Пятница, 17.01.2020, 16:47
Приветствую Вас Гость | RSS
Семнадцатая Олимпиада посвящена 75-летию Победы над фашизмом
QR-код сайта
Форма входа
...
Главное меню
ОБЩАЕМСЯ
Архив
...
Грант Президента
Поиск
Система Orphus
Главная » Статьи » Работы 1-го тура » Готовые работы

Есть ли перспективы в развитии ранцевых летательных аппаратов?

 Данир Альбертович Мингалеев, 17 лет, город Нефтекамск, Республика Башкортостан, Российская Федерация

Есть ли перспективы
в развитии ранцевых летательных аппаратов?

Цель работы: Изучение истории развития ранцевых летательных аппаратов. Провести анализ и на его основе, определить есть ли перспективы в развитии ранцевых летательных аппаратов.

План:

Определение ранцевых летательных аппаратов;
Классификация;
История создания ранцевых летательных аппаратов;
РЛА в наше время;
Заключение.

Определение ранцевых летательных аппаратов

РЛА - персональный летательный аппарат, носимый на спине, позволяющий человеку подниматься в воздух посредством реактивной тяги.

Типы РЛА

Существуют 4 типа РЛА:

1. Реактивный ранец

Различают два основных типа реактивных ранцев:

  • ранец с ракетным двигателем (ракетный ранец, rocket pack или rocket belt).
  • ранец с турбореактивным двигателем (собственно реактивный ранец, jet pack или jet belt);

Ракетные ранцы весьма просты по конструкции, поэтому именно они получили распространение. Классический ракетный ранец конструкции Венделла Мура может быть изготовлен в условиях частной мастерской, хотя для этого требуются хорошая инженерная подготовка и высокий уровень слесарного мастерства. Главный недостаток ракетного ранца — малая продолжительность полёта (до 30 секунд) и большой расход дефицитного топлива — пероксида водорода. Эти обстоятельства ограничивают сферу применения ракетных ранцев весьма эффектными публичными демонстрационными полётами.

Ранцы с турбореактивным двигателем работают на традиционном керосине, имеют более высокий КПД, бо́льшую высоту и продолжительность полёта, но они сложны по конструкции и очень дороги. Изготовить такой ранец в кустарных условиях невозможно. В 1960-х годах был создан лишь один образец такого ранца и задокументированных фактов, подтверждающих функциональность конструкции, не существует.

2. Паралет

Силовая установка этих летательных аппаратов крепится за спиной пилота, а подъемная сила создается парашютом. Полет на параплане возможен лишь с использованием энергии восходящих потоков воздуха. Скорость паралета – 50 км/ч, дальность полета – до 120 км, максимальная высота – 6800 метров, максимальная продолжительность полета – 1.5 часа.

На параплане, а точнее на различных его моделях: мотопараплане, паралете и аэрошюте можно взлететь и в полный штиль.

Благодаря большой продолжительности полета, паралеты и мотопарапланы сегодня являются одними из самых востребованных ранцевых летательных аппаратов.

3. Гидроранец

Данный тип РЛА поднимается в воздух силой гигантских струй воды. Заборное устройство, насос и мощный мотор для его привода, а также приличных размеров бак с горючим — всё это находится на небольшом обтекаемом поплавке, соединённом с ранцем длинным и прочным шлангом (он же служит для ограничения высоты подъёма).

В самом же летающем аппарате есть только управляемые сопла. Таким образом, водяной ранец может подолгу нестись над водой и надолго зависать, в отличие от "классических" реактивных ранцев , запас горючего в которых исчерпывается в считанные секунды.

4. Ранец-вертолет

Ранец-вертолет — персональный летательный аппарат, состоящий из вертолётного винта, двигателя и крепления, которым прикрепляется к пилоту. В настоящее время это транспортное средство находится в стадии экспериментирования, но тем не менее, уже было создано несколько прототипов такого ранца. В настоящее время для ранца-вертолёта используются топливные двигатели, которые в перспективе могут быть заменены на электрические двигатели.

История РЛА

Химмельштурмер ("небесный бунтарь") был результатом экспериментов в последние дни войны. Это устройство состояло из двух маломощных ракет, которые закреплялись на груди и спине пилота, позволяя ему, по крайней мере, в теории, пролетать 55 метров. Подразумевалось, что это устройство поможет инженерным подразделениям перелетать через реки и минные поля. Однако для регулярных сил оно не было предназначено.

