Четверг, 05.12.2024, 07:57
Приветствую Вас Гость | RSS
Двадцать вторая олимпиада посвящена 200-летию со дня рождения А.Ф.Можайского
Форма входа
...
Главное меню
Общаемся
Архив
Система Orphus
Главная » Статьи » Работы 1-го тура » В процессе подготовки

«Невидимые» летательные аппараты: реальность или миф?

Историко-исследовательская работа 
 «Невидимые» летательные аппараты реальность или миф?»
Подготовил:
Обучающийся 11 класса МОУ СОШ №10 п. Радуга Новоалександровского муниципального округа Ставропольского края
Столбин Данила Николаевич
Руководитель:
Столбина Татьяна Николаевна
социальный педагог МОУ СОШ №10 п. Радуга Новоалександровского муниципального округа Ставропольского края

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение…………………………………………………………………….        3 стр.
ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ
Раздел I. История возникновения самолета-невидимки………………… 4 стр.
Раздел II. Конструктивные особенности самолета-невидимки………… 5 стр.
Раздел III. Современное самолетостроение …………………………….. 6 стр.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………………….        7 стр.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ……………………….       8 стр.
ПРИЛОЖЕНИЕ


ВВЕДЕНИЕ
 Современный мир не стоит на месте. Каждый день создается что-то новое, обновляется и улучшается старое. Это касается и авиации. Ученые-инженеры создают гидрозвуковые двигатели, беспилотникии многое другое. Одним из этого является и «невидимые» летательные аппараты. Почти с самого начала применения самолётов в военных действиях возникла необходимость сделать их незаметными для противника. Реализация цели изобретения самолета-невидимки восходит еще к началу XX в. После окончания Первой мировой войны обсуждалось возможность создания идеального самолета-разведчика: сам он должен быть невидимым, но в свою же очередь должен видеть все и всех. В результате этого появился класс самолётов, которые стали называть «невидимками». В наши дни пределом мечтаний любой страны, производящей военные самолеты, является обладание системой «Стелс», способной делать воздушное судно невидимым для радаров противника.
Актуальность. Изучение невидимых самолетов для меня представляется актуальной, так как в современном мире все лидирующие страны мира стараются опередить друг друга в создании таких самолетов, тем самым обеспечивая защищенность своих границ.
Гипотеза: идеально невидимый самолет должен обладать оптической невидимостью, защищённостью от радиоволн локаторов и бесшумным двигателем.
Цель: узнать – возможно ли создать идеально невидимый самолет.
Задачи: 
- изучить материалы по истории создания самолета – невидимки;
- изучить технические характеристики уже существующих моделей самолетов.


ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ
I. История возникновения самолета-невидимки
     В наши дни любая новая технология в области военной авиации, едва появившись на свет, сразу попадает под гриф «Совершенно секретно». В конце 1930-х годов в Советском Союзе все было с точностью наоборот. Едва прошли испытания чудо-самолета, как об этом в 1936-ом году тут же сообщил журнал «Изобретатель и рационализатор». Корреспондент И. Вишняков на страницах популярного издания подробно описал первый полет чудо-машины. Был создан самолет, способный становится невидимым в воздухе в прямом смысле этого слова .  Моноплан легко оторвался от земли и стремительно взмыл в воздух. Первые минуты полета ничего удивительного не происходило. Самолет было отлично видно в синем небе. Но вот моноплан выпустил струю газа и в следующее мгновение медленно растворился в воздухе. То, что чудо-машина все еще кружит в воздухе, было ясно только благодаря характерному стрекоту мотора.
На первый взгляд описанный эксперимент выглядит как фантастика. Технология его создания была чрезвычайно проста. Поверхность самолета покрывалась специальным солнце-отражающим оргстеклом – родоидом. Во время полета обшивка воздушного судна создавала оптический эффект его полного исчезновения в воздухе. Для получения эффекта самолет оборудовали устройством распыления газа голубого цвета, также способствующего оптическому исчезновению самолета в воздухе. Успех был налицо. Возникает естественный вопрос, почему ни перед Второй мировой войной, ни после нее самолеты-невидимки не были пущены в серийное производство. А ответ прост. Дело в том, что данные самолеты были невидимыми только для наблюдателей с земли, радары же противника продолжали их фиксировать. Этот факт практически полностью перечеркнул все оптические достоинства чудо-машины
Во время второй мировой войны, в Третьем Рейхе был создан уникальный самолет, внешне очень схожий с американским стелс-бомбардировщиком В-2. Речь идёт о Horten Ho229
Создателями немецкого прототипа были братья Horten, которые 1 марта 1945 года представили руководству Германии описание конструкции двухместного самолета Horten Н IX. Это первый турбореактивный самолет, построенный по аэродинамической схеме "Летающее Крыло" ("Unsichtbar"). Он представлял собой итог более чем десятилетней конструкторской деятельности братьев Реймара и Вальтера Хортенов, главной целью которых было создание самолета с минимальным сопротивлением. В результате Horten Ho 229 не имел фюзеляжа как такового. Толщина центроплана была достаточной для размещения в нем пилота и двигателя. Вертикальное оперение отсутствовало. Управление по курсу осуществлялось спойлерами, установленными на крыле.  
Анализ конструктивных особенностей самолета показывает, что Хортены разработали первый в мире самолeт-«невидимку», предназначенный для скрытного проникновения к цели. Они впервые целенаправленно применили концепцию «Unsichtbar», сутью которой являлось снижение радиолокационной и инфракрасной заметности самолета. Снижение радиолокационной заметности самолета осуществлялось путем выбора схемы «летающее крыло», расположения двигателей в центроплане, утопленных воздухозаборников и обшивки из радиопоглощающих материалов. В отличии от других самолетов того времени, прототип был сделан из стальных труб и фанеры. Инженеры считали, что дерево слабо отражает радиоволны, тем самым малозаметен для локаторов. Самолет так же отличался высокой скоростью, скороподъемностью и высокой продолжительностью полета. Эти характеристики делали его по истине уникальным. Самолет не успел пойти в серию по причине разгрома немецкой армии, и ее капитуляции. После войны самолет попал в руки к американцам и в последствии послужил основой для создания уже американских стелс-самолетов такие как Northrop B-2 Spirit.


