Понедельник, 21.08.2017, 17:00
Приветствую Вас Гость | RSS
Четырнадцатая олимпиада посвящена 100-летию выдающегося советского авиаконструктора Р.Е.Алексеева
QR-код сайта
Форма входа
...
Главное меню
ОБЩАЕМСЯ
Архив
...
Грант Президента
Поиск
Система Orphus
Главная » Статьи » Архив работ » Тринадцатая олимпиада (2015/16 уч.год)

Мертвая петля: история одного термина и история фигуры высшего пилотажа

Дульцева Анастасия Евгеньевна
Возраст: 16 лет
Место учебы: Пермский авиационный техникум имени А.Д.Швецова
Город, регион: Пермский край, г.Пермь
Преподаватель: Смагина Г.О.
Историко-исследовательская работа:"Мертвая петля: история одного термина и история фигуры высшего пилотажа"

План:
1. Введение
2. Обоснование "мёртвой" петли.
3.Первое исполнение воздушной петли.
4.Петля Нестерова в наши дни.
5.Заключение.
6.Список литературы.

                         Введение.

В январе 1890 года на 8 съезде русских естествоиспытателей и врачей Николай Егорович делает свой первый доклад, посвященный авиации («К теории летания»). В 1891 году на двух заседаниях Математического общества Николай Егорович прочитал свое сообщение «О парении птиц». Объяснив, каким образом птицы могут парить в воздухе с неподвижно распростертыми крыльями , и создав теорию такого движения, Жуковский этим самым создал метод расчета неустановившегося и криволинейного движения самолета. Именно Н.Е. Жуковский впервые провел глубокие исследования самых разнообразных траекторий движения в вертикальной плоскости, в горизонтальной плоскости и пространстве. Этим он вскрыл огромные маневренные возможности самолета в воздухе и теоретически обосновал осуществимость самых сложных движений самолета в воздухе, в том числе и петли, в вертикальной плоскости, как называемой «мертвой петли».

Эта фигура была выполнена впервые в 1913 году известным русским летчиком П.Н. Нестеровым, родоначальником высшего пилотажа.

Фигура пилотажа- это движение летательного аппарата по заранее определённой траектории, при этом ему придаются положения, не свойственные горизонтальному полёту

На сегодняшний день создано множество различных фигур пилотажа, которые различаются по сложности на простой ( вираж, горизонтальная восьмерка, спираль и т.д.), сложный (штопор, бочка, переворот Иммельмана и т.д), высшие (кобра, колокол).

Также пилотаж разделяется на одиночный и групповой (маневрирование группы летательных аппаратов с сохранением строя).

Деление фигур пилотажа по сложности меняется по мере того, как совершенствуются летательные аппараты. Многие фигуры, которые сейчас относят к простому пилотажу, раньше считались высшим пилотажем.

Из отдельных фигур формируются комплексы, которые демонстрируются на авиашоу и соревнованиях.

Но что же положило начало столь обширному количеству фигур пилотажа? Какая фигура стала первой? Кто ее создатель? С какой целью была создана эта фигура?

Мертвая» петля  –это фигура сложного пилотажа, которая стала воплощением прогресса авиационной  техники и пилотажного искусства.
Она представляет собой замкнутую петлю в вертикальном положении.  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. 

Свое название - «мёртвая»- получила не только потому, что некоторое время была рассчитана только теоретически на бумаге, не выполняясь практически, но и по той причине, что история  знает много трагических случаев при попытке выполнения этой фигуры. 

                                 Обоснование "мёртвой" петли.

Теоретически возможность выполнения петли была доказанаН.Е.Жуковским.
Никола́й Его́рович Жуко́вский —русский механик, создатель аэродинамики как науки. Он внес ценный вклад в гидравлику, написал несколько статей по механике, исследовал динамику птичьего полета, создал одну из первых аэродинамических труб, написал несколько работ по вихревой теории гребного винта, были разработаны методы аэродинамического расчета самолетных конструкций и расчеты на прочность.

