Четверг, 23.11.2017, 18:05
Приветствую Вас Гость | RSS
Пятнадцатая олимпиада
QR-код сайта
Форма входа
...
Главное меню
ОБЩАЕМСЯ
Архив
...
Грант Президента
Поиск
Система Orphus
Главная » Статьи » Архив работ » Двенадцатая олимпиада (2014/15 уч.год)

Какие летательные аппараты опередили свое время и почему. Работы Р. Бартини

Мнухин Андрей Валерьевич. "Какие летательные аппараты, опередили свое время и почему. Работы Р. Бартини"

Какие летательные аппараты опередили свое время и почему.

Работы Р. Бартини.

План.

1. Введение 

2. Довоенные разработки.

3. Реактивные истребители Бартини

4. Послевоенные проекты.

а) Т-117

б) А-55 и А-57

в) ВВА-14

5. Заключение.

6. Список источников.

 

1. Введение

 

Роберто Людвигович Бартини – один из самых передовых авиаконструкторов своего времени. Им было спроектировано около 60 проектов летательных аппаратов, большинство из которых так и не были реализованы. В своих проектах он воплощал идеи, которые на первый взгляд казались непонятными и абсурдными. Лишь со временем приходило понимание их глубочайшего потенциала. Бартини был не только авиаконструктором, но и превосходным математиком и физиком. Он не искал компромиссов в процессе создании самолёта и старался сделать так, чтобы один параметр самолёта достигался не за счёт другого. Некоторые его машины были не просто передовыми для своего времени, они были слишком хороши для него. Многие высказанные им идеи продолжают использоваться  в наши дни. Применимы они и в будущем.

Цель моего исследования:  провести сравнительную характеристику проектов Бартини с другими однотипными ЛА и сделать попытку обоснования их революционности для своего времени.

Задачи исследования:  поиск материала по проектам Р. Бартини, поиск материалов по аналогичным проектам ЛА в нашей стране и за рубежом. 

 

2. Довоенные проекты.

 

 В 1933 году на расширенном совместном совещании под председательством наркома тяжелой промышленности Г. Орджоникидзе специалисты авиационной промышленности объясняли военным представителям перспективы развития авиации в ближайшем будущем.
     В то время истребительная авиация всего мира летала на скоростях около 270 км/ч. На совещании, наши военные заявили, что им нужен истребитель, способный достичь скорости в 450 км/ч. Ученые и специалисты отвечали, что это невозможно, так как уже достигнут предел авиационного конструирования и дальнейшее увеличение мощности моторов будет вести к росту их веса, расхода топлива, и, в конечном итоге, взлетный вес машины скомпенсирует все новые характеристики двигателя. Тогда считалось, что предел максимальной скорости при идеальных условиях 350 км/ч. Выслушав аргументы специалистов, с ответным словом выступил начальник вооружений РККА М. Тухачевский. Он довел до сведения собравшихся, что самолет «Сталь-6» на проведенных государственных испытаниях развивал скорость свыше 420 км/час. Данная машина была спроектирована под руководством Роберто Бартини.

 Машина имела множество новшеств: впервые в мире было использовано убирающееся шасси велосипедного типа, паровое охлаждение двигателя. Однако, машина  имела недоработки, в частности, оставалась ненадёжной работа системы охлаждения, а также были проблемы с шасси. Кроме того, столь принципиально новая конструкция значительно осложняла серийное производство.

 Позднее, в 1934 году был создан улучшенный вариант «Стали-6» -  «Сталь-8», который должен был развивать скорость до 630 км/ч.

Крайне низкая нагрузка на крыло (103,5 кг/кв. м.) дала самолёту высокую скороподъёмность. Очевидно, что горизонтальная маневренность «Сталь-8» также была бы выдающейся. На машине впервые был впервые в стране использован коррозиестойкий алюминиево-магниевый  сплав «альмаг», и ещё более лёгкий  - «электрон» (для покрытия топливных баков). Самолёт так и не поднялся в воздух.  Интересно будет сравнить характеристики «Стали - 6» и «Стали –8» с характеристиками немецкого истребителя Messerschmitt Bf-109B

 

Характеристики

Bf-109B

Сталь 6

Сталь 8

Длинна (м)

8.55

6.88

8.22

Размах крыла (м)

9.85

9.00

9.60

Нормальная взлётная масса (кг)

2150

1063

1430

Двигатель

Junkers Jumo 210 Da

Curtiss Conqueror

Hispano-Suiza Ybrs

Мощность (л.с)

640

680

860

Вооружение

3×7,92-мм пулемёта MG 17

________________

2× 7,62 мм пулемёта ШКАС

 

Максимальная скорость (км/ч)

465

420

630

Максимальная высота (м)

8200

8200

9500

 

Согласно данным таблицы, «Сталь-6», построенный  гораздо раньше лишь немного уступал в скорости немецкой машине, а «Сталь – 8»даже превосходил его и по скорости, и по максимальной высоте. И, несмотря на то, что машины проигрывали немецкому истребителю по вооружению, они могли бы стать ему грозным соперником в небе Великой Отечественной войны.

