1. Введение

2. Из истории появления  пилотажа.

3. Пилотаж в Первой мировой войне.

4. Пилотаж как тактический прием.
5. Пилотаж в спорте.

6. Основные фигуры высшего пилотажа.

7. Пилотаж и перегрузка пилотов.

8. Заключение.

9. Приложение: краткий словарь терминов, используемых в пилотаже.

Введение.
     В 2010 году мне посчастливилось побывать на открытие авиасалона в Геленджике. Вместе с многочисленными посетителями  авиасалона я с особым нетерпением ждал начала показательной программы. Взрослые и дети с замиранием сердца следили за тем, как самолеты вычерчивали  виражи, крутили бочки и совершенно немыслимым образом застывали в воздухе. Именно там у меня возникла масса вопросов, основными из которых были:  что же такое  высший пилотаж  -  военная стратегия, спорт или же самое настоящее искусство? Что испытывает пилот при выполнении фигур высшего пилотажа? Кто является родоначальником высшего пилотажа? В своей работе я попытаюсь ответить на поставленные вопросы.

Цель моей работы: определить основную роль и использование высшего пилотажа.

Задачи:

• Изучить литературу по объекту исследования;
• Изучить исторические данные о появлении  высшего пилотажа;
• Рассмотреть использование  пилотажа в военное время;
•  Рассмотреть использование  пилотажа в спорте;
• Исследовать какую перегрузку испытывает пилот во время пилотажа;
• Узнать классификацию фигур высшего пилотажа;
• Составить словарь терминов, используемых в пилотаже.

Глава 1. 

1.1.  Из истории появления пилотажа.

    На заре развития авиации быть летчиком было весьма рискованно: о поведении самолета в воздухе тогда было известно очень мало, и это было основной причиной большого количества вроде бы необъяснимых катастроф и аварий. Кажется, самое логичное в борьбе за безопасность полета – сделать самолет как можно более устойчивым, уменьшив возможность возникновения значительных углов крена. Однако некоторые пилоты и авиаконструкторы справедливо полагали, что на самом-то деле аварий можно избежать только в том случае, если летчик умеет правильно управлять самолетом. Одним из таких прогрессивных пилотов был Петр Нестеров.  Имея богатый летный опыт и знания в области математики и механики, он сначала обосновал возможность выполнения глубоких виражей, а потом осуществил их на практике. Для доказательства своей идеи, согласно которой «в воздухе для самолета всюду опора», 27 августа 1913 года в небе над Киевом Нестеров впервые в мире выполнил на самолете «Ньюпор-4» замкнутую петлю в вертикальной плоскости. Этим маневром он в очередной раз доказал, что самолет в любом положении покоряется летчику, положив начало высшему пилотажу.

Но в  авиационном мире нет единого  мнения относительно того, кто был первым исполнителем  этой фигуры. Во Франции и ряде других западноевропейских стран принято  считать, что им  был французский  пилот Адольф Селестен Пегу, выполнивший этот трюк 8 сентября 1913 года на самолете «Блериот XI». Так кто же был первым? 

Сохранился текст официальной телеграммы, которая  была  опубликована в газете «Вечернее время» 27 августа 1913 года: «Сегодня в 6 часов вечера военный летчик 3-й авиационной роты Нестеров в присутствии других летчиков, врача и посторонней публики сделал на «Ньюпоре» на высоте 600 м «мертвую петлю», т. е. описал полный круг в вертикальной плоскости, после чего спланировал к ангарам». 

Этот полет был занесен в протокол спортивного комиссара киевского общества воздухоплавания, где записано, что Нестеров, действительно, совершил в этот день «полет по замкнутой кривой в вертикальной плоскости или выполнил так называемую «мертвую» петлю». Казалось бы, все ясно: Нестеров – 27 августа, Пегу – 8 сентября. Какие могут быть сомнения? Очевидно, кто первый, кто второй.  Точку в этом споре поставил сам Пегу, когда в мае 1914 года  посетил Москву. На Ходынском поле  «король воздуха» произвел публичную демонстрацию петли, после чего он лично встретился с Петром Нестеровым и признал приоритет россиянина.  Сегодня  «Мертвая петля»  есть в арсенале каждого начинающего пилота.