 Научные труды Жуковского по аэродинамике до сих пор являются базой, на которой основывается современная авиационная наука.  Еще в 1891 году в работе «О парении птиц», которая стала основой такой науки как динамика полета. По его мнению, птица или планер могли двигаться по траектории, не имеющей точек перегиба  и представляющей некоторые петли. В своих трудах Жуковский рассказал об  условиях, необходимых для выполнения маневра,  а также оговорил требования к прочности аэроплана.                                                                                    

Долгое время гипотеза Жуковского оставалась на бумаге. Только через 20 лет про нее вспомнил американский летчик А. Хоксей , входивший в состав знаменитой пилотажной группы братьев Райт. Но попытка Хоксея осталась тщетной, летчик погиб при исполнении фигуры.

К исполнению «воздушной петли» вернулись через несколько лет два французских пилота Биассон и  Тартон,которое тоже погибли при совершении воздушной петли.                              

Группа российских лётчиков и авиаконструкторов на  основе практического опыта пришла к выводу, что падения летательного аппарата можно избежать только при умении пилотов правильно управлять аэропланом в любых его положениях. 

 К 1913 г. авиаконструктор Л. Блерио построил для подающего большие  надежды французского авиатора А. Пегу специальный пилотажный
 самолёт .      
    

 

 

 

                                                              

И уже 14 сентября он первым в мире совершил управляемый полёт колесами вверх  совершив фигуру в виде буквы «S».
После этого он начал регулярно проводить показательные выступления с демонстрацией этой фигуры , рассказывая всем, что: «…при полете вниз головой передо мной открывался чудесный вид на землю…Такой полет можно смело рекомендовать каждому».

Но как бы ни старались зарубежные пилоты исполнить «мертвую» петлю, им не удавалось.
Первым, кому удалось совершить эту фигуру стал российский военный летчик- Петр Николаевич Нестеров.

Родоначальник теории активного применения самолетов в боевых действиях, сторонник вооружения самолета, повышения его манёвренных характеристик. Всё это Нестеров  совершил за очень короткую, но яркую жизнь.

Выпускник Нижегородского кадетского корпуса, а затем Михайловского артиллерийского училища, во время во время службы на Дальнем Востоке очень
заинтересовался новой отраслью науки в то время- авиацией. Его внимание привлек аэростат, находившийся во Владивостоковской крепостной воздухоплавательной роте. Познакомившись с офицерами роты, он высказал мысль о применении  аэростата в качестве наблюдательного  пункта для корректирования артиллерийской стрельбы. Нестеров добился временного прикомандирования к наблюдательной станции воздухоплавательного парка и в качестве артиллериста - наблюдателя неоднократно поднимался на аэростате.

Там же, в 1910 году, Нестеров вместе с Соколовым построил на свои средства планер, который стал первым летательным аппаратом, на котором летал он сам. «Мое увлечение авиацией началось с 1910 года…- вспоминал П.Н. Нестеров.- Я поставил себе задачу построить такой аппарат, движения которого меньше всего зависели бы от окружающих условий и почти всецело подчинялись бы воле пилота». С помощью механика Нелидова Г.М. он изготовил ряд узлов, которые были опробованы на переделанном "Ньюпоре-IV".

Затем была учеба в столичной воздухоплавательной школе, по окончании которой в сентябре 1912 года он становится военным летчиком. Характеристика новоиспеченного авиатора было блестящей: « Летчик  выдающийся. Технически подготовлен отлично. Энергичный, дисциплинированный. Нравственные качества очень хорошие. Офицерскую воздухоплавательную школу закончил по первому разряду. Достаточно подготовлен к должности начальника отряда».

 Сразу по окончании школы Нестеров стал начальником 11-го корпусного авиационного отряда, находящегося в составе Киевской авиационной роты, началась новая жизнь военного летчика Петра Николаевича Нестерова. Часто он говорил: «Какое счастье жить, какое наслаждение дышать, летать и двигаться».