          Следующей машиной Бартини стал пассажирский самолёт «Сталь - 7». В середине тридцатых годов в Советском Союзе развернулись работы по созданию скоростных двухмоторных пассажирских самолетов, рассчитанных на перевозку 10-12 человек. Проектирование 12-местной пассажирской машины «Сталь-7» началось в мае 1934 года. Как и в предыдущих разработках, в новой машине Роберт Людвигович старался использовать нестандартные технические решения. В 1930-е годы в аэродинамической трубе Военно-воздушной академии имени Н.Е.Жуковского были проведены исследования влияния динамической воздушной подушки и экранного эффекта на аэродинамические характеристики крыла малого удлинения, снабженного боковыми шайбами. Итогом исследований и стала оригинальная схема самолета с низкорасположенным крылом в виде «обратной чайки».  

 

На самолёте был выполнен ряд рекордных, дальних перелётов, был установлен мировой рекорд скорости на дистанции 5000 км. Обратимся к следующей таблице.

 

  •  

Сталь 7

             ПС-89

      ПС-35

Длина (м)

  1.  
  1.  
  1.  

Размах крыла (м)

  1.  
  1.  
  1.  

Масса максимальная взлётная (кг)

  1.  
  1.  
  1.  

Тип двигателя

2×ПД М-103

2×ПД М-17

2×ПД М-62ИР

Мощность двигателя (л.с)

  1.  
  1.  
  1.  

Максимальная скорость(км.ч)

  1.  
  1.  
  1.  

Практическая дальность (км.)

  1.  
  1.  
  1.  

 

Исходя из данных таблицы видно, что машина «Бартини» превосходила серийные пассажирские машины «ПС-89» и «ПС-35» по дальности, грузоподъёмности и скорости.

В 30-е годы началось активное освоение Северного морского пути. В этом деле немаловажная роль принадлежала авиации. Однако, самолетов, которые могли бы эксплуатироваться в тяжёлых условиях Арктики, в стране попросту не было. Именно тогда, по предложению известного полярного летчика В. Г. Чухновского, Бартини и спроектировал свой дальний арктический разведчик (ДАР). Самолёт был построен в конце 1935 года. Что же на этот раз применил талантливый конструктор? Чтобы освободить заднюю часть крыла, под мощные посадочные щитки на самолете впервые в мире применили двойные элероны. Они обеспечивали поперечную управляемость самолёта. В то время таких органов управления не было нигде в мире.

 Самолёт имел  два двигателя «Испано-Сюиза» мощностью по 860 л/с. каждый, расположенных их соосно навстречу друг другу, для того чтобы винты вращались в разные стороны. При этом они должны были быть заключены в обтекатель, образованный крылом самолёта. В эксперименте был получен прирост тяги, на 20 -30 %.Это явление позже получило название «Эффект Бартини». Этот эффект и в наши дни применяется для повышения эффективности пропеллеров и силовых установок, а также при создании самолетов вертикального взлета и посадки. Благодаря «эффекту Бартини» ДАР сильно превосходил другие машины того же класса. К примеру, по сравнению с самолётом Шаврова «Ш-2», «ДАР» обладал значительно большей дальностью и скоростью, что могло бы сильно расширить круг задач которые могли выполнять в Арктике наши учёные. Тем не менее, несмотря на достаточно хорошие характеристики «ДАР» не строился серийно, главным образом из-за сложности производства: отечественная промышленность в то время еще не располагала в нужном количестве сложным сварочным оборудованием, способным обеспечить производство даже малой серии таких самолетов.

 

3.    Реактивные истребители Бартини.

