↑ (быть) в, атмосфера
вертолет. геликоптер (устар). винтокрыл.
автожир.
орнитоптер. ортоптер.
планер - безмоторный аппарат тяжелее воздуха для планирующего или парящего полета.
дельтаплан.
змей.
парашют - устройство для торможения объекта за счет сопротивления атмосферы. q
АВИАЦИОНИЗМ а, м. aviation f. окказ? В новое время в области терминологии господствовала лексика того народа, где данная отрасль получила ранее всего развитие, откуда в русском "электризмы" и "авиационизмы" пестрели французскими словами. 1968. Реформатский. // ИОТ 337.
АВИАЦИОННАЯ МЕДИЦИНА - АВИАЦИО́ННАЯ МЕДИЦИ́НА, раздел медицины, изучающий условия профессиональной деятельности авиационных специалистов и разрабатывающий меры, направленные на сохранение их здоровья, повышение работоспособности и обеспечение безопасности полетов.
АВИАЦИОННАЯ МЕДИЦИНА - раздел медицины, изучающий условия профессиональной деятельности авиационных специалистов и разрабатывающий меры, направленные на сохранение их здоровья, повышение работоспособности и обеспечение безопасности полетов.
АВИАЦИОННАЯ МЕДИЦИНА, отрасль медицины, изучающая условия профессиональной деятельности летчиков и др. авиационных специалистов с целью разработки мер по сохранению их здоровья и работоспособности, а также рекомендаций, связанных с безопасностью полетов. На базе авиационной медицины развилась космическая медицина.
Авиацио́нная промы́шленность (авиаракетно-космическая промышленность), отрасль машиностроения, производящая летательные аппараты для гражданских и военных целей: самолёты, вертолёты, космические аппараты и корабли, ракеты, а также их части, узлы и агрегаты. Возникла в начале XX в., крупной отраслью стала в годы между двумя мировыми войнами. Одна из наиболее технически развитых отраслей машиностроения с высокой степенью кооперирования и концентрации производства.
* * *
АВИАЦИОННАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ - АВИАЦИО́ННАЯ ПРОМЫ́ШЛЕННОСТЬ (авиаракетно-космическая промышленность), отрасль машиностроения (см. МАШИНОСТРОЕНИЕ), производящая летательные аппараты для гражданских и военных целей: самолеты (см. САМОЛЕТ), вертолеты (см. ВЕРТОЛЕТ), космические аппараты (см. КОСМИЧЕСКИЙ АППАРАТ) и корабли, ракеты (см. РАКЕТА) , а также их части, узлы и агрегаты. Возникла в нач. 20 в., крупной отраслью стала в годы между двумя мировыми войнами. Одна из наиболее технически развитых отраслей машиностроения с высокой степенью кооперирования (см. КООПЕРИРОВАНИЕ ПРОИЗВОДСТВА) и концентрации производства (см. ГОРИЗОНТАЛЬНАЯ КОНЦЕНТРАЦИЯ) .
АВИАЦИОННАЯ промышленность (авиаракетно-космическая промышленность) - отрасль машиностроения, производящая летательные аппараты для гражданских и военных целей: самолеты, вертолеты, космические аппараты и корабли, ракеты, а также их части, узлы и агрегаты. Возникла в нач. 20 в., крупной отраслью стала в годы между двумя мировыми войнами. Одна из наиболее технически развитых отраслей машиностроения с высокой степенью кооперирования и концентрации производства.
АВИАЦИОННАЯ СИЛОВАЯ УСТАНОВКА - двигатель и движитель летательного аппарата, единый комплекс устройств и агрегатов, обеспечивающих силу тяги и подъемную силу для полета и ускорения летательного аппарата. Автомобиль движется благодаря трению покоя между колесом и дорогой. Воздушная Среда не обладает трением покоя, поэтому и сила тяги, и подъемная сила летательного аппарата определяются изменением количества движения среды, в которой он движется. Любой авиационный движитель (например, винт) захватывает поток воздуха, натекающий на летательный аппарат, и отбрасывает его с увеличенной скоростью назад, что приводит к возникновению реактивной силы, направленной вперед и равной изменению количества движения в единицу времени. Кроме того, должна существовать поддерживающая сила, благодаря которой летательный аппарат не падает. Самолет поддерживают крылья, которые тоже изменяют количество движения воздуха, отбрасывая его вниз и создавая подъемную силу. При движении самолета в воздушной среде возникает сила сопротивления движению, для преодоления которой нужна сила тяги, создаваемая двигателем. Подъемная сила и сила тяги вертолета создаются вращающимися лопастями. На рис. 1 приведена схема создания этих сил летательными аппаратами.
Рис. 1. СОЗДАНИЕ СИЛЫ ТЯГИ и подъемной силы самолетом (слева) и вертолетом (справа).
Физические принципы создания сил летательным аппаратом. Для создания силы тяги и подъемной силы необходимо выполнение трех условий. Во-первых, необходим источник энергии, поскольку нужно увеличить скорость, а значит, и кинетическую энергию потока воздуха. Почти во всех случаях энергию на борту самолета или вертолета получают при сжигании углеводородного топлива (или водорода) с кислородом воздуха. В качестве вспомогательной используется электрическая энергия, запасенная в аккумуляторах. Первоначальный энтузиазм, вызванный овладением атомной энергией, не привел к созданию практичного ядерного двигателя для летательного аппарата.
Во-вторых, поскольку при горении выделяется тепловая энергия, на борту должно иметься средство преобразования тепловой энергии в механическую, которая может быть использована для увеличения кинетической энергии потока. Преобразование энергии происходит в тепловом двигателе (см. ниже). На небольших винтовых самолетах до сих пор устанавливаются поршневые двигатели. На крупных современных самолетах обычно используются газотурбинные двигатели, основные агрегаты которых - компрессор, камера сгорания и турбина, вращающая компрессор. По второму закону термодинамики доля тепловой энергии, превращаемая в механическую, определяется температурой источника тепла (в данном случае температурой горения топлива) и температурой окружающей среды. Для углеводородных топлив температура горения составляет около 2500 К. Температура в стратосфере, где летают современные самолеты, около 200 К; поэтому теоретический (термический) КПД равен 1 - 200/2500 = 0,92 или 92%, что, конечно, является высоким значением; однако реальный КПД значительно ниже, поскольку эффективная температура рабочего тела в камере сгорания существенно ниже температуры горения топлива, а кроме того, возникают потери на сжатие и расширение в воздухозаборнике и турбокомпрессоре. Реальный КПД современных двигателей летающих в стратосфере самолетов около 40%. В-третьих, должно быть средство, которое обеспечивало бы передачу механической энергии потоку для увеличения его скорости (или количества движения). Для этого существует несколько возможностей. Энергия двигателя может передаваться воздушному винту, который ометает большую площадь потока, т.е. захватывает большой расход, и несколько увеличивает его скорость. Для привода винта используют поршневые и турбовинтовые (рис. 2) двигатели. Существуют двигатели, которые механическую энергию затрачивают на увеличение кинетической энергии горячих выхлопных газов, расширяющихся в сопле; это - турбореактивные двигатели (рис. 3).
Рис. 2. ТУРБОВИНТОВОЙ ДВИГАТЕЛЬ транспортного самолета. 1 - вал винта; 2 - редуктор; 3 - компрессор; 4 - камера сгорания; 5 - турбина; 6 - сопло.
Рис. 3. ОДИН ИЗ ПЕРВЫХ турбореактивных двигателей с осевым компрессором. 1 - воздухозаборник; 2 - компрессор; 3 - подача топлива; 4 - камера сгорания; 5 - турбина; 6 - сопло.
Полезная работа двигателя - работа, затрачиваемая на движение летательного аппарата. Полезная мощность - работа, совершаемая в единицу времени, - равна произведению силы тяги на скорость летательного аппарата. Следовательно, тяговый КПД (КПД движителя) равен отношению полезной мощности к мощности двигателя. Можно показать, что этот КПД равен удвоенной скорости летательного аппарата, деленной на сумму скорости полета и скорости реактивной струи (относительно летательного аппарата). С другой стороны, тяга равна массовому расходу реактивной струи, умноженному на разность скоростей струи и аппарата. Таким образом, высокая скорость реактивной струи приводит к большой тяге на единицу расхода и к малому тяговому КПД. Это соотношение показано на рис. 4.
Рис. 4. ТЯГОВЫЙ КПД в зависимости от тяги на единицу количества движения реактивной струи; видно падение КПД с ростом относительной скорости струи.
Воздушный винт, захватывая большой расход и сравнительно ненамного увеличивая скорость струи, обладает высоким КПД. Турбореактивный двигатель представляет другую крайность: расход в нем сравнительно невелик (поперечное сечение двигателя невелико), а скорость струи высока, поэтому он имеет невысокий КПД. Турбовентиляторные двигатели (рис. 5) похожи на турбовинтовые тем, что вентилятор ускоряет дополнительный расход рабочего тела, не проходящий через турбокомпрессор, который затем истекает через сопло. Скорость реактивной струи в турбовентиляторном двигателе ниже, чем в турбореактивном, но выше, чем в турбовинтовом; соответственно, он имеет промежуточное значение КПД. Самое широкое применение турбовентиляторные двигатели нашли в современных дозвуковых транспортных самолетах.
Рис. 5. СОВРЕМЕННЫЙ ТУРБОВЕНТИЛЯТОРНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ в мотогондоле с высокой степенью двухконтурности; видны воздухозаборник, вентилятор, турбокомпрессор. 1 - воздухозаборник; 2 - мотогондола; 3 - вентилятор; 4 - сопло вентиляторного контура; 5 - турбина; 6 - сопло турбокомпрессора; 7 - компрессор.
Типы авиационных двигателей. Любая авиационная силовая установка должна иметь в своем составе указанные выше агрегаты, но они могут быть самыми разными в зависимости от условий эксплуатации двигателя. К ним относятся: скорость и высота полета, маневренность, дальность, взлетно-посадочные требования. Кроме этих условий, на характеристики двигателя влияют отношение тяги к расходу топлива (чаще используют величину, обратную этому отношению, - удельный расход топлива), отношение тяги к весу силовой установки, уровень шума при взлете и посадке, капитальные затраты и стоимость обслуживания, надежность. Все эти критерии необходимо рассмотреть при выборе силовой установки для конкретного применения. Главным критерием, определяющим выбор силовой установки, является скорость полета. Скорость полета лучше всего определять числом Маха - отношением скорости полета летательного аппарата к скорости звука на заданной высоте. При M < 0,5 наиболее эффективным движителем является винт, который при этих условиях, как правило, и используется; винт приводится во вращение обычным поршневым двигателем, роторным двигателем или газовой турбиной. Для более высоких скоростей полета (но меньше скорости звука, M < 1) предпочтительнее использование турбовентиляторных двигателей с большим расходом через вентилятор, поскольку они обладают наилучшим сочетанием отношения тяги к расходу топлива, отношения тяги к весу, надежностью, уровнем шума. На боевых самолетах, таких, как истребители и штурмовики, которые должны летать при около- и сверхзвуковых скоростях и обладать высокой маневренностью, устанавливают турбовентиляторные двигатели с форсажом. В таких двигателях (рис. 6) после турбины в специальную форсажную камеру дополнительно подается топливо, где оно дожигается.
Рис. 6. ТУРБОВЕНТИЛЯТОРНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ С ФОРСАЖОМ для современного боевого самолета. 1 - воздухозаборник; 2 - компрессор; 3 - турбина; 4 - форсажная камера.
Дожигание увеличивает тягу по сравнению с двигателем, в котором топливо сгорает только в камере, однако при этом существенно возрастает расход топлива, которое всегда хранится на борту самолета. На самолетах, которые длительное время должны лететь со скоростью 2 < M < 4, устанавливают турбореактивные двигатели с форсажом. В этих двигателях весь поток воздуха проходит через компрессор, камеру сгорания и турбину, а затем поступает в форсажную камеру, где добавляется топливо, и температура горения поднимается до высоких значений, которых не выдержала бы турбина. На таких самолетах, как X-15, летающих с М около 4, предпочтительнее использовать ракетные двигатели. Такие самолеты могут летать и в безвоздушном пространстве, поскольку в ракетном двигателе используется не кислород воздуха, а окислитель, запасенный, как и горючее, на борту самолета. Продукты сгорания ракетного двигателя, расширяясь в сопле, создают тягу, значительно большую, чем у турбореактивного двигателя. Однако и расход топлива на единицу тяги у таких двигателей значительно выше. Ракетные двигатели устанавливают только на экспериментальных самолетах. Скорости M > 6 называются гиперзвуковыми; при таких скоростях, вплоть до орбитальных (число Маха около 25), предполагается использовать прямоточные двигатели, в том числе со сверхзвуковым горением. В прямоточных двигателях повышение давления и температуры, необходимое для эффективной работы, достигается за счет кинетической энергии набегающего потока. Если перед зоной подачи топлива в поток он тормозится до скорости, меньшей скорости звука, то двигатель называется просто прямоточным; если же топливо впрыскивается в сверхзвуковой поток, то - прямоточным со сверхзвуковым горением. Прямоточный двигатель со сверхзвуковым горением подходит для воздушно-космических самолетов, которые должны летать при гиперзвуковых скоростях.
Тепловой двигатель. Главным элементом всех рассмотренных выше силовых установок является тепловой двигатель, преобразующий тепловую энергию в механическую. В тепловом двигателе происходит изменение состояния рабочего тела, как правило, в результате химической реакции горения. В процессе горения повышается температура рабочего тела. В поршневых двигателях температура повышается при почти постоянном объеме и соответствующем увеличении давления; в газотурбинных двигателях температура повышается при почти постоянном давлении. В поршневом двигателе продукты сгорания расширяются в рабочем цилиндре, а в газотурбинном - в лопаточных аппаратах турбины; при этом часть выработанной турбиной энергии тратится на сжатие воздуха компрессором, а часть - на вращение винта, вентилятора или ротора вертолета. В турбореактивном двигателе турбина выполняет только ту работу, которая необходима для вращения компрессора, а основная часть энергии рабочего тела преобразуется в силу тяги в процессе расширения потока в сопле. Поскольку термический КПД теплового двигателя увеличивается с повышением температуры и давления рабочего тела, в авиационных двигателях используют высокие степени повышения давления. В современных авиационных газотурбинных двигателях степень повышения давления достигает 25 и даже больше; в поршневых двигателях обычное значение степени сжатия 8. Если число Маха полета заметно больше единицы, во входном диффузоре происходит существенное повышение давления (примерно в 2 раза при M = 1 и почти в 20 раз при M = 3). Эффективная степень сжатия в газотурбинном двигателе равна произведению степени сжатия во входном диффузоре на степень сжатия в компрессоре, поэтому при высоких числах Маха двигатели даже с небольшой степенью сжатия компрессора имеют хороший термический КПД. Турбореактивные двигатели, рассчитанные на сверхзвуковые скорости полета, должны иметь компрессор со степенью сжатия не больше 12. С ростом температуры сгорания повышается не только термический КПД, но и мощность, поскольку тепловая (внутренняя) энергия рабочего тела пропорциональна его температуре. Следовательно, очень желательно повышать температуру в камере сгорания, а значит, и на входе в турбину; однако эта температура ограничивается материалом турбинных лопаток, обтекаемых высокотемпературным потоком. Совершенствование авиационных материалов позволяет повысить рабочую температуру лопаток. Однако перспективнее охлаждение лопаток, что позволяет поддерживать их температуру ниже температуры горячих газов. Это достигается за счет отбора некоторого количества воздуха на выходе из компрессора и подачи его для охлаждения турбинных лопаток. Повышение рабочей температуры турбины, достигнутое за период 1950-1990 годов, приведено на рис. 7. На рис. 8 показано достигнутое улучшение экономичности двигателя.
Рис. 7. ПОВЫШЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ на входе в турбину по годам для охлаждаемых и неохлаждаемых лопаток газотурбинного двигателя. 1 - охлаждаемые лопатки; 2 - неохлаждаемые лопатки.
Рис. 8. ИЗМЕНЕНИЕ ОТНОШЕНИЯ ТЯГИ К РАСХОДУ топлива в зависимости от температуры на входе в турбину при постоянном тяговом КПД.
Компрессор и турбина. В газотурбинных двигателях процессы сжатия и расширения осуществляются лопаточными машинами. В лопаточных машинах изменение энергии потока, приводящее к его сжатию или расширению, вызвано движением лопаток, которые поворачивают поток и изменяют его скорость, в отличие от поршневых двигателей, в том числе роторного, в которых степень сжатия зависит главным образом от положения поршня. Компрессоры авиационных двигателей довольно разнообразны. Наиболее широко применяется осевой компрессор (рис. 3), состоящий из перемежающихся рядов вращающихся (рабочих) и неподвижных (направляющих) лопаток; ряд рабочих и ряд направляющих лопаток составляют ступень компрессора. Рабочие лопатки совершают работу за счет внешней энергии и увеличивают энергию потока. В направляющем аппарате происходит торможение потока, ускоренного в рабочем колесе, и растет давление, а с ним вместе и температура. Каждая ступень компрессора последовательно увеличивает давление рабочего тела, в результате чего в многоступенчатом компрессоре достигается высокая степень повышения давления. Турбина работает в принципе так же, как компрессор, за исключением того, что на рабочих лопатках поток совершает работу; при этом его энергия уменьшается. Мощность, вырабатываемая турбиной, частично идет на вращение компрессора, а частично - на вращение винта, вентилятора или ротора вертолета. И в компрессоре, и в турбине действующие на лопатку силы пропорциональны плотности набегающего потока и квадрату его скорости в относительном движении. "Мощность лопатки" равна действующей на лопатку силе, умноженной на ее скорость. Итак, если скорость потока в относительном движении примерно равна окружной скорости лопатки, то мощность, передаваемая потоку или отбираемая от него, пропорциональна кубу скорости лопатки. Расход через рабочее колесо пропорционален окружной скорости лопатки, поэтому мощность на единицу массы расхода пропорциональна квадрату скорости лопатки. Относительное повышение температуры в компрессоре пропорционально квадрату числа Маха лопатки. Поэтому желательно, чтобы окружные скорости лопаток в авиационном компрессоре были околозвуковыми или сверхзвуковыми (при нормальных условиях 300 м/с или более). Такие скорости значительно выше скоростей поршня (примерно 10 м/с) в поршневом двигателе. Высокие окружные скорости лопаточных машин приводят к большим центробежным нагрузкам во вращающихся лопатках и в диске, на котором они смонтированы; это выдвигает жесткие требования к проектированию и изготовлению лопаточных машин. Материал для турбин должен выдерживать высокие нагрузки при высоких температурах. Эти требования вместе с необходимостью малого веса и хорошей надежностью приводят к высокой стоимости газотурбинных двигателей. Появление новых прочных и легких материалов позволяет увеличить обороты компрессора и турбины и получить более высокие степени повышения давления или при данной степени повышения давления уменьшить число ступеней.
Винты, вентиляторы и воздухозаборники. Винт воздействует на поток так же, как рабочее колесо компрессора, у него только меньше лопастей и ниже степень повышения давления; он наиболее эффективен, как указывалось выше, для небольших скоростей полета. Однако с ростом скорости полета относительная скорость концов лопастей (векторная сумма скорости полета и окружной скорости лопасти) приближается к скорости звука, что происходит задолго до достижения звуковой скорости полета. Достижение на концах лопастей скорости звука приводит к резкому увеличению местного сопротивления и уровня шума, что ограничивает скорость полета винтовых самолетов. Турбовентиляторные и турбореактивные двигатели для приема набегающего потока оборудованы воздухозаборниками (рис. 5). Воздухозаборник позволяет уменьшить скорость набегающего потока до приемлемой для вентилятора. При взлете в воздухозаборнике происходит плавное ускорение потока, а при полете на крейсерском околозвуковом режиме - торможение до требуемого значения скорости. В итоге вентилятор вне зависимости от скорости полета работает при оптимальных условиях. По сути дела, вентилятор - просто низконапорный компрессор; такой движитель очень удобен для дозвуковых транспортных самолетов. Стремление повысить экономичность заставляет разрабатывать новые, более совершенные типы двигателей: высокоскоростные турбовинтовые или турбовентиляторные без внешнего кольца. Двигатель второго типа имеет два противоположно вращающихся винта с очень тонкими лопастями, загнутыми назад по вращению для уменьшения эффективного числа Маха на концах лопастей и, следовательно, для снижения уровня потерь и шума, связанных с образованием местных скачков уплотнения. При полете со сверхзвуковыми скоростями воздухозаборник должен перестроить набегающий сверхзвуковой поток в дозвуковой, поэтому конструкция воздухозаборника в этом случае становится сложнее. От сверхзвуковой до звуковой скорости поток тормозится в системе скачков уплотнения, образующихся на носовом конусе или клине, а затем в расширяющемся диффузоре происходит дальнейшее торможение потока до значения скорости на входе в компрессор.