II. Конструктивные особенности самолета-невидимки
В конструкции самолета используются особые неметаллические материалы, которые плохо отражают радиоволны, посылаемые локатором. Кроме того, очертания Стелза имеют низкий профиль и мало выступов, в результате чего излучение локационных станций проходит самолет насквозь и обтекает его, но мало отражается от поверхности. Обычный самолет можно обнаружить также и инфракрасными приборами. Они способны принимать невидимые тепловые волны, испускаемыми горячими двигателями и выхлопными газами. Стелзы сделаны так, чтобы максимально замаскировать это тепло и, следовательно, максимально затруднить получение "теплового изображения" самолета на экране чужих приборов. Результатом подобных разработок и явился совершенно секретный бомбардировщик "Б-2 Стелз", который обнаружить очень трудно, но все-таки можно. Бомбардировщик "Б-2 Стелз" Очертания бомбардировщика "Б-2 Стелз" Очертания бомбардировщика Б-2 напоминают ореол горящей свечи. Тонкое поперечное сечение этого самолета представляет собой минимальную площадь, которую радиоволны радара могут почувствовать как мишень. Становясь невидимкой для радара. Наружная поверхность Стелза как лоскутным одеялом покрыта пластинами из особого материала, поглощающего излучение радара. Радиоволны, излучаемые радаром, отражаются от поверхности обычного самолета. Поэтому существует две волны: прямая и отраженная, которые направлены в противоположные стороны. Специальный материал, накрывающий поверхность Стелза, заставляет взаимодействовать падающую и отраженную волны так, что они "гасят" друг друга и превращаются в обычное тепло, которое поглощается. Специальное наружное покрытие бомбардировщика Б-2 сводит на нет действие радара, поглощая его радиоволны. Говорят, что изображение Стелза на экране радара не отличить от изображения крупной птицы. Новое поколение F-117 Stealth работает по такому же радиопоглощающему принципу.


