Автор: Буцких Глеб Викторович.
Возраст: 14 лет.
Место учебы: МБОУ ЛАП №135.Самара, Самарская Область.
Руководитель: Шацкая Людмила Александровна - учитель физики МБОУ ЛАП№135.
Как повлияла конструкторская школа И.И. Сикорского на развитие мировой авиации?
Содержание
Введение
1. Сикорский – российский и американский авиаконструктор, лётчик, учёный, изобретатель и промышленник.
2. Работа на Русско-Балтийском вагонном заводе (1912-1916 гг.)
3. Самолёты «Гранд», «Русский витязь» и «Илья Муромец».
«Русский Витязь».
«Илья Муромец».
4. Эмиграция.
5. И снова вертолёты.
6. Конструкторские идеи Сикорского.
7. Применение в современное время.
8. Список использованной литературы.
«Нам нужно работать, а главное учиться тому, что поможет нам восстановить Родину, когда она того от нас потребует». (письмо И. И. Сикорского в редакцию газеты «Русский военный вестник», 15.05.27г., 92).
Введение.
Наш соотечественник Игорь Иванович Сикорский был одним из крупнейших авиаконструкторов 20-го века. Он внес огромный вклад в развитие мировой авиации, и этот вклад трудно переоценить.
Во время первой мировой войны под руководством И. И. Сикорского создавались первые русские тяжелые бомбардировщики, равных которым не было в мире, истребители, штурмовики, ближние и дальние бомбардировщики. Под его непосредственным влиянием разрабатывались авиационные двигатели, приборное оборудование, вооружение, тактика применения авиации и многое другое.
После революции И. И. Сикорский с болью в сердце вынужден был покинуть Россию. Оказавшись в США, он создал предприятие, ставшее впоследствии одним из ведущих производителей авиационной техники в Америке. Уже в 30-е годы самолеты Сикорского стали известны во всем мире. На его межконтинентальных лайнерах впервые началась перевозка пассажиров через океан. А в 40-е годы И. И. Сикорский построил один из первых в мире работоспособный вертолет.
Цель работы:
Изучить влияние идей И.И.Сикорского на развитие мировой авиации.
Задачи:
1. Познакомиться с биографией И.Сикорского
2. Изучить конструкция первых самолётов И.И.Сикорского
3. Ознакомиться с революционными идеями в компоновке самолётов, применении тяжёлых многомоторных самолётов в боевых действиях, использование приборов в пилотировании, навигации и бомбометании.
4. Проанализировать конструкторские идеи И.И.Сикорского по созданию вертолётов.
Объект исследования:
Деятельность И.И.Сикорского.
Рабочая гипотеза:
Без работ И.И.Сикорского мировое авиастроение достигло бы современного уровня
развития гораздо позже.
1. Сикорский – российский и американский авиаконструктор, лётчик, учёный, изобретатель и промышленник
Игорь Иванович Сикорский родился 25 мая 1889 года, в городе Киеве. В семье профессора психологии Киевского университета И. А. Сикорского. Это была интеллигентная, просвещенная семья, довольно далекая от технических наук. С 1903 по 1906 года Сикорский учился в Санкт-Петербургском кадетском корпусе. Однако карьера военного не привлекала юношу и в 1907 году он возвращается в Киев и поступает в Политехнический институт. После посещения Германии, где он смог наблюдать полеты графа Цеппелина на дирижабле, и в еще большей степени, после дошедших до России известий о полетах братьев Райт, воображение Сикорского захватывает идея создания собственного летательного аппарата.
В1909 году Сикорский понимая, что ему недостает знаний и опыта для реализации своего проекта отправляется в Париж, чтобы ознакомиться с уже существующими самолетами и, самое главное, приобрести двигатель для своего аэроплана. В Париже Сикорский поступает в школу авиаторов Фербера, учится искусству пилотирования, изучает новейшие системы аэропланов. Вернувшись в Россию Сикорский организует маленький кружок «ревнителей» авиации, в который входит сын купца Ф. И. Былинкин, помогавший денежными вкладами в создании новых аппаратов Сикорского. Изначально интерес Сикорского лежал в области конструирования вертолетов - в 1907-1911 годах он создает два опытных простейших образца, ни один из которых так и не смог взлететь вместе с пилотом. Тогда Сикорский переключается на создание самолетов — к вертолетам ему будет суждено вернуться гораздо позже, чтобы стать первым в мире создателем серийной винтокрылой машины.
