Дульцева А.Е., 17 лет, Пермский авиационный техникум им. А.Д.Швецова.
Смагина Г.О., преподаватель Пермского авиационного техникума
Какие летательные аппараты опередили свое время? Почему?
Введение.
Представить современный мир без самолётов и авиарейсов невозможно. Еще в XV веке Леонардо да Винчи был убеждён в том, что человек, преодолев воздушное сопротивление, имеет все шансы подняться в воздух. Помочь ему в этом смогут огромные крылья. Расчёты и детальное изучение птичьих полетов натолкнуло его на идею создания такого аппарата, как махолет.
Затем спустя несколько веков люди начали создавать первые безмоторные планеры, но их желание поднять в небо невероятные для того времени изобретения не обвенчались успехом. Первому, кому удалось поднять планер в небо, стал моряк Жана-Мари Лез Бри. Его «Альбатросу», зависящему от направления ветра и плонтости воздушных масс, довелось пролететь окло 200 метров.
Но первый самолет, оснащенный паровым двигателем, был сконструирован адмиралом царского флота А.И.Можайским. Именно разработки Можайского стали основополагающими в дальнейшем развитии воздухоплавания. На его теориях стали создавать самолеты не только наше государство, но Европа и Америка. Так, в начале 20 века Братья Райт успешно испытали свой «Флайер», дав зеленый свет человеку в осваивании воздушных простор. Еще позднее появляется пассажирское воздушное судно «Илья Муромец», созданное нашим соотечественником - И. Сикорским. Авиаконструкторы с течением времени становятся более уверенными в создании машин для новой, еще неизвестной стихии. Начинают появляться более совершенные летательные аппараты – авиастроение идет вперед.
Найдя уникальные схемы для самолетов, конструкторы начинают делать попытки создания летательных аппаратов, имеющих минимальное число «лишних», ненесущих элементов конструкции, привели к появлению самолетов особых схем, среди которых наибольшее внимание конструкторов и ученых привлекали схема «бесхвостка», ее дальнейшее развитие – «летающее крыло» и схема «утка». Это и стремление создать конструкцию на все случаи жизни (создание экранопланов, самолетов-амфибий).
Затем люди начали создавать самолеты с изменяемой геометрией крыло, выискивая отличные аэродинамические характеристики, как при малых, так и при высоких скоростях. В более позднее время люди стали гнаться за большими скоростями, создавая самолеты со сверхзвуковой скоростью, появление которых было преждевременным. Именно на преждевременных летательных аппаратах я и остановлюсь более подробно.
Всегда впереди.
Су -24.
Су-24 - Советский и Российский тактический фронтовой бомбардировщик с крылом с изменяемой стреловидности, созданный в 1960 году. Су-24 предназначен для нанесения ракетно-бомбовых ударов в простых и сложных метеоусловиях, днем и ночью, в том числе на малых высотах с прицельным поражением наземных и наводных целей.
Конструкция.
В самолете установлены два турбореактивных двигателя АЛ-21Ф-3, вырабатывающих во время форсажа тягу, равную 2 × 11 500 кгс. Общая емкость топливных баков составляет 11 700 л, на внешней подвеске можно поместить еще два дополнительных бака, по 3000 л каждый. Носовую часть штурмовика занимает штанга топливоприемника, которая осуществляет воздушную заправку самолета.Уникальность самолета - изменяемая геометрия крыла (но патент на крыло с изменяемой стреловидностью получил еще Александр Липпиш в 1942 году- профессор фирмы Messerschmitt AG).В зависимости от режима полёта передние части крыла (консоли) устанавливаются в одно из четырёх положений: 16° — на взлёте и при посадке, 35° — в крейсерском дозвуковом полёте, 45° — при боевом маневрировании и 69° — при полёте на околозвуковых и сверхзвуковых скоростях.На самолёте трёхстоечное убираемое шасси. Фюзеляж полумоноковой конструкции, кабина двухместная.
Тактико-технические характеристики:
Экипаж, чел.:
|
2
|
Максимальная взлетная масса, кг:
|
39 700
|
Максимальная скорость, км/ч:
|
на высоте 200 м: 1320;
на большой высоте: 1600 (М=1,35)
|
Практический потолок, м:
|
11 500
|
Силовая установка:
|
2 × ТРДДФ АЛ-21Ф-З.
|
Вооружение.
