Аэроплан кто изобрел


Аэроплан

С древних времен человек мечтал о крыльях, что позволило бы ему парить в небе словно птица. Мифы, легенды, предания свидетельствуют о попытках человека во все времена подняться в небо. Однако все они заканчивались неудачей. С появлением аэростатов человек получил возможность подняться в воздух, так как этот летательный аппарат наполнялся теплым воздухом или водородом или гелием, которые были легче холодного воздуха. Как только воздух остывал, аппарат опускался вниз. Лишь во второй половине XIX века появилась надежда на создание летательного аппарата тяжелее воздуха. Опираясь на сложные законы аэродинамики, аэроплан не плывет по воздуху, как аэростат, а опирается на него во время полета. Уже в XVIII-XIX веках было найдено объяснение, почему птицы, тяжелее воздуха, летают и не падают на землю.

Оказывается, во время полета на нижнюю поверхность крыльев действует подъемная сила, которая является больше силы тяжести, действующей сверху. Чтобы крылатый аппарат поднялся вверх, он должен иметь такую форму крыла, когда скорость обтекания его воздушным потоком снизу стала бы медленнее, чем сверху. Тогда давление на крыло сверху станет меньше, чем снизу. Меняя угол между плоскостью крыла и воздушным потоком, можно регулировать подъемную силу. Но даже подняв летательный аппарат в воздух, следовало решить главную задачу — обеспечить его устойчивость в воздухе. В противном случае, неверный маневр или порыв ветра станут причиной тому, что аэроплан перевернется и рухнет на землю. Уже первые авиаторы понимали и пытались решать эти опасные проблемы.Предшественниками современных самолетов были модели аэропланов Пено, которые он начал запускать с 1871 года, оснастив их резиновыми моторчиками. Несмотря на то, что модели весили лишь несколько граммов и летели лишь несколько секунд, Пено доказал миру, что аппараты тяжелее воздуха могут летать. Кроме того, Пено сделал важнейшее открытие — для хорошей устойчивости аппарату необходимо хвостовое оперение. Пройдет еще несколько десятков лет, прежде чем будет создан самолет, поднявший человека в небо. В 1894 году изобретатель Хайрам Максим попытался поднять в небо огромный самолет весом около 3,5 тонн, однако попытка была неудачной — самолет разбился. В конце 90-х француз Клеман Адер, а в начале 1900-х годов американец Самюэль Лэнгли построили несколько летательных аппаратов, получив для этих целей немалую сумму от правительств своих стран. Однако эксперименты оказались неудачными, аппараты разбивались при попытке взлететь.Немецкий изобретатель Отто Лилиенталь первый правильно изучил и рассчитал аэродинамические силы, оказывающие воздействие на крыло, а также доказал возможность продолжительного планирующего полета. С 1891 по август 1896 года он совершил на своих планерах более 2000 полетов. За 30 секунд он смог пролететь более 100 метров. К сожалению, в 1896 году во время одного из полетов он разбился. Американец Октава Шанюта внес различные изменения в конструкцию планеров Лилиенталя и создал биплан с ровным крылом, а в хвостовом оперении разместил рули высоты и направления.

В 1900 году свой первый планер построили братья Райт. Благодаря испытаниям, проведенным в 1896—1900 годах, ими был открыт один из основных принципов аэродинамики - три оси вращения летательного аппарата. В 1901 году они построили второй планер, превосходивший первый своими размерами. Всего они построили три планера, постепенно увеличивая размах крыла. Они совершили более 200 полетов. Последний планер испытывали в специально построенной аэродинамической трубе. В 1903 году началось строительство управляемого планера с двигателем. 14 декабря 1903 года состоялось испытание самолета «Флайер-1». Однако из-за отсутствия опыта пилотирования самолет взорвался сразу же после взлета. 17 декабря 1903 года их аэроплан поднялся в воздух впервые. Первый полет длился 12 секунд, самолет пролетел 36,5 метров. В этот же день, обрадованные успехом, братья совершили еще 3 полета. Третий, самый продолжительный полет, длился 59 секунд, самолет пролетел 260 м. В апреле 1904 года был построен новый аэроплан, мощность мотора которого была в два раза больше предыдущего и составляла 16 л.с. Они совершили на нем много взлетов, посадок, полетов по кругу на высоте около 3 м. И, наконец, в ноябре самолет уже мог пролететь до 5 км и находиться в воздухе почти 5 минут. В 1905 году был построен новый аэроплан, мощность двигателя которого составила 20 л. с. 5 октября был совершен рекордный полет — самолет был в воздухе 38 минут и пролетел по кругу 39 км. Братья Райт, настоящие пионеры авиации, успели пережить и славу первооткрывателей и горечь судебных тяжб с конкурентами. Большой вклад в развитие авиации внесли свою лепту ученые, изобретатели множества стран мира, и среди них — братья Райт, совершившие первый полет на летательном аппарате.

mirnovogo.ru

Первый аэроплан

После многочисленных экспериментов с планерами изобретателям удалось создать аэроплан - новый вид летательного аппарата тяжелее воздуха, оснащенный двигателем внутреннего сгорания. По сравнению с появившимся ранее него дирижаблем он обладал рядом существенных преимуществ - большей скоростью и маневренностью, меньшими габаритами.