1.2.  Первая мировая война в развитии пилотажа.

     Огромное значение в совершенствовании и развитии пилотажа сыграла  Первая мировая война. В то время самолеты, прежде всего, использовались для разведки и корректировки огня артиллерии. В случае редких встреч в воздухе летчики противоборствующих сторон обменивались одиночными выстрелами из пистолетов или, поднимаясь выше вражеского самолета, сбрасывали на него бомбы. Такой способ ведения воздушного боя был, мягко говоря, неэффективным, поэтому возникла необходимость в разработке новых приемов ведения воздушного боя, а значит, и новых приемов пилотирования.

  Петр Нестеров предложил боевой прием «таран», который требовал от пилота достаточно высокого мастерства: необходимо было пересечь курс самолета противника, который пытался уйти от столкновения. 

    Появление на самолетах пулеметов заставило задуматься уже не только о пилотировании, но и о совершенствовании летных характеристик аэропланов. Все это привело к возрастанию углов крена и атаки при пилотировании, а так как вдобавок ко всему летчики выполняли все эволюции очень резко, значительно возросло количество катастроф.  Падение самолета с одновременным вращением его и потерей управляемости назвали штопором. Способ выхода из штопора придумал русский военный летчик Константин Арцеулов.

  В сентябре 1916 года самолет «Ньюпор-21» взлетел с аэродрома Качинской школы летчиков. Набрав высоту, машина вошла в штопор после сваливания на крыло и, выполнив три витка, по воле летчика перешла в крутое пикирование. Это была победа над самым грозным противником пилотов.  В октябре штопор был введен в программу обучения истребительного отделения Качинской школы и стал фигурой высшего пилотажа.

     И петля Нестерова, и штопор были не просто фигурами высшего пилотажа – они нашли практическое применение. 

1.3. Пилотаж как тактический прием.

    Крылатая фраза Александра Покрышкина «ВЫСОТА – СКОРОСТЬ – МАНЕВР – ОГОНЬ» стала основной формулой успеха истребительной авиации в период между двумя мировыми войнами. 
Основным тактическим приемом было пикирование на самолет противника (крутое снижение самолета по прямолинейной траектории с углами наклона 30⁰ и более применяется для быстрой потери высоты и разгона) с последующим переходом на горку (при выполнении горки самолет, наоборот, набирает высоту с постоянным углом наклона траектории).
Для защиты от противника использовались любые приемы, которые могли бы помешать прицеливанию. Это -  бочки, всевозможные виражи, развороты, перевороты, повороты, скольжения, пикирование. 
 В каждом случае летчик выбирает оптимальную с его точки зрения серию фигур, которая поможет сорвать прицеливание и атаковать самому. Так что успех воздушного боя определялся не только тем, чей самолет маневреннее и быстрее, но и прежде всего тем, насколько хорошо летчик владел искусством пилотажа.
     У бомбардировочной авиации были другие проблемы – преодоление ПВО. Здесь помогали змейки, заходы на цель с горки, пикирования или кабрирования, ведь высота значительно снижала эффективность средств ПВО.
    Несмотря на появление реактивных самолетов и очередное изменение тактики применения авиации, основными средствами противоборства в воздухе остались фигуры высшего пилотажа. Они претерпевали лишь небольшие изменения, обычно в соответствии с ТТХ самолетов.
     Пилотаж в подготовке военных летчиков не сдавал позиций до 80-х годов, когда с появлением нового ракетного оружия стали считать, что бои будут проходить на больших дистанциях и пилотажное мастерство летчиков не пригодится.  Как бы ни так!  На новые ракеты нашлись средства противодействия (помехи, ловушки), и ближний бой стал опять актуален, а соответственно, и все фигуры высшего пилотажа остались востребованы.
   Оказывается ракетам тоже  можно противостоять с помощью пилотажа! Обычно ракеты оказываются менее маневренными, чем самолеты, так что на небольших дистанциях резкое маневрирование поперек курса ракеты и фоpсаж с очень большой долей вероятности приводят к выходу за конус системы наведения, и ракета теряет цель. 
     С появлением истребителей четвертого поколения, стали возможны фигуры, выполняемые на критических режимах полета. Так появились колокол, кобра Пугачева, чакра Фролова и другие. 
  19 июня 2003 года с аэродрома ЛИИ в Жуковском взлетел с виду обыкновенный Су-27, управляемый летчиком-испытателем Александром Павловым. Набрав необходимую высоту, самолет выполнил весь комплекс фигур высшего пилотажа, после чего сел. Казалось бы, ничего особенного, если не знать, что в этом полете впервые в мире самолет выполнял фигуры высшего пилотажа в автоматическом режиме.