  Вскоре Нестеров становится активным членом Киевского общества воздухоплавания. Возглавлял групповой перелёт по маршруту Киев - Остер - Козелец - Нежин - Киев. Выполнил дальние перелёты Киев - Одесса - Севастополь и Киев-Гатчина. Производил ночные полёты. 27 августа (9 сентября) 1913 года впервые в мире выполнил на самолёте "Ньюпор-IV" "мёртвую петлю", которая ныне носит его имя.

Нестеровскую идею поворота аэроплана с креном, высказывания о том, что в воздухе можно сделать «мертвую» петлю, не только конструкторы, но и товарищи считали сумасбродством. Но на все смешки товарищей, Нестеров отшучивался.

26 июля 1914 года Нестеров П.Н. выполнял задачи воздушной разведки, разработал тактику и изготовил ряд приспособлений для воздушного боя.

 26 августа (8 сентября) 1914 года в 6 км от города Жолкева (ныне город Нестеров Львовской области) дважды безуспешно пытался на своём "Моране-G" (заводской №281) догнать австрийский самолёт "Альбатрос" DD из Flik.11, пилотируемый бароном Розенталем. Когда тот появился в третий раз, Нестеров быстро взлетел, настиг противника и сбил таранным ударом (в 12.05). Удар был нанесён мотором между двумя несущими поверхностями "Альбатроса". Пытаясь посадить повреждённый самолёт, вывалился из кабины, но по заключению военно-медицинской комиссии смерть наступила еще в воздухе от перелома позвоночника, происшедшим при столкновении самолетов. На момент гибели Петру Николаевичу было всего 27 лет. Приказом главнокомандующего армиями Юго-Западного фронта 25 января 1915 года награждён орденом св. Георгия 4 степени посмертно.

                        Первое исполнение воздушной петли.

Как человек, болеющий за успехи отечественной авиации, Нестеров не был удовлетворен современными методами пилотирования. Идея «мертвой» петли зародились у Петра Николаевича еще  до 1912, будучи учеником гатчинского авиационного отряда, он уже теоретически доказал возможность ее выполнения этих маневров.

Сам Нестеров писал, что долго думал над проблемой использования центробежной силой. У него не было серьёзной теоретической подготовки для выполнения траектории «мёртвой петли» . Но он все-таки сумел рассчитать тот наименьший радиус    мёртвой петли, при котором отталкивающая вверх центробежная сила сумеет уравновесить силу тяжести самого аппарата и находящегося в нем летчика. После продолжительных расчетов Нестеров пришел к выводу, что мертвую петлю вполне безопасно можно описать по кругу радиусом в 25-30 метров. Перед осуществлением петли  Нестеров неоднократно советовался с Н.Е. Жуковским.

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.                                                     

Летчик на высоте 800-1000 метров выключил мотор и начал пикировать.
На высоте около 600 метров включил мотор, поднял самолет вверх, описал вертикальную петлю и пошел в пике. Мотор снова включил, выровнял самолет и, спускаясь по плавной спирали, благополучно приземлился.

« Я еще не успел вполне закончить теоретической разработки этого вопроса,- рассказывал впоследствии Нестеров,- когда я знал, что «мертвую петлю» готовится совершить французский автор Пегу. Тогда я бросил теоретические расчеты и решил рискнуть. Совершить «Мертвую петлю» было для меня вопросом самолюбия,- ведь более полугода я исследовал этот вопрос на бумаге». Именно этим маневром П.Н. Нестеров создал себе широкую известность не только в России, но и за границей, а также положил начало высшему пилотажу.

                                 Петля Нестерова в наши дни.