Первые опыты в создании летательных аппаратов были в 1910 г. в Киевском политехническом институте, совместно с Ф. И. Былинкиным и В. В. Иордан («Былинкин-Райт» - 1909г, первый геликоптер Сикорского С-1 - 1909г, второй геликоптер Сикорского С-2 - 1910г, самолёт БИС№1 (Былинкин, Иордан, Сикорский) -1910г, самолёт БИС№2 - 1910г. Затем последовали самостоятельные конструкции: С-3, С-4, С-5, С-6, С-6а.
Самолет С-3, 1910 г.
В 1912 году И. И. Сикорский был приглашен на Русско-Балтийский вагонный завод в качестве главного конструктора авиационного отделения.
В 1919 году он эмигрировал в США. Там под руководством Сикорского были созданы многочисленные образцы пассажирских и военных самолетов и вертолетов. Многие из своих конструкций Игорь Иванович испытывал в полете самостоятельно.
2. Работа на Русско-Балтийском вагонном заводе (1912-1917 гг.)
С лета 1912 г. И. И. Сикорский работал на РВБЗ и главным конструктором, и управляющим. Большое влияние на судьбу Игоря Ивановича оказал выдающийся организатор отечественного машиностроения, председатель правления РБВЗ М. В. Шидловский. Он сделал ставку на двадцатитрехлетнего студента и не ошибся. На РБВЗ один за другим появляются новые самолеты Сикорского — бипланы и монопланы, — которые вызывают неизменное восхищение, как у широкой публики, так и у специалистов и приносят России славу одной из ведущих авиационных держав. Создание каждого самолета означало важный рывок вперед. За два года было выпущено до двадцати опытных самолетов.
С-6А - значительно улучшенный вариант самолета С-6
С-6Б по сравнению с С-6А установлен более мощный двигатель, другое шасси.
С-7 двухместный моноплан.
С-8 учебный биплан.
С-9 «Круглый» - впервые в России применена конструкция фюзеляжа по типу монокок (силовой элемент – обшивка).
Самолеты С-10 – около 16 близких по типу модификаций похожих на С-6Б (С-10, С-10а, С-11, С-12). Все машины применялись как разведчики во время войны.
С-12 стал первым отечественным аэропланом, на котором в сентябре 1913 года летчик Г.В.Янковский выполнил мертвую петлю, а затем и установил российский рекорд высоты – 3680 метров. С-12 оставался на вооружении до 1922 года.
Появление С-16, С-18, С-20 было вызвано необходимостью прикрытия тяжелых бомбардировщиков Илья Муромец и аэродромов их базирования от атак неприятельских самолетов. В принципе, это были первые в мире истребители сопровождения, построенные специально для этих целей.
С-20
В это же время И.И. Сикорский занимался конструированием и гидросамолётов:
С-5а - гидроаэроплан двухпоплавковый; С-5а - гидроаэроплан однопоплавковый; С-10 «Гидро».
Кроме того, под руководством Игоря Ивановича разрабатывались и серийно строились авиационные двигатели, оборудование и вооружение, возводились новые заводы для их производства. Формировалась могучая многопрофильная отечественная авиационная промышленность.
3. Самолёты «Гранд», «Русский витязь» и «Илья Муромец».
«Русский Витязь»
Еще до начала войны Сикорский прозорливо считал, что будущее самолетостроения не лежит исключительно в плоскости маленьких и легких машин. По мнению Сикорского, большие многомоторные самолеты потенциально могли бы быть не только полезней при грузоперевозках или на войне, неся больше вооружения, но и безопасней— у таких машин было несколько двигателей, что предохраняло их от катастрофы, в случае поломки одного из них. А двигателя в то время отказывали удручающе часто.