Стрелково-пушечное вооружение состоит из встроенной пушечной установки - шестиствольной пушки ГШ-6-23 (ГШ-6-23М) калибра 23 мм, имеющей боекомплект 500 снарядов. Помимо ВПУ, на самолёт могут подвешиваться три съемных подвижных пушечных установки СППУ-6.
Бомбардировочное вооружение состоит из неуправляемых авиационных бомб калибра 1500,500,250 и 100 кг, разовых бомбовых кассет (РБК-500 и РБК-250), зажигательных баков (ЗБ-500), На самолет можно подвесить 3 авиабомбы ФАБ-1500 на балочных держателях БД4-У
Неуправляемое ракетное вооружение состоит из ракет калибра 57, 80, 240 и 266/340(420) мм с боевыми частями осколочного, осколочно-фугасного, кумулятивного и проникающего действия, а также специального назначения. Управляемое ракетное вооружение включает тактические управляемые ракеты (УР) класса "воздух-поверхность" типа Х-23 и противорадиолокационные управляемые ракеты Х-28 и Х-58.
Создание Су-24- инновация:
1)впервые в истории советской авиации создавался не самолет, а целый комплекс;
2)Су-24- первый советский самолет, который оснащен катапультируемым при нулевой скорости и нулевой высоте креслом К-36Д, имел командную систему катапультирования, которую привести в действие мог любой из членов экипажа;
3)Новый летательный аппарат семейства Су разрабатывался вокруг первой комплексной системы авиационного электронного оборудования Советского Союза с бомбоприцелом, системой управления вооружением и навигационным комплексом, связанными с помощью компьютера.
4) впервые в отечественной практике для двухместных самолетов такого класса, на Су-24 была применена схема расположения экипажа «рядом»
5) Су-24 оказался единственной машиной фронтовой бомбардировочной авиации, способной нести особо мощные "фугаски" калибра 1500 кг.
6) возможность работы по удаленным целям с тыловых баз и высокую всепогодность.
Серийный выпуск самолетов Су-24 составил около 1400 самолетов. В настоящее время Су-24 и его модификации, являющиеся единственными современными отечественными типами фронтового бомбардировщика, составляют основу ударной составляющей фронтовой авиации ВВС Российской Федерации.
Ту-95.
Ту-95 -советский и российский турбовинтовой стратегический бомбардировщик-ракетоносец, созданные в 1950 годы.
Конструкция.
Стратегический ракетоносец бомбомбардировщик сделан на основе Ту-142МК. По типу конструкции – свободнонесущий цельнометаллический среднеплан, который имел четыре турбовинтовых двигателя, которые поместили в стреловидные крылья.
Каждый двигатель был сложен из двух соосных металлических четырехлопастных винтов. В конструкции самолета предусмотрена электрическая система обогрева стабилизатора, носков крыла, воздушных винтов и киля. Средняя часть фюзеляжа отведена под грузовой отсек.
Самолет имеет трехопорное шасси. На передней опоре установлены два нетормозных колеса, основные опоры комплектуются четырьмя тормозными колесами.
Носовая стойка убирается в нишу фюзеляжа, основные – в крыльевые гондолы.
Для расположения членов экипажа отведены две гермокабины, которые не комплектовались катапультными креслами. В аварийной ситуации предусматривается покидание экипажем самолета сквозь люк нижней опоры шасси, который находится под передней гермокабиной. Эвакуация с задней гермокабины производится через задний входной люк.
На бомбардировщике установлены наиболее мощные в мире турбовинтовые двигатели НК-12.
Вооружение.
Бомбовая нагрузка самолётов Ту-95 может достигать 12 000 кг. В фюзеляжном бомбовом отсеке допускается размещение свободнопадающих (в том числе ядерных) авиационных бомб калибром до 9000 кг. Оборонительное вооружение самолётов Ту-95 состоит из 23-мм авиационных пушек. На старых модификациях самолёта установлено шесть спаренных пушек АМ-23 в трёх оборонительных стрелковых установках (верхней, нижней и кормовой), и только две пушки АМ-23 или ГШ-23 на Ту-95МС в корме. Также в вооружение может входить ядерное и термоядерное оружие.
