Почему люди не летают, как птицы? Этот вопрос отражает давнюю мечту человека о небе, о полете. Чтобы ее осуществить, люди делали себе крылья и пытались взлететь, взмахивая ими. Чаще всего такие опыты заканчивались гибелью смельчаков. Вспомним только античную легенду об Икаре...
Вопрос о полетах очень интересовал и гениального художника и изобретателя Леонардо да Винчи, который изучал строение птиц, их крыльев. Он пытался установить особенности их полета. Он даже составил чертежи летательного аппарата - прообраза современного вертолета.
Из истории покорения неба
Сначала человеку удалось подняться к облакам на воздушном шаре. Это произошло 21 ноября 1783 года. Воздушный шар-аэростат, изобретенный братьями Монгольфье, поднял двух человек на высоту около 1 км, а почти через полчаса они благополучно приземлились на расстоянии 9 км.
В 1853 году Д. Кейли построил первый простой планер, который сумел поднять человека в воздух. С тех пор конструкции планеров постоянно улучшались. Вместе с тем дальность и продолжительность полетов увеличивались. Это было большое достижение, ведь планер тяжелее воздуха. Но мечта о свободном, независимом от воли ветров, управляемом самим человеком полете еще не осуществилась.
Этого добиться смогли только братья Райт (1903 г.), создав свой первый самолет. Их победа была определена многими факторами, в том числе и личностными качествами.
Братья Райт: биография
Братья Уилбур и Орвилл Райт родились в США в семье священнослужителя. Ценности протестантской церкви, ставившей во главе любого успеха упорный труд, были привиты им с детства. Именно работоспособность помогла им добиться своей цели и построить первый в мире с двигателем. Вскоре за этим последовал и звездный момент - первый полет братьев Райт. А ведь у них не было не только высшего образования, даже среднюю школу им закончить не удалось в силу жизненных обстоятельств. Уилбур получил травму и не смог поступить в Йельский университет. Ему пришлось работать в издательском бизнесе Орвилла. Тогда и появилось первое изобретение братьев Райт - печатный пресс собственной конструкции.
В 1892 году братья открыли магазин по торговле велосипедами, через короткое время создали мастерскую по ремонту, а впоследствии наладили и их выпуск. Но все свое свободное время они посвятили полетам. В конце концов именно доходы от продажи велосипедов и дали им средства для многочисленных опытов по созданию первого самолета.
Подготовка первого полета: гениальные техники
Братья очень серьезно заинтересовались идеей воздухоплавания. Они изучили всю имеющуюся на тот момент литературу о полетах, много экспериментировали. Построили несколько планеров и летали на них, добившись прекрасных результатов. Для того чтобы увеличить крыла, проводили бесконечные опыты в собственноручно созданной аэродинамической трубе. Испытывали разные конфигурации крыла и лопастей пропеллера.
В результате ими были внесены уточнения в формулу для определения подъемной силы.
И, наконец, более легкий бензиновый двигатель мощностью 12 лошадиных сил для аэроплана тоже изготовили сами братья Райт. Как при этом опять не вспомнить великого Леонардо, опередившего свое время!
Первый самолет братьев Райт
За четыре года, прошедших со времени начала опытов с воздушными змеями и планерами, братья созрели для строительства управляемого летательного аппарата. Первый аэроплан братьев Райт назывался "Флайер". Каркас самолета был из ели, пропеллер также был вырезан из дерева. При весе 283 кг размах крыльев аппарата составлял 12 м.
С учетом двигателя, весившего 77 кг и превосходившего по КПД имеющиеся в то время аналоги, первый самолет обошелся своим создателям менее чем в 1000 долларов!
Первый полет братьев Райт
Испытание принципиально нового летательного аппарата было назначено на декабрь 1903 года. Обоим братьям, естественно, хотелось стать первыми. Эту проблему они решили очень просто - подбросили монетку. Быть первым в мире пилотом выпало Уилбуру. Но ему не повезло. Аэроплан не смог совершить полет, так как сразу после взлета упал и был поврежден.
Следующую попытку сделал уже Орвилл. 17 декабря при встречном ветре в 43 км/ч ему удалось поднять аппарат в воздух на высоту примерно 3 м и продержаться 12 секунд. Преодоленное в полете расстояние составило 36,5 м.
В этот день братья по очереди совершили 4 полета. Последний из них, когда аэроплан пилотировал Уилбур, длился почти минуту. А расстояние составило более 250 м.
Как ни странно, первый полет братьев Райт не привлек внимания общественности, хотя свидетелями его были пять человек.
А был ли полет?
На следующий день после полета всего в нескольких газетах появились небольшие сообщения о нем, грешившие неточностями и прошедшие незамеченными. А в Дейтоне, родном городке первых авиаторов, это сенсационное по сути событие вообще осталось незамеченным.
Но труднее объяснить то, что никто не обратил внимания, что на аэроплане "Флайер II" в течение следующего года было совершено уже 105 полетов! Третий "Флайер", на котором братья также летали в окрестностях Дейтона, опять не удостоился внимания широких масс.
