Авиационная и ракетно-космическая теплотехника. Введение в специальность Бурдаков В.П., страница 9

Общая масса оболочки и галереи составляла 675 кг. В том же 1783 г. француз Ж. Шарль совершил первый в мире полет на аэростате, заполненном водородом. Первый в истории научный полет на высоту 2600 м совершил в 1804 г. российский академик Я.Д. Захаров. з Первый полет управляемого аэростата объемом 2,5 тыс.м — дирижабля — был совершен в 1852 г. Анри Жиффаром в Париже. Французское слово «дирижабль» и означает «управляемый». В 1887 г. для наблюдения солнечного затмения совершил полет на воздушном шаре 53-летний Д.И.

Менделеев. В 1910 г. иа вооружение русской армии поступили первые дирижабли «Кречет» и «Альбатрос», а к 1914 г. армия имела уже 11 воздухоплавательных рот и одно отделение, оснащенные 14-ю дирижаблями и привязными аэростатами. Дирижабли могли летать со скоростью до 70 км/ч и длительностью до 30 ч.

В дальнейшем иа вооружении российской, потом Красной (с 1917 г,), а затем Советской армии находились дирижабли «Норвегия» (с 1923 г,), «Граф Цеппелин» (с 1928 г.), «Победа» (с 1944 г.), ОА-42 (с 1987 г.), а в народном хозяйстве — дирижабли «СССР-В- 1» «СССР-В-5» «СССР-В-6», «МС-2». Дирижабль В-1 был построен 3 3 в 1932 г ЦАГИ и заводом «Каучук» (объем 2,2 тыс.м, длина 45 м), а В-5 сооружался «Дирижаблестроем» в 1932-1934 гг под руководств вом У. Нобиле ( объем 2,158 тыс.м, длина 47,5 м) как и В-б (рис. 9, а). Дирижабль В-б, установивший в сентябре 1937 г. рекорд продолз жительности полета 130 ч, 27 мин (объем 19,4 тыс.м, длина 104,5 м, диаметр 18,38 м, аэростатнческая подъемная сила на высоте 500 м— до 199,1 кН, масса конструкции 12 т, общая мощность трех двигателей 530 кВт). О возможностях дирижаблей говорит такой факт: немецкий 1,2- 127 постройки 1928 г. (Рис.

9, б) совершил 590 полетов, прошел 1700 тыс км и перевез 13000 пассажиров. Общий налет аппарата достиг !7!77 ч (объем внешний 122000 м, длина 236,5 м, диаметр 30,5 м, з масса конструкции 62,1 т, общая мощность пяти двигателей 2 020 кВт, крейсерская скорость 117 м/с). Только в Южную Америку из Германии этот аппарат совершил 136 полетов (расстояиие 10000- !1000 км) 43 а) Теория создания аэростатической подъемной силы основана на законе Архимеда, Сила, действующая на 1м объема любого тела, з равна Гс, =рй=й/и=у, Н/м .

Рис. 9 В России проекты днрижаблеи создавали В.Н. Архангельский, О.К. Костович, А.И. Лодыгин, Н.М. Соковнин, И.И. Третесский, К.Э. Циолковский н другие. В частности, К.Э. Циолковскому принадлежит идея о создании цельнометаллического дирижабля с изменяемым объемом. Была построена крупномасштабная модель этого дярижабля, но натурная конструкция достроена не была. К сожалению, дирижабли могут летать лишь на высотах 3-5 км, в то время как научные задачи требуют подъема на значительно большие высоты. Рекордная высота подъема неуправляемого стратостата «Осоавиахим» вЂ” 22 км была достигнута в 1934 г, однако его героический экипаж П.Ф.

Федосеенко, И.Д, Усыскин, А,Б. Васенко в результате аварии погибли. Гондола стратостата хранится в Монинском музее авиационной техники ВВС под Москвой. Одним из важных положительных результатов этого трагического полета было испытание герметичной кабины с >над»ми на высоте, где давление воздуха составляет всего 5 10 Па. Не случайно группа инженеров, проектировавшая гондолы, была приглашена С.П. Королевым в ОКБ-1 для участия в создании кабины спускаемого аппарата знаменитого гагаринского «Востока», которая повторяет геометрию гондол стратостатов. Рекорд высоты беспилотного стратостата установлен в 1972 г. и составляет 51,8 км (фирма «Уинзен»,США), а пилотируемого (19бб) — 37,7 км. Пилот США Николс Пиантаниде погиб при приземлении аппарата.

В настоящее время существуют проекты использования аэростатов на Марсе и Венере, то есть аппараты «легче воздуха» стали космическими. Особенно эффективно эта сила может быть использована на Земле и Венере, что видно из табл. 2. товллце г Ааростатнчеслаа под»синае сила длл нулевой высоты над поверхностью венеры, Зенлн н Марса Охарактеризуем некоторые из аэростатических летательных аппаратов. Б энергетике существуют проекты иереизлучатглей, а также солнечных электростанций представляющих собой огромные, весом в десятки тысяч тонн, управляемые аэростаты, располагаемые на высоте 25-30 км, где скоростной напор от ветра минимален. Аэростат получает энергию в виде лазерного луча от космической солнечной электростанции (КСЭС) либо снабжается непосредственно солнечной энергией (концентраторы, солнечные батареи и т.д.), катар|я на борту преобразуется и в виде СВЧ-луча передается земным потребителям.