В 1911 году Сикорский начинает проектирование четырехмоторного самолета, который рабочие завода прозвали «Гранд», то есть «Большой». Впоследствии он получил и официальное название—«Русский Витязь».
«Русский Витязь»
Многие относились к проекту Сикорского скептически— считалось, что такая большая машина в принципе не сможет взлететь. Тем не менее, четыре тяговых двигателя по 100 лошадиных сил каждый сделали свое дело — первый полет в мае 1913 года прошел успешно, произведя на жителей Петербурга неизгладимое впечатление.
Сама по себе конфигурация «Витязя» была довольно необычна — нос фюзеляжа занимала смотровая площадка, где могли размещаться прожектор и пулемет. Трое пилотов имели возможность свободно перемещаться по кабине управления, не нарушая устойчивости самолета. Для тех времен подобные качества были в новинку.
Максимальная скорость самолета составляла 90 км/ч, в дальность полета — около 170 км. Кроме троих пилотов, самолет был способен принять на борт еще четырех пассажиров.
Но долго прожить «Русскому Витязю» было не суждено — осенью 1913 года во время авиасалона ему на крыло упал двигатель пролетавшего сверху немецкого истребителя. После поломки было решено отказаться от восстановления самолета, чтобы сконцентрировать усилия конструктора и рабочих на постройке новой, более совершенной модели.
«Илья Муромец»
Это была серия значительно отличавшихся внешне и конструктивно самолетов - дальних разведчиков и тяжёлых бомбардировщиков. Самолет являлся развитием опытного аэроплана «Русский витязь" Однако это был более крупный самолет, с крылом большей площади и четырьмя двигателями, установленными в ряд на нижнем крыле, с возможностью доступа к ним в полете, в целях ремонта. Новый аппарат имел летные данные, значительно превышавшие своего предшественника. Конструкция самолета на несколько лет опережала свое время, являлась революционной и стала образцом для всех последующих машин подобного класса. Впервые фюзеляж был сделан сплошным, цельным, без выступающей кабины, четырёхгранного сечения, высотой более человеческого роста, имел закрытую, комфортно оборудованную кабину.
Машина строилась в течение пяти лет, постоянно модернизируясь и улучшаясь:
- «Илья Муромец» (ИМ) опытный – первый самолет, взлетевший в октябре1913 года;
- ИМ-Б поплавковый – первый серийный ИМ, установленный на поплавки;
- ИМ-Б «Киевский» - серийный самолет, установивший 6 мировых рекордов;
- ИМ-В (облегченный боевой);
- ИМ-Г-1; ИМ-Г-2, ИМ-Г-3, ИМ-Г-4, ИМ-Д, ИМ-Е-1;
Последняя модификация ИМ-Е-2 – самый совершенный вариант самолета.
На нем было установлено мощное защитное вооружение, которое отличалось большим разнообразием как по количеству, так и по местам установки. Размещение экипажа стало классическим, для большинства тяжелых бомбардировщиков и по сей день. В носовой части – стрелок-бомбардир, за ним – пилот (или пилоты), а за ним штурман (бортинженер) и стрелки бортового вооружения. Благодаря появлению этого самолёта, была разработана теория бомбометания и первые прицелы для этого. На "Муромцах" впервые в мире был сконструирован и применен электросбрасыватель бомб. Бомбы весом более 30 кг подвешивались под фюзеляжем.С появлением у противника зенитной артиллерии и истребительной авиации появилась необходимость в более точном бомбометании. Скорость "Муромца" была сопоставима со скоростью ветра, большое внимание уделялось учету сноса за счет бокового ветра. Снос самолета оказывал большое влияние на точность бомбометания. Был изобретен "ветрочет" - треугольник учета бокового ветра.
Приборно-пилотажное оборудование состояло из двойного комплекта следующих приборов: барометр-анероид, компас, указатель скорости и часы с секундной стрелкой. Все приборы подвешивались на амортизационных шнурах, чтобы избежать влияния вибрации корабля.