Это стало последней каплей, которая привела к решению продемонстрировать всему миру возможность управляемых полетов на аппарате, который тяжелее воздуха. И в 1908 году аэроплан братьев Райт был перевезен через Атлантический океан. Они устроили показательные полеты: Уилбур - в Париже, а Орвилл - в США.
Братья даже организовали мероприятия по продаже своего изобретения, оказавшиеся довольно успешными. Кроме славы пионеров воздухоплавания, они получили и материальное удовлетворение. Первый полет братьев Райт на публике оказался настолько убедительным, что правительство США подписало с ними контракт, по которому в бюджет страны на 1909 год была включена статья о поставке самолетов для военных нужд. Предусматривалось производство нескольких десятков аэропланов.
Первая авиакатастрофа
К сожалению, первые публичные демонстрации полетов на самолете ознаменованы и первой в катастрофой.
Это случилось в сентябре 1908 года. Орвилл Райт на "Флайере III", на котором было установлено дополнительное сиденье, поднялся в воздух с военной базы Форт-Майер. В результате отказа правого двигателя самолет ушел в пике, выровнять его не удалось. Пассажир - лейтенант Томас Селфридж - погиб в результате травмы черепа, полученной при ударе о землю. Сам Орвилл отделался переломами бедра и ребер.
Несмотря на это, контракт с военными был заключен. И к чести братьев Райт нужно отметить, что это единственная серьезная авария, которая с ними случилась за все годы.
Однако в 1909 году при пробном полете в пригороде Парижа в катастрофе погибает французский летчик Лефевр, ученик братьев Райт. Это стало причиной, по которой Россия, уже готовая также подписать контракт на поставку самолетов, отказалась от них.
Развитие авиации
Как и многие главные открытия человечества, самолеты сначала использовались в военных целях. Впервые авиацию начали применять в виде воздушной разведки в Первую мировую войну. В ходе ее стало понятно, что самолеты превращаются в грозную силу, если имеют на себе оружие и бомбы.
Первый воздушный таран также был произведен во время I мировой войны Петром Нестеровым.
После войны аэропланы начали применять для перевозки срочных грузов, в первую очередь почты. Впоследствии появились пассажирские самолеты. Окончание Второй мировой войны и более спокойная обстановка в мире привели к появлению авиарейсов для путешествующих.
В конце концов совершенствование лишило работы многие морские и железнодорожные линии. Главным преимуществом авиации стала скорость, особенно с появлением сверхзвуковых самолетов.
Орвилл Райт, умерший в возрасте 77 лет в 1948 году, смог увидеть, как авиация получает широкое применение в мире. Уилбур Райт же стал жертвой тифа в 1912 году.
Первый самолет братьев Райт сейчас занимает почетное место в Национальном США. Он более известен не как "Флайер I", а как "Китти Хок" - по названию места, где он впервые поднялся в воздух и тем самым открыл эпоху покорения воздушного океана.
Человек всегда мечтал о полетах, но при этом понимал, что он не сможет это сделать так, как птица, потому нужен летательный аппарат. И вот несколько умных и отважных изобретателей в XIX веке приблизились к своей цели. История сохранила несколько имен таких экспериментаторов, кто пытался строить первый в мире самолет. Большинство стран признали первенство в изобретении летательного аппарата за братьями Райт. Как было дело, мы опишем в этой статье, а также расскажем о других ученых, кто изобретал первый самолет.
Самолет Можайского
Свой первый аэроплан братья Райт, Уилбер и Орвилл, назвали «Флайер-1». Сконструировали его с двигателем внутреннего сгорания собственной разработки и осуществили его испытание, свой первый полет в 1903 году. Небольшие достижения были у той машины, всего-то поднялся самолет на полтора метра и пролетел 37 метров, но было доказано, что полеты возможны.
Эксперимент удался (это произошло 17 декабря 1903 года) несмотря на то, что был сильный ветер, аппарат скользил по направляющей рельсе и управлялся в ускорении примитивной катапультой.
Братья Райт укрепились в своей вере построить самолет и продолжали работать, проводили расчеты и дорабатывали свою машину. В октябре 1905 года были проведены очередные испытания летательного аппарата, которому было присвоено имя «Флайер-3». Этот самолет пролетел аж 39,5 км за 40 минут. Аэропланом управлял Уилбер. Это был самый его последний и самый длинный перелет. Братья имели свидетелей своего полета, в том числе среди своих друзей и местных фермеров.
Местные журналисты пропустили этот исторический момент, и сейчас точно никто не скажет, в каком году был построен первый самолет. Фотографий также сохранилось мало, хотя некоторые из них братья Райт все же сделали. Самое главное, что они поняли после последнего полета - они построили летательный аппарат, который вполне управляем в полете и может совершить посадку.
Планёр 1900 года. Фотографий с пилотом не существует
Именно идея об управлении летательным аппаратом, воплощенная на практике, сделала возможным дальнейшее развитие самолетостроение. Поэтому братьям Райн отдают первенство в этом изобретении.
Однако, несправедливо будет не вспомнить и о других претендентах на изобретение первого в мире самолета.
Орвилл в Китти Хоук с планёром 1901 года, нос аппарата направлен вверх; он не имел хвоста
Альберто Сантос-Дюмонт
Спор о первенстве изобретения находится между Альберто и братьями Райт. В Бразилии именно его считают изобретателем самолета.
