Авиационная и ракетно-космическая теплотехника. Введение в специальность Бурдаков В.П., страница 10

В 1982 г, в ЦАГИ были определены его основные характеристики: размах крыла 23,2 м, площадь крыла 329 м удлинение крыла 1,64, площадь горизонтального олег ренин 41,4 м, длина самолета 25 м, высота 7,5 м, колея шасси 3 м, база 9,4 м, диаметр воздушных винтов 4,75 м, КДП винта 0,55, мощность паровых двигателей 22,36 кВт, масса двигателей с котлом, конденсатором и сепаратором 167,1 кг, взлетная масса самолета 1266 кг, нагрузка на крыло 3,85 кг/м, энерговооруженность 0,0177 'г кВт/кг, аэродинамическое качество вдали от Земли 4,05, а у поверхности 4,6, центр масс — на расстоянии 38,6% средней аэродинамической хорды (САХ). Сейчас можно с уверенностью утверждать, что машина была работоспособной, но малая тяговооруженность, трудность и инерционность в управлении самолетом (спереди помещалось корабельное рулевое колесо управления курсом, сбоку по правому борту — такое же колесо упбавления тапгажом, а управление креном, по-видимому, за счет перекоса крыла было вообще малоэффективным) привели к неминуемой его аварии.

В июле 1885 г. в Красном селе под С.Петербургом была предпринята первая в мире попытка поднять самолет, управляемый пилотом. После долгого разогрева котлов и запуска паровых машин вращение четырехлопастяых воздушных винтов стало ускоряться и достигло предельной величины — около трех оборотов в секунду ( с такой скоростью сейчас вращаются лопасти тяжелых вертолетов).

Самолет медленно 48 покатился по деревянным рельсам, как бы нехотя оторвался от них, но, потеряв опору, тут же накренился и, ударившись крылом о грунт, поломался. Подобная ситуация тысячекратно повторялась затем в авиации с самолетами, имеющими трехточечное шасси. И только у самолетов с велосипедным двухточечным шасси этого не происходит, поскольку пилот вынужден балансировать аппарат по крену еще до отрыва колес от взлетно-посадочной полосы. Теоретические я экспериментальные основы авиации разрабатывали Леонардо да Винчи (1452-1519): сопротивление тел встречному потоку, подъемная сала плоской пластины под углом атаки к потоку, тело наименьшего сопротивления с тупой носовой и заостренной хвостовой частью, трактат "О летании птиц" (1505), конструкция искусственных крыльев, парашют пирамидальной формы, махолет или орнитоптер и геликоптер с винтом Архимеда (1475)— прообраз вертолета, И.Ньютон (1643-1727): сила сопротивления тел встречному потоку, теория обтекания, М.В.

Ломоносов (1711-1765): модель «аэродинамической машины» (1754) — прообраз вертолета с соосными винтами, трактат «Размышления об упругой силе воздуха» (1745), Джордж Кейли (1773-1857): концепция ЛА с фиксированным крылом и отдельным движителем (1799), экспериментальная модель планера с крестообразным управляемым хвостовым оперением я скользящим балансировочным грузом (1804), стабилизирующий эффект Ч-образного крыла (1805), влияние кривизны профиля и перемещение центра давления крыЛа, двигатели на горячем воздухе и пороховых газах (1807-1809), основные принципы полета планера и самолета (1809-1811), колесное шасси со спицами, натурные планеры, на которых впервые выполнялись короткие полеты человека (1853) и т.д., братья Монгольфье предложили, разработали, участвовали в изготовлении и применении для спуска человека с аэростата парашюта (1797).

Швейцарец Д.Бернулли (1700-1782), немец Л,Эйлер (1707-1783) и француз Ж.Лагранж (1736-1813) получили фундаментальные уравнения гидродинамикн, применяемые при решении задач об обтекании ЛА. Уравнения гидродинамики вязкой жидкости получили француз А.Навье (1785-1836) и англичанин Дж.Стокс (1819-1903). Англичанин О.Рейнольдс (1842-1912) экспериментально установил наличие двух режимов течения вязкой жидкости — ламинарного и турбулентного, что сыграло большую роль при создании теории моделирования обтекания ЛА. Д.И. Менделеев (1834-1907) опубликовал в 1880 г. классический труд «О сопротивлении жидкостей и о воздухоплавании», изобрел высотомер, пред- пожил герметичную кабину высотного аэростата (1875), предсказал большое будущее «аэродинамам», то есть аппаратам тяжелее воздуха, Н.Е.