К истории авиационных двигателей. Уже на заре авиации было ясно, что характеристики двигателя определяют возможности полета самолета. Огромные усилия были затрачены на разработку и совершенствование силовых установок с высоким отношением мощности к весу. Первоначально пробовали применить на самолете паровые машины, но паровая машина слишком тяжела и малоэффективна для применения на летательном аппарате. Братья Райт для своего первого удачного самолета использовали поршневой двигатель с искровым зажиганием. Такие непрерывно совершенствовавшиеся двигатели применялись до конца Второй мировой войны, когда впервые в немецкой авиации появился истребитель с двумя турбореактивными двигателями. Турбореактивный двигатель был разработан независимо фон Охайном в Германии в 1939 и Ф.Уиттлом в Англии в 1941. В последующие годы газотурбинные двигатели быстро вытеснили поршневые в военной авиации: турбореактивные - на истребителях и бомбардировщиках и турбовинтовые - в транспортной авиации. Первые пассажирские самолеты с турбореактивными двигателями появились в конце 1940-х годов (британская "Комета"); в целом самолеты оказались удачными, однако уровень шума при взлете был неприемлем. Этот фактор, а также стремление к экономии топлива привели в начале 1960-х годов к внедрению турбовентиляторных двигателей. Меньшая скорость реактивной струи позволила существенно снизить шум. Позже усовершенствованные турбовентиляторные двигатели с высокой степенью двухконтурности (рис. 5) были установлены на широкофюзеляжных самолетах, таких, как "Боинг-747", DC-10, "Локхид-1011". Турбовентиляторные двигатели тягой до 400 кН сейчас повсеместно применяются на пассажирских самолетах. На современных высококлассных боевых самолетах стоят турбореактивные или турбовентиляторные двигатели с форсажом; впервые турбовентиляторный двигатель с форсажом был установлен на многоцелевой истребитель F-111, который должен был летать как на дозвуковых, так и на сверхзвуковых скоростях. По существу, все современные истребители и многоцелевые самолеты используют такие двигатели с разной степенью двухконтурности для разных применений. С каждым новым поколением двигателей повышаются их удельная мощность и удельный импульс.
См. также ВЕРТОЛЕТ;
ЛИТЕРАТУРА
Казанджан П.К. Теория двигателей летательных аппаратов. Киев, 1975 Скубачевский Г.С. Авиационные газотурбинные двигатели. М., 1981 Присняков В.Ф. Двигатели летательных аппаратов. Киев, 1986 Нечаев В.И., Ткачев Ф.И. Авиационные двигатели. М., 1987
АВИАЦИОННО-КОСМИЧЕСКАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ - совокупность предприятий, занятых конструированием, производством и испытаниями самолетов, ракет, космических аппаратов и кораблей, а также их двигателей и бортового оборудования (электрической и электронной аппаратуры и др.). Эти предприятия принадлежат государству или частным владельцам. Авиационно-космическая промышленность имеет важное политическое и экономическое значение. Ею в значительной мере определяются промышленный потенциал и престиж государства: ее предприятия поставляют свою продукцию на внутренний и внешние рынки, обеспечивают заказами другие отрасли хозяйства, предоставляют большое количество рабочих мест.
РЫНКИ СБЫТА
Сбыт авиационно-космической продукции осуществляется по пяти основным направлениям.
Военные самолеты и ракеты. Военные самолеты различаются по назначению. Истребители перехватывают самолеты противника, атакуют воздушные и наземные цели, совершают дозорные и разведывательные полеты. Задачи бомбардировщиков - поражение отдаленных наземных объектов. Для поражения близких объектов применяются штурмовики; они меньше бомбардировщиков и уступают им в бомбовой загрузке. Самолеты-корректировщики действуют совместно со штурмовиками. Назначение транспортных и учебных самолетов ясно из их названий. Транспорты, истребители и штурмовики некоторых типов используются как самолеты-заправщики или носители средств радиоэлектронной войны. Вертолеты особенно эффективны как средства спасения, но есть их типы, которые выполняют функции штурмовиков и транспортных летательных аппаратов. Существуют военные самолеты для решения и многих других специальных задач.
ЛЕТНЫЕ ИСПЫТАНИЯ истребителя F-117 "Стелс", одного из самых совершенных двухдвигательных самолетов этого типа.
СТАРТ БАЛЛИСТИЧЕСКОЙ РАКЕТЫ "Трайдент". Справа видна мачта атомной подводной лодки, запустившей ракету.
Назначение боевых ракет связано с их размерами. Баллистические ракеты обычно тяжелы и велики по размерам; самые большие из них - межконтинентальные. Основная часть траектории таких ракет лежит за пределами земной атмосферы. Ракеты меньших размеров обычно рассчитаны на дальности до сотен километров и управляются на протяжении всего полета; самые малые из них относят к категории снарядов.
Космическая техника. Заказы на космическую технику поступают, как правило, от правительств и их агентств. В США этими проблемами ведает НАСА (NASA - National Aeronautics and Space Administration) - Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства, в России - Российское космическое агенство. Космический летательный аппарат может быть пилотируемым или беспилотным. Возвращаемые на Землю аппараты при входе в плотные слои атмосферы движутся сначала по баллистической траектории, а в плотных слоях атмосферы и перед посадкой используют парашюты или крылья. Примером крылатого аппарата является американский воздушно-космический корабль "Шаттл". Космические аппараты выводятся в космос ракетами-носителями. В качестве ракет-носителей часто используются модифицированные баллистические ракеты. Для проведения научных исследований в космосе применяются и специальные исследовательские ракеты, размеры которых относительно невелики.
СТАРТ РАКЕТЫ "Ариан" (Европейское космическое агентство).
ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ СПУТНИК "Пионер А"
Космос может быть использован в различных целях - коммерческих, научных и военных. В последние десятилетия активизировались военные программы, поэтому для защиты страны от нападения из космоса были созданы ЦУКОС МО РФ и Управление космических систем ВВС США с задачей использования и обслуживания искусственных спутников Земли. Создание воздушно-космической транспортной системы "Шаттл" должно было удешевить это обслуживание.
Воздушный транспорт. Люди активно пользуются воздушными путями сообщения; потребность в крупных пассажирских самолетах в настоящее время продолжает возрастать. Производство гражданских авиалайнеров осуществляется параллельно производству военных транспортов. Выпуск гражданских самолетов - своеобразная защитная реакция самолетостроительных компаний на капризы неустойчивых рынков военной и космической техники. Авиалайнеры различаются по конструкции и размерам в зависимости от расчетного количества пассажиров и дальности полета. Обычно на более протяженных маршрутах используются более крупные машины. Небольшой самолет весит АВИАЦИОННО-КОСМИЧЕСКАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ10 т и берет на борт до 10 пассажиров. "Боинг-747" берет от 331 до 550 человек и весит от 300 до 400 т. Дальность полета "Боинга-747-400" равна почти 13 000 км. Многие транспортные самолеты перевозят только грузы. Англо-французским консорциумом и Советским Союзом в свое время выпускались сверхзвуковые авиалайнеры. Англо-французский лайнер "Конкорд" до сих пор совершает полеты на линиях регулярного воздушного сообщения.
ПАССАЖИРСКИЙ ЛАЙНЕР "Боинг-747" в сборочном цеху самолетостроительного завода Сиэтла.
Малые самолеты гражданской авиации. К этой категории относятся самолеты, используемые в деловых и личных целях. Деловые самолеты - как правило, реактивные или турбовинтовые - имеют вместимость до 40 человек (вместе с экипажем) и грузоподъемность от 3 до 35 т. Личные самолеты меньше, и на них обычно устанавливаются поршневые двигатели. Полеты в личных целях дороги и приводят, в конечном счете, к потере времени; на больших расстояниях личные самолеты не выдерживают конкуренции с авиалайнерами, а на малых - с автомобилями.
ОСОБЕННОСТИ АВИАЦИОННО-КОСМИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
Производственное оборудование авиационно-космической промышленности соответствует сложности ее продукции. В ней широко применяются и новейшие станки, и ручной труд искусных мастеров. Многим узлам ракет и космической техники необходима прецизионная обработка, они должны функционировать даже более надежно, чем самолетные изделия; производственные площади таких предприятий похожи скорее на лаборатории, нежели на заводские цеха. Напротив, производству личных самолетов до сих пор присущи те же способы работы с листовым металлом, что применялись в самолетостроении 1930-х годов. Научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы предшествуют выпуску всех новых типов продукции авиационно-космической промышленности, кроме малых самолетов гражданской авиации (их производство часто заимствует результаты изысканий из других областей техники). Для успеха фирмы на рынке авиационно-космической техники необходимы определенные условия, а именно: 1) техническая компетенция и постоянство кадрового состава; 2) достаточный опыт выпуска продукции по своим конструкторским разработкам; 3) умелая организация сбыта готовых изделий; 4) диверсификация производства; 5) эффективность затрат; 6) устойчивость финансового положения. Перспективными для долгосрочного развития промышленности представляются авиалайнеры и космическая техника. Сокращение рынка вооружений, похоже, может быть скомпенсировано объемом продаж на других секторах рынка, достаточных для получения приемлемых прибылей. По темпам развития авиационно-космическая промышленность превзошла другие отрасли и приобрела определяющее значение для современной цивилизации.
См. также
АЭРОКОСМИЧЕСКИХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ КОНСТРУИРОВАНИЕ;
АВИАЦИОННАЯ СИЛОВАЯ УСТАНОВКА;
АВИАЦИОННО-КОСМИЧЕСКИЕ КОНСТРУКЦИИ;
КОСМОСА ИССЛЕДОВАНИЕ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ;
КОСМИЧЕСКИЙ КОРАБЛЬ "ШАТТЛ".
ЛИТЕРАТУРА
Гиммельфарб А.Д. Основы конструирования в самолетостроении. М., 1980 Технология самолетостроения. М., 1982 Гэтланд К. и др. Космическая техника: иллюстрированная энциклопедия. М., 1985 Глушко В.П. Развитие ракетостроения и космонавтики в СССР. М., 1987 Свищев Г.П. Авиация: энциклопедия. М., 1994
Здесь рассматриваются основные (силовые) элементы конструкций самолетов и воздушно-космических летательных аппаратов, современные материалы и важные конструктивные особенности авиационно-космической техники.
ОСНОВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКТИВНЫХ СХЕМ САМОЛЕТОВ
Аэродинамические характеристики. Элементы конструкции самолета должны обладать высокой прочностью, так как они подвержены воздействию больших нагрузок при полете, посадке и движении самолета по земле. В то время как форма стационарных наземных сооружений, например зданий или мостов, может быть определена конструктором из соображений прочности и экономичности, конструкция самолета должна, кроме того, удовлетворять ряду жестких дополнительных требований, в частности аэродинамических. Например, крыло должно выдерживать изгибающие и крутящие силы и моменты, возникающие в результате нестационарного силового воздействия воздушного потока на поверхность крыла. Наиболее эффективно такие нагрузки выдерживает жестко заделанная балка, однако такая конструкция непригодна с точки зрения аэродинамики, согласно которой поперечные сечения крыла должны быть тонкими, хорошо обтекаемыми профилями. Этот пример иллюстрирует важную особенность авиационных конструкций, при проектировании которых наряду с выполнением требований прочности необходимо обеспечивать высокие аэродинамические характеристики.
Весовые характеристики. Второй характерной особенностью авиационно-космических конструкций является стремление снизить их вес до минимально возможного. В противном случае самолет или ракета не сможет взлететь или взять на борт необходимый полезный груз. По этой причине проектирование и расчет авиационно-космических конструкций проводят с такой точностью, что допускается только тот вес, который совершенно необходим для прочности. Столь малый вес конструкции может быть достигнут только в результате использования тонких и удлиненных конструктивных элементов из высокопрочных материалов.
Конструктивные соображения. Таким образом, две основные особенности, которые отличают авиационные конструкции от наземных инженерных сооружений, - это влияние аэродинамических нагрузок на форму конструкции и использование исключительно легких удлиненных и тонкостенных элементов из высокопрочных материалов. На различных этапах развития авиации предлагались различные конструктивные решения для самолетов. Существует очевидная связь между оптимальной конструкцией самолета и его скоростью. Интересно отметить, что некоторые конструктивные решения, принятые на ранней стадии развития авиации, оказались приемлемыми и для современных самолетов, летающих в том же диапазоне скоростей. Так, сварной фюзеляж из стальных трубок во время Первой мировой войны был новинкой, позволившей улучшить характеристики истребителей и увеличить скорости их полета до 160 км/ч. Подобные конструкции стали совершенно непригодными для истребителей времен Второй мировой войны, которые летали со скоростями около 640 км/ч. С другой стороны, спортивные самолеты и самолеты для личного пользования, появившиеся намного позднее, редко развивают скорость больше 160 км/ч, и в конструкциях их фюзеляжей успешно применяются свариваемые металлические трубки.
АВИАЦИЯ ДО ПЕРВОЙ МИРОВОЙ ВОЙНЫ
На протяжении первых десятилетий развития авиации конструкторы пытались оптимизировать конструкцию самолета путем экспериментирования с различными вариантами и схемами. Оказалось, что многие конструктивные схемы, которые предлагались в заявках на изобретения в 1930-х годах, имели свои прототипы, которые уже предлагались в начале этого столетия, но были отвергнуты и с течением времени забыты. Одна существенная особенность, общая для всех самолетов, построенных до Первой мировой войны, заключалась в том, что на них применялись исключительно тонкие крылья. Тогда считалось, что требуемая подъемная сила может быть достигнута только на очень тонких, плоских или слегка изогнутых аэродинамических поверхностях. Такое тонкое крыло, подобное тонкой пластине, изгибается даже под действием небольшой нагрузки. Для того чтобы обеспечить требуемые жесткость и прочность, крыло подкреплялось наружными расчалками.
Расчалочный моноплан. На раннем этапе развития авиации успешно использовались две компоновочные схемы самолетов - расчалочный моноплан (рис. 1,а) и биплан (рис. 2). Примерами монопланов являются самолеты конструкции Альберто Сантоса-Дюмона и Луи Блерио. Бипланы конструировали братья Райт. Простой анализ равновесия сил и моментов показывает, каким образом внешние расчалки и распорки усиливают прочность конструкции. На рис. 1,б видно, что вес G самолета уравновешен подъемной силой Y, возникающей при обтекании крыла воздушным потоком. Подъемная сила приложена на расстоянии d от центра тяжести и создает момент Yd. Этот момент должен быть уравновешен моментом сил реакции, поскольку система крыло - расчалка находится в равновесии, как показано на рис. 1,б. Под действием подъемной силы нижняя расчалка натягивается, а верхняя - ослабляется. Следовательно, в полете верхняя расчалка не передает никаких усилий на фюзеляж, и силы реакции будут возникать только в месте соединения крыла с нижней расчалкой. Это силы H на рис. 1,б. Их величина может быть вычислена из условия равновесия для моментов:
Из этого простого алгебраического уравнения находим величину горизонтальной силы реакции H:
Формула (2) показывает, что горизонтальная сила реакции тем меньше, чем больше расстояние h между крылом и местом крепления нижней расчалки к фюзеляжу. Когда самолет приземляется или движется по полосе, подъемная сила на крыле небольшая, так как она пропорциональна квадрату скорости. В таких условиях часть веса крыла должна удерживаться верхней расчалкой, а нижняя расчалка при этом разгружается. По этой причине верхняя расчалка называется "посадочной", или обратной, а нижняя - "полетной", или несущей. Тонкое крыло не способно выдерживать большие нагрузки. Поэтому необходимо увеличивать расстояние h, т.е. крепить несущую расчалку вблизи шасси, а верхнюю - к пилону, который в этих целях размещают над фюзеляжем.
Рис. 1. СХЕМА РАСЧАЛОЧНОГО МОНОПЛАНА. а - конструкция моноплана - вид спереди: l - размах крыла, В - нижняя (несущая) расчалка, С - верхняя (обратная) расчалка; б - схема действующих сил: Y - подъемная сила крыла, G - сила веса, уравновешиваемая подъемной силой, Н - силы реакции, h - расстояние между крылом и местом крепления нижней расчалки к фюзеляжу, d - плечо подъемной силы.
Расчалочный биплан. Для увеличения вертикальных расстояний при креплении расчалок была предложена конструкция биплана (рис. 2). Расстояние между верхним и нижним крыльями биплана соответствует расстоянию h, рассмотренному выше в связи с конструкцией моноплана, тогда как в качестве d принимается расстояние между распоркой и фюзеляжем. Уравнения (1) и (2) применимы к биплану, который позволяет увеличить высоту h по сравнению с монопланом.
Рис. 2. СХЕМА РАСЧАЛОЧНОГО БИПЛАНА. l - размах крыла; h - расстояние между крыльями; d - расстояние от распорки до фюзеляжа. Расчаливание осуществляют перекрещенные тросы.
Авиационные материалы. В конструкциях первых самолетов применялись в основном прочные породы дерева, такие, как ель и бамбук. Существовало мнение, что тяжелые материалы, вроде металлов, непригодны для изготовления авиационных конструкций. Сталь использовалась для расчалок. Древесина, несомненно, превосходный конструкционный материал, успешно воспринимающий изгибающие нагрузки при небольшом собственном весе. При этом внешние обводы крыла и фюзеляжа получали путем натягивания полотна на деревянный каркас.
Проблема лобового сопротивления. Главным недостатком расчалочных конструкций является большое лобовое сопротивление (сила сопротивления поступательному движению аппарата в воздухе) вследствие наличия множества вспомогательных элементов конструкции, таких, как расчалки, распорки, колеса шасси, валы и амортизаторы посадочного устройства, которые подвергаются воздействию воздушного потока. Такой самолет мог развить относительно небольшую максимальную скорость (мировой рекорд скорости полета в 1910 составлял лишь 106 км/ч).
КАРКАСНЫЕ КОНСТРУКЦИИ
Для увеличения скорости самолета пришлось кардинальным образом изменить его конструкцию - перейти к каркасным конструкциям. Основой каркасного самолета является его фюзеляж, в который заключены кабина экипажа, пассажирский салон и грузовые отсеки. На фюзеляж передаются также большие нагрузки, которые действуют на хвостовое оперение самолета при совершении быстрого маневра. Силовой набор каркасной конструкции, показанной на рис. 3,а, обладает малым весом и в то же время способен выдержать значительные нагрузки.
Рис. 3. ФЮЗЕЛЯЖ КАРКАСНОГО ТИПА. а - силовой набор; б - поперечное сечение каркаса, заключенного в обтекатель. Справа показаны детали отдельных узлов. В - шпангоут; С - стрингеры; D - внешняя обшивка; Е - силовая труба фюзеляжа; F - стыковочная струбцина; G - стыковочный болт; Н - короткая трубка; I - сварные соединения.
Сварные фюзеляжи из стальных трубок. Некоторые первые самолеты имели каркасные фюзеляжи, собранные из еловых или бамбуковых брусков, скрепленных стальной проволокой. Однако такие конструкции были недостаточно прочны; существенным продвижением вперед явилась сварная конструкция фюзеляжа из стальных трубок, предложенная в годы Первой мировой войны А.Фоккером. Фоккер использовал для самолетных конструкций мягкую сталь с содержанием углерода менее 0,12%, так как изготовленные из нее элементы легко свариваются друг с другом. Вначале такой тип фюзеляжа считали ненадежным, но постепенно он нашел широкое применение, а с появлением высокопрочных хромомолибденовых трубок удалось существенно снизить вес фюзеляжа.
Фюзеляжи с разъемными соединениями элементов. Совершенно другие авиационные конструкции разрабатывались в Англии, где считали сварку ненадежным способом соединения и отдельные элементы каркаса соединяли с помощью механических, часто весьма искусных разъемов. Отказ от сварки открыл англичанам широкие возможности применения алюминиевых сплавов и высоколегированных сталей, которые не поддавались сварке. Эти высокопрочные материалы позволили снизить вес конструкции самолета, несмотря на дополнительный вес соединений. Главным недостатком фюзеляжа с разъемными соединениями элементов была высокая стоимость изготовления, даже если самолеты выпускались большими сериями. Производство сварных фюзеляжей из стальных трубок обходилось намного дешевле.
Обшивка. Чтобы создать комфортные условия для пассажиров, каркас необходимо покрыть обшивкой. Более того, еще в начале века было установлено, что для повышения скорости и уменьшения сопротивления необходимо, чтобы наружная поверхность самолета была гладкой. Самой простой обшивкой было полотно, которое натягивалось на балочный каркас и затем покрывалось краской или лаком. Однако получаемая таким образом форма не имела плавных обводов: внешние элементы каркаса выпирали из-под обшивки. Очевидно, что при таких неуклюжих формах невозможно было добиться плавного обтекания с минимальным сопротивлением. Чтобы устранить этот недостаток, конструкторы скоростных самолетов начали применять каркасный фюзеляж из шпангоутов овальной формы, скрепленных с балками (лонжеронами) и продольными стрингерами, как показано на рис. 3,б. Эти шпангоуты и стрингеры придавали прямоугольному каркасу хорошо обтекаемую форму. Однако выступы по-прежнему выпирали из-под полотняной обшивки, и для их устранения конструкторы стали применять обшивку из тонкой фанеры.