Альберто Сантос-Дюмонт - изобретатель воздушных шаров, дирижаблей, он занимался возможностью управления этими устройствами. Занявшись аппаратами тяжелее воздуха и понимая их будущность, он в 1905 году закончил работу над одним из своих проектов. В октябре 1906 года он провел испытания своего экспериментального самолета, под названием 14-бис. Аппарат пролетел на высоте 2-3 метра расстояние в 60 метров, было много свидетелей. Он поднялся в воздух в тихую безветренную погоду при помощи только своего двигателя.
Сантос-Дюмонт не остановился на достигнутом, и следующим его проектом был моноплан «Демуазель». Аппарат имел длину 8 метров, размах крыла 5 метров, весил 110 кг, легко преодолевал 200 метров со скоростью 100 км/ч. Изобретаталь постоянно дорабатывал и улучшал свой аппарат, периодически совершая на нем полеты. Последними из его достижений были полеты на 8 и 18 км на самолетах с двухцилиндровыми двигателями.
Сантос-Дюмонт не делал тайны и своих изобретений, предоставляя чертежи в журнале «Механика» для молодых начинающих авиаторов. Экспериментатор справедливо полагал, что за авиацией большое будущее.
Теперь вы знаете примерно, в какое время был построен первый самолет, но нельзя не упомянут также русского изобретателя, который также работал над изобретением самолета и сделал это на два десятка лет раньше братьев Райт
А.Ф. Можайский - изобретатель первого летательного аппарата
Александр Федорович Можайский предложил свои идеи по построению летательного аппарата, но, столкнулся в России с бюрократий, черствостью, безграмотностью и непониманием чиновников. Из-за крайней нужды он не мог достроить свой аппарат, но власти не только не выделяли денег, но и всячески препятствовали постройке аппарата. Александр Федорович все же добился, чтобы часть денег выделили, частично покрыл расходы за счет своих сбережений и продажи личных вещей. Можайский получил даже патент на изобретение в 1881 году.
Он достроил аппарат, и полет состоялся, это было 20 июля 1882 года. Результат был скромный: самолет разогнался по деревянному настилу, взлетел и пролетев совсем немного приземлился. Управлял самолетом его помощник, механик И.Н. Голубев. Эксперимент был положительный и доказывал, что полеты возможны. Аппарат был не совершенен, и это понимал Можайский. Он знал, в каком направлении нужно работать, но через три года экспериментатор умер. Власти же постарались засекретить изобретение русского ученого и сделали все, чтобы о нем забыли. Самолет тоже не сохранился, его перевезли в имение Можайских, потом, в 1896 году он сгорел.
Взлет самолета Можайского (с рисунка известного летчика К. Арцеулова)
Россияне справедливо считают А.Ф. Можайского пионером авиации. Бесценный опыт и наработки изобретателя были использованы русскими конструкторами при построении самолетов «Русский витязь», «Илья Муромец», «Святогор » в 1913 -1915 гг.
Как видите, невозможно конкретно ответить на вопрос, кто изобрел первый самолет. Если разобраться, то авиация зародилась и развивалась благодаря энтузиазму многих фанатиков. Все они имеют право на признание. В заключение, посмотрите ролик полета самолета 14-бис Альберто Сантос-Дюмонта. Конечно, это не настоящий самолет, а его копия.
Вконтакте
Братья Уилбур и Орвилл Райт (Wilbur Wright (1867 − 1912 г.) Orville Wright (1871 − 1948 г.))
Летать легко, без усилий, как птица, многовековая мечта человека. Мечта, которая сбылась, благодаря двум братьям из Дейтона, штат Огайо − братьям Райт, несмотря на отсутствие образования. С раннего детства Орвилла Райта притягивали различные опыты и механические конструкции. Эту страсть он делил со старшим братом Уилбуром, который обожал таблицы и теории. Оба брата мечтали о полетах.
Первый самолет, построенный братьями Райт, совсем не похож на современный, но его основные характеристики те же самые. Братья Райт овладели основами аэродинамики контроля над полетом и поступательного движения. Братья Райт добились успеха там, где другие потерпели неудачу. История полна фамилий ученых, изобретателей, энтузиастов, тщетно пытавшихся воплотить мечту человека и покорить небо − летать легко, как птицы. Еще в 15 веке Леонардо да Винчи сделал эскиз машины с машущими крыльями, такую же идею пробовал воплотить и Отто Лилиенталь, но безуспешно. В 18 веке британский изобретатель сэр Джордж Кейли впервые занялся систематическим изучением аэродинамики, он даже строил планеры, способные на короткий полет. Особое впечатление произвела на братьев Райт книга Отто Лилиенталя «Полет птиц как основа искусства летать», эта книга вошла в классику литературы по авиации. Изучая книгу они обнаружили ошибку в расчетах Лилиенталя, что, возможно и послужило причиной гибели Лилиенталя при испытании очередного планера на Галинперском холме 8 августа 1986 г.
В своей книге Лилиенталь впервые показал, что изгиб верхней части крыла должен быть больше чем нижней.
