ПОЧЕМУ И КАК ЛЕТАЕТ САМОЛЕТ

история развития самолета

Более подробнее о советской авиации здесь

В

Ся история развития самолета — от его рождения до наших дней — это история борьбы за скорость по­лета. Дальнейшее развитие авиации, несомненно, будет также тесно связано с ростом скорости полета.

Полвека назад максимальная скорость полета была всего лишь около 100 километров в час, а в наше время она превышает 2000 километров в час. Как был достигнут этот замечательный успех авиации?

Сначала скорость росла благодаря непрерывному улучшению аэродинамических форм самолета и увели­чению мощности его силовой установки. Однако к 40-м го­дам нашего века аэродинамические формы самолета были доведены уже до такого совершенства, что дальней­шее улучшение их могло дать лишь незначительный вы­игрыш в скорости. Увеличение мощности силовой уста­новки также не сулило большой выгоды, так как с увеличением мощности возрастают вес и размеры порш­невого двигателя, а это ведет к повышению веса самолета и его лобового сопротивления — в результате скорость увеличивается незначительно.

история развития самолета

Рис. 31. Советские реактивные истребители в полете.

Мешали и другие причины, лежащие в самой природе полета с большими скоростями.

Воздух, как и всякий газ, легко подвергается сжатию. Сжимаемость воздуха мы часто наблюдаем в быту. На­пример, волейбольный мяч приобретает значительную твердость, когда в него накачивают много воздуха. Еще большую твердость приобретает автокамера, в которую воздух накачивают под большим давлением. Следова­тельно, сжатие воздуха получается тем больше, чем боль­ше давление.

При сравнительно небольших скоростях полета (до 400—500 километров в час) давление воздуха перед са­молетом хотя и повышается, но незначительно. Поэтому и сжатие воздуха тоже невелико. Но при больших ско­ростях, близких к скорости звука и тем более превы­шающих ее, давление и сжатие воздуха сильно возра­стают [14]).

Появляется дополнительное, так называемое волно­вое сопротивление, которое в несколько раз увеличивает лобовое сопротивление самолета. Для преодоления боль­шого лобового сопротивления обычная силовая установка оказывается малопригодной.

Дело осложняется еще тем, что с увеличением ско­рости полета тяга воздушного винта неуклонно падает. Мало того, при очень больших скоростях полета лопасти винта тоже испытывают волновое сопротивление, поэтому полезная работа винта уменьшается.

Новый период в борьбе за скорость полета начался с появлением авиационных реактивных двигателей.

Существуют различные типы авиационных реактивных двигателей, но сила тяги возникает у них в общем оди­наково. В камере сгорания двигателя (где сгорает жид­кое горючее) давление нагретых газов повышено и они с большой силой выбрасываются наружу через отвер­стие— сопло. При этом с такой же силой газы давят и на стенку камеры сгорания двигателя, противоположную соплу. Это противодавление (реакция истечения газов) и является реактивной силой тяги, которая заставляет двигаться самолет в сторону, противоположную истече­нию газов из сопла.

Заметим, что воздушный винт по сути дела работает тоже на реактивном принципе — его лопасти, отбрасывая воздух назад, стремятся двигаться вперед. Однако здесь для получения реактивной тяги поршневой двигатель предварительно преобразует энергию топлива в энергию вращения винта. В реактивных же двигателях продукты сгорания горючего, выбрасываемые из сопла, непосред­ственно создают реактивную тягу. Поэтому реактивные двигатели, в отличие от винто-поршневых, называются двигателями прямой реакции.

Отличительной особенностью реактивных двигателей является то, что тяга их с увеличением скорости не па­дает, а даже немного увеличивается. Поэтому при боль­ших скоростях полета реактивный двигатель оказывается гораздо выгоднее обычной силовой установки. Вот почему реактивному двигателю оказалось под силу преодолевать лобовое сопротивление самолета при больших скоростях.

Реактивным самолетам конструкторы придают не­сколько иные аэродинамические формы, чем винтовым, так как при больших скоростях приходится учитывать влияние сжимаемости воздуха на полет самолета.

история развития самолета

Например, применяют стреловидные крылья, которые при больших скоростях полета аэродинамически выгодны.

С появлением реактивных самолетов скорость полета сразу возросла и продолжает расти сейчас[15]).

В нашем военном воздушном флоте уже полностью наступила, как предсказывал К. Э. Циолковский, «эра аэропланов реактивных». На последних воздушных пара­дах в Москве участвовала почти исключительно реак­тивная авиация — от истребителей (рис. 31) до тяжелых бомбардировщиков.