Первыми летательными аппаратами тяжелее воздуха были воздушные змеи, изобретенные в Древнем Китае. Некоторые из них могли поднять в воздух человека. В Европе подобные аппараты, способные нести человека, появились лишь в конце XIX в. (уже после изобретения планеров). Именно в это время австралийский инженер Лоуренс Харгрейв разработал коробчатого воздушного змея, конструкцию которого (конечно, усложненную и усовершенствованную) инженеры в последствии использовали для создания аэроплана.

Как бы там ни было, на воздушных змеях люди не могли осуществлять свободные управляемые полеты. Чтобы парить в небе как птица, изобретатели старались сконструировать нечто наподобие крыльев. В результате долгих экспериментов появились планеры. Эти летательные аппараты не были оснащены двигателями и преодолевали лишь незначительное расстояние.

В 1808 г. английский ученый Джордж Кейли запустил планер без человека на борту. По прошествии сорока пяти лет он сконструировал аппарат, на котором смог пролететь несколько метров. Подобные попытки предпринимались разными изобретателями во всем мире. Полетами эти первые опыты назвать трудно, ведь, по сути дела, они были лишь кратковременными планирующими спусками с холмов. Подняться в воздух выше точки старта удалось французскому моряку Ле Бри в 1868 г. Но как его, так и другие планеры еще не имели механизмов, позволяющих управлять полетом.

Первым человеком, построившим управляемый планер, стал немецкий инженер Отто Лилиенталь. Это произошло в 1891 г. Лилиенталь сделал большой вклад в развитие аэронавтики. Он определил, что крыло с вогнутым профилем обладает большей подъемной силой, чем плоское. Он же создал биплан: добавил планеру второе крыло, расположив его над первым. Управлять бипланом было достаточно неудобно, поскольку пилоту приходилось постоянно менять положение тела.

Американский инженер Октав Шанют предложил соединить стойки крыльев биплана не жестко, а шарнирно. Благодаря этому угол установки крыльев мог меняться в разных условиях полета. Биплан стал устойчивее в полете и легче в управлении.

Американские авиаторы братья Райт тоже внесли свой вклад в конструкцию крыла. Построив аэродинамическую трубу, они испытали в ней более 200 профилей крыла разной формы, а затем составили таблицу, описывавшую, как давление воздуха влияет на форму крыла. Кроме того, братья сделали планер, управление которым осуществлялось с помощью руля.

Параллельно предпринимались попытки оснастить планеры двигателями и тем самым создать новый тип летательных аппаратов, получивших впоследствии название аэропланы.

Американский изобретатель Сэмюэл Коди (справа) с помощником держит один из своих воздушных змеев, поднимающих в воздух человека. В 1908 г. Коди демонстрировал свои полеты в Англии.

В1842 г. американский инженер Уильям Хенсон патентует моноплан с паровым двигателем. Но Хенсон смог построить лишь недействующую модель.

Английский изобретатель Джон Стринг-феллоу также сделал паровую модель в 1848 г., которая, пролетев небольшое расстояние, разбилась.

Спустя 42 года Клеман Адер конструирует аэроплан с паровым двигателем. Этот аэроплан преодолел по воздуху расстояние примерно 50 м. Однако из-за того что полет был неустойчивым и неуправляемым, эксперимент не считается удачным.

В1896 г. американский изобретатель СэмюэльЛенгли строит паровой аэроплан, для запуска которого требуется катапульта. Аэроплан пролетел 1 км, но его полет снова был неуправляемым.

Все предпринятые попытки сводились к одному: паровой двигатель оказался слишком тяжелым для летательных аппаратов. Тогда конструкторы решили использовать недавно изобретенный двигатель внутреннего сгорания.

Первым, кто оснастил летательный аппарат бензиновым двигателем, был Сэмюэль Ленгли. В 1903 г. он дважды пытался запустить аэроплан, но всякий раз машина падала в реку.

Более удачная разработка нового типа летательного аппарата принадлежит братьям Райт. Чтобы уменьшить вес двигателя, его основные части были сделаны из алюминия. Запуск аэроплана произошел в 1903 г., и этот год считается началом эры продолжительных и управляемых полетов на аппаратах тяжелее воздуха.

Очередной удачный аэроплан появился только через три года. Он был сконструирован бразильским авиатором Альберто Сантосом-Дюмоном.

Последующий прогресс был связан с материалами. На смену деревянным каркасам бипланов пришли сталь и сплавы, а в конструкциях фюзеляжей просмоленная ткань сменилась алюминием. Бензиновые моторы уступили место реактивным двигателям, и через 44 года после первого полета братьев Райт аэроплан впервые пролетел со скоростью, превышавшей скорость звука.

