Автор: Лазарева Анастасия

Возраст: 16 лет

Место учебы:  МАОУ Новотарманская СОШ

Руководитель: Лазарев Игорь Александрович, педагог дополнительного образования МАУ ДО ЦТТ «Юный техник» ТМР.

Город, регион: Тюменская область, Тюменский район, поселок Новотарманский

Историко-исследовательская работа на тему «Мертвая петля: история одного термина и история фигуры высшего пилотажа»

План:

1. Введение.
2. Основная часть.

а) Возникновение маневра

б) Биография П.Н. Нестерова

в) Разработки Нестерова

г) Петля Нестерова

д) Особенности современной петли Нестерова

е) Петля Нестерова на вертолете

ж) Наземная мертвая петля

з) Экстравагантная попытка выполнить петлю Нестерова

       3. Заключение

       4. Список используемой литературы

Введение

  Мертвая петля — это фигура высшего пилотажа, которая стала воплощением технического прогресса авиатехники и мастерства пилотов. 9 сентября 2013 года этому трюку исполнилось ровно сто лет. Первым человеком, который успешно выполнил петлю, является летчик Российской империи П. Н. Нестеров. Мертвая петля в его исполнении была первой успешной реализацией этого трюка. При этом попытки успешно сделать маневр предпринимались еще задолго до этого. Свое название трюк получил из-за ряда неудавшихся проб, которые привели к летальному исходу.

Основная часть

Возникновение маневра

  Американец Хаксей на самолете конструкции братьев Райт попытался совершить вертикальную петлю. Однако мощность двигателя была очень слабой для того, чтобы удержать самолет в верхней точке. После этого предпринимались еще несколько попыток выполнения петли, но абсолютное большинство из них завершалось трагически. Конструкция самолетов того времени не позволяла выдерживать подобные нагрузки, из-за чего при вертикальном подъеме или в верхней точке самолет начинал попросту рассыпаться. Следует сказать, что в то время существовали даже специальные предписания, которые запрещали летчикам совершать резкие повороты и крен ввиду высокой хрупкости воздушных аппаратов. Некоторое время даже считалось, что полный оборот в вертикальной плоскости просто невозможно выполнить. После ряда неудачных попыток авиаинженеры поняли, что для нормального полета колесами вверх и возвращения самолета в исходную точку необходимо создать абсолютно устойчивый механизм. То есть летательный аппарат должен быть хорошо уравновешен, а точка аэродинамического сопротивления и точка движущих сил должны быть как можно ближе друг к другу (в идеале — совпасть).

Биография П.Н. Нестерова

Нестеров Петр Николаевич родился в Нижнем Новгороде  27 февраля (15 февраля по старому стилю) 1887 года в семье офицера-воспитателя кадетского корпуса Николая Федоровича Нестерова (1863—1890). После неожиданной смерти отца материальное положение семьи сильно ухудшилось. Его мать, Маргарита Викторовна, не имея средств на оплату жилья, была вынуждена переехать вместе с четырьмя детьми во Вдовий дом. 26 августа (8 сентября по старому стилю) 1897 года Нестеров поступил в Нижегородский кадетский корпус, где в своё время его отец занимал должность воспитателя. В 1904 году Нестеров закончил корпус.

После окончания корпуса Пётр Николаевич в числе шести лучших выпускников был направлен в Михайловское артиллерийское училище. В 1906, отлично выдержав выпускные экзамены, Нестеров, произведённый в подпоручики, попал по распределению в 9-ю Восточно-Сибирскую стрелковую артиллерийскую бригаду, служил во Владивостоке, где лично разработал правила корректирования стрельбы из аэростата.

Увлечение авиацией началось у Петра Николаевича с 1910 года. В июле—августе 1911 года, находясь в отпуске в Нижнем Новгороде, Пётр Николаевич познакомился с учеником профессора Н.Е. Жуковского — Петром Петровичем Соколовым и вскоре стал членом Нижегородского общества воздухоплавания. В 1912 году Нестеров сдал экзамены на звания пилота-авиатора и военного лётчика, и уже в сентябре 1912 г 25-летний поручик Пётр Нестеров совершил первый самостоятельный полет, а в 1913 году — окончил курс авиационного отдела Офицерской Воздухоплавательной школы. В мае 1913 года он был назначен в авиационный отряд, формировавшийся в Киеве, с прикомандированием к 7-й воздухоплавательной роте, а в июне переведён в 11-й корпусный отряд 3-й авиационной роты. Вскоре Пётр Николаевич стал командиром отряда. Перед отправкой на новое место службы его направили в Варшаву для обучения на самолете «Ньюпор», которые тогда приняли на вооружение армии.