Крылья биплана. Типичной схемой каркасных самолетов был биплан, который использовался почти повсеместно в годы Первой мировой войны. Ему отдавали предпочтение до середины 1930-х годов. Летчики-истребители отрицательно относились к монопланам, и их основной аргумент состоял в том, что биплан более маневрен. Действительно, биплан обладает хорошей маневренностью из-за небольшого размаха своих крыльев, вследствие чего вес самолета сосредоточен вблизи фюзеляжа. Авиационные инженеры формулируют это свойство иначе, говоря, что биплан обладает небольшим моментом инерции. Традиционная конструкция деревянного крыла биплана показана на рис. 4. Она содержит два главных несущих элемента - лонжероны крыла. Внешний обвод крыла формируется с помощью элементов, называемых нервюрами, и натянутой на них полотняной обшивки. Эта авиационная конструкция оставалась неизменной до 1920-х годов, когда авиационная промышленность Англии перешла на цельнометаллические конструкции. Теперь лонжероны начали изготавливать из полос высоколегированной стали, а нервюры - из стальных или алюминиевых пластин посредством штамповки нужных профилей. Лонжероны и нервюры собирались в ажурную конструкцию каркасного типа.
Рис. 4. ДВУХБАЛОЧНОЕ КРЫЛО биплана из древесины. А - главный лонжерон; В - задний лонжерон; С - нервюра; D - хорда.
Моноплан с высокорасположенным крылом. Монопланы с высокорасположенным крылом появились в 1930-х годах и быстро стали популярными в качестве двухместных самолетов для личного пользования и учебно-тренировочных самолетов взамен бипланной схемы. Даже после Второй мировой войны многие самолеты этого типа имели расчалки. Такой моноплан значительно отличался от своего предшественника. Его намного более толстое крыло расположено над фюзеляжем, и вместо расчалок применены стойки. Стойки могут воспринимать большие усилия как сжатия, так и растяжения, и одна стойка заменяет пару расчалок. Такой самолет не содержит ряда элементов конструкции расчалочного моноплана и имеет значительно меньшее лобовое сопротивление (рис. 5).
Рис. 5. САМОЛЕТ ЛИЧНОГО ПОЛЬЗОВАНИЯ. Мощное высокорасположенное крыло подкреплено стойками.
Свободнонесущий моноплан. Важным шагом вперед по сравнению с бипланом стала схема свободнонесущего моноплана, нашедшая широкое применение в 1920-х годах в самолетах Фоккера. На рис. 6 показана принципиальная схема фоккеровского высокоплана, на котором были установлены многие рекорды на дальность полета. Применительно к этой схеме обратимся еще раз к уравнению (1), выражающему равенство моментов. Теперь силы H - это силы растяжения или сжатия, действующие на фланцы лонжерона, и h - расстояние между фланцами. Нагрузку на фланец можно уменьшить, увеличив расстояние между фланцами, для чего необходимо увеличить толщину сечения крыла. Конструкция крыла Фоккера с относительной толщиной (отношение максимальной толщины профиля к хорде крыла) 20% обладает хорошими аэродинамическими характеристиками.
Рис. 6. КОМПОНОВКА СВОБОДНОНЕСУЩЕГО ВЫСОКОПЛАНА. l - размах крыла; G - сила веса; Y - подъемная сила крыла; Н - пара сил; h - расстояние между фланцами крыла; d - плечо подъемной силы.
Свободнонесущее крыло конструкции Фоккера имело деревянные лонжероны и нервюры и обшивку из фанеры. Очень прочное и жесткое, оно все же было несколько тяжелее других аналогичных конструкций. В ряде стран, например в Англии, Италии и Советским Союзе, были созданы металлические свободнонесущие крылья со стальными и алюминиевыми лонжеронами и нервюрами и полотняной обшивкой. В дальнейшем применение металлической обшивки позволило существенно повысить прочность крыла. Такое крыло обычно называют крылом с работающей обшивкой. Методы изготовления и сборки, а также расчет таких конструкций существенно отличаются от методов, используемых для крыла каркасной конструкции.
МОНОКОКОВАЯ КОНСТРУКЦИЯ
Принцип монокока. С увеличением скоростей полета самолета все более важной становилась проблема уменьшения лобового сопротивления. Вполне естественным шагом при этом стала замена полотняной обшивки крыла металлической обшивкой, изготавливаемой из тонких листов алюминиевых сплавов. Металлическая обшивка позволила устранить прогибы между нервюрами и, следовательно, более точно воспроизвести формы, рекомендованные аэродинамиками на основе теоретических расчетов и экспериментальных исследований в аэродинамических трубах. Одновременно изменилась конструкция фюзеляжа. Прямоугольный силовой каркас был помещен внутрь оболочечной конструкции, составленной из легких шпангоутов и стрингеров; такая конструкция лучше удовлетворяла требованиям аэродинамики к форме фюзеляжа. На одномоторных самолетах переднюю часть фюзеляжа тоже стали обшивать листовым металлом, чтобы уменьшить вероятность возникновения пожара. Когда потребовалось улучшить гладкость поверхности, полотняную обшивку заменили фанерной или металлической по всей длине фюзеляжа, но такая обшивка стала чрезмерно дорогой и тяжелой. Было слишком расточительно так увеличивать вес конструкции и не использовать ее возросшие прочностные свойства для восприятия аэродинамических нагрузок. Следующий шаг был очевиден. Так как внешняя оболочка фюзеляжа стала достаточно прочной, появилась возможность убрать внутренний каркас. В этом состоит принцип монококовой конструкции. Монокок - это цельная оболочка, форма которой удовлетворяет требованиям аэродинамики и в то же время является достаточно прочной для того, чтобы воспринимать и передавать нагрузки, возникающие при полете, посадке и движении самолета по земле. Термин "монокок" - гибрид, составленный из греческого и французского слов и дословно переводимый как "цельная раковина". Этот термин применяют к крыльям и фюзеляжам, у которых обшивка является главным несущим элементом. Второе важное достоинство монококовой конструкции иллюстрирует рис. 7. Сечение каркасной конструкции, предназначенной для размещения внутри нее двух человек, имеет прямоугольную форму, изображенную сплошной линией. Внешняя оболочка фюзеляжа с полотняной обшивкой показана штриховой линией. Внешний обвод монококового фюзеляжа, в котором помещаются два человека, представлен штрих-пунктирной линией. С помощью планиметра легко установить, что площадь поперечного сечения монококовой конструкции на 33% меньше, чем для хорошо обтекаемого каркасного фюзеляжа. При прочих равных условиях сопротивление фюзеляжа пропорционально площади его поперечного сечения. Следовательно, монококовая конструкция, в первом приближении, позволяет уменьшить сопротивление на 33% только за счет меньшей площади поперечного сечения по сравнению с каркасной конструкцией. К тому же появляется выигрыш в подъемной силе вследствие лучшего обтекания и гладкости поверхности. Однако каркасные конструкции из-за меньшей стоимости их производства и относительно меньшего веса продолжали использовать для тихоходных самолетов даже после Второй мировой войны. Монококовые конструкции применяли на самолетах, летающих со скоростями более 320 км/ч.
Рис. 7. СРАВНЕНИЕ КАРКАСНОГО ФЮЗЕЛЯЖА С МОНОКОКОВЫМ. Два человека размещаются внутри каркасной конструкции А, заключенной в обтекаемый фюзеляж В. Монококовый фюзеляж С имеет меньшую площадь поперечного сечения.
Тонкостенные монококи. Типичный тонкостенный монокок для транспортного самолета изготавливают обычно из тонких пластин алюминиевого сплава, которым придают форму, согласующуюся с требованиями аэродинамики. Эту оболочку подкрепляют поперечными силовыми элементами - шпангоутами, и продольными силовыми элементами - лонжеронами или стрингерами. (Эти термины относятся к конструкции фюзеляжа. В конструкции крыла продольные силовые элементы - стрингеры, а поперечные - нервюры.) На рис. 8 показано, как устроен типичный монококовый фюзеляж. (Эту конструкцию сейчас принято называть "полумонокок" или "усиленный монокок", тогда как термин "чистый монокок" или просто "монокок" используют для внешних оболочек, имеющих минимум подкрепляющих элементов или не имеющих их вовсе.)
Рис. 8. УСИЛЕННЫЙ МОНОКОКОВЫЙ ФЮЗЕЛЯЖ, тонкая оболочка которого подкрепляется силовыми элементами. А - лонжероны; В - стрингеры; С - шпангоуты; D - внешняя оболочка.
Вследствие больших размеров фюзеляжа и сравнительно небольших аэродинамических нагрузок оболочку монокока делают очень тонкой (обычно от 0,5 до 1,5 мм). Такая тонкая оболочка сохраняет свою форму, если на нее действуют силы растяжения, но она коробится под действием сил сжатия или срезывающих усилий. На рис. 9 показано действие сил сжатия на металлическую пластину прямоугольной формы. Такие силы сжатия испытывают, например, металлические панели, ограниченные по краям стрингерами, на верхней части фюзеляжа, когда аэродинамические силы, действующие на хвостовое оперение самолета, направлены вверх.
Рис. 9. ТОНКАЯ МЕТАЛЛИЧЕСКАЯ ПЛАСТИНА коробится под действием сил сжатия. А - сжимающая нагрузка; В - боковая опора; С - тонкая металлическая пластина; D - станина; Е - выпучивание поверхности назад; F - выпучивание поверхности вперед.
Согласно законам механики твердого тела, критическое напряжение (т.е. нагрузка на единицу площади), при котором плоская пластина начинает коробиться, можно вычислить по формуле
где fкр - критическое напряжение, вызывающее коробление пластины, Е - модуль упругости материала, t - толщина и b - ширина пластины между опорами (в реальной конструкции это расстояние между стрингерами). Например, если панель толщиной 0,5 мм и шириной 150 мм изготовлена из алюминиевого сплава, то ее модуль упругости равен приблизительно 70 000 МПа. Подставляя эти значения в формулу (3), получим, что величина критического напряжения, при котором наступает коробление обшивки, составляет 2,8 МПа. Это значительно меньше предела текучести (280 МПа) и предела прочности (440 МПа) материала. Материал монокока будет использоваться неэффективно, если коробление означает утрату способности пластины выдерживать нагрузку. К счастью, это не так. Испытания, проведенные Национальным институтом стандартов и технологии США, показали, что нагрузки, действующие на край панели, могут значительно превышать величину критической нагрузки, соответствующей началу коробления, поскольку нагрузка, приложенная к панели, почти полностью воспринимается полосками материала у ее краев. Общая ширина этих полосок была названа Т. фон Карманом "эффективной шириной" пластины. Согласно его теории, предельная нагрузка, испытываемая панелью в момент ее разрушения вследствие возникновения текучести материала вблизи зажатых кромок, может быть вычислена по формуле
Здесь P - суммарная нагрузка, действующая на панель в момент разрушения, t - толщина панели, E - модуль упругости и fтек - предел текучести материала (напряжение, при котором деформация начинает увеличиваться без дальнейшего увеличения нагрузки). Расчеты по формулам (3) и (4) показывают, что критическая нагрузка, вызывающая коробление, примерно на порядок меньше предельной нагрузки, вызывающей разрушение. Этот вывод необходимо учитывать при проектировании самолета. Использование тонких пластин в закритическом для коробления состоянии является одной из главных отличительных черт тонкостенных монококовых конструкций. Успехи в создании транспортных самолетов, бомбардировщиков и истребителей во время Второй мировой войны были бы невозможны без понимания того факта, что коробление тонкой пластины не вызывает ее разрушения. В более консервативных областях технической механики, таких, как проектирование мостов и зданий, коробление панелей не допускается. С другой стороны, тысячи самолетов летают, и при этом часть металлических пластин в их конструкциях работает в условиях коробления большую часть полетного времени. Правильно сконструированные панели, испытывающие коробление в полете, становятся абсолютно гладкими, как только самолет совершит посадку и исчезнут аэродинамические нагрузки, действующие на конструкцию в полете.
Тонкостенная балка. Другой вид коробления относится к тонкостенной балке - важному элементу авиационных конструкций. Концепция тонкостенной балки разъясняется на рис. 10. При действии силы W на свободный конец тонкостенной балки ее верхний фланец будет подвергаться воздействию растягивающих усилий, а нижний - воздействию сжимающих усилий. Величину сил, действующих на фланцы, можно вычислить из условия статического равновесия. Срезывающее усилие, создаваемое силой W, передается по тонкой стенке балки. Такая тонкая пластина теряет устойчивость и начинает коробиться при довольно небольшой нагрузке. На ней образуются диагональные складки, т.е. конфигурация ее коробления существенно отличается от полусферических выпуклостей, появляющихся при короблении поверхности пластины вследствие ее сжатия.
Рис. 10. ВЛИЯНИЕ НАГРУЗКИ, приложенной к свободному концу тонкостенной балки. (А - А) - поперечное сечение; W - нагрузка; Е - тонкая металлическая стенка; F - направление складок; В - верхний фланец; С - нижний фланец; D - вертикальная стойка; G - заклепки.
Г.Вагнер разработал практический метод расчета напряжений в тонкостенной балке в условиях образования складок на стенках и доказал экспериментально, что можно спроектировать тонкостенную балку, которая не разрушается при действии полетных нагрузок, в 100 раз превышающих нагрузки, при которых начинается коробление тонкой стенки. Деформации остаются упругими, и складки исчезают полностью при снятии нагрузки. Вследствие изгиба всей конструкции под действием нагрузки, показанной на рис. 10, верхний фланец балки растягивается, а нижний - сжимается. При появлении складок тонкая стенка работает как совокупность большого числа диагональных расчалок, которые принимают на себя срезывающие усилия подобно внешним расчалкам крыла расчалочного моноплана (рис. 1). Назначение вертикальных стоек - сохранить расстояние между фланцами балки. В 1930-х годах концепция тонкостенной балки стала повсеместно использоваться в авиастроении при конструировании тонкостенных монококов, в частности, для лонжеронов крыла со стенками, воспринимающими срезывающие усилия. Компоновка конструктивных элементов в тонкостенных монококах. Идеальный тонкостенный монококовый фюзеляж состоит из тонких пластин, подкрепленных большим числом более или менее равномерно распределенных стрингеров и шпангоутов, как показано на рис. 8. Однако в самом фюзеляже приходится делать вырезы, в которых размещаются иллюминаторы и двери на пассажирских самолетах или пушечные турели и люки для бомбометания на военных самолетах. В случае больших отверстий, как, например, на тяжелых самолетах, предназначенных для перевозки полностью снаряженной гусеничной техники, или на торпедоносцах, которые несут внутри фюзеляжа большие торпеды, концентрация напряжений около вырезов становится серьезной проблемой. Часто края таких вырезов усиливают с помощью прочных лонжеронов. На некоторых самолетах в фюзеляжах приходится предусматривать столь большое число вырезов, что конструктор предпочитает использовать несущие свойства четырех главных лонжеронов и применяет короткие стрингеры только как вспомогательные силовые элементы, так как разрезанный силовой элемент не способен передавать нагрузку. Вследствие того что нагрузки воздействуют в основном на четыре главных элемента конструкции, такой тип фюзеляжа является фактически промежуточным между каркасной конструкцией и усиленным монококом. Его можно рассматривать как частично усиленный монокок. Такие монококи чаще применяют для крыльев, чем для фюзеляжей, поскольку в крыльях самолета приходится размещать убирающиеся элементы шасси, баки с топливом, двигатели, убирающиеся закрылки, элероны, пулеметы, пушки и многочисленные второстепенные детали. Наиболее серьезные проблемы, обусловленные нарушением целостности усиленной монококовой конструкции, связаны с размещением шасси и топливных баков, потому что эти агрегаты находятся вблизи корневой части крыла, где конструкция должна быть наиболее прочной. Кроме того, на многих компоновках не допускается прохождение крыла сквозь фюзеляж, поскольку это пространство необходимо для размещения экипажа, пассажиров или двигателей. Поэтому в конструкции крыла применяют два прочных лонжерона, как это делается на моноплане с высокорасположенным крылом. Пространство между двумя лонжеронами можно использовать для размещения вышеупомянутых агрегатов и узлов. На участках крыла, не имеющих прорезей, обшивка подкрепляется стрингерами, которые способствуют дополнительному увеличению прочности крыла. Тем не менее, основную часть нагрузки берут на себя два главных лонжерона. Чисто монококовую конструкцию имеют внешние консоли крыла (рис. 11). Нагрузки воспринимаются обшивкой и продольными силовыми элементами консоли. Различие между вертикальной стенкой и лонжероном заключается в том, что у стенки стыковочный элемент имеет ту же форму, что и остальные стрингеры, тогда как лонжерон крепится с помощью более массивных фланцев.
Рис. 11. СИЛОВЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ КРЫЛА. Чисто монококовая конструкция (вверху слева и внизу) превращена в частичный монокок посредством добавления более прочных силовых элементов (вверху справа). А - стыковочная полка; В - стрингер; С - стенка, работающая на срез; D - тонкая металлическая обшивка; Е - стенка лонжерона; F- фланцы лонжерона.
Концепция толстостенной монококовой конструкции. В годы Второй мировой войны скорость опытных самолетов стала приближаться к скорости звука, и тонкостенные монококовые конструкции перестали удовлетворять возросшим требованиям. Одним из факторов, способствовавших повышению скоростей полета, явилось создание т.н. ламинарных профилей крыла, которые имели очень низкое сопротивление. Однако преимущества ламинарных крыльев могли быть реализованы только при условии точного соблюдения требуемой формы поверхности крыла, и малейшие нарушения гладкости поверхности (выступающие заклепки или углубления для потайных заклепок) сводили к нулю все преимущества ламинарного профиля. По этой причине тонкостенные усиленные монококи оказались непригодными для создания крыла с ламинарным обтеканием для высокоскоростных самолетов. Другим фактором, требующим точного соблюдения формы крыла и фюзеляжа высокоскоростных самолетов, является неустойчивость трансзвукового потока. В трансзвуковых течениях очень небольшие изменения формы обтекаемой поверхности могут вызвать полное изменение картины обтекания и появление скачков уплотнения, которые приводят к резкому возрастанию силы сопротивления
АВИАЦИОННЫЕ БОРТОВЫЕ ПРИБОРЫ - приборное оборудование, помогающее летчику вести самолет. В зависимости от назначения авиационные бортовые приборы делятся на пилотажно-навигационные, приборы контроля работы авиадвигателей и сигнализационные устройства. Навигационные системы и автоматы освобождают пилота от необходимости непрерывно следить за показаниями приборов. В группу пилотажно-навигационных приборов входят указатели скорости, высотомеры, вариометры, авиагоризонты, компасы и указатели положений самолета. К приборам, контролирующим работу авиадвигателей, относятся тахометры, манометры, термометры, топливомеры и т.п. В современных бортовых приборах все больше информации выносится на общий индикатор. Комбинированный (многофункциональный) индикатор дает возможность пилоту одним взглядом охватывать все объединенные в нем индикаторы. Успехи электроники и компьютерной техники позволили достичь большей интеграции в конструкции приборной доски кабины экипажа и в авиационной электронике. Полностью интегрированные цифровые системы управления полетом и ЭЛТ-индикаторы дают пилоту лучшее представление о пространственном положении и местоположении самолета, чем это было возможно ранее.
ПАНЕЛЬ УПРАВЛЕНИЯ современного авиалайнера более просторна и менее загромождена, чем на авиалайнерах прежних моделей. Органы управления расположены непосредственно "под рукой" и "под ногой" пилота.
Новый тип комбинированной индикации - проекционный - дает пилоту возможность проецировать показания приборов на лобовое стекло самолета, тем самым совмещая их с панорамой внешнего вида. Такая система индикации применяется не только на военных, но и на некоторых гражданских самолетах.
ПИЛОТАЖНО-НАВИГАЦИОННЫЕ ПРИБОРЫ
Совокупность пилотажно-навигационных приборов дает характеристику состояния самолета и необходимых воздействий на управляющие органы. К таким приборам относятся указатели высоты, горизонтального положения, воздушной скорости, вертикальной скорости и высотомер. Для большей простоты пользования приборы сгруппированы Т-образно. Ниже мы кратко остановимся на каждом из основных приборов.
Указатель пространственного положения. Указатель пространственного положения представляет собой гироскопический прибор, который дает пилоту картину внешнего мира в качестве опорной системы координат. На указателе пространственного положения имеется линия искусственного горизонта. Символ самолета меняет положение относительно этой линии в зависимости от того, как сам самолет меняет положение относительно реального горизонта. В командном авиагоризонте обычный указатель пространственного положения объединен с командно-пилотажным прибором. Командный авиагоризонт показывает пространственное положение самолета, углы тангажа и крена, путевую скорость, отклонение скорости (истинной от "опорной" воздушной, которая задается вручную или вычисляется компьютером управления полетом) и представляет некоторую навигационную информацию. В современных самолетах командный авиагоризонт является частью системы пилотажно-навигационных приборов, которая состоит из двух пар цветных электронно-лучевых трубок - по две ЭЛТ для каждого пилота. Одна ЭЛТ представляет собой командный авиагоризонт, а другая - плановый навигационный прибор (см. ниже). На экраны ЭЛТ выводится информация о пространственном положении и местоположении самолета во всех фазах полета.
КОМАНДНЫЙ АВИАГОРИЗОНТ показывает пилоту пространственное положение самолета относительно внешнего мира.