25.10.2018

altpp.ru

Аэроплан (история изобретения)

Изобретатель: Уилбер и Орвилл Райт Страна: США Время изобретения: 14 декабря 1903 г.

Идея авиации — одна из самых древних в истории человечества. В мифах, преданиях, исторических хрониках можно найти свидетельства о множестве предпринятых в разные века попытках человека осуществить свою давнюю мечту подняться в воздух и лететь подобно птице. Но все это были дилетантские предприятия, в которых видно больше энтузиазма, чем расчета, и потому они неизменно кончались неудачей.

Только в последней четверти XIX века появились первые свидетельства того, что полет на аппаратах тяжелее воздуха может когда-нибудь стать реальностью. Почему же это искусство так долго оставалось для человека недостижимой мечтой? Дело в том, что в отличие от аэростата аэроплан не плывет по воздуху, а опирается на него при полете, подчиняясь сложным аэродинамическим законам. Правильное объяснение феномена полета было дано уже в XVIII-XIX веках, но наука об искусстве летать — аэродинамика — возникла только в первые десятилетия XX века. Отчего птицы, хотя они и тяжелее воздуха, не падают на землю? Дело в том, что в воздухе на нижнюю поверхность их крыльев оказывает действие так называемая подъемная сила, которая превосходит силу тяжести, действующую в противоположном направлении.

Откуда берется эта сила, объяснил еще в первой половине XVIII века известный математик и физик Бернулли. В 1738 году в своем капитальном труде «Гидродинамика» он вывел закон, носящий теперь его имя. Суть закона Бернулли (сформулированного им для жидкостей, но справедливого также для газов) заключается в том, что с увеличением скорости потока давление его на стенки сосуда уменьшается.

Действие закона Бернулли очень легко наблюдать на опыте. Возьмем, например, листок бумаги и будем дуть на него — дальний край листка немедленно поднимется вверх, словно что-то толкает его снизу. Это «что-то» и есть уже упомянутая подъемная сила. Она возникла вследствие того, что воздух над поверхностью листка движется много быстрее того, что находится под ним. Следовательно, давление на лист сверху оказывается заметно меньше того атмосферного давления, что давит на него снизу. Если подъемная сила больше силы тяжести, листок поднимается.

Однако ситуацию нашего опыта не так легко повторить в реальной обстановке. Чтобы приподнять край листка, мы намеренно обдували его так, как нам это было удобно. А как заставить подняться вверх какой-нибудь крылатый аппарат, который находится в реальном воздушном потоке? Очевидно, крыло этого аппарата должно быть не плоским, как лист, а иметь такую форму, чтобы скорость обтекания его сверху и снизу была неодинаковой — снизу медленнее, чем сверху. Тогда давление на поверхность крыла сверху будет меньше, чем снизу. Подъемную силу можно регулировать, изменяя угол атаки крыла (так называется угол между плоскостью крыла и потоком воздуха). Чем больше угол атаки — тем больше подъемная сила.

Но взлететь мало — надо уметь удержать аэроплан в воздухе. Ведь подъемная сила сохраняется лишь до тех пор, пока несущая поверхность крыла правильно ориентирована относительно воздушного потока. Нарушится ориентация — пропадет подъемная сила, и аэроплан рухнет на землю, словно провалится в яму. Устойчивость — эта главная проблема для любого летающего аппарата тяжелее воздуха.

Если он не имеет механизма, обеспечивающего устойчивость, то превращается в игрушку коварного ветра. Опасности подстерегают такую машину на каждом шагу. Любой порыв ветра или неверный маневр пилота может привести к тому, что аэроплан завалится на бок или нос, перевернется и упадет.

К счастью, первые авиаторы имели хотя и смутное, но верное представление об ожидающих их опасностях и сумели до некоторой степени приготовиться к ним. Первый шаг в небо был сделан с помощью моделей. Прямыми предшественниками всех современных самолетов следует, видимо, считать игрушечные аэропланы Пено, которые он строил с 1871 года и запускал с помощью резиновых моторчиков.

При весе в несколько граммов они летали по несколько десятков секунд. Эти модели, можно сказать, были первым зримым доказательством того, что аппараты тяжелее воздуха вообще способны летать. В 1872 году Пено пришел к чрезвычайно важному выводу, что для устойчивого полета аэроплана ему необходимо хвостовое оперение. Вскоре ему удалось придать своим аппаратам хорошую устойчивость относительно всех трех осей.

Впрочем, это было только начало. Прошло тридцать лет, прежде чем удалось создать самолет, способный поднять в небо человека. В конце XIX века в разных странах было сделано несколько попыток сооружения больших аэропланов с мощными двигателями.

