История гражданской авиации России: с возникновения воздухоплавания до 1945 года - Начальный период развития авиации
- Details
- Parent Category: Литература
- Published: 17 March 2013
Начальный период развития авиации
Расчёты, проведённые с использованием сегодняшних знаний и результатов достоверного эксперимента, показывают, что самолёты конца XIX в., оснащённые паровыми машинами в качестве источников энергии, не могли совершать горизонтальный полёт, поскольку не имели органов поперечного управления и не обладали потребными для безопасного полёта характеристиками устойчивости и управляемости.
Моторный полёт стал возможным только после создания и значительного усовершенствования двигателей внутреннего сгорания принципиально более простых и существенно более легких, чем паровые машины.
Первым, кто решился использовать ДВС на реально строившемся само-лёте был Василий Кресс, известный за рубежом как Вильгельм Кресс. Русский подданный из немецкой семьи, Кресс переехал из Петербурга в Вену и там построил гидросамолёт. Во время испытаний на озере самолёт взле- тел, но, приближаясь к берегу, опрокинулся и разрушился. Это было в 1901 г.
Судя по параметрам гидросамолёта, а также по результатам лётных ис-пытаний его моделей, самолёт мог совершить взлёт и продолжить устойчивый полёт. Но пилот не обладал никакими навыками пилотирования и не смог справиться с выполнением разворота.
Через два года американцы братья Райт, научившись сначала пилотированию планеров, смогли совершить успешный полёт на самолёте, параметры которого, были близки к параметрам гидросамолёта Кресса. Для своего планера, а затем и самолёта, братья Райт выбрали схему биплана, а руль высоты, тоже выполненный в виде бипланной коробки, вынесли вперёд. В 1903 г. на планере был установлен бензиновый ДВС мощностью 16 л.с. и два толкающих воздушных винта за крылом.
17 декабря 1903 г. состоялся успешный полёт. Самолёт держался в воздухе и пролетел 30 метров. В тот же день совершено ещё три полёта, причём последний продолжался уже 59 секунд и аппарат пролетел 260 метров. В январе 1904 г. братья Райт через американскую прессу известили общественность об этих успехах. Однако в Европе к этому отнеслись скептичес-ки. В 1904 – 1905 гг. успешные полёты братьев Райт продолжались, их длительность возросла до 38 минут.
В это же время в Европе упорно трудились местные изобретатели. В 1906 г. пролетел свои первые 40 метров самолёт датчанина Я. Эллехаммера. Так как братья Райт держали в тайне своё изобретение, то Эллехаммер строил свой самолёт без всякого влияния американских идей. В отличие от братьев Райт он построил самолёт с колесным шасси, задним расположением горизонтального оперения и двигателем мощностью 18 л.с. На два дня позже Эллехаммера во Франции совершил свой первый полёт самолёт-биплан А. Сантос-Дюмона. Еще через две недели поднял в воздух свой самолёт-моноплан Т. Вуйя.
Следующие годы стали годами создания во Франции, а затем в России, США, Австрии большого числа новых конструкций самолётов. В России только за 1909 г. было построено и испытано 16 новых самолётов; в 1910г. эта цифра возросла до 39.
Следует отметить две схемы самолётов, которые получили широкое распространение и на базе которых в дальнейшем происходило становление авиации.
Удачный самолёт-биплан создали французы братья Фарман. Он представлял собой развитие схемы братьев Райт: с толкающим винтом, рулём высоты перед крылом, стабилизатором и вторым рулём высоты за крылом, двумя поворотными килями за крылом. Крылья соединялись вертикальными стойками и диагональными проволочными растяжками. Это обеспечивало прочность и жесткость конструкции, но создавало значительное лобовое сопротивление. На таком самолёте бывший автогонщик А.Фарман в 1908 г. совершил первый в Европе перелёт протяжённостью 28 км.
Моноплан оригинальной европейской конструкции создал во Франции Л. Блерио. Компоновка самолёта существенно отличалась от райтовской. Он имел фюзеляж, тянущий винт, хвостовое горизонтальное и вертикальное оперение. Наличие органов поперечного управления способствовало тому, что Блерио стал первым пилотом, освоившим маневрирование на самолёте-моно-плане. На самолёте «Блерио-11» его создатель в 1909 г. совершил первый перелёт из Франции в Англию через пролив Ла-Манш.
К концу 1909 г. рекорд скорости полёта, установленный Блерио, достиг 77км/ч. Рекорд дальности принадлежал грузоподъёмному биплану А.Фар-мана, на котором он пролетел без посадки 234 км. А рекорд высоты установил лётчик Г. Латам, поднявшись почти на полкилометра. В январе 1910 г. он первым среди пилотов мира достиг рекордной высоты полёта в 1000 метров.
В 1910 г., следуя схеме самолёта Л. Блерио, построил свой моноплан французский лётчик Э. Ньюпор. Основное отличие заключалось в том, что его самолёт обладал фюзеляжем большого диаметра. Это позволяло расположить двигатель и кабину пилота внутри него. В 1911 г. самолёт «Ньюпор-2» стал ре-кордсменом скоростных полётов: на дистанции более 200 км показал среднюю скорость 120 км/ч.
Полёты самолётов братьев Райт и самолётов европейских конструкторов в 1903 – 1910 гг. завершили период становления авиации, в результате которого были:
– поняты и практически исследованы основы теории полёта и принципы компоновки самолёта;
– заложены основы аэродинамики, науки о силах и моментах, действующих на самолёт в полёте;
– созданы аэродинамические компоновки самолётов, обладающие необходимым для полёта комплексом свойств;
– выбраны размеры самолёта и энерговооружённость, обеспечивающие достаточно продолжительные моторные полёты.