На современных самолетах ( МиГ-29ОВТ, МиГ-35, Су-27СМ2, Су-30, Су-35С, Су-37, ПАК ФА (прототип), F-22 Raptor)  мертвая петля выполняется с помощью изменения вектора тяги, которое обеспечивается за счет поворота всего сопла  или его части, расположенного в хвостовой части фюзеляжа . Поворот сопла или его части обеспечивается изменением направления реактивной струи.
На сегодняшний день "мертвая" петля- это фигура высшего пилотажа, которая применяется как элемент в авишоу , а также как средство обучения молодых пилотов. Это обусловлено тем, что выполнение трюка требует отработки навыков по управлению самолетом в условиях изменяющихся нагрузок, тангажа 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: 
1. Боевой разворот .







 

 2. Кубинская восьмерка . Основу  этого маневра составляют  «мертвая»  петля и бочка.








3. Косая петля  - это то же, что и «мертвая» петля, только под углом к вертикали. 







             

 

4. Чакра Фролова. При выполнении этой фигуры самолет делает "мертвую" петлю малого радиуса и на очень малых скоростях полета, практически разворачиваясь вокруг своего хвоста. Эту фигуру можно выполнить только на самолетах с отклоняемым вектором тяги.
       

 

Петля Нестерова может выполняться не только в воздухе, но 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. 

                                                Заключение.

Российские спортсмены-пилотажники постоянно становятся победителями мировых первенств, самолеты Су-29 и Су-31 давно признаны лучшими спортивными самолетами, а выступления на авиасалонах таких летчиков, как Пугачев, Квочур, Фролов, Аверьянов, пилотажных групп «Русские витязи» и «Стрижи» неизменно срывают аплодисменты зрителей! Это неудивительно, если вспомнить, что родоначальник высшего пилотажа- русский пилот Нестеров. Но зачем же Петр Николаевич, рискуя своей жизнью, сделал эту петлю? В то время все военные летчики, соратники Нестерова, сам Петр Николаевич видели в «мертвой» петле одну из важнейших фигур военного пилотажа который поможет бойцу в небе решать самые неожиданные задачи.

                                              Список литературы:
1. Л. Жукова- "Выбираю таран". Очерки.- Москва "Молодая гвардия",1985.
2. https://ru.wikipedia.org/wiki/
3. "Небо Прикамья" №2 (7) спецвыпуск газеты "Вести Урала".
4. К.Трунов, М. Голышев- "Петр Нестеров".- Букнистическое издание, издательство: Советская Армия, 1997.
5. Е.В. Дружинина-Георгиевская- "Человек летает. Биографическая повесть о жизни Н.Е. Жуковского".- Л.: Лениздат, 1947.

 

 


 

 

Категория: Тринадцатая олимпиада (2015/16 уч.год) | Добавил: Service (26.12.2015) | Автор: Дульцева Анастасия Евгеньевна E W
Просмотров: 828 | Рейтинг: 4.5/2
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
Переводчик
...
ВНИМАНИЕ!
14-Я ОЛИМПИАДА ЗАВЕРШЕНА!
ИТОГИ ПОДВЕДЕНЫ!
ПРИЁМ ЗАЯВОК НА УЧАСТИЕ В 15-Й ОЛИМПИАДЕ НАЧНЕТСЯ
1 ОКТЯБРЯ 2017 ГОДА!

Google+
Их многие читают
Збарский Даниил Павлович (12318)
Щур Илья Андреевич (11609)
Кузьминова Анастасия Олеговна (9063)
Бадакова Анастасия (9026)
Чеховская Алена Алексеевна (5255)
Рафаэль (4784)
Иванов Семен Владимирович (4722)
Кошманов Илья Игоревич (4598)
Беляева Александра Сергеевна (4582)
Пушинская Кристина Валерьевна (4057)
Мини-чат
Техподдержка
E-mail отправителя *:


Тема письма:


Текст сообщения *:



Форум техподдержки
Наш логотип
«Олимпиада Можайского»
Организатор

Copyright: Клуб авиастроителей ©2017