В 1894 году огромный самолет с размахом крыльев 31, 5 м и весом около 3,5 т попытался поднять в воздух известный изобретатель Хайрам Максим. Но при первой же попытке машина разбилась. Максим, потративший на свой опыт 20 тысяч фунтов стерлингов, более не возвращался к сооружению самолетов.

Известный американский астроном Самюэль Лэнгли, получив от правительства США 50 тысяч долларов, в начале 1900-х годов построил несколько больших летательных аппаратов, которые неизменно разбивались при каждой попытке подняться в воздух. Во Франции подобными экспериментами и с тем же успехом занимался в конце 90-х годов инженер Клеман Адер. Истратив на его аппараты около 500 тысяч франков, французское правительство отказало изобретателю в дальнейших субсидиях.

В целом путь, избранный Максимом, Лэнгли, Адером, а также некоторыми другими изобретателями, оказался тупиковым. Развитие авиации пошло по другой дороге, которую указал немецкий изобретатель Отто Лилиенталь. В то время как другие уделяли все свое внимание «моторному полету», Лилиенталь поставил перед собой другую цель — постигнуть, прежде всего, секрет безмоторного парящего полета.

Вместо дорогостоящих машин он строил легкие планеры и упорно работал над их совершенствованием. Кажется, идея планера это первое, о чем должны были подумать авиаторы, но в действительности все было по-другому. Вплоть до XIX века изобретатели при своих попытках оторваться от земли подражали гребному полету птицы.

Из-за этого упорного старания следовать природе человек сравнительно поздно освоил планирующий полет. Между тем технические возможности для осуществления такого полета имелись уже в древности. Общее заблуждение состояло в том, что для полета, кроме крыльев, предполагали еще и наличие какой-то механической силы. Именно на этом пункте и сосредоточивались все усилия изобретателей.

Впервые внимание к парящему полету привлекла моментальная фотография. Известный немецкий фотограф Оттомар Аншютц, сделал серию снимков полета аиста. Говорят, эти снимки попали в 1890 году на глаза Отто Лилиенталю и подтолкнули его к мысли построить планер. Действительно, фотографии Аншютца неоспоримо свидетельствовали, что в воздухе возможен такой полет, при котором работа, необходимая для передвижения и подъема летательного аппарата, осуществляется не им самим, а воздухом. Несколько фотографий изображали парящих аистов, которых поднимал вверх порыв ветра.

Первый планер Лилиенталя состоял из ивового, обтянутого материей каркаса, образующего округлые, вогнутые, наподобие птичьих крылья в два яруса с небольшим хвостом сзади. Весь аппарат весил всего 20 кг. Лилиенталь подвешивался к нему, продев руки в два прикрепленных под крыльями ремня, и сбегал с холма навстречу ветру.

Сначала он держал крылья наклоненными передним краем вниз, а затем подставлял ветру нижнюю их поверхность и, поднимая крылья, скользил по восходящему потоку. Равновесие поддерживалось балансированием тела вперед, назад и в сторону. Первоначально полеты были очень короткие — метров на 15 и производились с небольшого песчаного холма. Потом они стали более продолжительными и происходили с холма высотой 30 м.

С 1891 по 1896 год Лилиенталь совершил более 2000 удачных скользящих полетов. В конце концов, он мог пролетать более 100 м, находясь в воздухе до 30 секунд. Таким образом, Лилиенталь первый доказал возможность планирующего полета и первый правильно подошел к изучению аэродинамических сил, воздействующих на крыло. Эксперименты Лилиенталя привлекли к себе внимание во многих странах. Вскоре у него появились последователи. Но в августе 1896 года, во время одного из своих полетов, подхваченный резким порывом ветра, Лилиенталь упал с высоты 15 м и сломал позвоночник. В тот же день он умер.

В дальнейшем большое влияние на развитие летательных аппаратов оказали опыты американца Октава Шанюта. Первые его планеры были построены по образцу планеров Лилиенталя. Затем Шанют стал вносить в них различные изменения, и в конце концов, создал биплан с ровным крылом. Он также уделил большое внимание оформлению хвостового оперения, поместив там подвижные рули высоты и направления. Этот планер стал этапной конструкцией в истории авиации. Простой, рациональный, легкий, но в то же время прочный, он был лучшим летательным аппаратом своего времени.

Наиболее яркая его особенность — конструкция крыла с горизонтальными очертаниями — стала в дальнейшем общепринятой. Шанют был первым, кто перестал рабски подражать форме птичьего крыла. Однако выравнивание планера оставалось таким же, как и у Лилиенталя — пилот повисал снизу на ремнях и, балансируя своим телом, поддерживал устойчивость аппарата. Однако и Шанют оставался в небе редким гостем. Длительность его полетов исчислялась секундами, а дальность — десятками метров.