Тактико-технические характеристики:
Экипаж, чел.:
|
9
|
Максимальная взлетная масса, кг:
|
172 000
|
Максимальная скорость, км/ч:
|
1000
|
Практический потолок, м:
|
17 000
|
Силовая установка:
|
4× НК-12
|
Практическая дальность, км:
|
15 000
|
Ту-95:
1)это первый советский межконтинентальный бомбардировщик;
2) является самым скоростным и шумным самолетом в мире с винтовыми двигателями;
3)до настоящего времени - единственный в мире серийный бомбардировщик-ракетоносец с турбовинтовыми двигателями;
4) впервые в СССР появились микроволновые печи для обеспечения экипажа горячей пищей именно в этом самолете. Полеты продолжались более суток, поэтому в каждом самолете имелся и переносной туалет;
Ту-95 — один из немногих самолетов, который находился непрерывно более полувека на службе и еще долго будет служить в строю ВВС РФ. Несмотря на то, что данный самолет разрабатывался еще в середине 20 века, в 2010 году он смог установить мировой рекорд беспосадочного полета для серийных самолетов – за 43 часа бомбардировщики пролетели около 30 тысяч километров над тремя океанами, четырежды дозаправившись в воздухе.
Су-47 «Беркут» - проект российского перспективного палубного истребителя, разработанный в ОКБ им. Сухого в 1987 году. Истребитель имеет крыло обратной стреловидности, в конструкции планера широко используются композитные материалы.
Конструкция.
Конструкция самолета скомпонована по схеме интегрального неустойчивого триплана, имеющего высоко расположенное крыло обратной стреловидности, центральноповоротное заднее хвостовое оперение небольшой площади. Как утверждают летчики-испытатели, этот самолет «увертлив» на малых скоростях и способен совершать воздушные пируэты, которые не могут делать другие истребители.
Во время производства деталей для экспериментального самолета была применена новая технология – детали обшивки из композиционных материалов удалось получить в плоском виде, придавая им необходимую форму, когда кривизна совпадала со стыковкой с полной точностью. Благодаря крупногабаритным панелям уменьшили массу истребителя и снизили его заметность на радарах.
Истребитель Су-47 оснащен современным отечественным бортовым оборудованием: цифровой электродистанционной системой управления, интегральной автоматизированной системой управления полетом, навигационным комплексом, включающим инерциальную навигационную систему на лазерных гироскопах и спутниковую навигацию.
Этот самолет, относящийся к пятому поколению, должен был обладать способностью осуществлять обстрел целей в ближнем воздушном бою во всех ракурсах, вести многоканальную ракетную стрельбу при ведении боя на большой дальности. Предусматривалась автоматизация управления бортовыми информационными и помеховыми системами, а также повышенная боевая автономность за счет установки в кабине одноместного самолета индикатора тактической обстановки с возможностью микширования информации – одновременного вывода и взаимного наложения в едином масштабе «картинок» от различных датчиков.
Аэродинамика и бортовые системы истребителя должны были обеспечивать возможность изменения угловой ориентации и траектории движения самолета без ощутимых опозданий, не требуя при этом строгой координации и согласования движений управляющих органов. От самолета требовалось «прощать» грубые погрешности пилотирования в широком диапазоне условий полета
«Беркут» позволил российским авиастроителям проверить несколько важных идей, собрать массу информации о самолетах с крылом обратной стреловидности. Полученные сведения о характере обтекания и поведения самолета с КОС на разных режимах полета позволили отечественной авиационной науке закрыть несколько белых пятен в теориях.
«Этот проект стал одним из лучших вариантов создания целого комплекса летательных аппаратов, которые получили богатую перспективу, – говорит генконструктор Михаил Погосян. – По разработкам «Беркута» мы вышли на нынешний самолет пятого поколения – Т-50. Его опыт поможет и другим новым истребителям».
Можно напомнить, что после окончания основной программы своих испытаний именно самолету Су-47 довелось стать основной платформой для отработки элементов будущего истребителя Т-50 (программа ПАК ФА).
Несмотря на давнее завершение проекта, до сих пор не прекращаются споры о плюсах и минусах или перспективах самолета Су-47 как класса авиационной техники с крылом обратной стреловидности. Единого мнения о перспективах самолетов, подобных «Беркуту», нет до сих пор. Что касается самого проекта, то его признали удачным и авиаконструкторы, и военные летчики. Хотя Су-47 не стал основой для перспективных истребителей, превосходящих по своим характеристикам всю современную технику, он сделал все для отработки новых технологий.