Поскольку воздух, обтекающий верхнюю часть крыла проходит больший путь, то он течет быстрее, чем воздух, обтекающий нижнюю часть крыла. Создается разность давлений над и под крылом, благодаря которому возникает подъемная сила, которая и держит самолет в воздухе.
Братья Райт владели велосипедной фабрикой
в Дейтоне, штат Огайо. Один из цехов фабрики они превратили в авиационную мастерскую. Братья Райт придумали простое тестовое устройство для испытания профиля крыла.
Так как их бизнес был связан с велосипедами, то тестовое устройство, велосипедное колесо, они помещали спереди на велосипед. На помещенное и закрепленное горизонтально колесо они крепили два крыла − одно, имеющее плоский профиль, которое служило контрольной моделью, а второе, в диаметрально противоположной точке, испытуемое крыло, с измененным профилем. Для создания постоянного потока воздуха один из братьев садился на велосипед и ехал на нем с постоянной скоростью. В процессе движения и проходило сравнение контрольной модели крыла и модели с измененным профилем. Простой, на очень трудоемкий процесс. Со временем братья Райт смогли предсказывать поведение и подъемную силу более 200
различных профилей крыльев под любым углом атаки. Они получили первые надежные экспериментальные данные для разработки законов аэродинамики.
Закрыв велосипедную компанию на зиму, братья Райт приняли решение, после опытов с воздушными змеями, построить планер − свою первую машину для пилотируемого полета. Взяв материалы и инструменты они отправились к побережью атлантического океана, где нашли площадку для благоприятных испытаний близ Китти Хок в Северной Каролине. Китти Хок первое в мире летное поле. С первых же опытов планер, пилотируемый по очереди братьями, пролетал более 100 метров
, их расчеты были верными и планер себя вел в воздухе так, как и предполагалось, планер был управляем во время полета. В отличие от более поздних машин, руль высоты у планера был спереди и, казалось, что планер летит задом наперед. Работа в Китти Хок шла успешно, несмотря на множество падений, братья понимали, что планеру требовался мотор. Нельзя было терять время. В 1903 г Сэмюэль Лэнгли в Вашингтоне готовил свою машину «Аэродром» к своему первому моторизованному полету. «Аэродром» Лэнгли был снабжен бензиновым мотором мощностью в 52 л.с.
его должны были запускать с катапульты, установленной на барже, расположенной на реке Потомак. 8 декабря 1903 г.
был дан старт, к сожалению, неудачный.
Братья Райт снова вернулись в Китти Хок через 9 месяцев, проведенных в Дейтоне. Они привезли свой новый, отлаженный в аэродинамической трубе планер − «Флайер-1»
.
17 декабря 1903 г.
Орвил Райт отправился в первый моторизованный полет на своем планере, оснащённым 12
сильным мотором. Первый полет продлился 12 с
. В тот же день было произведено еще два полета, самый длинный из них продолжался около минуты и планер преодолел расстояние около 260 м
. В дальнейшем братья Райт усовершенствовали свой запатентованный самолет и добились неограниченного времени полета.
В 1908 г.
самолет братьев Райт был представлен европейской публике. Европа была потрясена увиденным, осознав, что два энтузиаста, без образования, из Дейтона смогли осуществить мечту человечества о полетах.
Величайшим достижением братьев Райт это открытие управления самолетом в воздухе. Придуманные ими методы контроля полета самолета, с небольшими изменениями, используются и в наше время. Кабрирование − поворот самолета вдоль поперечной оси осуществлялось в «Флайер-1» вытягиванием переднего руля высоты. У современных самолетов руль высоты находится в хвосте. Для разворота по продольной оси Райты изготовили управляемый ногами механизм, с помощью которого изгибались и наклонялись крылья. Рыскание или поворот вдоль вертикальной оси осуществлялось задним рулем направления. На практике три маневра редко происходят по отдельности. Чтобы сохранить стабильность самолет, при смене направления, совершает вираж. Даже сегодня, при совершении маневра, нужна координация скорости, наклона и угла атаки, иначе обтекание крыла прервется и не будет подъемной силы. В этом случае самолет уйдет в штопор, из которого его может вывести только опытный и хладнокровный пилот.
Вскоре военные тоже поняли возможности, которые сулил аэроплан. Во время первой мировой войны самолеты стали производить массово. Самолет из первоначальной игрушки превратился в грозное оружие. В небе развернулись бои между самолетами, а бомбы, сброшенные с самолетов, сеяли хаос и панику на земле. В послевоенное время аэроплан стал удобным и быстрым видом транспорта. Гражданская авиация покрыла своей сетью полетов весь мир. Многие из первых летных служб финансировались почтовым ведомством. Сроки доставки почты резко сократились. В середине 20-х годов появились пассажирские авиалинии, начавшие перевозить людей. Состоятельным людям это дало новые возможности. Вскоре был произведен первый полет моноплана через атлантический океан Чарльзом Линдбергом. Он пролетел океан в одиночку (20 − 21 мая 1927 года
по маршруту Нью-Йорк − Париж). До Линдберга трансатлантический перелёт с запада на восток впервые совершили два английских лётчика Джон Алькок и Артур Браун по маршруту Ньюфаундленд − Клифден (Ирландия) в 1919 году. Еще около 30 лет понадобилось для того, чтобы трансатлантические полеты стали обычным делом.