Искусство полета в подлинном смысле этого слова впервые в истории освоили братья Уилбер и Орвилл Райт, владельцы велосипедной мастерской в небольшом американском городке Дейтоне. Они приступили к своим опытам в то время, когда в авиации установился глухой период затишья: летательные машины Адера и Максима, стоившие огромных денег, не полетели, смелый планерист Лилиенталь разбился. Ближайшей целью, которую поставили перед собой Райт, было добиться устойчивого и управляемого полета.

В 1899 году они сделали свое первое (и как оказалось в дальнейшем, самое замечательное) открытие — они установили, что для обеспечения поперечной устойчивости аэроплана необходимо перекашивать концы его крыльев. Мысль эта пришла Уилберу Райту. Однажды, сгибая картонную коробку, он неожиданно подумал, что таким же образом можно изгибать концы крыльев аэроплана — одно вверх, другое вниз — и тем самым избавить его от заваливания в боковую сторону. После этого Райт стали продумывать устройство своего первого планера и выбрали схему, созданную Шанютом — биплан с двумя поддерживающими поверхностями, расположенными одна под другой.

Свой первый планер братья построили в 1900 году. Он точно воспроизводил аппараты Шанюта и только по своим размерам сильно превосходил их. Но были и некоторые отличия. Райт отказались от хвостового оперения, которое, по их словам, «скорее являлось источником неприятности, чем помощи». Они отказались также от регулирования устойчивости путем перемещения центра тяжести и снабдили свой аппарат настоящими рулями.

  Впереди планера они поместили горизонтальную поверхность — так называемый «руль высоты». Уклоняя эту поверхность вверх и вниз, можно было выравнивать все колебания аппарата в направлении полета (продольная устойчивость). Поперечная устойчивость обеспечивалась за счет перекашивания крыльев. Это был первый в истории планер, уверенно слушавшийся руля.

Он прекрасно выдержал испытания — не только легко взмывал в воздух, но и поднимал человека. Пилот не подвешивался здесь на ремнях снизу аппарата, как это бывало прежде у других конструкторов, а лежал как на салазках. В 1901 году Райт построили второй планер по образцу первого, но только больших размеров.

Опробуя эти аппараты, они убедились, что им сильно не хватает теоретических знаний по аэродинамике. Впрочем, в то время эта наука находилась в самом зачаточном состоянии. Собрав все книги, посвященные описанию полета тел, какие они только смогли достать, Райт убедились, что не далеко смогут улететь на таком багаже.

Недостающие таблицы они решили составить самостоятельно. Измерение сил сопротивления движущихся в воздухе тел можно производить двумя способами: или передвигать тело с определенной скоростью по спокойному воздуху, или обдувать неподвижное тело, направляя на него с определенной скоростью воздух. Лэнгли и Максим производили свои опыты исключительно первым способом, вращая предметы или модели рукой по воздуху.

При этом способе очень трудно было измерить, под каким углом находилась вращаемая плоскость или модель в тот или иной момент. Кроме того, результаты испытаний искажались влиянием центробежной силы. Неудивительно, что они были противоречивыми и неточными.

Райт избрали второй способ. В том же году они соорудили «ветряной туннель» — аэродинамическую трубу, в которую воздух нагнетался с помощью вентилятора. Для своего времени это было замечательное изобретение, которое сразу дало им огромное преимущество перед другими конструкторами и быстро продвинуло их к цели. В своей трубе братья испытали более 200 моделей, различных по форме профилей.

Они изготовлялись из листового железа, чтобы их можно было изгибать различным образом. Такое систематическое измерение величин сопротивлений различных поверхностей и профилей крыльев при различных углах атаки в аэродинамической трубе никогда раньше до братьев Райт не производилось. Неудивительно, что и результаты этих упорных систематических опытов были решающими для их дальнейших успехов.

  Главным результатом всех этих экспериментов стало определение так называемого центра давления, то есть равнодействующей всех сил давления на крыло при различных углах атаки. Значение положения равнодействующей, или центра давления, совершенно необходимо при конструировании аэропланов и при расчете их устойчивости.

Другим важным результатом было определение подъемной силы крыльев и силы лобового сопротивления при разной скорости. Результаты своих исследований братья систематизировали в особых таблицах, которые потом служили для них карманным справочником. После этого, уже с учетом аэродинамических изысканий, они взялись за конструирование нового планера.

Третий планер 1902 года, в отличие от двух первых, имел вертикальный хвост. Пилот ложился здесь в особую колыбель между разрезом нижней плоскости и, приподнявшись на локтях, управлял руками передним рулем высоты, а движением тела вбок скашивал проволочными тросами концы крыльев. Запуская планер, два человека сбегали с ним с высокой горы против ветра.

  Хвост был устроен вследствие того, что два предыдущих планера имели склонность к вращению вокруг горизонтальной оси и могли перевернуться во время перекашивания крыльев. Райт поняли, что одним только перекашиванием крыльев невозможно добиться хорошей управляемости планера. Сначала вертикальный руль был неподвижным, но потом, когда обнаружилось, что планер перестает слушаться руля при наклоне вбок, Орвилл Райт предложил сделать вертикальный руль подвижным.

