Автор: Компасов Лев Валерьевич

Возраст: 14 лет

Место учебы: МАОУ Гимназия № 9

Город, регион: Екатеринбург, Свердловская область

Руководитель: Дорошенко Олег Федорович, педагог дополнительного образования, руководитель авиамодельного клуба "Шершни" центра "Лик".

Историко-исследовательская работа “Может ли авиация (ЛА типа самолеты) быть безаэродромной?”

План:

         1. Выявление вариантов безаэродромной авиации (ЛА типа самолеты) (Введение)

         2. Преимущества и недостатки безаэродромной авиации (ЛА типа самолеты) (Основная часть)

         3. Исследование (Самолеты вертикального взлета и посадки, гидросамолеты)

         4. Вывод

          5. Источники информации

Цель работы:

Выявить варианты безаэродромной авиации (ЛА типа самолеты) и исследовать их.

Введение

           С помощью знаний в авиации и дополнительных источников информации были выявлены два варианта безаэродромной авиации (ЛА типа самолеты) : самолеты вертикального взлета и посадки и гидропланы или гидросамолеты.

Основная часть

           История развития самолётов вертикального взлета (СВВП) и посадки показывает, что до настоящего времени они создавались почти исключительно для военной авиации. Преимущества СВВП для военного применения очевидны. Самолёт ВВП может базироваться на площадках, размеры которых не на много превышают его габариты. Кроме способности вертикального взлёта и посадки, самолёты ВВП обладают дополнительными преимуществами, а именно возможностью зависания, разворота в этом положении и полёта в боковом направлении в зависимости от используемых двигательной установки и системы управления. По отношению к другим вертикально взлетающим летательным аппаратам, например вертолётам — СВВП обладают несравненно большими, вплоть до сверхзвуковых скоростей (Як-141) и в целом преимуществами, свойственными летательным аппаратам с неподвижным крылом.

            Однако, недостатки СВВП также оказались значительными. Пилотирование этого типа машин весьма сложно для лётчика и требует от него высочайшей квалификации в технике пилотирования. Особенно это сказывается в полете на режимах висения и переходных — в моменты перехода из висения в горизонтальный полёт и обратно. Фактически, пилот реактивного СВВП должен перенести подъёмную силу, и, соответственно, вес машины — с крыла на вертикальные газовые струи тяги или наоборот.
Такая особенность техники пилотирования ставит сложные задачи перед пилотом СВВП. Кроме того, в режиме висения и переходных режимах СВВП в целом неустойчивы, подвержены боковому скольжению, большую опасность в эти моменты представляет возможный отказ подъёмных двигателей. Такой отказ нередко служил причиной аварий серийных и экспериментальных СВВП. Также к недостаткам можно отнести значительно меньшую в сравнении с самолётами обычной схемы грузоподъёмность и дальность полёта СВВП, большой расход топлива на вертикальных режимах полета, общую сложность и дороговизну конструкции СВВП, разрушение покрытий взлётно-посадочных площадок горячим газовым выхлопом двигателей.

            После широкого распространения гидросамолётов (в первую очередь — крупных летающих лодок) на регулярных дальних линиях в 30-х 40-х годах XX века они были вытеснены с этих маршрутов самолётами наземного базирования — сначала винтовыми, а затем и реактивными. Причиной тому стало несколько факторов: появление новых самолётов большой дальности, послевоенное развитие мировой аэродромной сети, а вскоре — и выход на дальние авиалинии реактивных пассажирских машин, радикально превосходящих летающие лодки по скорости и высоте полета. Гидросамолёты заняли свою нишу в авиации общего назначения и имеют следующее преимущество эксплуатация на местных авиалиниях — в первую очередь в труднодоступных местах, где строительство аэродромов невозможно или нецелесообразно, но при этом имеются водоёмы, пригодные для эксплуатации гидросамолётов. На современном рынке представлено большое число моделей гидросамолётов: абсолютное большинство из них — поплавковые модификации сухопутных моделей.

            Недостатком является лётная эксплуатация гидросамолётов (и амфибий), имеющая ряд характерных особенностей (в навыках пилотирования, выполнения взлёта и посадки на воду, руления по водной поверхности) и требующая необходимой квалификации лётчика. Гидросамолёты выделены в отдельную категорию пилотского свидетельства. Таким же образом отдельно выделены летающие лодки и поплавковые гидросамолёты (что вызвано различиями в эксплуатации — летающие лодки более устойчивы на воде и могут эксплуатироваться при большем волнении, а для поплавковых гидросамолётов эксплуатация даже при среднем волнении небезопасна и может быть запрещена).