1.4. Пилотаж в спорте

       Высший пилотаж – это одна из дисциплин самолетного спорта. 

Самолётный спорт - вид воздушного спорта, включающий в себя национальные и международные соревнования пилотов на одноместных и двухместных учебных самолётах в искусстве выполнения фигур высшего пилотажа в прямом и обратном (перевёрнутом) полёте.

В СССР проводились следующие соревнования по самолётному спорту:

• внутриклубные;
• областные;
• республиканские;
• всесоюзные ведомственные;
• чемпионаты СССР.

     В 1960-е гг. на базе Центрального аэроклуба наряду с другими была создана Федерация самолётного спорта.

    По предложению Центрального аэроклуба и Федерации самолётного спорта СССР Международная авиационная федерация (ФАИ) в 1960 году учредила Комиссию по высшему пилотажу, которая стала организатором проведения международных соревнований, чемпионатов Европы и мира по самолётному спорту и законодателем положений о чемпионатах и правилах судейства. Центральный аэроклуб им. В.П.Чкалова в том же году учредил переходящий кубок имени основоположника высшего пилотажа - русского лётчика Петра Николаевича Нестерова.

     Первый чемпионат мира проводился в Братиславе (ЧССР) в конце августа 1960 года. II чемпионат состоялся в Венгрии в 1962 г. На нём впервые разыгрывался Кубок им. П.Н.Нестерова. Его завоевала команда Венгрии. Наши спортсмены заняли вторую ступеньку пьедестала.

Первый Чемпионат Европы состоялся в 1977 году.  

Соревнования на реактивных самолётах начали проводиться с 1967 года.

В 1968 году был учреждён Кубок Арести - переходящий приз президента комиссии ФАИ по высшему пилотажу как награда спортсмену за достигнутое на чемпионате мира абсолютное первенство. Первым обладателем этого кубка стал Игорь Егоров.

Чемпионаты Мира и Европы проводятся, чередуясь, раз в два года. Советская, а затем и Российская, команда является одной из ведущих в мире. Команду отличает ярко выраженный стиль пилотажа, школа, созданная выдающимися спортсменами.

С 1991 года проводится Кубок мира Breitling -соревнования, в которых спортсмены выполняют трех - четырехминутную программу фристайла под музыку, в критерии судейства включена хореография, а с 1997 года - Гран-При Международной авиационной федерации. С 1995 г. чемпионаты мира и Европы проводятся в классе advanced. Алла Чекалова стала абсолютной чемпионкой Европы 1998 г., Владимир Попов - абсолютным чемпионом Мира 2000 г.

Наша российская команда - сильнейшая в мире. Летает исключительно на самолетах Су-31 и Су-26. Авиаспорт - очень дорогой вид спорта и наша команда полностью держится за счет единственного спонсора - фирмы ОКБ Сухого во главе с ее генеральным директором М. А. Погосяном.

Глава 2.   Основные фигуры высшего пилотажа. 

Пилотаж  — пространственное маневрирование летательного аппарата, имеющее своей целью поражение противника или выполнение фигур в воздухе. Все фигуры, так или иначе, берут свое начало в воздушных боях.

 Фигурой пилотажа принято называть движение летательного аппарата по заранее определённой траектории, при этом ему придаются положения, не свойственные горизонтальному полету. Из отдельных фигур формируются комплексы, которые демонстрируются на авиашоу и соревнованиях.

Пилотаж принято группировать  по степени сложности — на простой, сложный и высший, по количеству участвующих летательных аппаратов —  одиночный и групповой.

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.

Изучив литературу по объекту исследования, я узнал, что сегодня насчитывается более пяти с половиной тысяч фигур  пилотажа.

В своей работе я рассмотрю лишь основные фигуры высшего пилотажа: 

  Кобра Пугачева  (первый исполнитель — В. Г. Пугачёв) - Режим динамического торможения с выходом на максимальный угол атаки. 