Задачи практического использования самолётов в этот период реально не ставились. Пилоты соревновались в борьбе за призы на дальность, скорость и высоту полёта. С 1909 г. началось серийное производство самолётов, во Франции открылись первые школы по подготовке пилотов.
Первые успехи братьев Райт в 1903 г. и других зарубежных деятелей авиации воодушевили российских учёных, изобретателей и энтузиастов летного дела. В начале XX в. определённое преимущество принадлежало иностранным конструкторам. Практическое развитие авиации в России задержалось из-за ориентации правительства на создание воздухоплавательных летательных аппаратов. Русское военное руководство делало ставку на развитие дирижаблей и аэростатов для армии и не оценило своевременно перспективные возможности нового изобретения – самолёта. Свои первые полёты в небе России отечественные летчики совершали на иностранных самолётах.
Конец 1908 – начало 1909 гг. были в России переломными в развитии авиации. В обществе возник огромный интерес к полетам. Был учреждён Императорский Всероссийский аэроклуб, а вслед за ним в 1908 – 1910 гг. возникают аэроклубы и воздухоплавательные общества в Одессе, Киеве, Москве, Харькове и ряде других городов России, в вузах создаются кружки.
Активизировались изобретатели летательных аппаратов. Упорная работа отечественных конструкторов постепенно даёт положительные результаты. В 1910 г. поднялся в воздух самолёт-биплан, созданный профессором Киевского политехнического института А.С. Кудашевым. В том же году молодой киевский авиаконструктор И. И. Сикорский поднял в воздух свой самолёт. Затем состоялся полёт самолёта петербургского инженера Я.М. Гаккеля. С 1910 г. конструкции русских самолётов начинают конкурировать с зарубежными.
Конструктор бипланов Яков Модестович Геккель с самого начала решил искать свой собственный стиль в авиастроении. Характерной особенностью самолёта «Гаккель-3» было отсутствие стоек между крыльями. Это обеспечивало меньшее аэродинамическое сопротивление. «Гаккель-7» (1911 г.) отличался более мощным двигателем, элеронным управлением, усиленной конструкцией и повышенной грузоподъёмностью. На первом военном конкурсе самолётов, построенных в России, этот самолёт совершил полёт продолжительностью 3,5 часа при сильном ветре и, в частности, оказался единственным самолётом, осуществившим взлёт и посадку на вспаханном поле. Особенно выдающимся был первый в авиации мира подкосный моноплан «Гаккель-9» (1912 г.). Консоли крыла моноплана не имели растяжек сверху, а поддерживались только снизу и не растяжками, а подкосами из деревянных брусков.
В 1910 – 1911 гг. Игорь Иванович Сикорский построил целую серию самолётов-бипланов. Его самолёты С-6 и С-10 напоминали бипланы немецкого типа, но благодаря большему размаху крыльев и отличной для того времени внешней отделке превосходили немецкие самолёты по величине полезной нагрузки и скорости. Трёхместный биплан С-6 принёс авиаконструктору славу и успех. На нём в 1911 г. Сикорский установил мировой рекорд скорости с двумя пассажирами на борту – 111 км/ч. Одновременно это был мировой рекорд и вообще для самолёта-биплана.
Дмитрий Павлович Григорович в 1913 г. успешно решил проблему лодочного гидросамолёта и вскоре создал серию морских самолётов, оказав существенное влияние на развитие мировой гидроавиации.
Новым этапом в развитии не только отечественной, но и мировой авиации явилось создание в России под руководством И.И.Сикорского самолётов «Русский витязь» и «Илья Муромец». Важнейшими отличительными особенностями этих самолётов были: a) применение четырёх двигателей; б) установка двигателей на крыле; в) в несколько раз большие размеры и вес, чем у других самолётов того времени.
И. И. Сикорский с 1912 г. работал главным конструктором в авиационном отделении Русско-Балтийского вагонного завода в Петербурге. Там по его проекту и был построен биплан « Русский витязь ». Размах верхнего крыла достигал 27 метров. В 1913 г. этот гигант успешно прошёл все испытания. На нем был совершён полёт продолжительностью 1 ч 54 мин с семью пассажира-ми на борту, что стало новым мировым достижением.
На базе «Русского витязя», построенного в единственном экземпляре, к концу 1913 г. был создан более совершенный тяжёлый аэроплан «Илья Муромец». Этот четырёхмоторный самолёт снискал мировую известность. Он имел еще большие размеры: размах верхнего крыла превышал 34 м, длина фюзеляжа 22 м, общая мощность четырёх моторов – 530 л.с., полётная масса достигала 5 – 7 т в разных модификациях. И при таких размерах самолёт обладал скоростью полёта 100 км/ч. Он мог продолжать полёт с двумя остановленными двигателями, мог взлетать на лыжах со снега. На нём было установлено несколько мировых рекордов грузоподъёмности, дальности и высоты полёта. Грузоподъемность достигала 1,5 т и была 2,3 раза больше максимальной грузоподъёмности тогдашних самолётов. «Илья Муромец» совершил беспримерный для того времени перелёт Петербург – Киев (700 км) с одной промежуточной посадкой.
Самолёты «Русский витязь» и «Илья Муромец» были первыми в истории авиации четырёхмоторными самолётам, самыми большими самолётами в мире. «Илья Муромец» стал первым серийным многомоторным самолётом. Работы Сикорского полностью опровергли утверждения об опасности и технической неэффективности тяжёлых многомоторных самолётов и открыли дорогу этому направлению в самолётостроении.