Сведенные в Эскадру Воздушных Кораблей в декабре 1914 года эти самолеты решали стратегические задачи разведки и бомбометания.
Успешный опыт применения многомоторных самолетов в России стал мощным стимулом для конструкторов других стран в создании подобных машин. Однако добиться таких же результатов им длительное время не удавалось.
Полномасштабный макет самолёта «Илья Муромец» в музее ВВС в Монино.
4. Эмиграция.
В марте 1918 года Игорь Иванович принимает приглашение французского правительства продолжить свои работы во Франции и выезжает за границу. Но мировая война закончилась, и заказов на большие самолёты больше не было. В 1919 году И. И. Сикорский переезжает в США, где, как он считал, гораздо больше перспектив для тяжёлого самолётостроения.
В 1923 году он основал фирму «SikorskyAeroEngineeringCorporation». Первым построенным в эмиграции самолётом стал S-29.
S-29
Это был двухмоторный биплан, который стал лучшим в своём классе и получил мировую известность. Затем последовали S-31,32,33 и 34. Неудачный S-35. А за ним S-38 – десятиместная двухмоторная амфибия.
S-38
Об этой амфибии газеты писали, что она “произвела переворот в авиации “.
Сикорский создал удачные серийные амфибии. На гидросамолёте S-42 впервые открыли регулярные пассажирские рейсы через Тихий и Атлантический океаны.
Летающая лодка "Sikorsky S-42 Clipper", 1934 год.
5. И снова вертолёты.
В 1938 году Сикорский приступил к разработке принципиально нового летательного аппарата – вертолёта. Для этого им был разработан автомат перекоса, без которого ни один вертолёт не может летать. До него первый в мире автомат перекоса был разработан российским инженером Б. Н. Юрьевым в 1911 году. Взяв за основу идеи Юрьева, Сикорский сконструировал свою схему автомата перекоса, которая с успехом применяется на всех вертолётах зарубежных конструкторов.
Первый эксперементальный вертолёт И. И. Сикорского.
Вертолет Sikorsky CH-54 вертолёт-кран.
Первый экспериментальный вертолет Сикорского VS-300 поднялся в воздух под его управлением 14 сентября 1939 г. После двух лет напряженных испытаний и доводки экспериментального аппарата, в 1942 г был создан опытный двухместный вертолет S-47 (R-4), поступивший вскоре в серийное производство. Он был единственным вертолетом, применявшимся на фронтах второй мировой войны. Послевоенные S-51, S-52, S-55, S-56.
Лучший вертолет, созданный Сикорским, поднялся в воздух в 1954 году. Это был S-58, первый в мире вертолет оснащенный полноценным автопилотом. Наибольшее распространение получили варианты для ВМФ UH-34 "Си Хорс" и CH-34A Choctaw. Последний широко использовался во время войны во Вьетнаме. Основное применение: огневая поддержка, переброска десантных групп (до 18 человек), эвакуация раненых. S-58 под HSS-1 "Сибэт" стал первым в мире полноценным противолодочным вертолетом.
В 1959 г. И.И.Сикорский, будучи на пенсии реализовал идею создания специализированного вертолета-крана, на базе вертолета S-56.В вертолете-кране S-64 отсутствует фюзеляж, имеется только балка для поддержки двигателей,HB, трансмиссии ХВ.
Вертолет Sikorsky H-34 (обозначение производителя S-58)
В 1958 И.И. Сикорский вышел на пенсию, сохранив за собой должность советника фирмы.
6. Конструкторские идеи Сикорского.
- Возможность создания тяжёлых многомоторных самолётов.
Большинство авиационных специалистов не верили в возможность создания самолетов больших размеров. Все скептики сходились в своих предсказаниях:
1. Самолет окажется настолько тяжелым, что не сможет оторваться от земли, несмотря на свои огромные крылья.
2. Многомоторная силовая установка будет источником многих бед. Если выйдет из строя хотя бы один двигатель, балансировка нарушится настолько, что станет невозможно управлять машиной.