III. Современное самолетостроение
Сегодня наличием боевых авиационных комплексов, созданных с применением технологий снижения заметности, могут похвастаться США, Россия, Китай и Япония. Наличие "СТЕЛС"-технологий является одним из обязательных параметров самолетов пятого поколения. Суть технологии "СТЕЛС" состоит в снижении заметности в радиолокационном и инфракрасном диапазонах. Эффект достигается за счет специального покрытия, специфической формы корпуса самолета, а также материалов, из которых сделана его конструкция. Радиолокационные волны, испускаемые, например, передатчиком зенитного ракетного комплекса, отражаются от внешней поверхности самолета и принимаются радиолокационной станцией — это и есть радиолокационная заметность. Она характеризуется эффективной площадью рассеяния (ЭПР). Это формальный параметр, который измеряется в единицах площади и является количественной мерой свойства объекта отражать электромагнитную волну. Чем меньше эта площадь, тем сложнее обнаружить самолет и поразить его ракетой (как минимум уменьшается дальность его обнаружения). У старых бомбардировщиков ЭПР может достигать 100 квадратных метров, у обычного современного истребителя составляет от 3 до 12 кв. м, а у самолетов-"невидимок" — порядка 0,3-0,4 кв. м. ЭПР сложных объектов невозможно точно рассчитать по формулам, она измеряется опытным путем спецприборами на полигонах или в безэховых камерах. Ее величина сильно зависит от направления, с которого облучается самолет, и для одной и той же летающей машины представлена диапазоном: как правило, наилучшие значения по площади рассеяния фиксируются при облучении самолета в передней полусфере. Таким образом, точных показателей ЭПР быть не может, а опытные значения для существующих самолетов пятого поколения засекречены.
B-2: американский "дух"
Тяжелый малозаметный стратегический бомбардировщик В-2А Spirit является  самым дорогостоящим самолетом в парке ВВС США.
B-2 имеет необычный внешний вид и иногда сравнивается с кораблем пришельцев. В свое время это породило немало слухов, что самолет построен с использованием технологий, полученных при изучении обломков НЛО.
Самолет способен взять на борт 16 атомных бомб или восемь управляемых бомб массой 907 кг с лазерным наведением, или 80 бомб калибра 227 кг и доставить их с авиабазы Уайтмен (штат Миссури) практически в любую точку мира. Дальность полета "призрака" — 11 тыс. км.
Spirit максимально автоматизирован, экипаж состоит из двух пилотов. Бомбардировщик обладает солидным запасом прочности и способен совершить безопасную посадку при боковом ветре в 40 м/с.
B-2 невидим для устаревших радаров, но современные зенитные ракетные системы российского производства способны его обнаружить и эффективно поразить. По неподтвержденным данным, один В-2 был сбит или получил серьезные боевые повреждения от применения зенитно-ракетного комплекса (ЗРК) в ходе военной операции НАТО в Югославии.
F-22: американский "Раптор"
Первым и пока единственным принятым на вооружение самолетом пятого поколения является американский F-22А Raptor.
Производство самолета началось в 2001 году. В настоящий момент несколько F-22 принимают участие в операции коалиционных войск в Ираке для нанесения ударов по боевикам запрещенной в России террористической организации "Исламское государство".
На сегодняшний день он считается самым дорогим истребителем в мире. По данным открытых источников, с учетом затрат на его разработку и прочих факторов стоимость каждого из заказанных американскими ВВС самолетов превышает $300 млн.
Тем не менее F-22A есть чем похвастаться: это и возможность полета на сверхзвуке без включения форсажа, мощное бортовое радиоэлектронное оборудование (БРЭО) и, опять же, малая заметность. Однако по маневренности самолет уступает многим российским истребителям даже четвертого поколения.
Су-57: российская невидимка
Российскими специалистами отдельные элементы технологии "стелс" были применены на таких самолетах, как истребитель-бомбардировщик Су-34, фронтовой истребитель МиГ-35 и тяжелый истребитель Су-35С. Однако полноценными "стелс"-самолетами станут тяжелый многоцелевой истребитель Су-57 (ранее известный под индексом Т-50) и дальний стратегический бомбардировщик ПАК ДА.
Су-57 — российский ответ американскому истребителю пятого поколения F-22. Самолет является квинтэссенцией всего самого современного, что есть в отечественной авиации. О его характеристиках известно немного, и большая часть пока держится в секрете. Благодаря своему модернизационному потенциалу, может стать истребителем шестого поколения.
Известно, что в ПАК ФА впервые применен целый спектр новейших полимерных углепластиков. Они в два раза легче алюминия сопоставимой прочности и титана, в четыре-пять раз легче стали. Новые материалы составляют 70% покрытия истребителя материалов, в результате удалось резко снизить конструктивную массу самолета — он весит в четыре раза меньше самолета, собранного из привычных материалов.
J-20: китайский "могучий дракон"
Chengdu J-20 — китайский истребитель четвертого (по китайской номенклатуре) или пятого поколения (по западной). В 2011 году совершил первый пробный полет. Ожидается, что в эксплуатацию истребитель поступит в 2017–2019 годах.
Большая часть тактико-технических характеристик разработки остается в тайне. J-20 имеет большое количество похожих и полностью скопированных элементов от российского самолета-демонстратора технологий МиГ 1.44 и американских истребителей пятого поколения F-22 и F-35.
Самолет выполнен по схеме "утка": пара подфюзеляжных килей и близкорасположенные двигатели (аналогично МиГ 1.44), фонарь и носовая часть —  идентичные этим же элементам на F-22. Расположение воздухозаборников имеет схожую с F-35 конструкцию. Вертикальное оперение является цельноповоротным и имеет схожую с оперением истребителя F-35 геометрию.
Фонарь кабины пилота выполнен по распространенной беспереплетной схеме, которая улучшает обзор для летчика и уменьшает ЭПР машины.
Х-2: японская "душа"
Mitsubishi ATD-X Shinshin — прототип японского истребителя пятого поколения с технологией "стелс". Самолет был сконструирован в Техническом проектно-конструкторском институте минобороны Японии, а построен корпорацией, которая во времена Второй мировой войны производила знаменитые истребители "Зеро". Истребитель получил поэтическое название Shinshin – "Душа".
По размеру ATD-X близок к шведскому многоцелевому истребителю Saab Gripen, а по форме — к американскому F-22 Raptor. Размеры и угол наклона вертикального оперения, форма наплыва и воздухозаборников идентичны тем, что имеет американский истребитель пятого поколения. Стоимость самолета может достигать около $324 млн.
Первая публичная демонстрация нового японского истребителя состоялась в конце января 2016 года. Летные испытания самолета предполагалось провести в 2015 году, однако компания-разработчик Mitsubishi Heavy Industries не смогла соблюсти установленные министерством обороны сроки поставки.
Кроме того, японским специалистам требуется доработать двигатель истребителя с управляемым вектором тяги, в частности, протестировать возможность его перезапуска в случае возможной остановки во время полета.