В 1937 году Бартини был репрессирован, и, как и многие авиаконструкторы того времени, отправлен в «Шарашку». Вскоре после начала войны его эвакуируют в Омск. Там Бартини разрабатывал проект «Р» сверхзвукового одноместного истребителя типа «Летающее крыло» с двухкилевым вертикальным оперением на концах крыла и с убираемым шасси велосипедного типа. Силовая установка была скомпонована по принципу газодинамического слияния несущих и тянущих устройств (двигателя и крыльев). Это достигалось превращением внешних отсеков крыла в плоские прямоточные комбинированные двигатели. Согласно расчётам проект должен был развивать скорость превышающую скорость звука. В то время, в мире, погружённом в войну, даже мысли быть не могло о создании настолько скоростных ЛА. Разумеется, такой уникальный и далеко опережавший свое время проект 1941 года остался на бумаге.

 В 1942 г. был разработан следующий проект: Р-114 — зенитный истребитель-перехватчик с четырьмя ЖРД В. П. Глушко по 300 кг тяги, со стреловидным крылом, имеющим управление предкрылками для увеличения аэродинамического качества крыла, с монолыжным убираемым шасси. В воздух самолёт поднимался посредством катапульты. К самолету разрабатывался инфракрасный локатор. Причём максимальный потолок должен был составлять 40 км, а скорость должна была в два раза превышать скорость звука. Проект вновь не был принят в серию, так как показался чересчур фантастичным. Тем не менее, есть все основания считать, что проект «114Р», разработанный в 1942 году, является первым в мире реальным проектом истребителя со стреловидным крылом.

 

 

4. Послевоенные проекты.

 

«Т-117»

После войны в стране не хватало дальних транспортных самолётов. Стоявшие на вооружении машины «ЛИ-2» не обладали ни достаточной дальность, ни грузоподъёмностью. Именно тогда, Р. Бартини и начал разработку своего грузового самолёта «Т-117». В десантном варианте он мог перевозить до 80 полностью экипированных бойцов. Для сравнения: военно-транспортный самолет Ту-75 с четырьмя такими же моторами, построенный на базе американского  В-29, мог перевозить всего 32 бойца. По замыслу Бартини, грузовые отсеки не должны были герметизироваться. Это позволяло сэкономить на их весе. Были спроектированы также пассажирский и санитарный варианты с герметическим фюзеляжем. В отличие от классического круглого или квадратного поперечного сечения, фюзеляж Т-117 образовывался тремя сопряженными окружностями. Для герметизированных отсеков это сулило определенную весовую выгоду. В июне 1947-го комиссия под председательством Г. Ф. Байдукова рассмотрела макет самолета в грузовом варианте и выдала положительное заключение. В июне 1948 строительство почти готового самолёта было прекращено, поскольку Сталин посчитал непозволительной роскошью  использовать двигатели АШ-73, необходимые для стратегического бомбардировщика Ту-4, непозволительной роскошью. Кроме того, в производство поступил самолёт Ил-12. Создавая самолёт с этими двигателями, Бартини предвидел скорый переход авиации на реактивные двигатели и планировал использовать турбовинтовые АШ-73за их будущей ненадобностью.

 

  •  

Т-117

Ил-12

Длина (м)

25.50

21.31

Размах крыла (м)

35.00

31.70

Масса максимальная взлётная (кг)

26400

17250

Тип двигателя

2 ПД АШ-73

2 ПД швецов АШ-82ФНВ

Мощность двигателя (л.с)

2600

1830

Максимальная скорость(км.ч)

540

407

Практическая дальность (км.)

1483

2200

Максимальная грузоподъёмность

80 чел.

32 чел.

Согласно данным, приведённым в таблице видно, что Т-117 значительно превосходил однотипную машину по грузоподъёмности и скорости. 

«А-55» и «А-57»

В самый разгар холодной войны, несмотря на то, что новые машины всё-таки создавались, бомбардировщиков, способных нести ядерное оружие до территории США у нас практически не было. Тогда Бартини предложил свою идею  решения этой проблемы.  По проекту Бартини, созданному в 1956-м году, впервые в истории планировалось создание стратегических сверхзвуковых летающих лодок-бомбардировщиков А-57 и А-55 с транспортируемой на них крылатой ракетой  РСС. А-55 представлял собой уменьшенный вариант А-57, обладавший средней дальностью. Силовая установка состояла из пяти двигателей НК-10Б конструкции Кузнецова тягой по 26000 кг/с либо, временно, НК-6 тягой по 22500 кг/с. Двигатели размещались в едином пакете в хвостовой части фюзеляжа между двумя вертикальными килями.