3. Закрытая кабина лишит пилота возможности чувствовать силу и направление воздушного потока и не позволит своевременно вмешиваться в управление машиной.
Ответом Сикорского было создание первого в мире тяжелого многомоторного самолета «Грант», с последующим развитием «Русский Витязь» и наконец - «Илья Муромец». Революционным было введение полностью закрытой кабины, многофункционального экипажа, размещение двигателей на крыле в ряд, возможность доступа к двигателям в полете в целях ремонта.
– Конструкция фюзеляжа самолёта, как одного целого: кабины пилотов, пассажирской кабины и отсеков с оборудованием, грузом и вооружением. Такая конструкция позволяла значительно уменьшить аэродинамическое сопротивление.
– Создание, как лёгких, так и тяжёлых гидросамолётов, способных совершать дальние магистральные рейсы. Эта идея осуществилась за счет установки мощных двигателей, уменьшения лобового сопротивления, совершенствования аэродинамических форм. Также было разработано более узкое и, следовательно, тяжело нагруженное крыло. Специально сконструированы зависающие закрылки.
– Конструкция автомата перекоса. Автомат перекоса – это устройство для управления вертолетом, за счет изменения угла установки лопастей винта. Если часть очерчиваемого круга лопасть пройдет с большим углом установки, а другую часть – с меньшим, то тяга с одной стороны будет больше, а с другой – меньше, и машина будет двигаться в соответствующем направлении. В вертолетостроении применяются две конструктивных схемы автомата перекоса: Юрьева и Сикорского. Несмотря на кажущееся отличие по внешнему виду и кинематической схеме, принцип действия обеих конструктивных схем одинаков. Автомат перекоса Сикорского легко отличить от автомата перекоса Юрьева по внешнему виду: конструкция Сикорского содержит небольшие дополнительные серволопасти, а у Юрьевского автомата перекоса их нет.
– Создание первых в мире серийных вертолётов одноосной схемы. Большинство вертолётостроителей 40-х – начала 50-х годов (Б. Н. Юрьев, Р. Хафнер, А. Янг) считали, что при повышении грузоподъёмности вертолетов, и при этом сохранении одновинтовой системы, усложняются центровка и компоновка аппарата. Решение этой проблемы Сикорским было революционным. Он разместил грузопассажирскую кабину непосредственно под осью несущего винта, прямо под главным редуктором. Теперь положение загрузки и ее величина практически не влияли на изменение центра тяжести. Двигатель расположил с наклоном спереди грузопассажирской кабины, где он уравновешивал хвостовую балку. Такая компоновка впоследствии была принята на всех его лицензионных повторениях (на нашем МИ-4 тоже).
7. Применение в современное время.
– Все современные самолёты проектируются по, ставшей классической, схеме: фюзеляж, к которому крепятся остальные части аппарата – крылья, хвостовое оперение, шасси. С точки зрения строительной механики фюзеляж является строительной базой, к которой крепятся крыло, хвостовое оперение, шасси, силовая установка, а также различные агрегаты и узлы. На фюзеляже происходит уравновешивание всех сил и моментов, передаваемых с частей самолета.
– Большинство вертолёта в мире используют конструкторские идеи И. И. Сикорского.
Одновинтовая схема:
В данной схеме винт небольшого диаметра располагается на хвостовой балке вертолёта на некотором расстоянии от оси несущего винта. Создавая тягу в плоскости, перпендикулярной вертикальной оси вертолёта, рулевой винт компенсирует реактивный момент. Изменяя тягу рулевого винта, можно управлять поворотом вертолёта в горизонтальной плоскости.
Первый успешный вертолёт VS-300 с хвостовым винтом был построен И.И.Сикорским и поднялся в воздух 13 мая 1940 года. Неоспоримым преимуществом данной схемы является простота конструкции и системы управления, что приводит к уменьшению затрат на производство, ремонт и обслуживание.
Большинство современных вертолетов выполнено по одновинтовой схеме.
Его называли «вертолетчик № 1». В США им было создано 17 базовых типов самолетов и 18 — вертолетов.