Заключение.
История создания "самолётов-невидимок" - это показательный пример постоянного соревнования средств нападения и защиты ведущих стран мира. За столетний период существования боевой авиации способы обеспечения невидимости самолетов для средств обнаружения стали многообразными и чрезвычайно сложными. И, хотя абсолютно невидимый самолёт создать (по крайней мере пока) невозможно, успехи на этом пути очевидны. Наши ученые разрабатывают принципиально новые способы и средства обеспечения невидимости самолетов для радаров. И можно надеяться, что в будущем разработанные с их применением самолёты поднимутся в воздух.
 В современном мире СТЕЛС-технологии вышли на новый уровень. В этой системе стараются продумать все, и это действительно удивляет. Несмотря на то, что имеются недоработки, цены на Мировом рынке растут. Можно предположить, что уже к 2025 году, СТЕЛС будет использоваться не только в военных действиях, но и в более благих целях.Как для меня, СТЕЛС-технологии не вызывают огромного восторга, ввиду того, что используются не в мирных целях. Их применение возможно намного обширнее, чем кажется. Эта система позволит наблюдать за жизнью животных, не пугая их. Применять в ювелирных и брендовых магазинах, вместо сигнализации, предотвращая кражи и многое др.Можно с точностью сказать, что такая технология в современном мире может позволить еще больше совершенствоваться в науке, предавая сил людям о новых познаниях.
Таким образом, моя гипотеза о требованиях к идеальным самолетам невидимкам подтвердилась. Военно-технический прогресс, ка мне кажется, в скором времени достигнет цели в создании абсолютно невидимого самолета.

писок используемой литературы:

 Журнал "Моделист-конструктор" 2016 №1,  Журнал "Крылья Родины" 2017 №11; Новая техника ВС РФ, ноябрь 2017; Медведев Ю., Российские "СТЕЛС-технологии" востребованы на мировом рынке/Российская газета - Федеральный выпуск №3460 с.3 Панфилова И., Первый самолет-невидимка был создан в СССР//(режимдоступа:https://plus.google.com/+ИннаПанфилова/posts/STmtvzpg1G6) Леонков А. Что стоит за «Вундер машиной»?/«Арсенал Отечества» № 2 (22), 2016 с.5-11Кулясов А., Петров В.Видимые невидимки: самые известные самолеты-"Стелс"// (режим доступа: https://fishki.net/1898250-vidimye-nevidimki-samye-izvestnye-samolety-stels.html) Алдохин Д.,Шесть самых знаменитых самолетов-невидимок// (режим доступа: https://42.tut.by/418862?crnd=70226)

 

Категория: В процессе подготовки | Добавил: stolbin2007 (01.11.2024) | Автор: Данила Столбин
Просмотров: 83 | Комментарии: 2 | Теги: аппараты, невидимые, Летательные | Рейтинг: 5.0/2
Всего комментариев: 2
2 nailkhis28  
в югославии был сбит F117, а не B2, еще никому не удалось его сбить, а единственный раз когда он разбился произошел по технической ошибке

1 stolbin2007  
Очень интересная работа получилась.

Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
Переводчик
События
...
ВНИМАНИЕ!
ПРИЁМ ЗАЯВОК НА УЧАСТИЕ
В 22-й ОЛИМИПИАДЕ
ОТКРЫТ!
ТЕСТИРОВАНИЕ ОТКРЫТО!
ПРИЁМ РАБОТ ОТКРЫТ!
Мини-чат
Техподдержка
E-mail отправителя *:


Тема письма:


Текст сообщения *:



Форум техподдержки
Наш логотип
«Олимпиада Можайского»
QR-код сайта
Организатор

Copyright: Клуб авиастроителей ©2024