Помимо этого А-57 сам мог нести трехтонную термоядерную бомбу, и при всём этом превышать скорость звука. Самолёты могли взлетать и садиться как на воду, так и на сушу. Благодаря возможности взлетать и садиться на лёд, они могли использоваться и в условиях Арктики. Уникальной особенность этих машин было созданное и рассчитанное лично конструктором «Крыло Бартини», позволявшее устойчиво летать на сверхзвуковых скоростях. К сожалению, эти проекты не были реализованы в металле, так как в высших военных кругах решили сделать ставку на ракеты. Однако позднее, «Крыло Бартини» было использовано при создании советского сверхзвукового пассажирского самолёта «Ту-144».

 

 «МВА - 14» и «ВВА - 14»

С середины 1950-х годов, в СССР начался процесс формирования противолодочной авиации - нового рода войск, предназначенного специально для действий против атомных подводных лодок. Авиация ВМФ и раньше решала подобные задачи, но в связи с созданием в США атомных субмарин борьба с угрозой из глубины моря вышла на первый план. Именно тогда, Роберто Бартини и предложил проекты МВА – 14 и ВВА – 14. МВА – 14 представлял из себя  «бесхвостку» с подъемными двигателями в центроплане и маршевым двигателем в задней части центроплана, на пилоне. Хорошую плавучесть амфибии обеспечивали расположенные на концах центроплана, убираемые в полёте поплавки. МВА - 14 и ВВА – 14 имели катамаранную схему, что гарантировало устойчивость на плаву даже при волнении 4-5 баллов. Аэродинамическая компоновка, газоструйная система управления, подъемные двигатели, взлетно-посадочное устройство, состоящее из надувных поплавков, и другие элементы конструкции выглядели крайне инновационно для своего времени, что заставляло сомневаться в возможности реализации проекта.  Однако, в случае успеха проекта, перед машиной открывались широкие возможности: взлет и посадка на воду или сушу практически в любом месте, высокая мореходность, ведение действий из положения дежурства на плаву. На борту аппарата планировалось разместить опускаемую гидроакустическую станцию. МВА – 14 послужил основой для создания ВВА – 14.

 ВВА-14 должен был стать частью авиационного противолодочного комплекса состоящего из самого самолета, поисково-прицельной системы "Буревестник", противолодочного оружия и системы заправки топливом на плаву. Этот комплекс предназначался для обнаружения и уничтожения подводных лодок, находящихся в районах удаленных от места вылета на 1200-1500 км, как самостоятельно, так и во взаимодействии с другими силами и средствами ВМФ.

Аппарат должен был применятся в поисково-ударном, отдельно поисковом и отдельно  ударном вариантах. Планировалось спроектировать и построить три экземпляра машины с началом заводских испытаний в 1968 г. Первый опытный самолет "1М" был построен без подъемных двигателей и предназначался для отработки и доводки аэродинамики и конструкции на всех режимах полета, кроме вертикального взлета и посадки, исследования устойчивости и управляемости на этих режимах, для отработки маршевой силовой установки и самолетных систем. Для обеспечения взлета и посадки с аэродрома, на самолете устанавливалось шасси велосипедной схемы с управляемыми носовыми колесами. Вторая опытная машина "2М" должна была получить подъемные двигатели. На ней должны были изучаться и отрабатываться переходные режимы и режимы вертикального взлета и посадки с земли и воды, подъемная силовая установка, системы струйного управления, автоматики и другие системы, связанные с вертикальным взлетом и посадкой. После отработки основных технических вопросов на "1М" и "2М" наступала очередь третьего экземпляра ВВА-14. На нем должны были быть испытаны комплексы специального оборудования и вооружения, а также отработанно боевое применение. Первый раз в воздух ВВА-14 поднялся 4 сентября 1972 г. Первый полет ВВА-14 с полным выпуском и уборкой поплавков в воздухе состоялся 11 июня 1975 г. с экипажем в составе Ю.М. Куприянова и Л.Ф. Кузнецова. Всего в период с 11 по 27 июня, в испытательных полетах, было выполнено 11 выпусков-уборок ПВПУ. Особых проблем в поведение машины в воздухе выпущенные поплавки не вызвали. Выявившаяся при испытаниях тряска самолета с надутыми поплавками при выпущенных закрылках, опасности не представляла и могла быть устранена изменением формы хвостовых частей поплавков. Все попытки самолета выполнять рыскание при выпущенном ПВПУ устойчиво парировались системой автоматического управления САУ-М. Всего с сентября 1972 г. по июнь 1975 г. на машине "1М" было выполнено 107 полетов с налетом более 103 часов. Эти полеты стали завершающим аккордом в истории ВВА-14, машины, аналогов который не было, и нет в мире.  Второй экземпляр так и не был создан, из-за отсутствия подъёмных двигателей. Без них реализация проекта была неосуществима.