К сожалению ни одного эскиза Химмельштурмера не сохранилось.

Полёты или скорее прыжки измерялись секундами. Устройство отключалось сразу же, как только закрывалась дроссельная заслонка, поэтому оно было очень простым в эксплуатации и во время испытаний не было никаких травм. Как и многие другие немецкие технологии после 1945 года Химмельштурмер оказался в руках армии США. Компания "Белл Аэросистемс" сделала несколько испытаний с использованием страховочного троса. Химмельштурмеру суждено было раствориться в истории, однако именно он послужил толчком для дальнейшего исследования реактивных ранцев.

После окончания войны германские ракетные технологии вместе с известным конструктором Вернером фон Брауном попали в США. Один из работавших с Брауном американских инженеров, Томас Мур, создал ЛА, который он именовал «реактивным жилетом» (англ. «Jet Vest»). «Реактивный жилет» работал на перекиси водорода. В 1952 году Мур смог получить грант в 25 тысяч долларов от армии США на создание и испытание собственного устройства. «Реактивный жилет» был сделан и на стендовых испытаниях смог на несколько секунд приподнять пилота над землёй.

Но «жилет» Т. Мура имел очень неудобную систему управления. На груди пилота располагалась коробка, от которой шли тросики к регулятору тяги и двум управляемым соплам портфеля. «Реактивный жилет» Томаса Мура так и не сумел совершить самостоятельный полет, армия ограничила финансирование, и дальнейшие работы были свёрнуты.

В 1958 году Гарри Бурдетт и Александер Бор создали «прыжковый пояс» («Jump Belt»), которому они дали название «Кузнечик». Тяга создавалась сжатым азотом высокого давления. На «поясе» были закреплены два небольших сопла, направленных вертикально вниз. Носитель «пояса» мог открывать клапан, выпуская из баллона сжатый азот через сопла, при этом его подбрасывало вверх на высоту до 7 метров. Наклонившись вперёд, можно было при помощи создаваемой «прыжковым поясом» тяги бежать со скоростью 45—50 км/ч. Позже Бурдетт и Бор опробовали в качестве тяги и перекись водорода. 30 июня 1958 года журнал Life опубликовал фотографии перспективного персонального летательного аппарата фирмы «Тиокол». Журналистов издания пригласили понаблюдать за испытаниями нового реактивного ранца. Пилотом-испытателем этого аппарата был Эд Курчевски.

Прыжковый пояс» был продемонстрирован военным в действии, но финансирования не было, и дальше пробных экспериментов дело снова не пошло.

Тем не менее, американские военные не утратили интереса к переносному летательному аппарату. Управление транспортных исследований армии США всерьез предполагало, что персональные реактивные аппараты могут найти самое разнообразное применение: для разведки, форсирования рек, высадки морских десантов, подъёма на крутые горные склоны, преодоления минных полей, тактического маневрирования и так далее.

Реактивный ранец в наше время

В последние годы ракетный ранец становится популярен у энтузиастов, которые строят его своими силами. Конструкция ранца довольно проста, но секрет пригодного для полётов ранца заключается в двух ключевых узлах: газогенераторе и клапане-регуляторе тяги. Именно их когда-то доводил до ума Венделл Мур в ходе долгих испытаний.

Распространение ранцев сдерживается и дефицитом концентрированной перекиси водорода, которая уже не производится крупными химическими компаниями. Ракетчики-любители строят собственные установки по её производству методом электролиза.

За сорок с лишним лет со дня первого полёта Гарольда Грэма лишь одиннадцать человек (включая его самого) летали на ранце в свободном полёте (без страховочной привязи).

Самым известным из них является Билл Сьютор, который когда-то жил по соседству с Венделлом Муром и попросил возможности полетать на ранце, который Мур привёз домой в багажнике. За полвека со времени изобретения, к 2008 году, время полёта удалось увеличить в 4 раза.

Jetlev — реактивный ранец, работающий на воде. Он позиционируется не как транспортное средство, а как снаряд для активного отдыха. В нём нет раскалённых реактивных струй, и подняться на нём можно не более чем на 15 метров и только вблизи поверхности воды.