Сегодня видны и негативные моменты той мобильности и комфорта, которые дали человеку полеты на самолетах. Высокое потребление энергии, шумовое загрязнение, вред наносимый стратосфере, угроза человеку и окружающей среде наносимые растущим производством и полетами самолетов. Но самолеты выполняют и большую положительную функцию.
Когда я знакомился с теорией полета самолета, то ознакомился и с кое-какими фактами о братьях Райт.
Недавно мне захотелось вновь вернутся к этим гениальным изобретателям. Я хотел понять, что же они сделали революционного.
Эти люди действительно заслуживают большого уважения, так как кое — что гениальное они действительно придумали.
Как пишут биографы братьев Райт, идея полета на аппарате тяжелее воздуха витала в воздухе на рубеже 19-20 веков. Кто-то должен был воплотить ее в жизнь и взлететь. Но просто написать, а вот попробуйте взлететь на собственной оригинальной конструкции, этот шаг требует недюжинной смелости. Даже совершая свой первый полет в наши дни, после долгого обучения на надежном современном самолете, курсант сильно волнуется. И для этого есть основания. Небо есть небо. Это среда не очень понятная для человека и не всегда полностью предсказуемая.
Вот пожалуйста, недавний факт. На нашем аэродроме курсант выполнял свой первый самостоятельный полет на автожире (по управлению этот летательный аппарат близок к самолету). Ему надо было взлететь, сделать круг, и приземлиться обратно на полосу. На приземлении он так разволновался, что после касания допустил ряд ошибок, зацепил ротором за землю, ну и расколотил дорогущий немецкий автожир. Хорошо, что сам не пострадал. До этого человек долго учился, сотни раз повторял полет по кругу с инструктором, и вот…
Летчик работает не только с воздухом, не только с самолетом (ну или с другим летательным аппаратом), но и собой. Психологическая подготовка очень важна. Недаром говорят, что каждый инструктор - психолог.
Так вот, возвращаясь к нашей теме, мне кажется, что полет братьев Райт можно смело ставить в ряд с плаванием Колумба. Это был прыжок в неизвестное. Но это далеко не все. У Колумба были суда, которые использовали его коллеги мореплаватели, да и он сам. Сюрпризов ожидать не приходилось. Другое дело с самолетом.
И на этом вопросе я бы хотел остановиться поподробнее.
Напомню кое-какие исторические факты из жизни семьи Райт. Семья была большая. У Уилбера и Орвилла было еще пять братьев и сестер. Уилбер родился в 1867 году, Орвилл в 1871.
В 1892 году братья открыли магазин велосипедов и мастерскую по их ремонту. Это дало им возможность неплохо зарабатывать. Америка переживала велосипедный бум. Так что братья были трудолюбивыми способными предпринимателями, правда без высшего образования.
Недостаток образования они возместили острым умом и трудолюбием.
На первом этапе Уилбер и Орвилл разрабатывали и совершенствовали планеры (1899-1902 годы). Начали они с планера, построенного по принципам Отто Лилиенталя, который уже проводил эксперименты с полетами.
Отвлечемся на минуту от истории и займемся немного физикой.
Я хотел бы четко выделить основные изобретения, которые позволили человечеству в лице братьев Райт оторваться от земли. и совершить успешный полет на аппарате тяжелее воздуха.
Для того, чтобы лететь на самолете, необходимы три главных условия:
Хорошая аэродинамика
Достаточная тяга двигателя
Хорошая управляемость
Что же такое хорошая аэродинамика? Есть такое понятие, как аэродинамическое качество. Если объяснять просто, то если запустить планер без мотора с горки высотой один километр, то планер с качеством 10 пролетит десять километров, с качеством 5 - 5 километров. Современные планеры имеют аэродинамическое качество более 50 за счет выверенной геометрии и высокого качества обработки поверхностей. Мне удалось полетать на таком в Европе. Потрясающе! Чувствуешь себя властелином воздуха. Можно быстро перемещаться на большие расстояния практически без потери высоты, набирать в восходящем потоке, потом опять лететь…
Так вот. Если аэродинамика хорошая, потери на трение о воздух малы, а подъемная сила крыла велика, и не надо много энергии, чтобы держаться в воздухе и пролетать большие расстояния.
Теперь о тяге и о мощности двигателя. Есть простая формула. Тяга двигателя, необходимая для обеспечения горизонтального полета равна массе летательного аппарата, деленной на аэродинамическое качество.
Т=М/К. Как мы и говорили выше, чем лучше аэродинамика, тем меньше потребная тяга. Летательный аппарат тоже не должен быть тяжелым, как утюг. Это с одной стороны. А с другой стороны двигатель, который должен быть легким, мощным, и должен обеспечить необходимую тягу.
Здесь возникает еще один очень важный элемент - воздушный винт. Тягу создает он, вращаясь под действием мотора. Чтобы тяги было достаточно, винт должен быть аэродинамически совершенным, чтобы не рассеивать зря драгоценную мощность двигателя. То есть пара мотор-воздушный винт должна обеспечивать необходимую тягу.