Жуковский (1847-1921) создал современную гпдуоаэродипамику, руководил сооружением аэродинамической трубы — одной из первых в Европе (1902), а в 1904 г. в Кучино, под Москвой, создал первый в мире аэродинамический институт и организовал воздухоплавательную секцию, создал и прочитал курс лекций «Теоретические основы воздухоплавания» в Императорском техническом училище (ныне МГТУ им.

Н.Э. Баумана), разработал теорию бомбометания, в 1918 г. по его предложению был учрежден ЦАГИ (Центральный аэрогидродинамический институт), а сам он был назначен первым его руководителем, в 1920 г. при участии Н.Е.Жуковского был создан Институт инженеров Красного Воздушного Флота, ныне Военно-воздушная инженерная академия, носящая имя ученого. Его перу принадлежит большое количество теоретических трудов по аэромеханике, динамике и устойчивости полета аэропланов и геликоптеров, по методам расчета воздушных винтов, крыльев и других элементов ЛА. Им написана масса учебников и учебных пособий. В.И. Ленин назвал Н.Е.Жуковского «отцом русской авиации».

Имя ученого увековечено премиями его имени, стипендиями для студектов МАИ, МГУ и МГТУ. его именем назван город в Московской области, ЦАГИ, ВВИА в г.Москве и т.д. Кроме Н.Е.Жуковского, основополагающие труды по аэродияамике, теории крыла кояечиого размаха, теории пограничного слоя принадлежат С.Н.Чаплыгину (1869-1942), Ф.Ланчестеру (1868-1946), Л.Прандтлю (1875-1953), Т.Карману (1881-1963), К.Э. Циолковскому (1857-1935) и др. Для развития теории и конструкции вертолета большое значение имели работы братьев Л.

и Ж.Бреге, Ш.Рише, а также П.Карню, которые в 1907 г. продемонстрировали первые полеты с людьми на вертолетах. Б.Н. Юрьев разработал одновинтовую схему вертолета с рулевым винтом„изобрел автомат перекоса, внес значительный вклад в теорию воздушного винта. В 1913 г. И.Сикорский создал первые в мире тяжелые четырехдвигательные самолеты «Русский витязь» и «Илья Муромец», которые выпускались серийно. Кластерный анализ (классификация) атмосферных летательных аппаратов тяжелее воздуха представлен в табл. 3. Полная.классификация включает не четыре, а восемь уровней — вплоть до марок ЛА (Ми-10К, Ту-144 и т.д.). Определение: авиация — это полеты в пределах атмосферы (условная высота до 100 км) аппаратов тяжелее воздуха, включающая 60 Таблица У Классификацик атмосферлых ЛА тюкелее воздуха Авввцва 1 уровень безмоторлва и уровень моторны ввп гвп ввп квп гвп Ш уровевь 1У уровень лаверы врешюты отошюты виолеты ертолеты ахолеты товшры атформы рюпюты отошюты вскоплавы пускаемые параты бриды лалеры арашюты лскоплвпы пускаемые ппараты брлды вмолеты тоииры ертолеты ахолеты втформы амолеты томары краволет вколеты ертолеты ельтаплавы кскоплавы 61 сами ЛА, наземное обеспечение, личный со~гав и информацию по специальным отраслям знаний, действующая как сложный человеко-машинный организм.

Относится ли к авиацяи полет брошенного камня или выпущенного из орудия артиллерийского снаряда? Иначе говоря, является ли камень или артиллерийский снаряд летательным аппаратом7 Для этого ладо дать определение летательному аппарату: ЛА — это техногепная система, предназначенная для полета или левитации (неподвижного висения) в лоле силы тяжести. Различают аэростатичесхие (воздухоплавательные), аэродинамические (авиационные), реактивные (ракетные) и баллистические (артиллерия, космонавтика) ЛА. Таким образом, камень или артиллерийский снаряд — это тоже ЛА, но ЛА не авиационного, а баллистического типа.

При этом камень, падающий с горы, имеет не техногенное происхождение, как и огромная каменная бомба, вылетевшая из жерла вулкана, а поэтому их нельзя причислить к огромному семейству ЛА. И, напротив, огромный пушечный снаряд, на котором герои Ж.Верна отправились на Луну, является типичным ЛА, ио разумеется, не имеющим ничего общего с авиацией. Аэродинамическая сила сопротивления, действующая на этот снаряд, не противодействует силе тяжести, а суммируется с ней.