Тогда, поворачивая его в сторону противоположного крыла, можно было восстанавливать поперечное равновесие. Тем самым должна была компенсироваться разница в сопротивлении опущенного и поднятого крыльев. Уилбер согласился с братом и дополнил его идею существенным улучшением: раз вертикальный руль необходимо поворачивать в тот момент, когда перекашиваются концы крыльев, то лучше соединить руль и крылья проволочными тросами, чтобы действовать на них одновременно. После этого движением одного рычага стало возможно управлять поперечной устойчивостью. Таким образом, впервые в истории авиации братья Райт применили подвижный вертикальный руль. Это было их второе замечательное открытие на пути овладения воздушной стихией.

Когда Райт было нужно сделать поворот влево, он поворачивал поворотный рычаг; одновременно с этим посредством проволочных тяг задние кромки правого крыла (то есть снаружи виража) опускались. Тем самым правое крыло, загнутое до некоторой степени круче и загребающее больше воздуха, направлялось вверх. Одновременно левое крыло внутри виража опускалось вниз. В результате аэроплан в целом накренялся внутрь кривой.

Правый рулевой рычаг a, служивший для поворота, обладал двойным движением. Направляя его вперед (нажимая от себя), пилот действовал на двуплечий рычаг K таким образом, что рулевые тяги тип перекладывали поворотный руль влево. Обратное оттягивание этого рулевого рычага (на себя) вызывало перекладывание руля вправо. С другой стороны, отклонение рычага а влево сообщало то же движение стержню C, перекашивая крылья посредством тяги e: правое — вниз, левое — вверх. Перекашивание несущих поверхностей путем уклонения рычага вправо и влево могло совершаться как независимо от перекашивания руля направления (посредством движения рычага вперед и назад), так и совместно с ним.

  Перекашивание несущих поверхностей способствовало также сохранению боковой устойчивости при порывах ветра. Когда порыв ветра наклонял аэроплан в одну сторону, пилот немедленно подбирал круче опустившееся крыло, уменьшая одновременно угол встречи (угол несущей поверхности к направлению движения; чем он больше, тем больше сопротивление, а значит, и подъемная сила) в поднятом крыле. Таким образом, аэроплан выправлял крен, парируя порыв ветра. Для такого противодействия ветру требовалось только движение рычага а вправо или влево.

Подобное превращение крыльев из плоскости в винтообразную поверхность имело, правда, нежелательное последствие — весь планер при этом несколько поворачивался вокруг своей оси, подобно тому, как воздушный винт начинает вращаться при поступательном движении. С целью уравнять это нежелательное вращение применялись передние вертикальные серповидные поверхности v и w, укрепленные между поверхностями руля высоты, которые вращались в направлении обратном движению поворотного руля.

Второй рулевой рычаг управлял высотой полета. При отжимании его вперед рулевые поверхности становились площе, и планер опускал свой нос вниз.

Испытание планера с заново установленным вертикальным рулем сразу дало хорошие результаты. Планер хорошо слушался руля и парил в воздухе иногда по целой минуте. В то время никто в мире не мог похвастаться такими прекрасными результатами. Можно сказать, что уже тогда планер братьев Райт был самым совершенным летательным аппаратом на Земле.

  Он обладал уже всеми отличительными чертами аэроплана: у него было два аэродинамически правильно рассчитанных крыла, горизонтальный руль высоты спереди и вертикальный руль направления сзади, перекашивание концов крыльев для поперечной устойчивости (элероны). Планер был вполне управляем — поднимался вверх и опускался вниз, поворачивал направо и налево, не теряя устойчивости. Для того чтобы стать аэропланом, планеру не хватало только одного — мотора с пропеллером.

К созданию его Райт приступили в начале 1903 года. Они рассчитали, что для полета им необходим очень легкий и небольшой бензиновый двигатель с мощностью не менее 8 л.с. Несмотря на все усилия им не удалось купить готовый двигатель. Тогда они решили изготовить его сами и засели за расчеты. Вскоре был готов проект четырехцилиндрового двигателя весом около 90 кг с водяным охлаждением и электрическим зажиганием.

Алюминиевый корпус был сделан в местной кузнице. Все остальные детали братья изготовили сами в своей мастерской. Несмотря на то что эта работа была для них совершенно в новинку, сразу после сборки двигатель заработал, и братья увидели в этом залог будущего успеха. Другая проблема заключалась в изготовлении пропеллеров. Разумеется, никаких теоретических расчетов для воздушного винта тогда не существовало. После долгих опытов и горячих споров Райт сделали два деревянных винта из кусков канадской сосны.