Разработки Нестерова

Став опытным пилотом, Нестеров занимался и конструкторской деятельностью. В 1910 году, ещё будучи артиллеристом, Пётр Николаевич построил планёр и летал на нём. Позже, на основе изучения полета птиц, он разработал проект оригинального самолёта без вертикального оперения. Воинское ведомство отклонило проект, но Нестеров продолжал совершенствовать свою машину. Летом 1913 года проект был одобрен, но без предоставления средств. Находясь в Киеве, в начале 1914 года Нестеров с помощью старшего механика отряда Г. М. Нелидова модифицировал самолет «Ньюпор—4»: укоротив фюзеляж на 0,7 м, снял вертикальное оперение, рули высоты были оставлены, но их размах значительно увеличили и ввели большую площадь аэродинамической компенсации. На этом самолёте выполнили несколько испытательных полётов продолжительностью около часа, после которых выявились существенные недостатки в предложенной Нестеровым схеме. О дальнейших испытаниях этого аппарата данных нет.

В 1913 году Пётр Нестеров разработал исследовательскую конструкцию семицилиндрового двигателя мощностью 120 л. с. с воздушным охлаждением. Позже авиатор занимался строительством одноместного скоростного самолёта, закончить который помешала война.

Владея глубокими знаниями в области математики и механики, имея достаточный пилотажный опыт, П. Н. Нестеров теоретически обосновал возможность выполнения глубоких виражей и осуществил их на практике. В своей работе о «взаимодействии руля глубины и направления при значительных углах крена» он впервые доказал, что во время выполнения виражей с креном больше 45 градусов происходит изменение в работе руля: руль высоты выполняет функции руля направления, а руль направления — руля высоты. После назначения командиром отряда Нестеров ввёл обучение полётам с глубокими виражами и посадку с отключенным двигателем на заранее намеченную площадку.

 Он также разрабатывал вопросы взаимодействия авиации с наземными войсками и ведения воздушного боя, освоил ночные полёты. В августе 1913 года возглавил групповой перелёт (в составе трёх машин) по маршруту  Киев— Остёр — Козелец — Нежин— Киев с посадками на полевых аэродромах. Во время перелёта впервые в истории авиации проводилась маршрутная киносъёмка. В первой половине 1914 года Пётр Николаевич осуществил два перелёта: Киев—Одесса за 3 часа 10 минут и Киев — Гатчина за 9 часов 35 минут. Для того времени это было большим достижением.

Петля Нестерова

Идея о мёртвой петле зародилась у Нестерова ещё до 1912 года, но в этом году, будучи учеником гатчинского авиационного отряда, он уже теоретически доказал возможность «мёртвой петли». "Воздух есть среда вполне однородная во всех направлениях. Он будет удерживать в любом положении самолет при правильном управлении им, " — писал он. В выходящем при школе «Альманахе», выпускаемом учениками, в том же 1912 году была напечатана следующая шарада «Кто он?»:

На эту шараду Нестеров, угадавший себя в этом четверостишии, ответил так:

Для доказательства своей идеи, согласно которой «в воздухе для самолёта всюду опора», 27 августа 1913 года в Киеве над Сырецким полем П. Н. Нестеров впервые в мире выполнил на самолёте «Ньюпор—4» с двигателем «Гном» в 70 л. с. замкнутую петлю в вертикальной плоскости. Этим манёвром Нестеров положил начало высшему пилотажу.

  Спустя шесть дней эту сложную авиационную фигуру повторил француз Адольф Пегу. Именно это событие получило широкую огласку и в иностранной и в российской прессе. В мае 1914 года Пегу прибыл в Санкт-Петербург для демонстрации «мёртвой петли». В ответ Нестеров разослал телеграммы в редакции российских газет: «Императорскому аэроклубу уже давно необходимо подтвердить, что первую „мёртвую петлю“ совершил русский лётчик…» Французский лётчик лично встретился с Нестеровым и признал приоритет россиянина, а 18 мая Нестеров, Пегу и Н.Е. Жуковский  совместно выступили в Политехническом музее.