 Уже без малого двадцать лет, с 1989 года, отечественные истребители Су-27 и МиГ-29 выполняют запоминающийся всем манёвр «Кобра», фактически ставший фирменной маркой отечественных истребителей. Пилотаж самолёта обычно происходит на углах атаки, не превышающих 10—15° (угол между продольной осью самолёта и вектором его скорости), нос самолёта при этом ориентирован по направлению полёта. При выполнении манёвра «Кобра» углы атаки могут достигать значений 120°, самолёт отклоняется назад, и у зрителя складывается впечатление, что летит он «хвостом вперёд». Манёвр «Кобра» стал в определённой степени признаком качества истребителя.
   Эффектному манёвру «Кобра», впервые выполненному лётчиком-испытателем В. Г. Пугачёвым и продемонстрированному им в 1989 году на авиашоу в Ле-Бурже, предшествовали теоретические и экспериментальные работы, проводившиеся в ЦАГИ с конца 1970-х годов. Позднее в ЦАГИ с участием ОКБ Сухого, ОКБ Микояна, ГосНИИАС и ЛИИ был проведён большой объём расчётов, испытаний в аэродинамических трубах, моделирования на пилотажных стендах, лётных испытаний на динамически подобных моделях и на самолёте Су-27. Очередной этап исследований завершился в 1989 году разработкой и освоением, так называемого динамического выхода на закритические углы атаки, впоследствии получившего название «Кобра». Группа сотрудников ЦАГИ — Ю. Н. Желнин, В. Л. Суханов, Л. М. Шкадов — и лётчик-испытатель В. Г. Пугачёв за теоретическую разработку и освоение этого манёвра были удостоены премии имени Н. Е. Жуковского за 1990 год.
   Леонид Лобос успешно освоив манёвр «Кобра», выполнял его не только из горизонтального полёта, но и с различными углами крена и тангажа. Позже этот манёвр с углами крена порядка 90° был освоен на самолётах с отклоняемым вектором тяги (ОВТ), неоднократно демонстрировался на показательных полётах и получил название «Хук» - Выполнение Кобры на Вираже .

Колокол  - Фигура пилотажа при которой самолёт находится носом вверх на нулевой скорости, а хвост раскачивается из стороны в сторону(или вперёд-назад) напоминая при этом язык колокола.    

Манёвры «Колокол» и «Кобра» могут выполняться и самолётами с аэродинамическим управлением, но с ОВТ они носят более чёткий характер, увеличивающий безопасность их выполнения.
Чакра Фролова - Разворот в плоскости тангажа на 360° c чрезвычайно малым радиусом, своеобразный воздушный кульбит. При выполнении этой фигуры самолет делает «мёртвую 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 (Су-37, на котором она и была впервые продемонстрирована Евгением Фроловым, Су-30МК и МиГ-29ОВТ).

Кульбит - Фигура высшего пилотажа, впервые выполнил Евгений Иванович Фролов в 1995 г. на самолёте Су-3. При выполнении маневра «Кульбит» самолёт развивает большую угловую скорость вращения и, продолжая его, возвращается в исходное положение, совершив переворот на 360°: самолёт возвращается в исходное положение не через обратное движение, а продолжая вращаться.

    Каждый год идут жесточайшие "сражения" в воздухе между командами, выступающими на чемпионатах по высшему пилотажу. Пилоты - люди молодые, азартные. В результате из года в год техника пилотирования совершенствуется и усложняется. Чтобы выяснить, какие же перегрузки реально испытывает летчик-спортсмен, к исследованиям подключили специалистов из фирмы "Звезда" под руководством Г. И. Северина - главного специалиста России по катапультным сиденьям.   Три года на центрифуге  испытывали людей на перегрузках больших, чем в самолетах. Оказалось, что не все летчики выдерживают большие перегрузки - не у всех есть для этого природные данные: особые вестибулярный аппарат, мышечная и сосудистая системы. Действительно, при проведении соревнований происходит "естественный" отбор в сборную страны - туда попадают летчики, которые на перегрузках 12g пилотируют, можно сказать, элементарно.  С помощью аварийного регистратора и датчиков, установленных на теле летчиков, обнаружили, что в полете они выходят на такие режимы, о которых медицина и не подозревала. Выяснилось, что летчик может переносить перегрузки от - 8-10g до +12g. Тогда в авиации появились первые противоперегрузочные костюмы. Принцип их работы  прост: летчик надевает штаны, в которые подается кислород.   К сожалению, выяснилось, что в случае с летчиками-спортсменами эта система не успевает срабатывать. Испытания показали, что люди, остающиеся в сборной команде, во время действия больших нагрузок могут сами мышцами шеи автоматически пережимать сонную артерию. Кроме того, у профессионалов очень хороший вестибулярный аппарат: они могут крутиться в разных плоскостях и при этом четко останавливаться в любую секунду в нужном месте. Сейчас такие качества владения своим телом требуются и летчикам, пилотирующим современные истребители. 