Каждый имел по две лопасти и насаживался на железную ось. Вращались они навстречу друг другу и помещались позади (а не впереди, как это было принято позже) каждого крыла. Передача осуществлялась с помощью цепей. Когда двигатель, пропеллеры и передача были готовы, Райт приступили к строительству самого аэроплана. Конструкция его была точно такой же, как и у планера 1902 года, но он был сделан более прочным. Пилот, как и прежде, находился в лежачем положении.

Испытания первого аэроплана были проведены на берегу океана в Кити Хок (где братья испытывали все свои планеры). Здесь 14 декабря 1903 года Уилбер Райт совершил первый моторный полет — он продолжался 3,5 секунды. Пролетев 32 м, аэроплан упал. После нескольких попыток 17 декабря Уилбер совершил более продолжительный полет: аэроплан находился в воздухе 59 секунд и пролетел 260 м.

Из-за сильных ветров дальнейшие полеты в этом году пришлось прекратить. Братья вернулись в Дейтон очень довольные достигнутыми результатами. На первый взгляд полет, продолжавшийся всего 59 секунд, может показаться ничтожным достижением, но для того времени это была огромная победа. До братьев Райт еще ни один аппарат тяжелее воздуха не смог не то что пролететь сотню-другую метров, но и просто подняться в воздух.

Райт стали немедленно строить второй аэроплан, который был закончен в апреле 1904 года, и изготовили для него новый мотор в 16 л.с. Испытания аэроплана провели прямо в Дейтоне, используя в качестве аэродрома большое пастбище. Для подъема в воздух они придумали специальное устройство, представлявшее собой вышку, к вершине которой подвешивался груз весом около полу-тонны. Груз с помощью тросов соединялся с самолетом и во время своего падения создавал усилие, ускоряющее взлет.

Братья учились летать, соблюдая исключительную осторожность. Как и поначалу, осваивая планер, они делали множество взлетов и посадок. При малейшем подозрении на опасность они сажали машину на поле. Полеты долгое время проходили по кругу на небольшой высоте (около 3 м). Постепенно длительность полета возрастала. В ноябре аэроплан уже мог продержаться в воздухе около 5 минут и пролетал до 5 км.

Зимой 1905 года был построен третий аэроплан с 20-сильным двигателем. Осенью, освоив все секреты управления, Райт приступили к длительным полетам. 5 октября аэроплан находился в воздухе до тех пор, пока не кончился бензин — 38 минут, и налетал за это время по кругу 39 км.

Однако эти рекорды не получили в США никакой оценки и остались почти неизвестны. Более того — все попытки изобретателей заинтересовать правительство своим аэропланом остались безуспешны. Объясняется это, впрочем, очень просто — внимание всех журналистов и чиновников было обращено в это время на опыты Лэнгли. После того как Лэнгли постигла полная неудача, создание аэроплана казалось несбыточной мечтой.

Сообщения о том, что два механика-самоучки собрали из подручных средств летательный аппарат, способный десятки минут находиться в воздухе, казались полным бредом. Выдача патента тоже затянулась на несколько лет. Только весной 1906 года после долгих проволочек патент был, наконец получен.

Между тем постройка аэропланов оказалась непосильным бременем для мастерской Райт. В 1905 году они были вынуждены из-за финансовых затруднений прекратить свои полеты. Три года никто не вспоминал об их изобретении. Только в 1907 году шумиха, поднятая во Франции слухами об их успехах, обратила наконец на них внимание местных чиновников. В том же году они получили заказ на летательный аппарат от военного министерства США, которое выплатило им за это 100 тысяч долларов.

В аэроплане 1908 года было уже два сидячих места для пилота и пассажира. В связи с этим были переделаны рычаги управления. В том же году новый аэроплан демонстрировался во Франции и произвел настоящий фурор в Европе. Уилбер Райт шутя побил на нем все рекорды, которые успели установить к этому времени французские летчики и конструкторы. 21 октября он установил абсолютный рекорд, продержавшись в воздухе целых 1,5 часа, а 31 декабря побил его с результатом 2 часа 20 минут.

Это было временем триумфа Райт. Каждый их полет собирал тысячи зрителей. Затаив дыхание, люди готовы были часами следить за аэропланом, который описывал над полем один правильный круг за другим. Самые известные люди желали познакомиться с братьями. Заказы на аэропланы сыпались на них со всех сторон. В Нью-Йорке была основана самолетостроительная компания «Райт» с капиталом в 1 миллион долларов. Уилбер Райт был избран ее председателем. Первую фабрику по производству аэропланов построили в Дейтоне.

Но влияние конструкторских идей Райт на европейском континенте оказалось не столь значительным, как можно было ожидать поначалу. Хотя «райты» и получили в первое время некоторое распространение, схема их устройства вскоре была признана недостаточно совершенной. Требовалось большое искусство, чтобы управлять ими. Из-за отсутствия хвоста эти аэропланы имели опасную тенденцию «клевать носом». Несколько катастроф 1909 года на «райтах» наглядно показали это.