Плановый навигационный прибор. Плановый навигационный прибор (ПНП) показывает курс, отклонение от заданного курса, пеленг радионавигационной станции и расстояние до этой станции. ПНП представляет собой комбинированный индикатор, в котором объединены функции четырех индикаторов - курсоуказателя, радиомагнитного индикатора, индикаторов пеленга и дальности. Электронный ПНП с встроенным индикатором карты дает цветное изображение карты с индикацией истинного местоположения самолета относительно аэропортов и наземных радионавигационных средств. Индикация направления полета, вычисления поворота и желательного пути полета предоставляют возможность судить о соотношении между истинным местоположением самолета и желаемым. Это позволяет пилоту быстро и точно корректировать путь полета. Пилот может также выводить на карту данные о преобладающих погодных условиях.
ПЛАНОВЫЙ НАВИГАЦИОННЫЙ ПРИБОР, цветной индикатор информации о курсе самолета, отклонении от заданного курса, пеленге и дальности радиомаяка.
Указатель воздушной скорости. При движении самолета в атмосфере встречный поток воздуха создает скоростной напор в трубке Пито, закрепленной на фюзеляже или на крыле. Воздушная скорость измеряется путем сравнения скоростного (динамического) напора со статическим давлением. Под действием разности динамического и статического давлений прогибается упругая мембрана, с которой связана стрелка, показывающая по шкале воздушную скорость в километрах в час. Указатель воздушной скорости показывает также эволютивную скорость, число Маха и максимальную эксплуатационную скорость. На центральной панели расположен резервный пневмоуказатель воздушной скорости.
Вариометр. Вариометр необходим для поддержания постоянной скорости подъема или снижения. Как и высотомер, вариометр представляет собой, в сущности, барометр. Он указывает скорость изменения высоты, измеряя статическое давление. Имеются также электронные вариометры. Вертикальная скорость указывается в метрах в минуту.
Высотомер. Высотомер определяет высоту над уровнем моря по зависимости атмосферного давления от высоты. Это, в сущности, барометр, проградуированный не в единицах давления, а в метрах. Данные высотомера могут представляться разными способами - с помощью стрелок, комбинаций счетчиков, барабанов и стрелок, посредством электронных приборов, получающих сигналы датчиков давления воздуха. См. также БАРОМЕТР.
НАВИГАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ И АВТОМАТЫ
На самолетах устанавливаются различные навигационные автоматы и системы, помогающие пилоту вести самолет по заданному маршруту и выполнять предпосадочное маневрирование. Некоторые такие системы полностью автономны; другие требуют радиосвязи с наземными средствами навигации.
Электронные навигационные системы. Существует ряд различных электронных систем воздушной навигации. Всенаправленные радиомаяки - это наземные радиопередатчики с радиусом действия до 150 км. Они обычно определяют воздушные трассы, обеспечивают наведение при заходе на посадку и служат ориентирами при заходе на посадку по приборам. Направление на всенаправленный радиомаяк определяет автоматический бортовой радиопеленгатор, выходная информация которого отображается стрелкой указателя пеленга. Основным международным средством радионавигации являются всенаправленные азимутальные радиомаяки УКВ-диапазона VOR; их радиус действия достигает 250 км. Такие радиомаяки используются для определения воздушной трассы и для предпосадочного маневрирования. Информация VOR отображается на ПНП и на индикаторах с вращающейся стрелкой. Дальномерное оборудование (DME) определяет дальность прямой видимости в пределах около 370 км от наземного радиомаяка. Информация представляется в цифровой форме. Для совместной работы с маяками VOR вместо ответчика DME обычно устанавливают наземное оборудование системы TACAN. Составная система VORTAC обеспечивает возможность определения азимута с помощью всенаправленного маяка VOR и дальности с помощью дальномерного канала TACAN. Система посадки по приборам - это система радиомаяков, обеспечивающая точное наведение самолета при окончательном заходе на посадочную полосу. Курсовые посадочные радиомаяки (радиус действия около 2 км) выводят самолет на среднюю линию посадочной полосы; глиссадные радиомаяки дают радиолуч, направленный под углом около 3° к посадочной полосе. Посадочный курс и угол глиссады представляются на командном авиагоризонте и ПНП. Индексы, расположенные сбоку и внизу на командном авиагоризонте, показывают отклонения от угла глиссады и средней линии посадочной полосы. Система управления полетом представляет информацию системы посадки по приборам посредством перекрестья на командном авиагоризонте. СВЧ-система обеспечения посадки - это точная система наведения при посадке, имеющая радиус действия не менее 37 км. Она может обеспечивать заход по ломаной траектории, по прямоугольной "коробочке" или по прямой (с курса), а также с увеличенным углом глиссады, заданным пилотом. Информация представляется так же, как и для системы посадки по приборам.
См. также АЭРОПОРТ; ВОЗДУШНЫМ ДВИЖЕНИЕМ УПРАВЛЕНИЕ. "Омега" и "Лоран" - радионавигационные системы, которые, используя сеть наземных радиомаяков, обеспечивают глобальную рабочую зону. Обе системы допускают полеты по любому маршруту, выбранному пилотом. "Лоран" применяется также при заходе на посадку без использования средств точного захода. Командный авиагоризонт, ПНП и другие приборы показывают местоположение самолета, маршрут и путевую скорость, а также курс, расстояние и расчетное время прибытия для выбранных путевых точек.
Инерциальные системы. Инерциальная навигационная система и инерциальная система отсчета являются полностью автономными. Но обе системы могут использовать внешние средства навигации для коррекции местоположения. Первая из них определяет и регистрирует изменения направления и скорости с помощью гироскопов и акселерометров. С момента взлета самолета датчики реагируют на его движения, и их сигналы преобразуются в информацию о местоположении. Во второй вместо механических гироскопов используются кольцевые лазерные. Кольцевой лазерный гироскоп представляет собой треугольный кольцевой лазерный резонатор с лазерным лучом, разделенным на два луча, которые распространяются по замкнутой траектории в противоположных направлениях. Угловое смещение приводит к возникновению разности их частот, которая измеряется и регистрируется. (Система реагирует на изменения ускорения силы тяжести и на вращение Земли.) Навигационные данные поступают на ПНП, а данные положения в пространстве - на командный авиагоризонт. Кроме того, данные передаются на систему FMS (см. ниже). См. также ГИРОСКОП; ИНЕРЦИАЛЬНАЯ НАВИГАЦИЯ. Система обработки и индикации пилотажных данных (FMS). Система FMS обеспечивает непрерывное представление траектории полета. Она вычисляет воздушные скорости, высоту, точки подъема и снижения, соответствующие наиболее экономному потреблению топлива. При этом система использует планы полета, хранящиеся в ее памяти, но позволяет также пилоту изменять их и вводить новые посредством компьютерного дисплея (FMC/CDU). Система FMS вырабатывает и выводит на дисплей летные, навигационные и режимные данные; она выдает также команды для автопилота и командного пилотажного прибора. В дополнение ко всему она обеспечивает непрерывную автоматическую навигацию с момента взлета до момента приземления. Данные системы FMS представляются на ПНП, командном авиагоризонте и компьютерном дисплее FMC/CDU.
ПРИБОРЫ КОНТРОЛЯ РАБОТЫ АВИАДВИГАТЕЛЕЙ
Индикаторы работы авиадвигателей сгруппированы в центре приборной доски. С их помощью пилот контролирует работу двигателей, а также (в режиме ручного управления полетом) изменяет их рабочие параметры. Для контроля и управления гидравлической, электрической, топливной системами и системой поддержания нормальных рабочих условий необходимы многочисленные индикаторы и органы управления. Индикаторы и органы управления, размещаемые либо на панели бортинженера, либо на навесной панели, часто располагают на мнемосхеме, соответствующей расположению исполнительных органов. Индикаторы мнемосхем показывают положение шасси, закрылков и предкрылков. Может указываться также положение элеронов, стабилизаторов и интерцепторов.
СИГНАЛИЗАЦИОННЫЕ УСТРОЙСТВА
В случае нарушений в работе двигателей или систем, неправильного задания конфигурации или рабочего режима самолета вырабатываются предупредительные, уведомительные или рекомендательные сообщения для экипажа. Для этого предусмотрены визуальные, звуковые и тактильные средства сигнализации. Современные бортовые системы позволяют уменьшить число раздражающих тревожных сигналов. Приоритетность последних определяется по степени неотложности. На электронных дисплеях высвечиваются текстовые сообщения в порядке и с выделением, соответствующими степени их важности. Предупредительные сообщения требуют немедленных корректирующих действий. Уведомительные - требуют лишь немедленного ознакомления, а корректирующих действий - в последующем. Рекомендательные сообщения содержат информацию, важную для экипажа. Предупредительные и уведомительные сообщения делаются обычно и в визуальной, и в звуковой форме. Системы предупредительной сигнализации предупреждают экипаж о нарушении нормальных условий эксплуатации самолета. Например, система предупреждения об угрозе срыва предупреждает экипаж о такой угрозе вибрацией обеих штурвальных колонок. Система предупреждения опасного сближения с землей дает речевые предупредительные сообщения. Система предупреждения о сдвиге ветра дает световой сигнал и речевое сообщение, когда на маршруте самолета встречается изменение скорости или направления ветра, способное вызвать резкое уменьшение воздушной скорости. Кроме того, на командном авиагоризонте высвечивается шкала тангажа, что позволяет пилоту быстрее определить оптимальный угол подъема для восстановления траектории.
ОСНОВНЫЕ ТЕНДЕНЦИИ
"Режим S" - предполагаемый канал обмена данными для службы управления воздушным движением - позволяет авиадиспетчерам передавать пилотам сообщения, выводимые на лобовое стекло самолета. Сигнализационная система предупреждения воздушных столкновений (TCAS) - это бортовая система, выдающая экипажу информацию о необходимых маневрах. Система TCAS информирует экипаж о других самолетах, появляющихся поблизости. Затем она выдает сообщение предупредительного приоритета с указанием маневров, необходимых для того, чтобы избежать столкновения. Глобальная система местоопределения (GPS) - военная спутниковая система навигации, рабочая зона которой охватывает весь земной шар, - теперь доступна и гражданским пользователям. К концу тысячелетия системы "Лоран", "Омега", VOR/DME и VORTAC практически полностью вытеснены спутниковыми системами. Монитор состояния (статуса) полета (FSM) - усовершенствованная комбинация существующих систем уведомления и предупреждения -помогает экипажу в нештатных летных ситуациях и при отказах систем. Монитор FSM собирает данные всех бортовых систем и выдает экипажу текстовые предписания для выполнения в аварийных ситуациях. Кроме того, он контролирует и оценивает эффективность принятых мер коррекции.
ЛИТЕРАТУРА
Духон Ю.И. и др. Справочник по связи и радиотехническому обеспечению полетов. М., 1979 Боднер В.А. Приборы первичной информации. М., 1981 Воробьев В.Г. Авиационные приборы и измерительные системы. М., 1981
прил.
1. соотн. с сущ. авиация I, связанный с ним
2. Свойственный авиации [авиация I], характерный для неё.
АВИАЦИО́ННЫЙ - прил., употр. сравн. часто
1. На авиационных заводах, предприятиях производят самолёты, вертолёты и т. д.
Работать на авиационном заводе.
2. Авиационные приборы устанавливаются на самолётах, вертолётах для управления полётом.
Авиационные приборы вышли из строя.
= авионика
3. Авиационная разведка - это наблюдение за противником при помощи самолёта или другого летательного аппарата.
4. Авиационный спорт включает в себя соревнования на скорость, дальность, высоту, продолжительность полётов на летательных аппаратах, по высшему пилотажу, моделированию летательных аппаратов, прыжкам с парашютом с летательных аппаратов и т. п.
Заниматься авиационным спортом.
5. Авиационная бомба предназначена для сбрасывания с самолёта на военного противника.
Мощная авиационная бомба.
АВИАЦИО́ННЫЙ, авиационная, авиационное. прил. к авиация. Авиационная база.
АВИАЦИО́ННЫЙ -ая, -ое. к Авиа́ция. А-ая промышленность. А-ые приборы. А-ая разведка (осуществляемая средствами авиации). А. спорт (совокупность авиамодельного, парашютного, планёрного, самолётного видов спорта).
авиацио́нный, авиацио́нная, авиацио́нное, авиацио́нные, авиацио́нного, авиацио́нной, авиацио́нных, авиацио́нному, авиацио́нным, авиацио́нную, авиацио́нною, авиацио́нными, авиацио́нном, авиацио́нен, авиацио́нна, авиацио́нно, авиацио́нны, авиацио́ннее, поавиацио́ннее, авиацио́нней, поавиацио́нней
АВИАЦИОННЫЙ ая, ое. aviation f. Отн. а авиации, связанный с ней. БАС-2. Война неизбежно задержит развитие авиационной техники. 1915. Федоров С войны 418. Ничего нет, кроме колоссального хаоса, хотя бы по моей авиационной части. янв. 1917. А. М. Романов - жене. // Звезда 2002 9 129. Сортимент - сосна, пихта авиационная, ель резонансная, даже кедр карандашный. М. Кураев Тихие беззлобные похороны. // Знамя 1998 9 8. ♦ Авиационный митинг. устар. Покупал за рубежом аэропланы, намереваясь усовершенствоваться в мастерстве и выступать на соревнованиях - "авиационных митингах". Родина 2004 8 11. - Лекс. БСЭ: авиационная промышленность; САН 1932: авиацио/нный.
Авиацио́нный спорт - собирательное название авиационных видов спорта. См. Авиамодельный спорт, Парашютный спорт, Планёрный спорт, Самолётный спорт.
* * *
АВИАЦИОННЫЙ СПОРТ - АВИАЦИО́ННЫЙ СПОРТ, собирательное название авиационных видов спорта. См. Авиамодельный спорт (см. АВИАМОДЕЛЬНЫЙ СПОРТ), Парашютный спорт (см. ПАРАШЮТНЫЙ СПОРТ), Планерный спорт (см. ПЛАНЕРНЫЙ СПОРТ), Самолетный спорт (см. САМОЛЕТНЫЙ СПОРТ).
АВИАЦИОННЫЙ СПОРТ - собирательное название авиационных видов спорта. См. Авиамодельный спорт, Парашютный спорт, Планерный спорт, Самолетный спорт.
АВИАЦИОННЫЙ СПОРТ, собирательное название авиационных видов спорта. Смотри Авиамодельный спорт, Парашютный спорт, Планерный спорт, Самолетный спорт.
Авиацио́нный тра́нспорт - см. Транспорт.
* * *
АВИАЦИОННЫЙ ТРАНСПОРТ - АВИАЦИО́ННЫЙ ТРА́НСПОРТ, см. Транспорт (см. ТРАНСПОРТ (отрасль производства)).
Авиацио́нных материа́лов институ́т - Всероссийский научно-исследовательский (ВИАМ), создан в 1932 в Москве на базе отдела ЦАГИ. Исследования по материаловедению, разработка сталей, сплавов и других материалов.
* * *
АВИАЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ ИНСТИТУТ - АВИАЦИО́ННЫХ МАТЕРИА́ЛОВ ИНСТИТУ́Т научно-исследовательский (ИАМ), создан в 1932 в Москве на базе отдела ЦАГИ (см. АЭРОГИДРОДИНАМИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ) . Исследования по материаловедению, разработка сталей (см. СТАЛЬ), сплавов (см. СПЛАВЫ) и др. материалов.
АВИАЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ ИНСТИТУТ научно-исследовательский (ИАМ) - создан в 1932 в Москве на базе отдела ЦАГИ. Исследования по материаловедению, разработка сталей, сплавов и др. материалов.
I ж.
Теория и практика передвижения в околоземном воздушном пространстве на летательных аппаратах тяжелее воздуха (самолётах, вертолётах, планерах).
II ж.
Совокупность летательных аппаратов; воздушный флот.
АВИА́ЦИЯ - сущ., ж., употр. сравн. часто
Морфология: (нет) чего? авиа́ции, чему? авиа́ции, (вижу) что? авиа́цию, чем? авиа́цией, о чём? об авиа́ции
1. Гражданская авиация - это область народного хозяйства, связанная с перевозкой пассажиров и грузов, оказанием медицинской помощи населению, проведением спасательных работ, оказанием помощи во время стихийных бедствий и т. п. при помощи самолётов и вертолётов, а также сами эти самолёты и вертолёты.
Работать в гражданской авиации.
2. Большая авиация связана с использованием крупных самолётов, способных нести большую нагрузку, а в малой авиации используются лёгкие самолёты и вертолёты.
3. Санитарная авиация предназначена для оказания срочной медицинской помощи в тех областях, куда невозможно добраться другим транспортом.
4. Авиация в армии - это военно-воздушные силы (их летательные средства, техника, лётчики, технический персонал, аэродромы), предназначенные для участия в боевых действиях.
Военная, военно-транспортная авиация. | Истребительная, штурмовая авиация. | Активное применение авиации. | Наступление с поддержкой авиации. | Служить в авиации.
5. Авиация - это наука о летательных аппаратах, их передвижении в воздухе, а также их промышленное изготовление и испытательный процесс.
Историческое развитие авиации.
авиацио́нный прил.
АВИА́ЦИЯ, авиации, мн. нет, жен. (франц. aviation от лат. avis - птица). Передвижение по воздуху на летательных аппаратах тяжелее воздуха.
АВИА́ЦИЯ, -и, жен.
1. Теория и практика передвижения по воздуху на летательных аппаратах тяжелее воздуха.
2. Воздушные средства передвижения, воздушный флот. Гражданская а. Военная а.
| прил. авиационный, -ая, -ое.
Авиация
-и, только ед., ж.
1) Теория и практика передвижения в околоземном воздушном пространстве на летательных аппаратах тяжелее воздуха.
Зарождение авиации.
Развитие авиации.
2) Совокупность лететальных аппаратов; воздушный флот.
Гражданская авиация.
Военная авиация.
Сельскохозяйственная авиация.
Служить в авиации.
Родственные слова:
авиа́тор, авие́тка, авиа́тика, авиацио́нный, авиаприбо́р, авиашко́ла
Этимология:
От французского aviation (← лат. avis ‘птица’). Искусственное слово, придуманное Надаром и Лаланделем в 1863 г. В русском языке - с конца XIX в. В словарях - с начала XX в.
АВИА́ЦИЯ1́, -и, ж
Совокупность транспортных средств (летательных аппаратов), предназначенных для передвижения по воздуху;
Син.: воздушный флот.
… Она предлагает устроить сбор [средств] в пользу советской авиации и собранные деньги послать в адрес газеты «Правда» (В. Кав.).
АВИА́ЦИЯ2́, -и, ж
Область науки и техники, связанная с теорией и практикой передвижения в воздушном пространстве летательных аппаратов и на летательных аппаратах тяжелее воздуха.
Ведущий авиационный конструктор сказал: «Товарищ Сталин хорошо знает людей, работающих в авиации, подсказывает решение сложных технических проблем…» (А. Рыбаков).
АВИА́ЦИЯ -и; ж. [франц. aviation].
1. Теория и практика передвижения в воздушном пространстве на летательных аппаратах тяжелее воздуха. Развитие авиации.
2. Совокупность авиатранспортных средств (самолётов и вертолётов); воздушный флот. Гражданская, военная а. Уйти из авиации. Сельскохозяйственная и лесная а. (предназначенная для защиты растений и леса от вредителей и болезней, для борьбы с сорняками, лесными пожарами и т.п.). Санитарная а. (предназначенная для оказания экстренной медицинской помощи). Малая а. (лёгкие самолёты и вертолёты сельскохозяйственного, санитарного, экологического и т.п. назначения).
* * *
авиа́ция (франц. aviation, от лат. avis - птица), понятие, связанное с полётами в атмосфере аппаратов тяжелее воздуха. Авиацией называют также организацию (службу), использующую для полётов эти аппараты. Различают гражданскую авиацию и военную авиацию. Основа развития технических средств авиации - ряд научных дисциплин: аэродинамика, теория двигателей и др.; основы применения - самолётовождение, тактика военно-воздушных сил и др. Практически авиация стала развиваться в начале XX в. Первый успешный полёт самолёта американских механиков братьев У. и О. Райт с двигателем внутреннего сгорания - 17 декабря 1903. Вслед за этим в Европе, главным образом во Франции, строили самолёты А. Сантос-Дюмон, Ф. Фербер и др. В России в 1909-1914 появились самолёты с двигателями внутреннего сгорания Я. М. Гаккеля, Д. П. Григоровича, И. И. Сикорского и других российских конструкторов. С середины 20-х гг. в самолётостроении начали использовать дуралюмин (первые отечественные цельнометаллические самолёты построены А. Н. Туполевым в 1924-1925); к середине 30-х гг. произошёл окончательный переход от биплана к моноплану. В середине 30-х гг. появился реактивный двигатель; в СССР первый полёт на самолёте с жидкостным ракетным двигателем совершил Г. Я. Бахчиванджи в 1942. С начала 50-х гг. реактивные самолёты стали использовать и в гражданской авиации. (Ту-104, 1955), широко развивалось вертолётостроение, в ВВС появились сверхзвуковые самолёты. К началу 90-х гг. серийные самолёты достигли скорости 3000-3800 км/ч, потолка свыше 30 км и дальности до 15000 км.