            Также недостатком является техническая эксплуатация гидросамолётов (и в особенности амфибий) также зачительно сложнее и дороже, чем на наземных, особенно на морских гидроаэродромах, так как требует постоянных мер по защите самолётов от коррозии, тщательной помывки и выполнения перечня обязательных операций после каждой посадки на море. Аэродромы для амфибий требуют сугубо морского оборудования типа швартовочных бочек, катеров для буксировки самолётов и перевозки людей и т. д., должны быть оборудованы съездами с суши на море, транспортировочным оборудованием для вытягивания самолёта на берег. В результате экспуатация гидросамолёта часто обходится дороже, чем обыкновенного «сухопутного» при значительно большем техническом ресурсе последнего.

Самолеты вертикального взлета и посадки

Самолёт вертикального взлёта и посадки — самолёт, способный взлетать и садиться при нулевой горизонтальной скорости, используя тягу двигателя, направленную вертикально.

Принципиальным отличием СВВП от различных винтокрылых машин является то, что в режиме горизонтального полета на крейсерской скорости, как и у самолёта традиционной схемы, подъёмную силу создает неподвижное крыло.

Условно (исходя из принципа создания подъёмной силы на вертикальных режимах) существующие СВВП можно разделить на аппараты, использующие энергию газовой струи реактивного двигателя — реактивные. Пример: McDonnell Douglas AV-8 Harrier II

Пример:як-38

 — и другие схемы СВВП, создающих вертикальную тягу посредством воздушных винтов различной конструкции и схемы их расположения — винтовые СВВП, конвертопланы. Пример Bell V-22 Osprey.

Гидросамолеты

Гидросамолёт — самолёт, способный взлетать и приземляться на водную поверхность.

В зависимости от конструктивного исполнения различают следующие типы гидросамолётов:

Летающая лодка — самолёт, нижняя часть фюзеляжа которого выполнена в виде лодки, приспособленной для быстрого перемещения по поверхности воды. Пример: Хьюз Геркулес.

Поплавковый гидросамолёт — обычный или специально построенный самолёт, на котором закреплены один, два или больше поплавков для стоянки и передвижения по поверхности воды. Пример: de Havilland Turbo Otter

Амфибия — самолёт любого из двух выше перечисленных типов, на котором установлено сухопутное шасси для посадки на твёрдую поверхность, или имеющий шасси, способное удерживать самолёт на любой поверхности, например воздушная подушка. Пример: Бе-12

Гидросамолёт на подводных крыльях — самолет  с динамическим принципом поддержания, у которого внизу корпуса находятся подводные крылья, которые дают высокую скорость и низкое сопротивление при движении по водной поверхности.

 Пример: Бe-8.

Вывод: в конце Историко-исследовательской работы были приведены два варианта безаэродромной авиации, но есть недостатки, которые подразумевают подготовку площадки или водного (в конкретном случае) пространства для взлета самолета, а также зависимость от природы. Например: для взлета поплавкового самолета требуется спокойное водное пространство, а для многократных взлетов СВВП требуется покрытие для площадки от горячих газовых выхлопов двигателей самолета. Также пилот не прошедший специальную подготовку не сможет управлять ЛА безаэродромной авиации (в нашем случае: гидросамолетом или СВВП).

Источники информации:

Интернет ресурс: Википедия http://ru.wikipedia.org

                                             https://ru.wikipedia.org/wiki/Самолёт_вертикального_взлёта_и_посадки

                                             https://ru.wikipedia.org/wiki/Гидросамолёт

                                             https://ru.wikipedia.org/wiki/Судно_на_подводных_крыльях

                                             http://kollektsiya.ru/samoleti/246-be-8-samoljot-amfibiya-na-podvodnykh-krylyakh

Литература: 

• Э. Цихош «Сверхзвуковые самолёты» пр. «Самолёты вертикального взлёта и посадки». Москва, 1983
• Григорьев А. Б. Альбатросы: Из истории гидроавиации. — М.: Машиностроение, 1989.