Причина их была очевидна — самолеты Райт не имели того самого «хвоста Пено», которым обязательно снабжали свои машины французские авиаконструкторы. Роль этого хвоста играл в райтовском аэроплане передний руль высоты, управляемый от руки. Поэтому малейшее опоздание в действии этим рулем или неисправность в самом руле и приводах к нему всегда грозили потерей равновесия и катастрофой, тогда как «хвост Пено» действовал в этих случаях автоматически.

К тому времени, когда Райты появились во Франции, здесь уже существовала сложившаяся авиационная школа — было построено несколько десятков самолетов и установлено несколько громких рекордов. Правда, летать по-настоящему эти машины еще не могли и скорее совершали длинные прыжки. Для того чтобы стать совершенными летательными аппаратами европейским аэропланам не хватало двух вещей — устройства для перекашивания крыльев и совершенного по форме пропеллера.

Наибольшего успеха достиг французский конструктор Вуазен. Построенный им в 1907 году по заказу автогонщика Фармана аэроплан «Фарман-1» до появления братьев Райт считался наилучшим. На этом самолете Фарман установил в том же году рекорд дальности полета — 771 м и впервые сумел выполнить полет по кругу. Биплан Фармана в отличие от аэроплана братьев Райт имел хвостовые поверхности для продольной устойчивости по системе Пено. Хвост значительно облегчал управление аэропланом. Кроме того, самолет Фармана был снабжен шасси, с помощью которого делал разбег против ветра.

После того как французы заимствовали у Райт систему перекашивания крыльев и форму винта, их самолеты стали по всем показателям превосходить своих заокеанских собратьев. Это сделалось очевидным уже на международных состязаниях 1909 года. Вообще этот год стал годом всеобщего триумфа аэропланов.

Выдающийся французский авиатор Блерио на своем аэроплане «Блерио-11» совершил перелет через Ла-Манш. Тогда же Фарман создал свой замечательный аэроплан «Фарман-3» — прочный, устойчивый, послушный в управлении. Этот самолет стал основной учебной машиной того времени — тысячи летчиков из многих стран прошли на нем курс обучения — и одним из первых аэропланов, который стал выпускаться серийно.

istoriz.ru

Первый аэроплан

После того как братья Райт изобрели все необходимые для устойчивого полета элементы и успешно применили их в строительстве планеров – они принялись за изготовление аэроплана – планера с бензиновым мотором.

Изобретатели не смогли купить готовый бензиновый двигатель, который бы подошел для использования на аэроплане, потому им пришлось изготовить его самим. Они нарисовали схемы, провели все необходимые расчеты и вскоре собрали мотор. Он весил 90 кг, имел водяное охлаждение и электрическое зажигание.

Но для аэроплана нужен не только мотор, но и пропеллер. В то время не существовало никаких теоретических разработок для воздушного винта, потому братьям опять пришлось делать все самим. В конце концов они изготовили два деревянных винта, каждый из которых имел по две лопасти и насаживался на железную ось. Они прикреплялись позади крыльев и вращались навстречу друг другу.  Сам аэроплан имел конструкцию планера, изготовленного братьями годом раньше.

Первые испытания аэроплана прошли 14 декабря 1903 года. Сначала аэроплан смог продержаться в воздухе всего 3.5 секунды, пролетев 32 метра, но после нескольких попыток продолжительность полета увеличилась до 59 секунд и 260 метров. В то время это было большим достижением, так как до братьев Райт никому еще не удавалось поднять в воздух летающий аппарат тяжелее воздуха.

Обрадованные успехом первых испытаний изобретатели принялись к постройке второго планера. В апреле 1904 года прошли первые испытания. Братья для этого использовали большое пастбище, на котором построили специальную вышку. Сначала братья совершали полеты на высоте всего около 3 метров и летали по кругу, делая частые посадки и взлеты, чтобы избежать падения. В ноябре аэроплан уже держался в воздухе около 5 минут и пролетал при этом до 5 км.

За зиму 1905 года был построен еще один аэроплан. Он был оснащен двигателем в 20 л.с и уже в октябре того же года смог продержаться в небе 38 минут. Он пролетел 39 км и вынужден был приземлиться только потому, что закончился бензин.

Невероятный на то время успех братьев Райт сначала не был принят и оценен по достоинству правительством США. После неудачи Лэнгли идея создания летательного аппарата казалась несбыточной мечтой, и изобретателям не удалось обратить на себя внимание общественности. Только в 1906 году им удалось получить патент на свое изобретение. Но тогда у них не оказалось средств для изготовления аэропланов и они вынуждены были прекратить полеты. Первый заказ от правительства США на изготовление аэроплана они получили только в 1907 году, после того как во Франции разошлись слухи об невероятных достижениях братьев.

Статья подготовлена по материалам книги: К. Рыжов «100 великих изобретений», 2006 г.

www.thingshistory.com


Смотрите также

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

*

Можно использовать следующие HTML-теги и атрибуты: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>