Теперь вспомним школьный курс физики. Самые основы. N=F/V. Мощность равна силе (в нашем случае силе тяги) деленной на скорость.
Мало того, что нам нужна тяга (а для ее создания нужен хороший винт большого диаметра, который будет захватывать большой объем воздуха), кроме этого мотор должен быть достаточно мощным, чтобы обеспечивать тягу во всем диапазоне скоростей. И винт должен быть таким, чтобы обеспечивать тягу на разных скоростях и на разных оборотах вращения. А это непростая задача.
Теперь об управляемости. Самолет, как и другой летательный аппарат, должен быть устойчивым и управляемым, иначе как на нем лететь? Он должен быть послушен воле пилота, позволять парировать порывы ветра, осуществлять взлет и посадку.
Что же конкретно изобрели братья Уилбер и Орвилл Райт, что заставило их планеры и самолет «Флаер-1» подняться в воздух?
Сперва они экспериментировали с планером построенным по мотивам Отто Лилиенталя (1900г). Но летел он плохо, не хватало подъемной силы. Несмотря на то, что испытания проводились в долине Китти-Хоук (Северная Каролина), в специально выбранной местности на берегу Атлантического океана с сильными и ровными ветрами. Планер запускали на веревке, как змей, но поднять он ничего не мог.
У второго планера (1901г) братья увеличили площадь крыла вдвое, но это дало ограниченный эффект.
И вот тогда!!! чтобы решить вопрос с увеличением подъемной силы они построили нехитрую аэродинамическую трубу (деревянный ящик с воронкой, стеклом сверху и примитивными весами). В этой трубе они продули 200 различных крыльев и измерили подъемную силу. И совершили открытие! Аэродинамичное крыло должно быть длинным и узким (иметь большое удлинение). Свой третий планер (1902г) они построили именно с таким крылом. Не увеличивая площади (около 28 кв.м.), они увеличили размах с 6,6 до 9,6м. Аэродинамическое качество выросло с 3 до 6,5 и планер полетел! На нем Райт совершили более 1000 полетов с холма.
Теперь второе гениальное изобретение. На протяжении трех лет в процессе испытаний планеров братья Райт добились хорошей управляемости планера. Впереди был установлен руль высоты (схема утка), креном можно было управлять перекосом крыла (изменением угла атаки одной из консолей - сейчас за это отвечают элероны), а рысканьем управлял установленный сзади руль поворота. Уилбер и Орвилл добились управления самолетом по трем осям, сделали его послушным пилоту. Эта схема управления используется и по сей день.
Таким образом изобретатели подошли к следующему этапу в создании самолета - к полету с двигателем. Но подходящего мотора, легкого и мощного тогда еще не было! И они создали его, изготовили у себя в мастерской за шесть недель с помощью их штатного механика Чарли Тэйлора. Мощность мотора была 9 киловатт, весил он 77 кг.
(Для сравнения двигатель Ротакс 912 ULS, которым оснащен мой самолет «Кинетик» () имеет мощность 73,5 кВт при том же весе. Грузоподъемность и скорость самолета конечно выше, но аэродинамика ушла недалеко. Мало того, Райт сконструировали и изготовили деревянные воздушные винты с высоким КПД. Два толкающих пропеллера диаметром 2,6м вращались сзади (толкающая схема) в разные стороны для компенсации реактивного момента.
17 декабря 1903 года Орвилл Райт совершил первый полет на «Флаере-1». Он пролетел 36,5 метров за 12 секунд.
Потом было еще много полетов, много самолетов, триумф в Америке и в Европе патентные войны, долгая жизнь Орвилла и не очень долгая Уилбера (он умер от брюшного тифа в 1912 году в возрасте 45 лет. Много чего было. Но по моему мнению главные изобретения братьев были сделаны на рубеже веков и это:
Выбор аэродинамически правильного крыла в результате продувки в аэродинамической трубе
Создание и воплощение системы управления самолета по трем осям
Создание легкого и мощного двигателя и подходящего воздушного винта
И конечно полет первого самолета не был бы возможен без кропотливой многолетней работы, без самоотверженности и храбрости братьев Райт, и без их беззаветной любви к деньгам. Свои изобретения они хранили в тайне, водили за нос корреспондентов, все тщательно патентовали, а всю вторую часть жизни уже не изобретали и не летали, а провели в судах. Тем не менее, они гении, изобретатели, храбрецы, те кто продвигает человечество вперед.
Испытать творение Уилбера и Орвилла, поуправлять самолетом самостоятельно приглашаю на аэродром Гостилицы, звоните. Все программы полетов представлены на соответствующей странице сайта .
О полетах в небе с помощью специального устройство задумывался еще Леонардо да Винчи в 16 веке, однако первый полет официально зарегистрирован в начале прошлого века. О том, кому мы обязаны возможностью авиаперелетов, до сих пор ведутся ожесточенные споры, однако факт остается фактом – официально первый полет зарегистрирован в 1903 году. Самый первый самолет в мире изобрели братья Райт.