– Можно сказать, что одним из создателей, современной стратегической авиации, был И. И. Сикорский. В Первую мировую войну самолёты «Илья Муромец» использовались не только как тяжелые бомбардировщики, но и как гидросамолеты (на поплавках) и как самолёты-разведчики. Из них была сформирована «Эскадра воздушных кораблей» - первое соединение стратегической авиации. Сикорский сам участвовал в организации эскадры, готовил экипажи и отрабатывал тактику их боевого применения. Он проводил много времени на фронте, наблюдая свои самолёты в действии, и вносил необходимые изменения в их конструкции».
Остается добавить несколько фактов:
Игорь Иванович всегда любил Россию, любил русский народ. Мечтал дожить до того дня, когда ему можно будет безопасно туда приехать. Но так и не определил для себя эту «дату». Великий конструктор никогда не скрывал своего негативного отношения к событиям, происходившим на родине, но при этом всегда оставался патриотом России. «Нам нужно работать, а главное — учиться тому, что поможет нам восстановить Родину, когда она того от нас потребует», — говорил он, обращаясь к соотечественникам-эмигрантам. Он много сделал для пропаганды в Америке достижений русской культуры и науки, бессменно оставаясь членом правления Толстовского фонда, Общества русской культуры и т.п. Оказывал моральную и финансовую поддержку выходцам из России, различным общественным и политическим эмигрантским организациям. Выступал с лекциями и докладами, причем не обязательно на авиационные темы. Будучи глубоко религиозным человеком, Сикорский много способствовал развитию Русской Православной церкви в США, поддерживал ее не только материально. Он написал ряд книг и брошюр (в частности, «Невидимая встреча», «Эволюция души» и «В поисках Высших Реальностей»), относимых специалистами к числу наиболее оригинальных произведений русской зарубежной богословской мысли.
За свою жизнь Сикорский получил свыше 80 различных почетных наград, призов и дипломов. Среди них российский орден Св. Владимира 4-й степени, о котором здесь уже упоминалось, а также медали Давида Гугенхейма, Джеймса Уатта, диплом Национальной галереи славы изобретателей. В 1948 г. ему была вручена редкая награда — Мемориальный приз братьев Райт, а в 1967 г . он был награжден Почетной медалью Джона Фрица за научно-технические достижения в области фундаментальных и прикладных наук. В авиации, кроме него, ее был удостоен только Орвил Райт. Сикорский был почетным доктором многих университетов.
Игорь Иванович Сикорский
– Великий авиаконструктор скончался 26 октября 1972 года, на 84-м году жизни. За свою жизнь он был удостоен множества почетных званий и наград, но главная его награда – это благодарность людей, широко использующих созданные им машины. И среди этих благодарных людей – президенты Соединенных Штатов, которые, начиная с Дуайта Эйзенхауэра, летают на вертолетах с надписью “Sikorsky” на борту.
Учитывая все выше сказанное, я могу добавить, что Игорь Иванович Сикорский предвидел развитие авиации и всегда работал на завтрашний день.
8. Список использованной литературы.
1. В. Б. Шавров. История конструкции самолётов в СССР до 1938 года. Москва. «Машиностроение», 1978 год.
3. А. Д. Цыкин. От «Ильи Муромца» до ракетоносца. Ордена Трудового Красного Знамени Военное издательство МО СССР. Москва – 1975 год.
4. Картышев Г.И., Михеев В.Р. Крылья Сикорского. – М.: Воениздат, 1992 год.
5. Шепс А.С. Самолеты первой мировой войны. Страны Антанты. Спб: ООО «Издательство Полигон», 2003 год.
6. Хайруллин М.А. «Илья Муромец». Гордость русской авиации – М.: Коллекция: Яуза: ЭКСМО, 2010 год.
7. Фотография с сайта «Музей ВВС в Монино» - (Электронный рессурс) музей-ввс-монино-зал-8-ч-13-илья-муромец-с-22/
8. Вертолеты стран мира под редакцией Лебедя В.Г. М.: АО "Редакция журнала "Бумеранг" при участии фирмы "Апрель", 1994г.
| 