В гражданском воздушном флоте, вероятно, еще не­которое время сохранят свое значение обычные винтовые самолеты. Они удобны на товаро-пассажирских воздуш­ных линиях небольшой протяженности, а также во мно­гих других областях применения самолета в народном хо­зяйстве, например, для борьбы с вредителями полей, для подкормки посевов, для охраны лесов от пожаров, для аэрофотосъемки, для исследовательской работы в раз­ного рода экспедициях и т. д.

Но на воздушных линиях большой протяженности, а также на воздушных трассах, связывающих нашу страну

история развития самолета

Рис. 33. Турбовинтовой пассажирский самолет ТУ-114.

С другими странами, теперь уже широко применяются реактивные многоместные самолеты-экспрессы ТУ-104 (рис. 32) конструкции А. Н. Туполева.

В последние годы А. Н. Туполевым и другими совет­скими конструкторами созданы еще более мощные воз­душные корабли, снабженные турбовинтовыми двигате­лями (рис. 33). В таких двигателях почти вся мощность идет на вращение воздушного винта и лишь небольшая ее часть — на создание непосредственной реактивной тяги. Турбовинтовые двигатели экономичны и имеют ряд других достоинств.

Наши ученые и инженеры упорно работают также над созданием атомного авиационного двигателя. Теперь уже нет сомнения в том, что появление атомных самолетов — не за горами.

[1] «Аэродромической» значит воздухобежной (от греческих слов «аэр» — воздух и «дром» — бег). Теперь это слово не употреб­ляется. Мы употребляем лишь слово аэродром.

[2] Дюралюминий (дуралюминий) — легкий и прочный сплав алюминия, меди и марганца.

[3] Подробнее об атмосфере см. научно-популярные брошюры Гостехиздата: Беляков, Атмосфера, и Честно в, Ионосфера.

[4] От греческих слов «барос» — тяжесть и «метрон» — мера,

[5] Скорость принято изображать стрелкой, длина которой по­казывает в масштабе величину скорости.

[6] Кинетическая энергия — это энергия движения тела, напри­мер, энергия текучей воды, воздуха, падающего груза, раскручиваю­щейся пружины и т. д. Потенциальная энергия — это энергия по­ложения тела, например, энергия запруженной реки, сжатого газа, закрученной пружины и т. д. Кинетическая энергия тела может пе­реходить в потенциальную и наоборот, но сумма их остается неиз­менной.

[7] Силы, как и скорости, принято изображать стрелками. Если силы равны, то и стрелки равны. Если одна сила больше другой, то и стрелки берутся соответственно одна больше другой. С по* мощью стрелки можно показать точку приложения силы, ее вели­чину и направление действия.

[8] Симметрия — одинаковое расположение геометрических форм относительно линии или плоскости, называемых осью или плоско­стью симметрии.

[9] Такая замена называется разложением одной силы на две по правилу параллелограмма.

[10] Всякое тело сохраняет свое состояние покоя или прямоли­нейного равномерного движения до тех пор, пока какая-нибудь сила не выведет его из этого состояния (первый закон Ньютона, называемый законом инерции).

[11] Центром тяжести тела называется воображаемая точка, в которой как бы приложена сила веса тела.

[12] Ускорение — прирост скорости за I секунду.

[13] Вираж — французское слово, означает поворот.

[14] Скорость распространения звука у поверхности земли равна приблизительно 1200 километрам в час.

[15] О реактивных самолетах см. популярную брошюру Гостех- издата: Л. К Баев и И. А. Меркулов, Самолет-ракета, изда­ние третье, переработанное.

ПОЧЕМУ И КАК ЛЕТАЕТ САМОЛЕТ

ВИРАЖИ И ФИГУРЫ В ПОЛЕТЕ

Почему самолет может делать виражи[13]) и фигуры? Какие силы заставляют тяжелую машину легко ку­выркаться в воздухе? Как летчик управляет этими сила­ми в криволинейном полете? Конечно, это все те же аэродинамические …

САМОЛЕТ ПЛАНИРУЕТ

П Еред посадкой летчик выключает двигатель или убав­ляет его обороты до самых малых. Самолет начи­нает плавно снижаться по наклонной траектории. Такой спуск самолета называют планированием. Чтобы легче понять поведение самолета …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Партнеры МСД

Контакты для заказов шлакоблочного оборудования:

+38 096 992 9559 Инна (вайбер, вацап, телеграм)
Эл. почта: inna@msd.com.ua