История авиации
Первые попытки строительства летательного аппарата, способного поднять человека в воздух, начались в конце 18 века. История изобретения летательного аппарата берет начало в Англии, когда сер Джордж Кейли всерьез занялся этим вопросом и издал несколько научных трудов, в которых подробно изложил принцип строительства и функционирования прототипа современного самолета.
Свои работы изобретатель начал с наблюдения за птицами. Ученый посвятил длительное время измерениям скорости полета птиц и размаху крыла. Эти данные впоследствии стали основой нескольких публикаций, положивших начало развитию авиации.
В своих первых зарисовках Кейли представлял самолет как лодку с хвостовым оперением на одном конце и парой весел на носу. Конструкция должна была приходить в движение с помощью весел, которые передавали бы вращение на крестообразный хвостовик в конце судна. Таким образом, Кейли безошибочно изобразил основные элементы самолета. Именно работы этого ученого положили начало развития авиации и стали толчком к разработке концепции самолета.
Первооткрывателем авиации в современном ее понимании стал еще один английский изобретатель – Уильям Хенсон. Именно он получил заказ на разработку проекта летательного аппарата в 1842 году.
Предложенный Хенсоном проект «парового воздушного экипажа» описывал все основные элементы винтомоторного самолета. В качестве устройства, осуществляющего движение всей конструкции, изобретатель предлагал использовать воздушный винт. Многие идеи, предложенные Хенсоном, в последствие нашли развитие и стали применяться в ранних моделях самолетов.
Российский изобретатель Н.А. Телешов запатентовал проект строительства «системы воздухоплавания». Концепция летательного аппарата также была основана на паровой машине и воздушном винте. Спустя несколько лет, ученый усовершенствовал свой проект и одним из первых предложил идею создания реактивного самолета.
Особенностью проектов Телешова была идея перевозки пассажиров в закрытом фюзеляже.
Кто изобрел самолет
Несмотря на то, что разработка конструкции летательного аппарата велась многими учеными в середине 19 века, изобретение самолета приписывают братьям Райт, чей аэроплан совершил кратковременный полет в 1903 году.
Не все согласны с тем, что братья Райт были первыми. Бразилец Альберто Сантос-Дюмонт сконструировал, собственноручно построил и сам же испытал первый в мире прототип дирижабля в 1901 году. Именно тогда было доказано, что управляемые полеты действительно возможны.
По еще одной версии, первенство в изобретении первого рабочего летательного аппарата следует присвоить российскому изобретателю А.Ф. Можайскому, чье имя навсегда останется в истории авиации. Таким образом, споры о том, кто изобрел, и кто создал, самолет ведутся до сих пор.
Интересно! Несмотря на то, что официально изобретение самолета присуждают братьям Райт, все бразильцы уверены в том, что первый в мире самолет изобрел Сантос-Дюмонт. В России же считается, что первый прототип современного самолета построил Можайский.
Работа братьев Райт
Братья Райт не стали первыми изобретателями самолета. Более того, первый неуправляемый полет человека также принадлежит не им. Тем не менее, братья Райт смогли доказать самое главное – то, что человек способен управлять летательным аппаратом.
Именно Уилбур и Орвилл Райт первыми осуществили управляемый полет на летательном аппарате, благодаря чему идея о возможности осуществления пассажирских перевозок по воздуху получила дальнейшее развитие.
В то время, когда все ученые ломали головы над возможностью установки более мощных двигателей для поднятия самолета в воздух, братья сосредоточились на вопросах возможности управления летательным аппаратом. Результатом стал ряд экспериментов с аэродинамической трубой, послуживших основой для разработки крыльев и пропеллеров аэроплана.
Первый планер с двигателем, построенный братьями, получил название «Флаер-1». Он был изготовлен из ели, так как этот материал отличается легкостью и надежностью. Устройство приводилось в движение бензиновым двигателем.
Интересно! Двигатель для «Флаер-1» изготовлен механиком Чарли Тейлором, особенностью конструкции стал небольшой вес. Для этого механик использовал дуралюмин, также называемый дюралем.
Первый успешный полет был совершен 17.12.1903 года. Самолет поднялся на несколько метров и пролетел около 40 метров за 12 секунд. Затем были повторные испытания, в результате которых длительность и высота полета увеличились.
Сантос-Дюмонт и 14-бис
Альберто Сантос-Дюмон известен как изобретатель воздушных шаров, он также иногда указывается как создатель первого в мире управляемого самолета. Ему также принадлежит изобретение дирижаблей, которые управлялись с помощью двигателя.
В 1906 году его самолет под названием «14-бис» поднялся в воздух и пролетел более 60 метров. Высота, на которую изобретатель поднял свой летательный аппарат, составила порядка 2,5 метров. Спустя месяц, Альберто Сантос-Дюмон совершил полет длинной в 220 метров на этом же самолете, установив в результате первый рекорд по дальности перелета.
Особенностью «14-бис» стала то, что конструкция смогла взлететь самостоятельно. Братьям Райт не удалось этого добиться, и их самолет поднялся в воздух с посторонней помощью. Именно этот нюанс стал основополагающим в спорах о том, кого же следует считать изобретателем первого самолета.
После «14-бис» изобретатель всерьез занялся разработкой моноплана, в результате мир увидел «Демуазель».