Аэростат имеет двойную оболочку, заполнен несущим газом нри давлении окрумаюи4ей среды, что упрощает действия экипажа во время аварий, связанных с разрывом или пробоем оболочки. Форма аэростата и теплофизические режимы поддержания параметров в оболочках — главные проблемы создания таких конструкций Существуют также проекты привязных ветроэлектростанций, когда аэростат располагают на высоте максимальных скоростных напоров ветра (вплоть до 9-12 км) в зоне так называемых струйных течений.

45 Транспорт — основное назначение дирижаблей. Современные проекты используют новейшие материалы, методы расчетов, навигационные приборы и т.д. Дирижабли тихоходны, зато экономичны и экологически выгодны. Они нужны в условиях Крайнего Севера, где нет аэродромов и дорог. Их уникальная способность вертикального подъема и посадки, продолжительного зависания над одним местом и глубокого регулирования подъемной силы при помощи балласта и заполняемых воздухом балланетов позволяет надеяться на осуществление погрузочно-разгрузочных и монтажных операций. В экологии аэростатические средства могут использоваться ие только для наблюдения и диагностики, но и для активного воздействия на очаги пожара. В армии аэростаты и дирижабли использовались для корректировки огня артиллерии, поиска подводных лодок и т.д.

Технологическое использование дирижаблей пока весьма ограниченно. Существуют проекты «лета|ощих островов» для выращивания сельхозпродуктов, для освещения или затенения крупных или важных строек, открытых месторождений, ликвидаций аварий, для организации особо чистых производств и т.д. В информатике (навигация, связь, наука, реклама, наблюдения за земной поверхностью) дирижабли и аэростаты используются довольно широко — практически с самого момента их появления.

2.4. Братья Райт и авиация Младшин из братьев Райт-Орвилл (1871-1948) — только в 1942 г. добился от правительства официального признания приоритета в создании первого в мире самолета. Для этого в знак протеста ему пришлось даже в 1928 году передать первый самолет в музей Великобритании, откуда он перекочевал в США только в 1948 г. Старший брат, Уилбер (1867-1912), скончался от тифа и в этих перепетиях не участвовал.

По сути дела, братья Райт создали не первый в мире самолет, а первый самолет, способный совершать управляемый установившийся длительный полет. Их самолет не имел пилотской кабины, а напоминал планер-биплан О.Лилиенталя, но снабженный бензиновым поршневым двигателем их собственной конструкции мощностью 8,8 кВт с двумя толкающими винтами. Назывался самолет «Флайер-1» (рис.

1О, а). Первый полет он совершил 17.12.1903 г., пролетев за 12 с расстояние в 36,5 м. Самолет пи46 л»тировал Орвилл Райт. Взлетная масса самолета составляла 355 кг. Разгонялся он по направляющей длиной 18 и, а приземлялся на два полоза. В 1904 г. усовершенствованный самолет братьев Райт совершал полеты по кругу, в 1905 г. — по замкнутому 39-километровому маршруту (за 38 мин.), в 1908 г.

за 2 ч.18 мин. новая модель пролетала расстояние в 123,8 км и была продана военному ведомству США. В 1910 г. самолет достиг высоты 2998 м. К этому времени в Ввропе уже эксплуатировались (с 1906 г.) самолеты Трояна Вуя (Румыния), Луп Блерио, Эдуарда Ньюпора (Франция), Анри Фармана (Англия), работали школы летчиков, конструкторские бюро и заводы по изготовлению самолетов различного класса.

В 1910 г. поднялись в воздух первые отечественные самолеты А.С. Кудашева,И.И. Сикорского, Я.М. Гаккеля. Американские ведомства не зря сомневались в первенстве братьев Райт В том же 1903 г Сэмюэл Ленгли (1834- 1906), до братьев Райт, то есть 7 октября и 8 декабря испытывал свой самолет «Аэродром» (стартовая масса 385 кг, поршневой двигатель мощностью 37 кВт, два толка- ющих винта, два тандемно расположенных крыла, пилот У.

Мэнли — создатель двигателя для этого самолета), заказанныи ему правательством США для военных целей. Тот же самолет с бензиновым поршневым двигателем, но в масштабе 1/4 и в беспилотном варианте, прошел испытания в 1901 г., то есть за два года до полета самолета братьев Райт Эти натурные испытания «Аэродрома» удачными назвать было нельзя.

Оба раза, стартуя с катапульты, помещенной на баржу, самолет не справлялся с управлением и вскоре после взлета падал в воду, что же касается моделей самолетов с паровыми двигателями, испытанных С,Ленгли в 1896 г., то они совершали полеты на расстояние до 1280 м. По той же причине — петрепированность первого в мире пилота и несовершенство системы улраеления — не смог совершить удачный полет самолет А.Ф. Можайского (1825-1890) (рис.10, б). Модель этого самолета с часовой пружиной успешно и устойчиво летала в 1876-1877 гг Самолет представлял собой моноплан с крылом малого удлинения, лодкой-фюзеляжем и хвостовым оперенпем срулями высоте« и направления.