* * *
АВИАЦИЯ - АВИА́ЦИЯ (франц. aviation, от лат. avis - птица), понятие, связанное с полетами в атмосфере аппаратов тяжелее воздуха. Авиацией называют также организацию (службу), использующую для полетов эти аппараты. Различают гражданскую авиацию (см. ГРАЖДАНСКАЯ АВИАЦИЯ) и военную авиацию. Основа развития технических средств авиации - ряд научных дисциплин: аэродинамика (см. АЭРОДИНАМИКА) , теория двигателей и др.; основы применения - самолетовождение, тактика военно-воздушных сил (см. ВОЕННО-ВОЗДУШНЫЕ СИЛЫ (ВВС)) и др. Практически авиация стала развиваться в нач. 20 в. Первый успешный полет самолета американских механиков братьев У. и О. Райт (см. РАЙТ (американские авиаконструкторы, братья)) с двигателем внутреннего сгорания (см. ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ) - 17 декабря 1903. Вслед за этим в Европе, главным образом во Франции, строят самолеты А. Сантос-Дюмон (см. САНТОС-ДЮМОН Альберто), Ф. Фербер и др. В России в 1909-1914 появились самолеты Я. М. Гаккеля (см. ГАККЕЛЬ Яков Модестович), Д. П. Григоровича (см. ГРИГОРОВИЧ Дмитрий Павлович), И. И. Сикорского (см. СИКОРСКИЙ Игорь Иванович) и др. С сер. 20-х гг. в самолетостроении начали использовать дуралюмин (см. ДУРАЛЮМИН) (первые советские цельнометаллические самолеты построены А. Н. Туполевым (см. ТУПОЛЕВ Андрей Николаевич) в 1924-1925); к сер. 30-х гг. произошел окончательный переход от биплана (см. БИПЛАН) к моноплану (см. МОНОПЛАН). В конце 1930-х гг. появился реактивный двигатель (см. РЕАКТИВНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ) в СССР. В 1942 был совершен первый полет на самолете с жидкостным ракетным двигателем (см. ЖИДКОСТНЫЙ РАКЕТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ). С начала 1950-х гг. реактивные самолеты стали использовать и в гражданской авиации (в СССР Ту-104 (см. ТУ (в авиации)) , 1955), широко развивалось вертолетостроение, в ВВС появились сверхзвуковые самолеты. К началу 1990-х гг. серийные самолеты достигли скорости 3000-3500 км/ч, потолка св. 30 км и дальности до 15 тыс км.
АВИАЦИЯ (франц. aviation - от лат. avis - птица), понятие, связанное с полетами в атмосфере аппаратов тяжелее воздуха. Авиацией называют также организацию (службу), использующую для полетов эти аппараты. Различают гражданскую авиацию и военную авиацию. Основа развития технических средств авиации - ряд научных дисциплин: аэродинамика, теория двигателей и др.; основы применения - самолетовождение, тактика военно-воздушных сил и др. Практически авиация стала развиваться в нач. 20 в. Первый успешный полет самолета американских механиков братьев У. и О. Райт с двигателем внутреннего сгорания - 17 декабря 1903. Вслед за этим в Европе, главным образом во Франции, строят самолеты А. Сантос-Дюмон, Ф. Фербер и др. В России в 1909-14 появились самолеты Я. М. Гаккеля, Д. П. Григоровича, И. И. Сикорского и др. С сер. 20-х гг. в самолетостроении начали использовать дуралюмин (первые советские цельнометаллические самолеты построены А. Н. Туполевым в 1924-25); к сер. 30-х гг. произошел окончательный переход от биплана к моноплану. В кон. 30-х гг. появился реактивный двигатель; в СССР первый полет на самолете с жидкостным ракетным двигателем - в 1942. С нач. 50-х гг. реактивные самолеты стали использовать и в гражданской авиации (в СССР Ту-104, 1955), широко развивалось вертолетостроение, в ВВС появились сверхзвуковые самолеты. К нач. 90-х гг. серийные самолеты достигли скорости 3000-3500 км/ч, потолка св. 30 км и дальности до 15 000 км.
-и, ж.
1. Теория и практика передвижения в околоземном воздушном пространстве на летательных аппаратах тяжелее воздуха.
Развитие авиации.
2. Совокупность летательных аппаратов; воздушный флот.
Гражданская авиация. Военная авиация.
[франц. aviation]
АВИАЦИЯ (франц. aviation, от латинского avis - птица), летание на аппаратах тяжелее воздуха в околоземном воздушном пространстве. В 60-е гг. 20 в. в А. применяют самолёты, вертолёты, планёры. Различают А. гражданскую, осуществляющую перевозки людей и грузов, и военную (см. Гражданская авиация, Военно-Воздушные силы). Гражданская А. включает: транспортную, санитарную, учебно-спортивную и специального назначения (сельскохозяйственную, аэрофотосъёмки, связи, геологической разведки, разведки рыбных промыслов и др.). Для обеспечения регулярного грузопассажирского движения по авиалиниям гражданская А. располагает: парком турбореактивных, турбовинтовых и винтомоторных самолётов и вертолётов; службами управления и радиотехническими, метеорологическими, светотехническими (наземными и бортовыми) средствами обеспечения полётов; аэродромами и аэропортами.
Начальный период развития А. Практически А. начала развиваться лишь в 20 в. Но мечта человека подняться в воздух существовала на протяжении многих веков и нашла своё выражение в сказках и легендах народов многих стран мира. Изображения крылатого человека встречаются в наскальных рисунках пещерных людей. Известен древнегреческий миф о Дедале и его сыне Икаре, поднявшихся к Солнцу на крыльях из птичьих перьев, скреплённых воском. В древности и в средние века в Китае и других странах для военных целей применялись воздушные змеи. Итальянский художник, учёный и инженер Леонардо да Винчи оставил эскизные наброски летательных аппаратов, приводимых в действие мускульной силой, вертолёта с механическим приводом, предложил идею парашюта. Великий русский учёный М. В. Ломоносов в 1754 построил модель вертолёта с пружинным заводом и практически доказал осуществимость полёта такого аппарата.
В конце 19 в. предпринимаются попытки создания безмоторных летатательных аппаратов тяжелее воздуха - планёров; производятся первые теоретические изыскания в этой области. Значительный вклад в теорию и практику летания внёс немецкий учёный О. Лилиенталь. С 1891 по 1896 он спроектировал, построил и облетал несколько планёров. Изобретение и быстрое развитие паровой машины в 19 в. привело к попыткам создания самолётов с паровым двигателем. В России морской офицер А. Ф. Можайский в 1881 получил патент на такой летательный аппарат, названный им воздухо-летательным снарядом (рис. 1). В 1885 его аппарат был построен, но потерпел аварию при взлёте. В 1894 в Англии конструктор Х. Максим построил гигантский самолёт с паровой машиной, также потерпевший аварию при взлёте. Французский изобретатель К. Адер пытался летать на аппарате с крылом, напоминавшим крыло летучей мыши. "Авьон" Адера пролетел (1897) несколько десятков м и разбился. Построить более или менее удачную конструкцию не удавалось из-за несовершенства двигателей: паровые машины были слишком тяжелы и не могли удовлетворить требованиям А.
Совершенствование двигателей внутреннего сгорания, нашедших широкое применение к концу 19 в. в первую очередь в автомобилях, сделало возможным создание лёгкого и в то же время достаточно мощного авиационого двигателя. Первыми поставили на самолёт двигатель внутреннего сгорания американские механики братья У. и О. Райт (рис. 2). 17 декабря 1903 состоялся первый успешный полёт их самолёта с двигателем, работавшим на керосине. Продолжая работать над своим самолётом, братья Райт добились к 1908 устойчивого управляемого полёта продолжительностью до 1,5 часов. Вслед за ними в Европе, главным образом во Франции, один за другим строят самолёты А. Сантос-Дюмон, Ф. Фербер и др. 25 июля 1909 французский конструктор-лётчик Л. Блерио на своём самолёте монопланной схемы "Блерио-XI" перелетел через пролив Ла-Манш из Франции в Англию (рис. 3). В России в 1909-14 появился ряд оригинальных самолётов конструкции Я. М. Гаккеля (рис. 4), Д. П. Григоровича, В. А. Слесарева, И. И. Стеглау. В 1910 Б. Н. Юрьев спроектировал первый в России вертолёт. В 1913 совершил свой первый полёт тяжёлый самолёт И. И. Сикорского "Русский витязь". Популяризации и развитию отечественной А. способствовали полёты русских лётчиков М. Н. Ефимова, Н. Е. Попова, Г. В. Алехновича, А. В. Шиукова, Б. И. Россинского, С. И. Уточкина и др. 9 сентября 1913 русский лётчик П. Н. Нестеров на самолёте "Ньюпор-4" уверенно осуществил "мёртвую петлю", названную впоследствии петлей Нестерова.
Развитие А. в начале 20 в. шло вслепую, наугад. Первые самолёты строились эмпирически, без каких-либо расчётов. Научной базы для самолётостроения практически не было. Всё это приводило к большому количеству аварий и катастроф.
Однако учёные многих передовых стран мира в 19 - начале 20 вв. начали теоретические и экспериментальные изыскания в области А.: в США - С. Ленгли и О. Шанют, в Англии - Дж. Кейли, во Франции - А. Эйфель, в Германии - Л. Прандтль и др. Решающий вклад в дело развития аэродинамической науки внесли русские учёные профессор Н. Е. Жуковский и его ученик академик С. А. Чаплыгин. В 1902 при Московском университете по инициативе Жуковского была построена первая в России аэродинамическая труба, а в 1904 организован аэродинамический институт в Кучино под Москвой. Жуковский впервые ввёл в аэромеханику эксперимент как метод исследования. К началу 1-й мировой войны он опубликовал работы, посвящённые теории полёта самолёта, устойчивости и другим проблемам А. ("К теории летания", 1890; "О парении птиц", 1891; "О присоединённых вихрях", 1906, и др.). Труды Жуковского и других учёных в России и за рубежом позволили начать конструирование самолётов на научной основе.
А. в годы 1-й мировой войны. 1-я мировая война, начавшаяся в 1914, дала резкий толчок развитию А.: были показаны широкие возможности применения самолётов в военных целях. Вначале ими пользовались наряду с аэростатами для разведки и корректировки артиллерийского огня, в дальнейшем стали вооружать пулемётами и бомбами. Для борьбы с бомбардировщиками и разведчиками создавались специальные, небольшого размера вооружённые пулемётами самолёты-истребители. Первое место в развитии тяжёлых самолётов заняла Россия. Построенный в 1913 тяжёлый 4-моторный самолёт Сикорского "Илья Муромец" (рис. 5) не имел равных в мире; он поднимал до 800 кг бомб, был вооружён 3-7 пулемётами и имел экипаж 8 человек. Впервые построенные в России и широко применявшиеся в боевых действиях на море летающие лодки Григоровича М-5 (1915) и М-9 (1916) были лучшими гидросамолётами своего времени. Наиболее известными иностранными самолётами периода 1-й мировой войны были французские самолёты "Фарман", "Вуазен" и "Ньюпор", английский "Сопвич", немецкий "Фоккер", скорости которых достигали 90-120 км/ч. Военные самолёты в России строились главным образом по французским образцам.
Одновременно с развитием авиационной техники учёные России и других стран проводили теоретические исследования и экспериментальные работы в области аэродинамики и прочности самолёта. Научные труды Жуковского [["Динамика аэропланов в элементарном изложении" (ст. 1, 1913; ст. 2, 1916), "Вихревая теория гребного винта" (1912) и др.]] оказали огромное влияние на развитие мировой авиационной науки. Жуковский вооружил конструкторов методом расчёта лётных данных самолётов. Его ученик В. П. Ветчинкин работал в области теории самолёта и воздушного винта, расчёта их прочности. Чаплыгин продолжал развивать теорию крыла. Его труд "О газовых струях" (1902) намного опередил подобные работы учёных стран Западной Европы и США. Проводились исследования моделей различных схем самолётов в аэродинамических трубах. Шли работы по усовершенствованию воздушных винтов, первых парашютов и пр. В результате за годы 1-й мировой войны лётные данные самолётов значительно улучшились: скорость истребителей выросла с 90-120 до 200-220 км/ч, потолок - с 2 до 7 км.
Успешное применение А. на фронтах определило её большое значение как нового рода боевого оружия. Англия, Франция, Германия создали и за годы войны значительно расширили авиационную промышленность. Было налажено производство авиационных двигателей и приборов, созданы научно-исследовательские базы и институты. В России перед Великой Октябрьской социалистической революцией постройка и сборка самолётов производились на заводах: Русско-Балтийском вагонном, Щетинина и Лебедева (в Петрограде), "Дукс" (в Москве), "Анатра" (в Одессе) и в нескольких мелких мастерских других городов. Однако эти заводы и мастерские были слабо оснащены, а частая смена типов выпускавшихся самолётов затрудняла разработку прогрессивных технологических процессов. Особенно отрицательно сказывалось отсутствие авиационных двигателей, а также некоторых дефицитных материалов и приборов, ввозившихся до войны из-за границы. Не хватало квалифицированных инженеров, техников и рабочих.
А. в период 1918-41. Коммунистическая партия, Советское государство, лично В. И. Ленин проявляли большую заботу о развитии А. В 1918 создана Коллегия воздушного флота, перед которой поставлена задача наведения порядка в авиационных делах и прежде всего сбора со всех фронтов самолётов, двигателей и запасных частей к ним. На первых порах на авиационных заводах налаживалось производство самолётов по трофейным образцам, одновременно приобретались лицензии на постройку самолётов иностранных марок. В мае 1918 создано Главное управление рабоче-крестьянского Красного воздушного флота, а в июне Совнаркомом издан декрет о национализации авиационных предприятий. В том же году при прямом участии В. И. Ленина основан Центральный аэрогидродинамический институт (ЦАГИ), впоследствии ставший крупнейшим центром авиационной науки. Возглавлял ЦАГИ Н. Е. Жуковский. В 1919 по его инициативе создаётся Московский авиационный техникум, преобразованный позже (1922) в Военно-воздушную инженерную академию (ВВИА) им. Н. Е. Жуковского. Механический факультет Московского высшего технического училища (МВТУ) им. Н. Э. Баумана приобретает аэродинамическую специализацию. На его базе в 1930 создан Московский авиационный институт (МАИ) им. Серго Орджоникидзе. В 20-х гг. были организованы отечественные конструкторские бюро по самолётостроению: А. Н. Туполева, Н. Н. Поликарпова и Д. П. Григоровича. Первыми советскими самолётами были построенные в ЦАГИ лёгкий спортивный моноплан Туполева АНТ-1 (1923), 3-местные пассажирские самолёты В. Л. Александрова и В. В. Калинина АК-1 "Латышский стрелок" (1924) и Туполева АНТ-2 (1924). В 1923 Поликарпов построил истребитель И-1, в 1924 Григорович - истребитель И-2, в 1925 Туполев выпустил самолёт-разведчик АНТ-3 (Р-3) и тяжёлый бомбардировщик АНТ-4 (ТБ-1). Скорость полёта наиболее быстроходных самолётов того времени не превышала 270 км/ч.
Расширился и фронт научно-исследовательских работ. 9 мая 1924 была заложена в ЦАГИ новая аэродинамическая лаборатория (ныне имени С. А. Чаплыгина). Затем там же были построены лаборатории испытания авиационных материалов и моторов, гидроканал и опытный завод. Огромную помощь в деле пропаганды идей А. и сборе денежных средств на постройку самолётов оказало государству созданное в марте 1923 "Общество друзей воздушного флота".
На первых советских самолётах было совершено несколько дальних перелётов: Москва - Пекин (1925) на самолётах АК-1, Р-1 и Р-2 (с участием немецкого самолёта Ю-13); Москва - Токио - Москва (1927) на самолёте Р-3; Москва - Нью-Йорк (1929) на самолёте АНТ-4 и др. Эти перелёты продемонстрировали высокие качества отечественных самолётов и мастерство лётчиков. В годы 1-й пятилетки (1929-32) продолжалось совершенствование авиационной техники и налаживание её массового производства.
Дальнейшее развитие А. в предвоенные годы и в годы 2-й мировой войны было обеспечено созданием целой серии авиационных двигателей конструкции В. Я. Климова (М-100, ВК-103, -105,-107), А. Д. Швецова (М-11, АШ-62,-82) и А. А. Микулина (АМ-34, -38, -39) и др., что освободило Советскую страну от иностранной зависимости в области авиамоторостроения. В 1930 основными самолётами Военно-воздушных сил стали: истребитель-биплан Поликарпова и Григоровича И-5 с двигателем М-22 мощностью 480 л. с., развивавший скорость 280 км/ч; двухместный разведчик-биплан Поликарпова Р-5 с двигателем М-17 мощностью 500 л. с., развивавший скорость 230 км/ч, и бомбардировщик Туполева монопланной схемы ТБ-1 с двумя двигателями М-17, поднимавший 1000 кг бомб при дальности полёта 1350 км. Все эти самолёты не уступали лучшим образцам зарубежной авиационной техники того времени, а во многом и превосходили их.
Для дальнейшего развёртывания научно-исследовательских работ из ЦАГИ были выделены: конструкторское бюро (КБ) Туполева; отдел авиационных материалов, превращённый во Всесоюзный институт авиационных материалов (ВИАМ), и авиамоторный отдел, ставший Центральным институтом авиационого моторостроения (ЦИАМ). Параллельно с крупными КБ Туполева и Поликарпова работало несколько небольших конструкторских групп под руководством В. В. Калинина, В. Б. Шаврова, Д. П. Григоровича, А. И. Путилова, А. С. Яковлева, при Московском и Харьковском авиационных институтах и др.
К середине 30-х гг. 20 в. в СССР была создана мощная авиационная промышленность. Научно-исследовательские институты и конструкторские бюро добились существенного улучшения лётных данных самолётов. Один за другим появились: истребители Поликарпова И-15, И-16 (1933) и И-153 (1938), достигавшие скоростей полёта 450-525 км/ч, фронтовой бомбардировщик Туполева - СБ грузоподъёмностью 500 кг и скоростью 420 км/ч, дальний бомбардировщик С.В . Ильюшина ДБ-3 грузоподъёмностью 500 кг при дальности полёта 4000 км и скорости 450 км/ч. На гражданских линиях летали пассажирские самолёты: 6-местный К-5 со скоростью 172 км/ч и дальностью полёта 1020 км, 9-местный АНТ-9 со скоростью 170 км/ч и дальностью полёта 830 км.
Советские лётчики на самолётах отечественной конструкции совершили перелёты, прославившие нашу страну. С 5 марта по 13 апреля 1934 на самолётах АНТ-4, Р-5 и др. было вывезено со льдины 104 человека экипажа затонувшего во льдах Берингова пролива ледокола "Челюскин". За отвагу и мужество, проявленные при спасении экипажа ледокола, постановлением ЦИК СССР от 20 апреля 1934 первое звание Героя Советского Союза было присвоено лётчикам А. В. Ляпидевскому, С. А. Леваневскому, В. С. Молокову, Н. П. Каманину, М. Т. Слепнёву, М. В. Водопьянову, И. В. Доронину. Спустя 3 года, 18-20 июня 1937, лётчики В. П. Чкалов, Г. Ф. Байдуков и штурман А. В. Беляков на самолёте АНТ-25 совершили перелёт по маршруту Москва - Северный полюс - Ванкувер (США), пролетев без посадки по прямой 8504 км за 63 ч 16 мин. Через месяц после этого перелёта (12-14 июля) лётчики М. М. Громов, А. Б. Юмашев и штурман С. А. Данилин на самолёте АНТ-25 пролетели без посадки по маршруту Москва - Северный полюс - Сан-Джасинто (Калифорния, США), покрыв расстояние по прямой 10148 км за 62 ч 17 мин и установив мировой рекорд дальности беспосадочного полёта. 24-25 сентября 1938 на самолёте конструкции П. О. Сухого "Родина" лётчицы В. С. Гризодубова, П. Д. Осипенко и штурман М. М. Раскова совершили перелёт по маршруту Москва - Дальний Восток (район реки Амгунь). Самолёт пролетел по прямой без посадки 5908 км за 26 ч 29 мин, что было признано женским международным рекордом дальности полёта. 28-29 апреля 1939 лётчик В. К. Коккинаки и штурман М. Х. Гордиенко на самолёте конструкции Ильюшина ЦКБ-30 " Москва" совершили беспосадочный перелёт из Москвы через Гренландию в Северную Америку [[о. Мискоу (Миску) в заливе Святого Лаврентия, Канада]], пролетев за 22ч 56 мин около 8 тыс. км (по прямой 6516 км). Все эти и другие перелёты тех лет свидетельствовали о мастерстве и отваге советских лётчиков, о крупных научных и технических достижениях отечественной А., радиосвязи и метеослужбы.