Тактико-технические характеристики:
Экипаж, чел.:
|
1
|
Максимальная взлетная масса, кг:
|
26 500
|
Максимальная скорость, км/ч:
|
На высоте: 2500; у земли: 1400
|
Практический потолок, м:
|
20 000
|
Силовая установка:
|
Р-179-300
|
Практическая дальность, км:
|
4 000
|
Запомнившийся как С-37, Су-47 и по названию «Беркут», истребитель так и остался в единственном исполнении. Как «летающая лаборатория», он по прежнему в строю и числится на балансе ОКБ Сухого – до сих пор периодически летает и все еще остается «самолетом-загадкой», основные тайны которого так и не стали известны широкой публике.
Ту-144.
Ту-144— советский сверхзвуковой пассажирский самолёт, разработанный КБ Туполева, появившийся в небе 31 декабря 1968 года.
Конструкция.
Самолёт не имел таких элементов конструкции крыла, как закрылки и предкрылки. Снижение посадочной скорости до приемлемых значений в 350—400 км/час осуществлялось уникальным для гражданских самолётов способом: при помощи отклоняемого носка фюзеляжа и выпускаемого переднего крыла. При переходе на сверхзвуковой режим осуществлялась сложная процедура перекачки топлива в центрирующий бак в грузовом отсеке, для компенсации смещения центра давления воздуха. В полёте на сверхзвуковой скорости рекомендовалось не пользоваться элевонами — управление осуществлялось изменением тяги двигателей. Самолёт не имел реверса тяги двигателей, но имел мощные вентиляторы тормозов в шасси, первон ачальное гашение скорости при посадке, по усмотрению командира экипажа, осуществлялось выпуском тормозного парашюта.
В отличие от "Конкорда" у самолета имелась вспомогательная силовая установка с возможностями запуска двигателей в воздухе, электропитания и кондиционирования воздуха на земле.
Конкорд — британско-французский сверхзвуковой самолет, появившийся в небе в 2 марта 1969 года.
Конструкция.
Фюзеляж «Конкорда» полумонококовой конструкции, в поперечном сечении напоминает неправильный овал с расширенной верхней частью. Фюзеляж состоит из передней секции с кабиной экипажа и остеклением, средней секции, выполненной вместе с центральной частью крыла, и хвостовой секции конической формы, конструктивно выполненной вместе с килем самолёта. Передняя и средняя секция фюзеляжа заняты герметичной кабиной, хвостовая секция фюзеляжа содержит багажное отделение, балансировочный топливный бак, а также отсек, занятый системой кондиционирования и кислородной системой. В процессе выполнения полёта фюзеляж мог удлиняться примерно на 24 см в связи с тепловым расширением конструкции. В носовой части фюзеляжа расположен обтекатель в виде конуса, который мог отклоняться вниз, обеспечивая пилотам обзор на взлёте, посадке и рулении. В обтекатель встроено подвижное дополнительное остекление, прикрывавшее основное остекление кабины пилотов в режиме сверхзвукового полёта. Крыло треугольное, оживальной формы, с непрерывно меняющимся по размаху крыла углом стреловидности. У корня крыла этот угол составляет 80 %, ближе к законцовкам около 60 %. Конструкция крыла многолонжеронная, кессонная.Самолёт имеет только вертикальное оперение, конструктивно аналогичное крылу. Руль направления двухсекционный, с независимым приводом верхней и нижней секции.
Особенностью производства «Конкорда» стало то, что изготавливался набор поперечных секций, каждая из которых включала часть крыла и соответствующую ей часть фюзеляжа, после чего секции стыковывались вместе.
Шасси «Конкорда» трёхстоечное, с носовой опорой. В связи с тем, что на взлёте и на посадке самолёт выходил на весьма большие углы атаки, стойки шасси имеют необычно большую высоту, около 3,5 м. Это привело к тому, что двери «Конкорда» находились достаточно высоко.
Тактико-технические характеристики:
Экипаж, чел.:
|
3
|
Максимальная взлетная масса, кг:
|
187 700
|
Максимальная скорость, км/ч:
|
2 330
|
Практический потолок, м:
|
18 300
|
Силовая установка:
|
4× ТРДФ Rolls-Royce/ SNECMA «Olympus» 593
|
Практическая дальность, км:
|
6 470
|
Уникальностью и преждевременностью данных самолетов является то, что конструкторы смогли уместить в этих летательный аппаратах высокие технические характеристики, комфорт. Имея большие размеры и вес, самолеты разгонялись до сумасшедшей скорости (сверхзвуковой)- особое требование к аэродинамике; большая высота: чем выше, тем легче обеспечить эту самую скорость при меньшем сопротивлении воздуха и расходе горючего; в разреженной атмосфере на высоте до 20 км обеспечили нормальные условия внутри салона самолета; скорость и длина пробега при взлете-посадке не превышают разумных величин, а значит, можно использовать имеющиеся аэродромы.