  В зарубежной исторической прессе авторство «мёртвой петли» приписывается асу кайзеровских ВВС Максу Иммельману как «петля Иммельмана».

Особенности современной петли Нестерова

  Мертвая петля на заре авиации являлась своеобразным вызовом мастерству пилотов и инженерной мысли. На сегодняшний день эта фигура высшего пилотажа широко применяется как элемент авиашоу, а также как средство обучения молодых пилотов. Это обусловлено тем, что выполнение трюка требует отработки навыков по управлению самолетом в условиях изменяющихся нагрузок, тангажа, высоты и скорости. Только полностью прочувствовав возможности своего летательного аппарата, можно приступать к выполнению трюка. Кроме того, мертвая петля заложила базу для выполнения целого ряда других фигур высшего пилотажа, которые применяются как в целях отработки навыков, так и во время реального боя. Петлю считают правильной, если все точки траектории движения самолета лежат в одной вертикальной плоскости, при этом перегрузка остается положительной на протяжении всего маневра и не превышает предельную, в которой самолет срывается в штопор. Первую половину петли выполняют за счет тяги силовой установки и набранной скорости, вторую — за счет веса самолета и его притяжения к земле, а также тяги двигателей.

Петля Нестерова на вертолете

  Первым вертолетом, на котором выполнили этот маневр, был Ка-50. Конструкция машины позволяет выполнять полную петлю на 360 градусов. Однако такой маневр является достаточно рискованным ввиду того, что несущие лопасти аппарата могут схлестнуться. Поэтому на авиашоу выполняется так называемая «косая петля». В этом случае траектория движения вертолета лежит не в вертикальной плоскости, а немного наклоненной по отношению к горизонту.

Наземная мертвая петля

 Петля Нестерова может выполняться еще и на земле. Так, для того чтобы автомобиль выполнил оборот на 360 градусов в вертикальной плоскости, необходимо построить специальный трек. При достаточной скорости машина легко проходит наивысшую точку кольца. То же касается и мотоциклов. Такие трюки достаточно часто встречаются в различных цирковых и развлекательных мотошоу. Таким образом, самолет делает мертвую петлю наиболее утонченно и красиво. Наблюдать за выполнением данного маневра действительно увлекательно

Экстравагантная попытка выполнить петлю Нестерова

  В середине дня 18 мая 1935-го самолет вновь поднялся над Москвой. Пилотировали его летчики И. Михеев и И. Журов. "Максим Горький" эскортировали легкие самолеты И-5 и Р-5, на борту которого находился кинооператор. То, что произошло в тот день, в изданном ЦАГИ и Научно-мемориальным музеем Н. Е. Жуковского сборнике "Самолетостроение в СССР. 1917-1945 гг." описывается следующим образом: "...сопровождая "Максим Горький" на самолете-истребителе И-5, пилот Н. П. Благин начал выполнять в вблизи от самолета-гиганта фигуры высшего пилотажа, которые не были предусмотрены полетным заданием. При попытке сделать петлю вокруг крыла самолета он потерял скорость в верхней точке, и его неуправляемая машина упала на крыло "Максима Горького".
 

  Погибли тридцать три пассажира, двенадцать членов экипажа и сам летчик Н. Благин. Нелепая катастрофа унесла десятки человеческих жизней и уничтожила уникальный самолет. Неизвестно по чьей инициативе Н. Благин выполнял фигуры высшего пилотажа. По своей, по заданию руководства или по просьбе кинооператоров, находившихся в самолете «Максим Горький» и имевших перед полетом длительную беседу с Благиным. Неизвестно, что именно было записано в его полетном задании, сохранилось ли само это летное задание, что в нем значилось. Никто не знает также, получал ли Н. Благин от кого-либо в устной форме задание выполнить фигуры высшего пилотажа, какие именно и на каком конкретном минимальном расстоянии от "Максима Горького"? Пока эти вопросы остаются без ответа, нельзя говорить о непосредственной причине трагедии.

Заключение

  Петр Николаевич Нестеров, сделав мертвую петлю, положил начало высшему пилотажу в авиации.

Список использованной литературы

http://www.people.su/79920

http://fb.ru/article/146282/mertvaya-petlya---figura-vyisshego-pilotaja

http://ihoraksjuta.livejournal.com/8495022.html