Заключение.

Сегодня фигуры высшего пилотажа активно используются и в серьезной военной авиации и  в авиации малой. Небольшие спортивные самолеты под управлением опытных пилотов вытворяют такое, что у зрителей на земле захватывает дух. А выступления пилотажных групп всегда срывают бурные овации. Летать в группе и выполнять фигуры высшего пилотажа по силам только тренированным экипажам, отдавшим не один год этому спорту. Ноавиаспорту в России  уделяется незаслуженно мало внимания. Практически никто не знает имен наших чемпионов. А ведь среди лучших пилотов мира большинство - российские спортсмены!

 Фигуры высшего пилотажа эффективны и в современном бою. Ведь оборонительные возможности истребителей постоянно растут. Это приводит к тому, что на практике воздушный бой современных ЛА, который предполагается, как бой с применением ракет на дальних дистанциях по факту превращается в бой на средних дистанциях с последующим переходом на ближний бой. Так что ничего сильно не поменялось. И здесь главное мастерство пилота! Лишними знания и умения в бою не бывают.  Как правило, в воздушном бою хватает простого, иногда элементов сложного пилотажа. Пилотаж вообще нужен совсем-совсем не для воздушного боя. И громкие катастрофы в ГВФ в последние годы тому ярчайший пример.

Вывод: Высший пилотаж – это проявление мастерства, смелости и отваги пилота.   

               Высший пилотаж – это и военная стратегия, и спорт, и искусство!

Приложение: Словарь терминов, используемых в пилотаже.

Кабрирование (от франц. cabrer — поднять на дыбы) — поворот летательного аппарата вокруг своей поперечной оси, приводящий к увеличению угла атаки.
Крен — положение самолёта, при котором вертикальная плоскость его симметрии находится под углом к поверхности Земли, отличным от 90°.
Пикирование (от фр. piquer une těte — падать вниз головой) — снижение самолёта по траектории, наклонённой под углом 30—90° к поверхности Земли, приводящее к быстрой потере высоты и нарастанию скорости. Пикирование под углом 80—90° называется отвесным.
Рысканье — небольшие периодические угловые отклонения самолёта по горизонтали в обе стороны от направления его движения при прямом положении руля.
Сваливание — критический режим, при котором возникает неуправляемое боковое движение самолёта.
Тангаж — движение самолёта, приводящее к изменению угла между его продольной осью и горизонтальной плоскостью. Увеличение этого угла приводит к кабрированию, уменьшение — к пикированию.
Угол атаки — угол между некой условной линией, например хордой крыла самолёта, и направлением скорости встречного потока воздуха.
Штопор — снижение самолёта по крутой винтовой линии с одновременным вращением вокруг вертикальной оси. Управляемый штопор — одна из фигур высшего пилотажа.

Литература:

1. Каталог фигур высшего пилотажа АРЕСТИ ФАИ. Версия 2003-1. 
2. Журнал «Наука и жизнь»,  Ю. Желнин «Полет «хвостом вперед» и сверхманевренность, №11, 2008 г.
3. Большая энциклопедия школьника. - М.: МАХАОН, 2008.-255 с.
4. Г.А. Никитин, Е.А. Баканов, Основы авиации.
5. А. Абрамов, Мужество в наследство.
6. Вурче Е.Ф., Петр Николаевич Нестеров, М., 1955
7. Федоров В.Ф. Три дара Родине, М., 1952.
8. Трунов К.И. Петр Нестеров, М., 1975.