Таким образом, не имея достойных приемников в лице других самолетов, Ту-144 и «Конкорд» являются лидерами в конце 20 – начале 21 веков!
Ракетные летательные аппараты.
Развивалась не только авиация, но и космическая отрасль. Конструкторы в космической области также создавали конструкции летательных аппаратов, стараясь сделать свои изобретения уникальными и полезными. Для этого они должны были создать космический аппарат с большой грузоподъемностью, способный приземляться на обычный аэродром и возможный для многоразового применения. Летательными аппаратами, достигнувшими вышеперечисленные цели, стали американский «Спейс шаттл» и наш «Буран». Более уникальным является «Буран», поэтому конкретно на нем и остановлюсь
«Буран» — орбитальный корабль-ракетоплан советской многоразовой транспортной космической системы, созданный в рамках программы «Энергия — Буран». Свой первый и единственный космический полёт «Буран» совершил 15 ноября 1988 года.
Конструкция.
Для «Бурана» была принята самолетная схема с горизонтальной посадкой-моноплана со свободнонесущим низкорасположенным крылом двойной стреловидности и двумя воздушно-реактивными двигателями в хвостовой части, обеспечивавшими глубокое маневрирование при посадке.
В носовой части "Бурана" расположены герметичная вставная кабина объемом 73 кубических метров для экипажа (2 - 4 чел.) и пассажиров (до 6 чел.), отсеки бортового оборудования и носовой блок двигателей управления.
Среднюю часть занимает грузовой отсек с открывающимися вверх створками, в котором размещаются манипуляторы для выполнения погрузочно-разгрузочных и монтажно-сборочных работ и различных операций по обслуживанию космических объектов. Под грузовым отсеком расположены агрегаты систем энергоснабжения и обеспечения температурного режима. В хвостовом отсеке (рис. справа) установлены агрегаты двигательной установки, топливные баки, агрегаты гидросистемы.
В целом для ракеты выбрали вариант с боковым расположением полезного груза при размещении не спасаемых маршевых двигателей на центральном блоке второй ступени носителя. Такое решение себя оправдало: «Энергия» обеспечивала выведение в космос аппаратов массой в три раза больше, чем «Спейс Шаттл».
Предполагалось, что советский «Буран» сможет забросить на орбиту 20 тонн полезных грузов и забрать назад столько же, плюс большой экипаж в 6 человек, плюс посадка на обыкновенный аэродром – все это, безусловно, можно отнести к будущему мировой космонавтики.
Развитие авиации начиналось с мечты человека об умении летать как птица. Он создавал разные конструкции летательных аппаратов, стараясь найти удачную и могущую летать. Найдя такую конструкцию и достигнув своей мечты, человек начинает совершенствовать свое изделие, ставя перед собой различные цели (например, увеличить скорость своего летательного аппарата, придать ему более удобную, интересную и полезную конструкцию, сделать его более безопасным и дешевым и так далее).
Именно таким образом авиация и развивается, и казалось бы, что в наши дни уже некуда ее развивать, так как все уже давным-давно придумано, но конструкторы все равно придумывают что-нибудь новенькое, полезное, интересное и, самое главное, чего никто до него не придумал и не создал до него.
Таким образом, можно сделать вывод, что мысль человека бежит далеко вперед, чем развивается промышленность. У человека уже есть мечты, идеи, планы, но промышленность еще не может позволить себе создать его изобретение по каким-либо причинам. Но, несмотря на такую неприятность, конструкторы все равно стараются как-то подтолкнуть промышленность вперед, чтобы создавать свои задумки, уникальные в своем роде и операжающие время по тем или иным параметрам, понимая, что именно его изделие сможет стать необходимым как на данный момент времени, так и в будущем. В этом мы убедились, проанализировав различные типы летательных аппаратов, о которых я рассказала в своей работе.
- Л.Кузьмина – «Павел Сухой и его Крылатые шедевры».
- В.Ю. Марковский - «Су-24. Все о прославленном фронтовом бомбардировщике».
- Н.Якубович –«Боевые самолеты Туполева».
- А.Л. Пухов – «Глазами гигантов».
- «Российская газета»- «неизвестные факты о «Буране».
|