этой области аэроплан развивается по другому направлению, чем в военной и коммерческой авиации: необходимость удешевить стоимость пользования аэропланом приводит к уменьшению мощности мотора, и поэтому аэропланы, применяемые для спорта и туризма, обычно имеют мотор малой мощности (15—40 л. с. для спорта и 40—100 л. с. для туризма); такие маломощные аэропланы называются авиэтками. Развитие спортивной авиции, удешевление эксплуатационных расходов полета разрешают вопрос о применении и популяризации аэропланов как одного из видов спорта среди гражданского населения.

 

Источник: Мартенс. Техническая энциклопедия. Том 1 - 1927 г.