За рубежом, в Англии, Франции, США, Германии и других странах, в 20-30-е гг. 20 в. было создано несколько сот типов военных и гражданских самолётов, многие из которых выпускались большими сериями. Среди иностранных самолётов выделялись английский "Супермарин S. 6В" (в 1931 на нём был установлен рекорд скорости - 656 км/ч), американской фирмы "Райан", на котором в 1927 лётчик Ч. Линдберг впервые перелетел через Атлантический океан из США в Европу, и пассажирский ДС-3 американской фирмы "Дуглас", на долгие годы ставший основным самолётом гражданской А. многих стран мира.
Первоначально большинство самолётов строилось по бипланной схеме, но к середине 30-х гг. определился решительный и окончательный переход от биплана к моноплану. Это было обусловлено достижениями аэродинамики, строительной механики и двигателестроения. Были созданы точные методы расчёта на прочность. Разработка и применение на самолётах тормозных колёс и механизации крыла (щитков, закрылков, предкрылков) позволили увеличить удельную нагрузку на крыло с 700-1000 до 1400-1700 н/м2 и тем самым повысить скорость полёта. Важнейшим достижением аэродинамики, обеспечившим снижение аэродинамического сопротивления самолёта на 20-25%, было решение проблемы уборки шасси в полёте и внедрение винтов изменяемого шага. Росту скорости полёта способствовало также усовершенствование капотирования двигателей, переход к закрытым фонарям кабин и обтекаемым, зализанным формам фюзеляжей, применение гладкой обшивки крыла и потайной клёпки. Всё это позволило добиться увеличения скорости самолётов на 20-30% при той же мощности двигателей. Продолжалось дальнейшее совершенствование методов расчёта и проектирования авиационных двигателей. Конструкторам совместно с учёными удалось повысить мощность серийных двигателей с 700-800 до 2000 л.с. с одновременным уменьшением удельной массы с 0,9 до 0,5 кг/л.с.
В те же 30-е гг. советские учёные решили ряд важнейших принципиальных вопросов А., в частности проблему избавления от флаттера - вибраций крыла и оперения с нарастающей амплитудой в потоке воздуха - и выхода из штопора, обеспечивших быстрый качественный рост отечественного самолётостроения. Изучение флаттера проводилось ещё в 20-х гг. Ветчинкиным и Чаплыгиным, а в 1931 в ЦАГИ была организована специальная группа. Теоретические и экспериментальные исследования, проведённые этой группой, в которую входили М. В. Келдыш, Е. П. Гроссман и др., позволили выработать рекомендации для конструкторов, навсегда излечившие самолёты от опасного явления вибраций. Начало практическому изучению выхода самолёта из штопора положил (1916) русский лётчик К. К. Арцеулов. Решение проблемы штопора было изложено в трудах советских учёных-аэродинамиков В. С. Пышнова и А. Н. Журавченко. Исследования режимов штопора проводились в специально построенной аэродинамической трубе ЦАГИ.
В ЦАГИ также продолжались и начатые ещё в 20-е гг. работы по созданию первых отечественных вертолётов. Было построено несколько опытных конструкций вертолётов И. П. Братухина и Б. Н. Юрьева: ЦАГИ 1-ЭА (1930), ЦАГИ 5-ЭА (1933), ЦАГИ 11-ЭА (1936), "Омега" (1941) и др. Инженер А. М. Черёмухин на вертолёте ЦАГИ 1-ЭА 14 августа 1932 установил мировой рекорд высоты, равный 605 м.
Важную роль в практическом использовании научных исследований, их технической реализации сыграла разработка группой специалистов ЦАГИ и других институтов в 1940-1941 "Руководства для конструкторов", унифицировавшего методику проектирования, постройки и испытания самолётов.
Участие советских добровольцев на самолётах И-15, И-16 и СБ в Национально-революционной войне в Испании (1936-39) позволило в боевых условиях проверить качество авиационной техники. Если вначале лётчики республиканской авиации на советских самолётах-истребителях успешно били противника, то вскоре появление немецкого самолёта Ме-109Е с большей скоростью и более мощным вооружением изменило положение и позволило фашистской авиации завоевать господство в воздухе.
В 1939 ЦК ВКП(б) и правительство приняли экстренные меры по укреплению советской авиационной промышленности. Конструирование новых образцов самолётов было поручено нескольким КБ. Среди них успешно справились с ответственным заданием коллективы КБ под руководством С. В. Ильюшина, С. А. Лавочкина, А. И. Микояна, В. М. Петлякова и А. С. Яковлева. В результате принятых мер за 1,5-2 года были построены, испытаны, приняты на вооружение и запущены в серийное производство истребители ЛаГГ-З, МиГ-З, Як-1, бомбардировщики Пе-2, Пе-8, Ил-4, штурмовик Ил-2.
К началу Великой Отечественной войны А., опираясь на последние достижения науки, полностью перешла на монопланную схему самолётов с убирающимся шасси, обтекаемым фюзеляжем, закрытым фонарём и т. д. Скорость истребителей достигла 600-650 км/ч, потолок 11-12 км. Скорость бомбардировщиков достигла 550 км/ч, дальность полёта 3-4 тыс. км, бомбовая нагрузка 3-4 т. В это время Ильюшиным был создан уникальный самолёт-штурмовик Ил-2, оснащённый мощной бронёй и вооружением. Он предназначался для борьбы с танками.
А. в годы Великой Отечественной войны. Вероломное нападение фашистской Германии на Советский Союз в 1941 поставило отечественную А. в тяжёлое положение: большие потери боевых самолётов на аэродромах в первые дни войны невозможно было быстро возместить; новые типы самолётов производились ещё в небольших количествах. Однако героический труд рабочих и инженерно-технических работников авиационной промышленности по выпуску самолётов в тяжёлых условиях 1-го периода войны, эвакуации в восточные районы страны, суровой зимы уже в начале 1942 дал свои результаты: поступление новых самолётов на фронт день ото дня увеличивалось.
Самолёты были просты по конструкции и построены из недефицитных материалов, что существенно облегчило их серийное производство в условиях военного времени. По простоте и надёжности советские самолёты выгодно отличались от зарубежных, в особенности от американских. Вследствие хорошей технологической отработки совершенствование самолётов в условиях массового производства удалось осуществить без потерь во времени и без снижения количественного выпуска.
Советские самолёты (Ла-5, Ла-7, Як-1, Як-3, Як-9, МиГ-3, Пе-2, Ил-2, Ил-4, Ту-2) имели более высокое качество в отношении аэродинамики, веса и оружия, чем немецкие (Ме-109, ФВ-190, Ю-87 и Ю-88). Полностью оправдала себя техническая политика, предусматривавшая создание лёгких, манёвренных, хорошо вооружённых истребителей, штурмовиков и фронтовых бомбардировщиков. Лучшими истребителями у союзников были: английский "Спидфайр", американские "Эркобра" и "Мустанг", а бомбардировщиками - американские В-17 и В-29, английские "Ланкастер" и "Москито".
В целом за годы 2-й мировой войны А. как в СССР, так и за рубежом продолжала развиваться, базируясь на предвоенных научных исследованиях. К концу войны отдельные самолёты с поршневыми двигателями (истребители Ла-9 и Як-3) достигли скорости 690-720 км/ч. Дальнейшее повышение скорости ограничивалось чрезмерным ростом габаритов и веса поршневых двигателей, резким снижением кпд винта.
Развитие А. с реактивными двигателями. Качественный скачок, ознаменовавший собой начало технической революции в А., произошёл, когда появился мощный и лёгкий реактивный двигатель, не требовавший к тому же винта. Уже во 2-й половине 30-х гг. в СССР, Англии, Германии, Италии и США шла напряжённая работа по созданию реактивных двигателей. Большой вклад в разработку реактивных двигателей внесли советские учёные и конструкторы. Б. С. Стечкин разработал теорию воздушного реактивного двигателя и в 1929 опубликовал одноимённую статью. Пионером создания отечественных турбореактивных двигателей (ТРД) является А. М. Люлька, который в 1937 начал работать над своим первым авиационным ТРД. В 1939 появились немецкие ТРД и жидкостно-реактивные двигатели (ЖРД) фирм БМВ, Юнкерс и английский ТРД конструктора Ф. Уиттла.
Первый в СССР реактивный полёт был осуществлен в феврале 1940 лётчиком В.П. Федоровым на ракетоплане СК-9 конструкции С. П. Королёва, впоследствии известного создателя космических кораблей. 15 мая 1942 лётчик Г. Я. Бахчиванджи совершил первый полёт на экспериментальном самолёте БИ-1 с ЖРД. Самолёт был создан конструкторским коллективом под руководством В. Ф. Болховитинова. Однако дальнейшее развитие А. пошло по пути применения ТРД. За рубежом первые полёты самолётов с реактивными двигателями были совершены: в Италии - "Кампини-Капрони" КК-1 и КК-2 (1940-41), в Англии - "Глостер" с ТРД Ф. Уиттла (1941), в США - "Эркомет" с ТРД Ф. Уиттла (1942). Созданные в 1941-42 немецкие самолёты с ТРД Ме-262, Ме-163 и английский "Метеор" принимали участие в боевых действиях 2-й мировой войны, 7 ноября 1945 на специальном самолёте "Глостер Метеор IV" с ТРД был установлен мировой рекорд скорости 969,9 км/ч. Первые советские самолёты с ТРД Як-15 и МиГ-9 поднялись в воздух 24 апреля 1946. Эти самолёты по аэродинамической схеме не отличались от обычных самолётов с поршневыми двигателями, но имели скорость полёта на 100-200 км/ч большую.
Резкое повышение скоростей полёта поставило перед наукой и конструированием новые проблемы: на скоростях полёта свыше 700 км/ч начинало сказываться явление сжимаемости воздуха, повышалось сопротивление, ухудшались устойчивость и управляемость. Приближение скорости полёта к скорости звука требовало изыскания новых форм самолётов. Многочисленные научные работы и экспериментальные исследования показали, что в таких условиях полёта крылья самолётов должны иметь тонкий профиль и стреловидную форму в плане. В декабре 1948 на эксперименальном реактивном самолёте "176" С. А. Лавочкина, имевшем крыло со стреловидностью 45°, при полёте со снижением достигнута скорость звука. В 1947-48 появились новые советские реактивные самолёты Ла-15 и МиГ-15 со стреловидностью крыла 35°, имевшие мощное вооружение и развивавшие скорость до 1050 км/ч. Одновременно с ними выпускались: реактивный истребитель с прямым крылом Як-23 и реактивные бомбардировщики Ил-28 и Ту-14. В этот же период была решена задача спасения лётчиков при авариях на больших скоростях полёта - появились первые катапультируемые сидения.
А. сверхзвуковых скоростей. Успехи в аэродинамике и создании новых, более мощных реактивных двигателей позволили преодолеть "звуковой барьер". А. стала сверхзвуковой: скорость самолёта в горизонтальном полёте превысила скорость звука. Построенный в начале 50-х гг. первый в Советском Союзе самолёт со сверхзвуковой скоростью полёта - одноместный истребитель МиГ-19 - имел стреловидность крыла 55° и скорость полёта до 1450 км/ч. В это же время создаются новые советские самолёты со стреловидными крыльями: Як-25 - двухместный, всепогодный истребитель-перехватчик и Ту-16 - дальний бомбардировщик.
Последующие годы развития А. ознаменовались новыми достижениями в решении сложных задач дальнейшего увеличения скорости, дальности и высоты полёта. На воздушных парадах в Тушине (1961) и Домодедове (1967) были продемонстрированы новейшие образцы советской боевой авиационной техники, среди них: сверхзвуковой истребитель МиГ-21 с треугольным крылом, сверхзвуковой многоцелевой самолёт Як-28, истребитель-бомбардировщик Су-7. Были впервые показаны самолёты вертикального взлёта и посадки и лёгкие истребители с изменяющейся геометрией крыла в полёте. На одном из показанных самолётов - одноместном истребителе-перехватчике Е-266 конструкции Микояна - в октябре 1967 установлено 3 мировых рекорда: высоты 30010 м (с грузом в 2 т), скорости 2930 км/ч (по 500-км замкнутому маршруту) и скорости 2910 км/ч (по 1000-км замкнутому маршруту). Из зарубежных самолётов 2-й половины 60-х гг. наиболее интересны американские истребители-бомбардировщики "Фантом"F-4, многоцелевые самолёты F-111 с изменяемой геометрией крыла в полёте и дальний самолёт-разведчик SR-71. Для французской военной А. характерно появление целой серии истребителей "Мираж-III" и стратегических бомбардировщиков "Мираж-IV". В Англии создан самолёт с вертикальным взлётом и посадкой "Харриер".
К середине 60-х гг. самолёты достигли скорости полёта 3000-3500 км/ч, потолка свыше 30 000 м, дальности свыше 10 000 км, а с дозаправкой горючего в воздухе - практически неограниченной. На рис. 6 приведены диаграммы роста скоростей полёта советских истребителей и бомбардировщиков с начала 20-х до начала 60-х гг.
Гражданская А. в 50-60-х гг. Параллельно с военной А. во всём мире в послевоенные годы началось бурное развитие гражданской А. До Великой Отечественной войны гражданский воздушный флот в СССР был развит слабо. Известное влияние на его развитие в середине 30-х гг. оказала постройка 24-местного самолёта Ли-2 (по американской лицензии на самолёт фирмы Дуглас ДС-3). Значительное развитие отечественной гражданской А. началось в конце войны, когда был создан двухмоторный самолёт Ильюшина Ил-12, а затем его модификация Ил-14, которые с 1947 вышли на линии "Аэрофлота" и вместе с Ли-2 стали основными гражданскими самолётами в СССР. Но эти сравнительно маломестные и тихоходные самолёты не могли удовлетворить возросшие в 50-х гг. потребности в воздушных перевозках пассажиров и грузов. На смену им пришли самолёты с реактивными двигателями. Первые полёты реактивных скоростных пассажирских самолётов - английской "Кометы" и советского Ту-104 - были совершены соответственно в 1949 и 1955. Ту-104, перевозящий до 100 пассажиров со скоростью 800-900 км/ч, с 1956 стал основным самолётом на магистральных линиях "Аэрофлота". В 1957-59 появились пассажирские самолёты Ил-18, Ту-114, а также Ан-10, Ан-24, созданные коллективом КБ О. К. Антонова. Т. о., к началу 60-х гг. в Советском Союзе эксплуатировались 5 типов пассажирских самолётов с реактивными двигателями. Примечательно, что только один из них (Ту-104) был турбореактивный, остальные - турбовинтовые. Такое же преобладание турбовинтовых пассажирских самолётов характерно и для зарубежных стран: в Англии - "Британия" и "Вайкаунт", в США - "Электра". Во Франции первый турбореактивный пассажирский самолёт "Каравелла" стал родоначальником целой серии самолётов 2-го поколения (начало 60-х гг.), для которых характерно расположение экономичных двухконтурных двигателей в хвостовой части фюзеляжа. Основные данные пассажирских самолётов, эксплуатировавшихся "Аэрофлотом" в 1968, приведены в таблице.
Авиационной промышленностью Советского Союза в 1965 был построен самый большой в мире транспортный самолёт конструкции Антонова Ан-22 ("Антей"). На "Антее" установлены 4 турбовинтовых двигателя мощностью 15 тыс. л.с. каждый. Он может перевезти полезный груз 80 т на расстояние 5000 км со скоростью 740 км/ч. На этом самолёте 26 октября 1967 установлен рекорд по подъёму на высоту 7800 м груза 100,4446 т. В 1968 совершил свой первый полёт самолёт Ту-154 с тремя реактивными двигателями (Н. Д. Кузнецова), рассчитанный на перевозку 164 человек со скоростью до 1000 км/ч на расстояние до 6000 км.
В начале 50-х гг. широкое применение в народном хозяйстве (с.-х. работы, перевозка пассажиров и грузов в труднодоступные районы и др.) и военном деле получили вертолёты конструкции М. Л. Миля - Ми-1 и Ми-4, конструкции Н. И. Камова - Ка-15, Ка-18 и др., позже гигантские винтокрылые машины Ми-6 (самый большой в мире), Ми-8 и Ми-10.
Учебно-тренировочная А. Совершенствование военной и гражданской авиации неразрывно связано с подготовкой лётного и технического персонала. Первым советским учебным самолётом был строившийся по образцу трофейного английского "Авро-504" биплан У-1. В 1927 Поликарпов создал прославленный самолёт У-2 (впоследствии По-2) с мотором М-11 мощностью 100 л. с., ставший на долгие годы основной учебной машиной в СССР. Было выпущено около 33 000 самолётов По-2. Самолёт По-2 получил распространение не только в учебной А., но и в народном хозяйстве как сельскохозяйственный, санитарный, связной и т. д. В годы Великой Отечественной войны он успешно применялся в качестве лёгкого ночного бомбардировщика.
С появлением в 30-х гг. скоростных истребителей-монопланов в КБ А. С. Яковлева (1935) был построен и испытан учебно-тренировочный самолёт для лётных школ - моноплан УТ-2 с тем же мотором М-11. Всего было выпущено свыше 7000 самолётов УТ-2. В 1946 создан новый учебно-тренировочный и спортивный самолёт Як-18, ставший родоначальником целого ряда учебных и спортивных самолётов, нашедших широкое применение как в СССР, так и за рубежом. В начале 60-х гг. были построены учебно-тренировочные самолёты с реактивными двигателями: в СССР - Як-30 и Як-32, в США - Т-33, Т-37, в Англии - "Джет Провост", во Франции - "Магистр", в Чехословакии - L-29 ("Дельфин"), в Польше - TS-11 ("Искра") и др.
В ряде стран в конце 60-х гг. продолжались напряжённые работы по созданию сверхзвуковых пассажирских самолётов (в СССР - Ту-144, в Англии и Франции - "Конкорд", в США - "Боинг-2707") со скоростью полёта 2500-3000 км/ч и дальностью полёта 6-8 тыс. км. Первый в мире полёт сверхзвукового пассажирского самолёта Ту-144 состоялся 31 декабря 1968.
Авиация военная. Пилот в самолете.
АВИАЦИЯ (французское aviation, от латинского avis - птица), понятие, связанное с полетами в атмосфере Земли летательных аппаратов (ЛА) тяжелее воздуха (самолеты, вертолеты, планеры и т.п.), а также организации (службы), связанные с практическим использованием этих ЛА. Научные основы авиации - аэродинамика, механика полета, аэронавигация и др. Военная авиация впервые была широко применена в 1-й мировой войне, а воздушный транспорт начал развиваться после ее окончания. В начале 90-х гг. мировой парк гражданской авиации включал около 15 тыс. магистральных пассажирских самолетов и свыше 300 тыс. различных легких ЛА (служебных, спортивных, сельскохозяйственных, личных и др.). На регулярных маршрутах перевозилось свыше 1 млрд. пассажиров в год.
Авиация гражданская. Боинг 747.
Авиация военная. Самолет F-15E.
Авиация военная. Боинг CH-113A Лабрадор. Канадские Вооруженные силы.
Авиация гражданская. Самолет DC -10 заходит на посадку.
Авиация,ии, ж.
Женское имя.
• Девочку звали Авиация. Авиация Валерьевна - звучит! Крокодил, 1987, № 2, 5.
сущ., кол-во синонимов: 6
авиатика (1)
воздухоплавание (5)
воздушный флот (1)
гидроавиация (1)
санавиация (1)
сельхозавиация (1)
↑ (быть) в, атмосфера
авиация - техника аппаратов тяжелее воздуха, передвигающихся в атмосфере.
авиатор.
самолетовождение.
планерист.
парашютист.
летчик. пилот.
бортмеханик. бортрадист.
бортпроводник. бортпроводница. стюардесса.
гидроавиация.
дельтапланеризм.
аэро...
авиа...
аэрофотосъемка.
аэроклуб.
авиамоделизм.
Появилось в русском языке в начале XX в. как заимствование из французского. Во французском же это слово с помощью суффикса было образовано от латинского слова avis, означающего "птица".
Французское - aviation.
Латинское - avis (птица).
Слово «авиация» известно в русском языке с конца XIX в. Стало широко употребительным лишь в начале XX столетия. Слово заимствовано из французского языка - aviation (авиация) и aviateur (авиатор), где эти слова были придуманы в 1863 г. известными французами: великим фотографом Недаром и романистом Лаланделем, которые увлекались воздухоплаванием (летали на воздушных шарах). Первоисточником является латинское avis (птица).
Слово «авиация» - международное (английское - aviation, немецкое - aviation и др.). И в русском, и в других языках оно трактуется как «теория и практика передвижения по воздуху на летательных аппаратах».
Производные: авиационный, авиатор, авиалинии.
Заимств. из франц. яз. в начале XX в. Франц. aviation «авиация» представляет собой суф. производное от лат. avis «птица».
АВИАЦИЯ и, ж. aviation f. 1863. Рей 1998.
1. Совокупность летательных аппаратов тяжелее воздуха (самолеты, вертолеты, планеры); воздушный флот. БАС-2. По мнению специалистов, по всей вероятности прибор для авиации .. имеет перед собой огромное будущее. Орловский Основы воздухопл. 16. простореч. - Я виацию не люблю. Шумит больно. Войнович Путем взаимной переписки.
2. Теория и практика передвижения в околоземном воздушном пространстве на аппаратах тяжелее воздуха. - Лекс. Гранат: авиация; САН 1932: авиа/ция.