Компания Jet PI из Денвера построила ранец на основе старой модели, разработанной компанией Bell Systems в 1960-х гг. Однако новый вариант стал более легким и быстрым, позволяющим человеку летать со скоростью 124 км/ч на высоте до 76 м. Чтобы обучиться полету на реактивном ранце потребуется около 100 часов, однако на рынке пока его увидеть нельзя. Максимальное расстояние, которое способен пролететь человек на таком устройства, составляет 760 м. Максимальный вес пилота — 82 кг. Джет-пак использует в качестве топлива пероксид водорода. Устройство вмещает до 24 л топлива.

Разрабатываются также крылатые ранцы с реактивными двигателями (реактивный ранец-крыло). Они не могут стартовать с земли, а для приземления используется парашют, однако они позволяют находиться в полёте около 10 минут, выполняя различные фигуры пилотажа и приземляться на расстоянии десятков километров от места старта. Один из энтузиастов, строящих подобные летательные аппараты — Ив Росси, чей летающий ранец Jetman может разгоняться до 300 км/ч и подниматься на высоту до 792 м (2600 футов). Вес ранца последней (на 2012 год) модели, полностью заправленного горючим — 55 килограммов, размах крыла — два метра. В качестве топлива используется авиационный керосин. Одной из особенностей летательного аппарата, сконструированного Ивом Росси, является полное отсутствие механизации крыла. Управление осуществляется за счёт смещения центра масс, однако в отличие от дельтаплана, где пилот может перемещаться под плоскостью крыла, в летательном аппарате Ива Росси крыло жёстко закреплено на спине, и пилот управляет полётом, лишь двигая руками, ногами и головой. При этом манёвренность достаточна для выполнения фигур пилотажа различной сложности.

У крылатого ранца Ива Росси есть конкурент — «Грифон». Это персональный летательный аппарат, представляющий собой крыло с реактивным двигателем немецкой компании SPELCO GbR. Устройство сделано на базе небольшого беспилотного самолета-разведчика, который SPELCO поставляет ВВС Германии. Крыло, сделанное из легкого карбонового волокна, имеет в ширину примерно два метра. «Грифон» развивает скорость свыше 200 км/ч и может нести до 50 кг полезной нагрузки (не считая веса самого пилота). Управляемые рули позволяют маневрировать в воздухе.

Вывод

Как видно из исследования, джетпаки давно перестали быть фантастикой. Современные технологии позволяют создавать легкие и достаточно безопасные индивидуальные летательные устройства, которые поражают нас своими возможностями. Но на сегодняшний день мало кто сможет себе позволить стать обладателем этого ЛА. Думаю, в первую очередь аэроранцы получат распространение в армии и различных спецслужбах (МЧС, ГИБДД, промышленный альпинизм, пограничная служба, метеоразведка, пожарная служба, геологоразведывательные работы, также воздушный спорт и туризм). А вот в то, что они могут стать заменой для привычных способов передвижения обычных людей в ближайшем будущем, пока верится с трудом. Но технологии не стоят на месте и возможно спустя некоторое количество лет, ранцевые летательные аппараты станут повседневным, обыденным видом транспорта.



Источник: https://ru.wikipedia.org/wiki/
Категория: Готовые работы | Добавил: Service (20.12.2019) | Автор: Мингалеев Данир Альбертович E
Просмотров: 61 | Рейтинг: 3.0/4
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
Переводчик
...
ВНИМАНИЕ!
ПРИЁМ ЗАЯВОК ЗАВЕРШЁН!
ТЕСТИРОВАНИЕ ЗАВЕРШЕНО!
ПРИЁМ РАБОТ 1-ГО ТУРА
ЗАВЕРШЁН!

Календарь
Их многие читают
Павлушкин Вячеслав Сергеевич (151)
Мулюков Марат Айдарович (117)
Сенов Семен Артемович (97)
Сайфутдинов Марат Ринатович (90)
Тикшаев Владимир (85)
Калмыкова Полина Игоревна (81)
Расторгуев Даниил Игоревич (74)
Сёмина Дарья Владимировна (70)
Малышев Никита Сергеевич (69)
Мингалеев Данир Альбертович (60)
Мини-чат
Техподдержка
E-mail отправителя *:


Тема письма:


Текст сообщения *:



Форум техподдержки
Наш логотип
«Олимпиада Можайского»
Организатор

Copyright: Клуб авиастроителей ©2020