5. Заключение.

 

За день до своей смерти, Роберто Бартини написал завещание, в котором попросил, чтобы все его чертежи и прочие документы были запечатаны в цинковый ящик, для того чтобы потомки могли открыть его в 2197 году. Всего Роберто Бартини создал более 60 проектов самолетов. В том числе гидросамолетов, самолетов вертикального взлета и посадки и экранопланов. Проекты летательных аппаратов Бартини обладали уникальными для своего времени характеристиками. Скорость, которую должен был достигать «Р» будет достигнута лишь через  семь лет, а «ВВА-14» по своим возможностям не имел и  до сих пор не имеет аналогов в мире. Его учениками считали себя С. П. Королёв, А. Н. Туполев, П. О. Сухой и многие другие. Вклад этого человека в развитие нашей авиации колоссален. Основные свои работы Бартини создавал в областях авиационных материалов, технологии авиастроения и аэродинамики.

Однако, некоторые идеи  и проекты, предложенные Бартини, могут пригодиться и в наши дни. В частности, для нужд МЧС и мог бы пригодиться аппарат, подобный «ВВА-14», способный  вертикально взлетать и садиться на любую поверхность,  а для военных, аппарат подобный проекту дальнего стратегического сверхзвукового гидросамолёта – бомбардировщика «А-57», способного поразить цель в любой точке мира. Я считаю, что эти проекты вполне реализуемы в наше время и могут способствовать дальнейшему развитию Российской авиации.

 

6. Список источников.

 

1)  Сбор и анализ неординарных конструкторских решений в авиационных проектах Роберто Людовиговича Бартини (1897–1974)

Львунина Е.А., Пащенко Ж.А.( Успехи современного естествознания)№7 2011

 

2) Е.Н. Каблов. Роберто Бартини – авиаконструктор, опередивший время. http://agnc.ru/index.php?id=57&t=6

 

3) http://museum.viam.ru/#

 

4) http://cherry-m.chat.ru/air_08r.htm

 

5) http://www.chronos.msu.ru/old/RREPORTS/bartini-statii.pdf

 

6) http://www.e-reading.link/bookreader.php/1002227/Sobolev_-_Istoriya_samoletov_1919_-_1945.html

 

7) http://issuu.com/jeanlulu/docs/-aviation--soviet-x-planes--yefim-gordon---bill-gu

 

8) http://www.youtube.com/watch?v=9FMjPgWOQdw&feature=youtu.be

 

9) http://www.rgantd-samara.ru/activity/articles/10907/

Категория: Двенадцатая олимпиада (2014/15 уч.год) | Добавил: Service (15.01.2015) | Автор: Мнухин Андрей Валерьевич E W
Просмотров: 1543 | Комментарии: 2 | Теги: Сталь-7, бартини, ВВА-14, Сталь-8, Сталь-6, А-57 | Рейтинг: 4.2/4
Всего комментариев: 2
1  
Привет Андрей!!!)) С возвращением на олимпиаду))
Надеюсь встретимся во втором туре biggrin !!

2  
И тебе привет) удачи

Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
Переводчик
...
ВНИМАНИЕ!
ПРИЁМ ЗАЯВОК ОТКРЫТ!
ТЕСТИРОВАНИЕ ОТКРЫТО!
ПРИЁМ РАБОТ ОТКРЫТ!

Google+
Их многие читают
Ахметшин Тимур Рамилевич (35060)
Зарипова Рузиля Ильфатовна (20178)
Щур Илья Андреевич (18919)
Нурсултан Данияр Ербулатович (17710)
Нурсултанов Данияр Ербулатович (17112)
Перемота Алексей Юрьевич (14238)
Миргазетдинова Розалия (13162)
Комлев Фёдор Михайлович (13006)
Щур Илья Андреевич (12863)
Киселёв Андрей Валерьевич (12830)
Мини-чат
Техподдержка
E-mail отправителя *:


Тема письма:


Текст сообщения *:



Форум техподдержки
Наш логотип
«Олимпиада Можайского»
Организатор

Copyright: Клуб авиастроителей ©2017