- «Крылья» страны.
- Воздушные средства передвижения.
- Летом и осенью 1940 года в «битве за Англию» участвовал в основном этот род войск.
- Её история началась 17 декабря 1903 года после успешного полёта братьев Райт.
- Воздушный флот.
- Это нерусское слово Велимир Хлебников предлагал заменить на слово «летоба».
- Она бывает лёгкой и сверхлёгкой, санитарной и сельскохозяйственной, военной и гражданской.
- В «Битве за Англию» 1940 года с обеих сторон участвовали представители преимущественно этого рода войск.
Историю военной авиации можно отсчитывать с первого успешного полета воздушного шара во Франции в 1783. Признанием военного значения этого перелета стало принятое в 1794 решение французского правительства об организации воздухоплавательной службы. Это была первая в мире авиационная воинская часть. В 1909 войска связи армии США впервые в истории приняли на вооружение военный летательный аппарат. Как и его прототип, машина братьев Райт, этот аппарат был снабжен поршневым двигателем (размещавшимся за спиной пилота, перед толкающими винтами). Мощность двигателя составляла 25 кВт. Самолет был снабжен также лыжами для посадки, а в его кабине можно было разместить экипаж из двух человек. Взлетал самолет с монорельсовой катапульты. Его максимальная скорость была равна 68 км/ч, а продолжительность полета не превышала часа. Затраты на изготовление самолета составили 25 тыс. долл. Военная авиация быстро прогрессировала накануне Первой мировой войны. Так, в период 1908-1913 на исследования и разработки в области авиации Германия затратила 22 млн. долл., Франция - ок. 20 млн. долл., Россия - 12 млн. долл. За тот же период США затратили на военную авиацию только 430 тыс. долл.
Первая мировая война (1914-1918). Некоторые из военных самолетов, построенных в эти годы, в наши дни достаточно известны. Наиболее знаменитыми, вероятно, следует признать французский истребитель "Спад" с двумя пулеметами и германский одноместный истребитель "Фоккер". Известно, что всего за один месяц 1918 истребителями "Фоккер" было уничтожено 565 самолетов стран Антанты. В Великобритании был создан двухместный разведывательный истребитель-бомбардировщик "Бристоль"; на вооружении британской авиации находился также одноместный фронтовой истребитель "Кэмел". Достаточно известны французские одноместные истребители "Ньюпор" и "Моран".
САМЫМ ЗНАМЕНИТЫМ немецким истребителем в Первую мировую войну был "Фоккер".
На нем устанавливались двигатель "Мерседес" мощностью 118 кВт и два пулемета с синхронизаторами стрельбы через винт.
Период между Первой и Второй мировыми войнами (1918-1938). В ходе Первой мировой войны особое внимание уделялось истребителям-разведчикам. К концу войны разрабатывалось несколько проектов тяжелых бомбардировщиков. Лучшим бомбардировщиком 1920-х годов был "Кондор", выпускавшийся в нескольких вариантах. Максимальная скорость "Кондора" составляла 160 км/ч, а радиус действия не превышал 480 км. Больше повезло авиаконструкторам с разработкой истребителей-перехватчиков. Появившийся в середине 1920-х годов истребитель PW-8 "Хоук" мог лететь со скоростью 286 км/ч на высотах до 6,7 км и имел радиус действия 540 км. Вследствие того что истребитель-перехватчик в те дни мог совершать круговой облет бомбардировщиков, ведущие конструкторские бюро отказались от проектирования бомбардировщиков. Свои надежды они перенесли на маловысотные штурмовики, предназначенные для непосредственной поддержки сухопутных войск. Первым самолетом такого типа был A-3 "Фолкон", способный доставить бомбовую нагрузку в 270 кг на расстояние 1015 км со скоростью до 225 км/ч. Однако в конце 1920-х - начале 1930-х годов были созданы новые, более мощные и легкие двигатели, и скорости бомбардировщиков стали соизмеримыми со скоростями лучших перехватчиков. В 1933 управление авиации сухопутных войск США заключило контракт на разработку четырехмоторного бомбардировщика B-17. В 1935 этот самолет преодолел без посадки рекордное расстояние 3400 км со средней скоростью полета 373 км/ч. В том же 1933 в Великобритании была начата разработка восьмипушечного истребителя-бомбардировщика. В 1938 с производственных линий стали сходить "Харрикейны", составившие основу ВВС Великобритании, а годом позже начали выпускаться "Спитфайры". Они широко применялись во Второй мировой войне.
Вторая мировая война (1939-1945). Многим хорошо известны и другие самолеты Второй мировой войны, такие, как британский четырехмоторный бомбардировщик "Ланкастер", японский самолет "Зеро", советские "Яки" и "Илы", немецкий пикирующий бомбардировщик Ju-87 "Юнкерс", истребители "Мессершмитт" и "Фокке-Вульф", а также американские B-17 ("Летающая крепость"), B-24 "Либерейтор", A-26 "Инвэйдер", B-29 "Сверхкрепость", F-4U "Корсар", P-38 "Лайтнинг", P-47 "Тандерболт" и P-51 "Мустанг". Некоторые из названных истребителей могли летать на высотах более 12 км; из бомбардировщиков же лишь B-29 мог достаточно долго лететь на столь большой высоте (благодаря герметизации кабины пилота). Если не считать реактивных самолетов, появившихся к концу войны у немцев (а несколько позже и у англичан), наиболее скоростным следует признать истребитель P-51: в режиме горизонтального полета его скорость достигала 784 км/ч.
Р-47 "ТАНДЕРБОЛТ" - известный в годы Второй мировой войны истребитель США. Этот одноместный самолет имел двигатель мощностью 1545 кВт.
Сразу же после Второй мировой войны был запущен в производство первый реактивный самолет США - истребитель F-80 "Шутинг стар". F-84 "Тандерджетс" появился в 1948, как и бомбардировщики B-36 и B-50. B-50 был улучшенным вариантом бомбардировщика B-29; у него возросли скорость и радиус действия. Бомбардировщик B-36, оборудованный шестью поршневыми двигателями, был самым большим в мире и имел межконтинентальный радиус действия (16 000 км). В дальнейшем для увеличения скорости под каждым крылом B-36 было установлено по два дополнительных реактивных двигателя. Первые бомбардировщики B-47 "Стратоджетс" поступили на вооружение ВВС США в конце 1951. У этого среднего реактивного бомбардировщика (с шестью двигателями) был такой же, как у B-29, радиус действия, но гораздо лучшие аэродинамические характеристики.
Война в Корее (1950-1953). Бомбардировщики B-26 и B-29 использовались в боевых операциях во время корейской войны. Истребителям F-80, F-84 и F-86 приходилось соперничать с истребителями противника МиГ-15, которые обладали во многих отношениях лучшими аэродинамическими характеристиками. Корейская война стимулировала развитие военной авиации. К 1955 на смену бомбардировщикам B-36 пришли огромные "стратосферные крепости" B-52 "Стратофортресс", имевшие по 8 реактивных двигателей. В 1956-1957 появились первые истребители серий F-102, F-104 и F-105. Реактивный самолет-заправщик KC-135 проектировался для дозаправки топливом в полете бомбардировщиков B-47 и B-52 во время проведения ими межконтинентальных операций. На смену C-54 и другим самолетам периода Второй мировой войны появились самолеты, специально спроектированные для транспортировки грузов.
Война во Вьетнаме (1965-1972). Воздушные поединки во вьетнамской войне были сравнительно немногочисленны. Для поддержки операций сухопутных войск использовались самолеты самых различных типов - от реактивных истребителей до транспортных самолетов, вооруженных пушками. Бомбардировщики B-52 ВВС США применялись для ковровых бомбардировок при реализации тактики выжженной земли. Огромное количество вертолетов использовалось для переброски десантных частей и огневой поддержки сухопутных войск с воздуха. Вертолеты могли действовать в районах, где отсутствовали посадочные площадки. См. также ВЕРТОЛЕТ.
ЛЕТАТЕЛЬНЫЕ АППАРАТЫ ВВС США
Задачи. Военная авиация используется для выполнения следующих четырех основных задач: поддержки ударных сил при проведении стратегических операций; защиты войск, стратегических объектов и путей сообщения от нападения с воздуха; тактической поддержки с воздуха действующих сухопутных войск; дальних перевозок войск и грузов.
Основные типы. Бомбардировщики.
Совершенствование бомбардировщиков идет по пути увеличения скорости, дальности, полезной нагрузки и потолка высоты полета. Заметным достижением конца 1950-х годов был гигантский тяжелый бомбардировщик B-52H "Стратофортресс". Его взлетный вес составлял ок. 227 т при боевой нагрузке 11,3 т, дальности 19 000 км, потолке высоты 15 000 м и скорости 1050 км/ч. Проектировался он для нанесения ядерных ударов, но тем не менее нашел широкое применение во вьетнамской войне. В 1980-е годы началась вторая жизнь B-52 ввиду появления крылатых ракет, которые могут нести термоядерную боеголовку и допускают точное наведение на удаленную цель. В начале 1980-х годов компания "Рокуэлл интернэшнл" начала разработку бомбардировщика B-1, предназначенного для замены B-52. Первый серийный экземпляр B-1B был построен в 1984. Было выпущено 100 таких самолетов, каждый стоимостью 200 млн. долл.
ТЯЖЕЛЫЙ БОМБАРДИРОВЩИК B-52 совершает посадку.
СВЕРХЗВУКОВОЙ БОМБАРДИРОВЩИК В-1. Крылья изменяемой стреловидности, экипаж из 10 человек, максимальная скорость 2335 км/ч.
Грузовые и транспортные самолеты. Транспортный самолет C-130 "Геркулес" может перевозить до 16,5 т грузов - оборудование полевого госпиталя или оборудование и материалы для выполнения других специальных задач, таких, как высотная аэрофотосъемка, метеорологические исследования, поисковые и спасательные работы, заправка топливом в полете, доставка топлива на аэродромы передового базирования. C-141A "Старлифтер", скоростной самолет со стреловидными крыльями и четырьмя турбовентиляторными двигателями, проектировался для перевозки груза весом до 32 т или 154 полностью экипированных десантников на расстояние АВИАЦИЯ ВОЕННАЯ6500 км со скоростью 800 км/ч. Самолет модификации C-141B ВВС США имеет фюзеляж, удлиненный более чем на 7 м, и оборудован системой для дозаправки топливом в полете. Крупнейший транспортный самолет C-5 "Гэлакси" может перевозить полезный груз весом 113,5 т или 270 десантников со скоростью 885 км/ч. Дальность полета C-5 при максимальной загрузке составляет 4830 км.
Истребители. Существуют истребители нескольких типов: перехватчики, используемые системой противовоздушной обороны для уничтожения бомбардировщиков противника, фронтовые истребители, которые могут вступить в воздушный бой с истребителями противника, а также тактические истребители-бомбардировщики. Наиболее совершенным перехватчиком ВВС США является истребитель F-106A "Дельта Дарт", полетная скорость которого вдвое выше скорости звука, M = 2. Его стандартное вооружение состоит из двух ядерных боеголовок, ракет "воздух - воздух" и множества снарядов. Фронтовой всепогодный истребитель F-15 "Игл" с помощью радиолокатора, установленного в носовой части, может наводить на цель ракеты "Спэрроу" класса "воздух - воздух"; для ближнего боя у него имеются ракеты "Сайдуиндер" с тепловой головкой самонаведения. Истребитель-бомбардировщик F-16 "Файтинг фолкон" также вооружен "Сайдуиндерами" и может выиграть бой почти у любого противника. Для борьбы с наземными целями F-16 несет бомбовый груз и ракеты класса "воздух - земля". В отличие от F-4 "Фантом", на смену которому он пришел, F-16 - одноместный истребитель.
ФРОНТОВОЙ ВСЕПОГОДНЫЙ ИСТРЕБИТЕЛЬ F-15.
ОДНОМЕСТНЫЙ ВСЕПОГОДНЫЙ фронтовой истребитель ВВС США F-104 "Старфайтер".
Одним из наиболее совершенных фронтовых истребителей является F-111, который может лететь со сверхзвуковой скоростью на уровне моря и достигать значения M = 2,5 при полете на больших высотах. Максимальный взлетный вес этого всепогодного двухместного истребителя-бомбардировщика составляет 45 т. Он оборудован радиолокационной системой управления ракетами, локатором, обеспечивающим следование самолета за рельефом местности, и сложной навигационной аппаратурой. Отличительной особенностью F-111 является крыло изменяемой геометрии, угол стреловидности которого можно варьировать в диапазоне от 20 до 70°. При малых углах стреловидности F-111 имеет большую крейсерскую дальность и отличные взлетно-посадочные характеристики. При больших углах стреловидности он обладает прекрасными аэродинамическими характеристиками на сверхзвуковых скоростях полета.
Самолеты-заправщики. Дозаправка топливом в полете позволяет увеличивать дальность беспосадочных полетов истребителей и бомбардировщиков. Она исключает также потребность в промежуточных оперативных авиационных базах при выполнении стратегических задач и ограничивается лишь дальностью и скоростью полета самолета-заправщика. Реактивный самолет-заправщик KC-135A "Стратотанкер" имеет максимальную скорость полета 960 км/ч и потолок высоты 10,6 км.
ДОЗАПРАВКА ВОЕННОГО САМОЛЕТА топливом в полете позволяет увеличить дальность беспосадочного полета истребителей и бомбардировщиков и исключает потребность в промежуточных оперативных базах при осуществлении стратегических операций. Максимальная скорость заправщика 960 км/ч, высота полета - 10,6 км. Заправка в воздухе требует слаженного взаимодействия экипажей обоих самолетов.
Мишени и беспилотные летательные аппараты. Полетом самолета можно управлять как с земли, так и в воздухе; пилота при этом можно заменить электронным "черным ящиком" и специально спроектированными автопилотами. Так, беспилотный вариант истребителя-перехватчика QF-102 используется в качестве быстро движущейся мишени при испытаниях ракет и для приобретения опыта стрельбы. Для этих же целей была специально спроектирована беспилотная мишень QF-102 "Файрби" с реактивными двигателями, которая развивает максимальную скорость 925 км/ч на высоте 15,2 км при часовой продолжительности полета на этой высоте.
Самолеты-разведчики. Почти все самолеты-разведчики являются модификациями высокоскоростных фронтовых истребителей; они оборудуются телескопической фотокамерой, приемником инфракрасного излучения, радиолокационной системой слежения и другими необходимыми приборами. U-2 является одним из немногих самолетов, специально проектировавшихся для проведения разведывательных операций. Он мог действовать на очень больших высотах (ок. 21 км), заметно превышавших потолок истребителей-перехватчиков и большинства ракет класса "земля - воздух" того времени. Самолет SR-71 "Блэкберд" может летать со скоростью, соответствующей M = 3. В разведывательных целях используются также различные искусственные спутники.
См. ВОЕННО-КОСМИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ; ВОЙНЫ ЗВЕЗДНЫЕ.
УДАРНЫЙ САМОЛЕТ-"РАДИОНЕВИДИМКА" ВВС США F-117 "Стелс".
Учебно-тренировочные самолеты. Для первичного обучения пилотов используется двухдвигательный самолет T-37 с максимальной скоростью 640 км/ч и потолком высоты 12 км. Для дальнейшего совершенствования летных навыков применяется сверхзвуковой самолет T-38A "Талон" с максимальным числом Mаха 1,2 и потолком высоты 16,7 км. Самолет F-5, являющийся модификацией T-38A, эксплуатируется не только в США, но и в ряде других стран.
Самолеты для борьбы с мятежниками. Это небольшие легкие самолеты, проектируемые для разведки, поражения наземных целей и простых операций поддержки. Самолет такого типа должен отличаться простотой в эксплуатации и допускать использование для взлета и посадки небольших неподготовленных площадок. Для разведывательных задач необходимо, чтобы эти самолеты имели хорошие летные характеристики при малых скоростях полета и были оборудованы аппаратурой для опережающего выявления активных целей; в то же время для поражения пассивных наземных целей они должны иметь на вооружении различные пушки, бомбы и ракеты. Кроме того, такие самолеты должны быть пригодны для перевозки пассажиров, в том числе раненых, и различного снаряжения. Для борьбы с мятежниками был создан самолет OV-10A "Бронко" - легкий (весом 4,5 т) самолет, снабженный не только необходимым вооружением, но и средствами ведения разведки.
ЛЕТАТЕЛЬНЫЕ АППАРАТЫ СУХОПУТНЫХ ВОЙСК США
Задачи. Сухопутные войска используют летательные аппараты для военной разведки и слежения, в качестве летающих командных пунктов, а также для транспортировки военнослужащих и снаряжения. Самолеты-разведчики имеют легкую, достаточно простую конструкцию и могут действовать с коротких неподготовленных взлетно-посадочных дорожек. Для более крупных летательных аппаратов командной связи в некоторых случаях нужны улучшенные взлетно-посадочные дорожки. Все эти самолеты должны иметь жесткую конструкцию и отличаться простотой в эксплуатации. Как правило, необходимо, чтобы авиация сухопутных войск требовала минимального технического обслуживания и могла использоваться в сильно запыленном воздухе в условиях сражения; необходимо также, чтобы на малых высотах полета эти самолеты имели хорошие аэродинамические характеристики.
Основные типы. Транспортные вертолеты. Винтокрылые летательные аппараты используются для перевозки солдат и материалов. Вертолет CH-47C "Чинук", оборудованный двумя турбинами, имеет максимальную скорость горизонтального полета 290 км/ч и может перевезти полезный груз весом 5,4 т на расстояние 185 км. Вертолет CH-54A "Скайкрейн" может поднять полезный груз весом более 9 т. См. также ВЕРТОЛЕТ.
Вертолеты-штурмовики. Созданные по заказу армейских специалистов вертолетные "летающие пушки" нашли широкое применение во время вьетнамской войны. Одним из наиболее совершенных можно считать вертолет штурмовой авиации AH-64 "Апач", который является эффективным средством поражения танков с воздуха. В его вооружение входят скорострельная 30-мм пушка и ракеты "Хелфайр".
Летательные аппараты связи. Для поддержания связи армия использует как вертолеты, так и самолеты. Типичным примером может служить вспомогательный самолет U-21A "Ют", имеющий максимальную скорость 435 км/ч и потолок высоты 7,6 км.
Летательные аппараты наблюдения и разведки. Летательные аппараты, предназначенные для наблюдения, должны располагать возможностью действовать с небольших неподготовленных площадок в прифронтовой полосе. Такие аппараты используются главным образом пехотными, артиллерийскими и танковыми частями. Примером может служить OH-6A "Кайюз" - небольшой (весом ок. 900 кг) наблюдательный вертолет с газотурбинным двигателем, который рассчитан на двух членов экипажа, но может вмещать до 6 человек. Самолет OV-1 "Могавк", предназначенный для наблюдения или разведки, может развивать скорость до 480 км/ч. Различные модификации этого самолета оборудуются комплектом разведывательного оборудования, в частности, фотокамерами, радиолокаторами бокового обзора и инфракрасными системами обнаружения целей в условиях плохой видимости или маскировки противника. В будущем для разведки найдут применение высокоскоростные беспилотные летательные аппараты, оборудованные телевизионными камерами и передатчиками. См. также ОПТИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ; РАДИОЛОКАЦИЯ.
Летательные аппараты вспомогательной авиации. Аппараты вспомогательной авиации (как вертолеты, так и самолеты) - это, как правило, многоместные средства транспортировки военнослужащих на небольшие расстояния. Они предполагают использование достаточно ровных неподготовленных площадок. Наиболее широкое применение в армейских операциях нашел вертолет UH-60A "Блэк хоук", который может за один рейс перевезти подразделение из 11 человек с полным снаряжением или 105-мм гаубицу с расчетом из 6 человек, а также 30 ящиков с боеприпасами. "Блэк хоук" пригоден также для перевозки раненых или обычных грузов.
ЛЕТАТЕЛЬНЫЕ АППАРАТЫ ВМС США
Задачи. За исключением патрульно-береговой службы, морская авиация всегда базируется на авианосцах и береговых аэродромах, находящихся в зоне боевых действий. Одной из наиболее важных ее задач является борьба с подводными лодками. Вместе с тем морская авиация должна защищать суда, береговые сооружения и войска от налетов с воздуха и нападения с моря. Кроме того, она должна атаковать морские и наземные цели при проведении операций десантирования с моря. В задачи морской авиации входят также транспортировка грузов и людей и проведение поисковых и спасательных работ. При проектировании летательных аппаратов, действующих с авианосцев, должна учитываться ограниченность пространства на палубе корабля. Крылья таких аппаратов делаются "складными"; предусматривается также усиление посадочного шасси и фюзеляжа (это необходимо для компенсации силового воздействия катапульты и тормозного посадочного крюка палубного аэрофинишера). Основные типы.
Штурмовики. Радиус действия корабельного радиолокатора ограничивается линией горизонта. Поэтому самолет, летящий на малой высоте над поверхностью моря, остается практически невидимым до того момента, когда он оказывается вблизи цели. Вследствие этого при проектировании самолета-штурмовика основное внимание должно быть направлено на достижение хороших летно-тактических характеристик при полете на малых высотах. Примером такого самолета является A-6E "Интрудер", имеющий на уровне моря скорость, близкую к скорости звука. Он располагает современной системой управления огнем и средствами атаки. С 1983 началась эксплуатация самолета F/A-18 "Хорнет", который может использоваться в качестве как штурмовика, так и истребителя. F/A-18 пришел на смену дозвуковому самолету A-9 "Корсар".