Альберто Сантос-Дюмон никогда не останавливался на достигнутом и не хранил свои изобретения в тайне. Конструкциями своих летательных аппаратов изобретатель охотно делился с тематическими изданиями.
Летательный аппарат Можайского
Проект своего летательного аппарата ученый представил на рассмотрение еще в 1876 году. Можайский столкнулся с непониманием чиновников Военного министерства, в результате ему не выделили средств на продолжение исследований.
Несмотря на это, ученый продолжил разработки, вкладывая собственные средства, из-за чего строительство прототипа самолета Можайского затянулось на долгие годы.
Самолет Можайского был построен в 1882 году. Первые испытания летательного аппарата закончились катастрофой, однако свидетели утверждают, что летательный аппарат все же поднялся на некоторое расстояние от земли прежде, чем потерпел крушение.
Так как документальных подтверждений полета нет, считать Можайского первым человеком, совершившим полет на самолете, нельзя. Однако разработки ученого послужили основой для развития авиации.
Так кто же был первым
Несмотря на многочисленные споры, о том, в каком году был изобретен летательный аппарат, первый официально зарегистрированный полет принадлежит братьям Райт, поэтому именно американцы считаются «отцами» первого самолета.
Сравнивать вклад в развитие авиации братьев Райт, Сантос-Дюмона и Можайского нецелесообразно. Несмотря на то, что первый самолет Можайского был построен за 20 лет до первого управляемого полета, изобретатель использовал другой принцип строительства, поэтому сравнивать его самолет с «Флаером» братьев Райт невозможно.
Сантос-Дюмон не стал первым, кто осуществил полет, однако изобретатель использовал принципиально новый подход к строительству летательного аппарата, благодаря чему его устройство самостоятельно поднялось в воздух.
Помимо первого управляемого полета, братья Райт внесли весомый вклад в развитие авиации, первыми предложив принципиально новый подход к строительству пропеллера и крыльев летательного аппарата.
Нет смысла спорить, кто из этих ученых стал первым, потому что все они внесли огромный вклад в развитие авиации. Именно их работы и исследования стали основой для изобретения прототипа современного авиалайнера.
Первые военные самолеты
Прототипы «Флаера» братьев Райт и летательного аппарата Сантос-Дюмон использовались в военных целях.
Если братья изначально преследовали цель изобретения техники, которая дала бы преимущество американской армии, то бразилец Сантос-Дюмон был против использования авиации в военных целях. Несмотря на это, его работы послужили отправной точкой для создания ряда летательных аппаратов, которые затем использовались во время войны. Интересно, что Можайский изначально также преследовал строительство летательного аппарата, который бы использовался в военных целях.
Первый реактивный самолет появился в разгар Второй мировой войны.
Первые пассажирские самолеты
Первые пассажирские самолеты появились благодаря И.И. Сикорскому. Прототип современного авиалайнера поднялся в воздух в 1914 году, на борту присутствовало 12 пассажиров. В этом же году авиалайнер «Илья Муромец» установил мировой рекорд, совершив первый полет на дальнюю дистанцию. Он пролетел расстояние от Санкт-Петербурга до Киева, сделав одну посадку для дозаправки.
Авиалайнер также участвовал для перевозки бомб во время Первой мировой войны. Война заставила российскую авиацию на некоторое время замереть в развитии.
В 1925 году появился первый самолет «К-1», затем мир увидел пассажирские авиалайнеры Туполева и самолеты разработки ХАИ. С этого времени пассажирским самолетам уделяется все больше внимания, они приобретают большую пассажировместимость и способность совершать полеты на дальние расстояния.
История развития реактивных самолетов
Первым идею реактивного самолета предложил российский изобретатель Телешов. Попытка заменить винт поршневым двигателем была осуществлена в 1910 году конструктором из Румынии А. Коанда.
Эти попытки не увенчались успехом, и первое успешное испытание реактивного самолета прошло в 1939 году. Испытания проводила немецкая компания Heinkel, однако в ходе конструирования модели было допущено несколько ошибок:
- неправильный выбор конструкции двигателя;
- большой расход горючего;
- частая потребность в дозаправке.
Тем не менее, первый прототип реактивного самолета смог развить высокую скорость набора высоты – более 60 метров за одну секунду полета.
Из-за допущенных конструктивных ошибок реактивный самолет не мог удаляться от аэродрома больше, чем на 50 километров, из-за необходимости частой дозаправки. Из-за ряда недостатков, первая удачная модель так и не попала в серийное производство.
Первым серийным самолетом стал Me-262 в 1944 году. Эта модель стала усовершенствованной версией предыдущей модели компании Heinkel.
Затем разработку реактивной авиационной техники подхватили Япония и Великобритания.
Видео
Таким образом, реактивные самолеты появились в самый разгар Второй Мировой войны. На их счету серьезные боевые победы, однако, потери среди них также очень велики. В первую очередь это связано с тем, что пилоты просто не успели пройти полноценное обучение по управлению принципиально новым летательным средством. С момента первого удачного полета до появления реактивных самолетов прошло всего 30 лет, в течение которых произошел большой прорыв в авиации.