Истребители. Если получена удачная компоновка самолета-истребителя, то обычно на ее основе разрабатываются различные модификации, предназначенные для выполнения специальных задач. Это могут быть истребители-перехватчики, самолеты-разведчики, истребители-бомбардировщики и ночные штурмовики. Хорошие истребители всегда отличаются большой скоростью. Таким истребителем корабельного базирования является самолет F/A-18 "Хорнет", который пришел на смену "Фантому" F-4. Как и его предшественники, F/A-18 может использоваться также в качестве штурмовика или самолета-разведчика. Истребитель вооружен ракетами класса "воздух - воздух".
Самолеты патрульной службы. В качестве патрульных летательных аппаратов используются как гидросамолеты, так и обычные самолеты. Основными их задачами являются минирование, фоторазведка, а также поиск и обнаружение подводных лодок. Для выполнения этих задач патрульный самолет может быть вооружен минами, пушками, обычными и глубинными бомбами, торпедами или ракетами. Самолет P-3C "Орион" с экипажем из 10 человек имеет специальное оборудование для обнаружения и уничтожения подводных лодок. В поисках целей он может удалиться от своей базы на 1600 км, оставаться в этом районе в течение 10 ч, после чего возвращается на базу.
Противолодочные летательные аппараты. Появление атомных подводных лодок, вооруженных ядерными ракетами, дало толчок развитию противолодочной авиации. В нее входят гидросамолеты, самолеты, действующие с авианосцев и наземных баз, а также вертолеты. Стандартным противолодочным самолетом корабельного базирования является S-3A "Викинг". Он оборудован мощным компьютером для обработки информации, поступающей от бортовой РЛС, приемника инфракрасного излучения и от гидроакустических буев, сбрасываемых с самолета на парашюте. Гидроакустический буй снабжен радиопередатчиком и микрофонами, которые погружаются в воду. Эти микрофоны улавливают шумы от двигателя подводной лодки, которые передаются на борт самолета. Определив по этим сигналам местоположение подводной лодки, "Викинг" сбрасывает на нее глубинные бомбы. В противолодочных операциях участвуют также вертолеты; они могут использовать гидроакустические буи или опускать гидроакустическую аппаратуру на кабеле и прослушивать с ее помощью подводные шумы.
SH-3 "СИ КИНГ" - противолодочный вертолет с водонепроницаемым корпусом, позволяющим производить посадку на поверхность воды (на снимке показана модификация НАСА).
Специальные поисковые летательные аппараты. Самолеты с большой дальностью полета пригодны и для выполнения задачи дальнего обнаружения. Они ведут круглосуточное наблюдение за воздушным пространством в контролируемом районе. В решении этой задачи им помогают самолеты с меньшей дальностью полета и вертолеты корабельного базирования. Таким вертолетом является E-2C "Хоукай" с экипажем из 5 человек. Как и его предшественник, E-1B "Трэйсер", этот вертолет оборудован аппаратурой, которая позволяет ему обнаруживать самолеты противника. Полезны в этом отношении и самолеты с большой дальностью полета, действующие с береговых баз. Таким помощником является самолет E-3A "Сентри". Эта модификация самолета "Боинг-707" с радиолокационной антенной, установленной над фюзеляжем, известна под названием АВАКС. Используя бортовые компьютеры, экипаж самолета может определить координаты, скорость и направление движения любых судов и летательных аппаратов в радиусе нескольких сот километров. Информация незамедлительно передается на авианосцы и другие корабли.
АВАКС - самолет электронного слежения с бортовой системой дальнего радиолокационного обнаружения и предупреждения над аэродромом в Гельзенкирхене (Германия). Может находиться в воздухе без дозаправки 72 ч.
ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ
Организация инженерных работ. Скорость первого военного самолета не превышала 68 км/ч. В наши дни имеются самолеты, которые могут летать со скоростью 3200 км/ч, а в летных испытаниях некоторые из экспериментальных самолетов развивали скорости более 6400 км/ч. Следует ожидать, что скорости полета будут увеличиваться. В связи с усложнением конструкции и оборудования самолетов радикально изменилась организация труда авиаконструкторов. На заре авиации инженер мог конструировать самолет в одиночку. Теперь же этим занимается группа фирм, каждая из которых специализируется в своей области. Их работу координирует генеральный подрядчик, получивший заказ на разработку самолета в результате конкурса. См. также АВИАЦИОННО-КОСМИЧЕСКАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ.
Проектирование. На протяжении первой половины 20 в. внешний облик самолета претерпел значительные изменения. Биплан с подкосами и расчалками уступил место моноплану; появилось обтекаемое посадочное шасси; кабина пилота сделана закрытой; конструкция стала более обтекаемой. Однако дальнейший прогресс сдерживался чрезмерно большим относительным весом поршневого двигателя и использованием пропеллера, который не позволял самолету выйти из диапазона умеренных дозвуковых скоростей. С появлением реактивного двигателя все изменилось. Скорость полета превзошла скорость звука, основной же характеристикой двигателя стала тяга. Скорость звука составляет ок. 1220 км/ч на уровне моря и примерно 1060 км/ч на высотах 10-30 км. Говоря о наличии "звукового барьера", некоторые конструкторы считали, что самолет никогда не полетит быстрее скорости звука из-за вибраций конструкции, которые неизбежно разрушат самолет. Некоторые из первых реактивных самолетов действительно разрушились при приближении к скорости звука. К счастью, результаты летных испытаний и быстрое накопление опыта проектирования позволили устранить возникшие проблемы, и "барьер", казавшийся когда-то непреодолимым, в наши дни потерял свое значение. При надлежащем выборе компоновки самолета удается уменьшить вредные аэродинамические силы и, в частности, сопротивление в диапазоне перехода от дозвуковых скоростей к сверхзвуковым. Фюзеляж истребителя обычно проектируется в соответствии с "правилом площадей" (с сужением в центральной части, где к нему пристыковано крыло). Вследствие этого достигается плавное обтекание области стыка крыла с фюзеляжем и снижается лобовое сопротивление. На самолетах, скорости которых заметно превышают скорость звука, используются крылья большой стреловидности и фюзеляж большого удлинения.
Гидравлическое (бустерное) управление. При сверхзвуковых скоростях полета сила, действующая на орган аэродинамического управления, становится столь большой, что пилот просто не может изменять его положение собственными силами. В помощь ему проектируются гидравлические системы управления, во многом аналогичные гидроприводу для управления автомобилем. Эти системы могут управляться также с помощью автоматизированной системы управления полетом.
Влияние аэродинамического нагревания. Современные самолеты развивают в полете скорости, в несколько раз превышающие скорость звука, и силы поверхностного трения вызывают нагревание их обшивки и конструкции. Самолет, рассчитываемый на полет с M = 2,2, должен быть изготовлен уже не из дюралюминия, а из титана или стали. В некоторых случаях приходится охлаждать топливные баки, чтобы предотвратить перегрев топлива; следует охлаждать и колеса шасси, чтобы не допустить оплавления резины.
Вооружение. Огромный прогресс достигнут в области вооружений со времен Первой мировой войны, когда был изобретен синхронизатор стрельбы, позволяющий вести огонь через плоскость вращения винта.Современные истребители часто вооружают многоствольными 20-мм автоматическими пушками, которые могут производить до 6000 выстрелов в минуту. Они вооружены также управляемыми ракетами, такими, как "Сайдуиндер", "Феникс" или "Спэрроу". Бомбардировщики могут быть вооружены оборонительными ракетами, оптическими и радиолокационными прицелами, термоядерными бомбами и крылатыми ракетами класса "воздух - земля", которые запускаемыми за много километров от цели.
Производство. С усложнением задач, стоящих перед военной авиацией, стремительно возрастает трудоемкость и стоимость летательных аппаратов. Согласно имеющимся данным, на разработку бомбардировщика B-17 было затрачено 200 000 человеко-часов инженерного труда. Для B-52 потребовалось уже 4 085 000, а для B-58 - 9 340 000 чел.-ч. В производстве истребителей наблюдаются аналогичные тенденции. Стоимость одного истребителя F-80 составляет ок. 100 тыс. долл. Для F-84 и F-100 это уже 300 и 750 тыс. долл. соответственно. Стоимость истребителя F-15 в свое время оценивалась примерно в 30 млн. долл.
Работа пилота. Быстрый прогресс в навигации, приборостроении и вычислительной технике оказал существенное влияние на работу пилота. Многое из рутинной летной работы теперь выполняется автопилотом, а навигационные проблемы могут быть решены с использованием бортовых инерциальных систем, доплеровской РЛС и наземных станций. Осуществляя слежение за рельефом местности с помощью бортовой РЛС и используя автопилот, можно лететь на малых высотах. Автоматизированная система в совокупности с бортовым автопилотом обеспечивает надежность посадки самолета при очень низкой облачности (до 30 м) и плохой видимости (менее 0,8 км).
См. также АВИАЦИОННЫЕ БОРТОВЫЕ ПРИБОРЫ;
ВОЗДУШНЫМ ДВИЖЕНИЕМ УПРАВЛЕНИЕ. Автоматизированные оптические, инфракрасные или радиолокационные системы используются также для управления средствами поражения. Эти системы обеспечивают точное попадание в удаленную цель. Возможность использования автоматизированных систем позволяет одному летчику или экипажу из двух человек выполнять задания, которые ранее предполагали участие гораздо более многочисленного экипажа. Работа пилота в основном заключается в том, что он следит за показаниями приборов и функционированием автоматизированных систем, принимая управление на себя лишь при их отказе. В настоящее время на борту самолета можно разместить даже телевизионную аппаратуру, имеющую связь с наземным центром управления. В этих условиях еще большее число функций, которые ранее должен был выполнять экипаж самолета, берет на себя электронная аппаратура. Теперь пилот должен действовать только в наиболее ответственных ситуациях, таких, как визуальная идентификация самолета-нарушителя и принятие решения о необходимых действиях.
Комбинезоны. Одежда пилота также заметно изменилась с тех пор, когда ее обязательными атрибутами были кожаная куртка, очки и шелковый шарф. Для пилота истребителя стандартным теперь стал противоперегрузочный комбинезон, страхующий его от потери сознания при резким маневрах. На высотах более 12 км пилоты используют облегающий тело высотный костюм, предохраняющий от разрушительного действия взрывной декомпрессии в случае разгерметизации кабины. Воздушные трубки, проходящие вдоль рук и ног, заполняются автоматически или вручную и поддерживают необходимое давление.
Катапультируемые кресла. Катапультируемые кресла стали в военной авиации обычным элементом оборудования. Если пилот вынужден покинуть самолет, он выстреливается из кабины, оставаясь привязанным к креслу. Убедившись в достаточной удаленности самолета, пилот может освободиться от кресла и спуститься на землю на парашюте. В современных конструкциях от самолета обычно отделяется вся кабина пилота. Это защищает от начального ударного торможения и воздействия аэродинамических нагрузок. К тому же, если катапультирование происходит на больших высотах, в кабине сохраняется пригодная для дыхания атмосфера. Большое значение для пилота сверхзвукового самолета имеют системы охлаждения кабины и скафандра пилота для защиты от воздействия аэродинамического нагревания при сверхзвуковых скоростях.
ИССЛЕДОВАНИЯ И РАЗРАБОТКИ
Тенденции. Вытеснение ракетами истребителей-перехватчиков из систем ПВО замедлило развитие военной авиации (см. ПРОТИВОВОЗДУШНАЯ ОБОРОНА). Темпы ее развития будут, вероятно, претерпевать изменения в зависимости от политического климата или пересмотра военной политики.
Самолет X-15. Экспериментальный самолет X-15 представляет собой летательный аппарат с жидкостным ракетным двигателем. Он предназначен для исследования возможности полета в верхних слоях атмосферы при числах Маха, больших 6 (т.е. при полетной скорости ок. 6400 км/ч). Проведенные на нем летные исследования дали инженерам ценную информацию о характеристиках регулируемого авиационного жидкостного ракетного двигателя, о способности летчика работать в условиях невесомости и возможностях управления самолетом с помощью реактивной струи, а также об аэродинамических характеристиках компоновки X-15. Высота полета самолета достигала 102 км. Чтобы
АВИАЦИЯ ГРАЖДАНСКАЯ - вид транспорта, осуществляющего перевозки пассажиров, багажа, грузов и почты с помощью летательных аппаратов. Обычно этот термин используется в авиации для описания регулярной деятельности авиатранспортных предприятий, имеющих соответствующий сертификат (авиакомпаний). Этот термин может использоваться также для описания других видов коммерческой деятельности авиационного предприятия, таких, как чартерные рейсы, авиатакси, нерегулярные и дополнительные рейсы. Регулярные (по расписанию) рейсы воздушного транспорта образуют основную часть коммерческих операций, осуществляемых авиатранспортным предприятием, и в настоящей статье им уделяется главное внимание.
См. также
АЭРОКОСМИЧЕСКИХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ КОНСТРУИРОВАНИЕ;
АВИАТРАНСПОРТНОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ
Основой работы авиатранспортного предприятия является использование квалифицированным персоналом современного авиационного оборудования с целью эффективного и безопасного осуществления транспортных услуг, оцениваемых в пассажиро-километрах (в тонно-километрах, если речь идет о грузовых перевозках). Основной задачей авиатранспортного предприятия является быстрая, безопасная и эффективная воздушная перевозка пассажиров или грузов. Поэтому у такого предприятия должны быть по меньшей мере один самолет, один механик, один пилот и один собственник. В 1920-х годах многие авиатранспортные предприятия ограничивались именно этим. Сформулированные выше требования остаются в силе для каждого из авиапредприятий даже сегодня, хотя со временем последние настолько разрослись, что включают в себя целые флотилии воздушных судов, отделы технического обслуживания с большим штатом авиамехаников, многочисленный летный состав (летчики и экипажи), а также административный аппарат. Все остальные функции являются вспомогательными; они призваны повысить эффективность выполнения основного назначения авиапредприятия. Число подразделений или области специализации той или иной авиакомпании определяются масштабами и уровнем сложности предприятия.
Управление авиатранспортным предприятием и экономика. Структура управления авиапредприятием заметно изменилась со времени зарождения авиации. Ранее администраторы одновременно исполняли обязанности пилота и были опытными механиками. По мере роста и расширения авиапредприятий все более значимыми становились финансовые аспекты, и администраторам пришлось сосредоточиться на финансовой, юридической и административной деятельности. В наши дни руководство авиапредприятия сталкивается с множеством самых различных и сложных проблем. Детально регламентируемая правительством, деятельность авиапредприятий в условиях рыночной экономики должна обеспечивать высокую рентабельность и конкурентоспособность. Авиакомпании работают во множестве стран по всему миру, и их деятельность затрагивает международные отношения. Вместе с тем имеется целый ряд факторов, предполагающих соблюдение жестких стандартов и функционирование в строгом соответствии с централизованным контролем со стороны руководства. Масштабы современных авиапредприятий способствовали специализации многих менеджерских функций. В основные обязанности руководства авиапредприятия входят составление расписаний, планирование и организация перевозок и эксплуатация парка воздушных судов. Все эти обязанности руководство авиапредприятия выполняет с учетом экономических факторов (таких, как финансовые средства, цены, рентабельность), чтобы обеспечить для компании максимальную прибыль.
Служащие авиатранспортного предприятия. Авиапредприятиями, а в некоторых вопросах и государственными предписаниями устанавливаются определенные требования, связанные с квалификацией, опытом и образованием служащих. Правила сертификации квалификации распространяются на авиамехаников, пилотов, бортинженеров, штурманов, авиадиспетчеров и работников ФАА, осуществляющих управление воздушным движением.
Пилот. В разных авиакомпаниях предполагается различный уровень предшествующего летного опыта. Однако инструкция ФАА в части 121 (правила ФАА для самолетов на 30 и более пассажиров) требует, чтобы общий налет пилота составлял не менее 1500 ч и по крайней мере 250 ч из них в качестве пилота. Пилоты должны сдать письменный экзамен, удостоверяющий знание ими самолета, метеорологии, навигации, радиосвязи и других вопросов, относящихся к эксплуатации самолетов гражданской авиации. Кроме того, они должны продемонстрировать свое летное искусство эксперту ФАА (или назначенному ФАА экзаменатору), выполняя различные виды взлета и посадки, летные маневры и процедуры выхода из критических ситуаций на самолете либо на пилотажном стенде. Они должны проходить как медицинское обследование перед получением удостоверения пилота, так и ежегодное освидетельствование после этого. Предусмотрены ежегодные курсы по повышению квалификации пилотов.
Борт-инженер. Штат борт-инженеров пополняется авиапредприятиями из двух источников. Одним из них являются работники отдела технического обслуживания самолетов, среди которых имеются дипломированные специалисты по обслуживанию самолетов и двигателей. Другим источником являются лица с летным опытом, которые ранее работали в другом месте. В том и в другом случае будущий борт-инженер должен сдать государственный экзамен и получить диплом борт-инженера.
Штурман. Лишь очень немногих работников авиакомпаний можно отнести исключительно к категории штурманов. Опыт таких людей в наши дни используется на трансокеанских маршрутах и при дальних перелетах над сушей, где оказывается недостаточно имеющихся средств радионавигации. Большинство штурманов - это вторые пилоты, прошедшие обучение, необходимое для исполнения обязанностей штурмана.
Обслуживающий персонал. На внутренних авиалиниях забота о пассажирах возлагается на стюардесс. На трансокеанских маршрутах компании используют смешанные команды, состоящие не менее чем из 3 или 4 человек, в зависимости от класса самолета и объема предоставляемых услуг. Каждое из авиапредприятий устанавливает свои критерии относительно возраста, веса и внешности стюардов и стюардесс. Новые работники для обслуживания авиапассажиров перед приемом на работу в течение нескольких недель проходят обучение, приобретая опыт по оказанию первой помощи, применению правил безопасности, эксплуатации аварийного оборудования и обслуживанию пассажиров, и только после этого допускаются к работе на самолетах. Подобно летчикам, обслуживающий персонал ежегодно повышает свою квалификацию на соответствующих курсах.
Наземный персонал. Для наземного персонала предъявляются менее жесткие требования к состоянию здоровья, чем для летного состава; они устанавливаются в соответствии с условиями выполняемой работы. Служащие, занятые работой в офисах, ничем не отличаются от аналогичных служащих в любых других сферах бизнеса. Механики отдела технического обслуживания, принимающие участие в перемещении самолета по территории аэродрома, должны пройти более жесткую проверку, в ходе которой контролируется острота зрения, отсутствие потенциального дальтонизма, а также отсутствие двигательных ограничений.
Авиадиспетчеры. Работники центра управления полетами отвечают за безопасность каждого полета наравне с командиром экипажа самолета. Они предоставляют экипажу информацию о полете и запасе топлива, принимают необходимые оперативные решения в условиях жесткого лимита времени и, кроме того, заранее планируют программу полетов. Они решают также, как устранить затруднения, связанные с отказом тех или иных механических систем самолета, и как справиться с атмосферными возмущениями. Чтобы диспетчер лучше понимал свои обязанности и задачи, а также проблемы, возникающие при выполнении полетов, он должен принять участие в ряде полетов с экипажами самолетов на обслуживаемых им маршрутах. Как правило, авиадиспетчеры набираются из других отделений авиакомпании, в которых они приобрели знания о проблемах эксплуатации воздушного транспорта и опыт их решения. Квалификация авиадиспетчера, как и пилота, подтверждается удостоверением ФАА.
ЦЕНТР УПРАВЛЕНИЯ ПОЛЕТАМИ аэропорта Хартсфилд (Атланта, США).
Авиамеханики. Качество профилактического ремонта летательной техники существенно зависит от его исполнителей. Основными требованиями являются знание техники, понимание проблем и умение устранять их. Для выполнения этих важных задач стараются найти работников с "жилкой" механика, прошедших соответствующее обучение и имеющих опыт. После сдачи квалификационных экзаменов им выдается свидетельство авиамеханика по обслуживанию самолетов или силовых установок. Персонал отдела технического обслуживания авиапредприятия может выполнять различные виды технических работ. Это могут быть обязанности аэродромного механика, слесаря или драпировщика и т.д. Установлены определенные квалификационные требования, и, чтобы повысить квалификацию работника в избранном им виде деятельности, проводится соответствующее обучение.
Инженер. Для инженерного персонала большой авиакомпании характерна высокая степень специализации, и рядовому инженеру нет необходимости разбираться во всех областях авиаинженерной деятельности (конструкторская работа, эксплуатация, ремонт). Инженеров делят на категории в соответствии с полученным ими техническим образованием, приобретенным опытом и специальными знаниями в одной из следующих областей: аэродинамика и летные характеристики; электротехника, радиотехника и электроника; гидравлические системы, системы обогрева и вентиляции; двигатели и вспомогательное оборудование; химия и материаловедение; аэродромное обслуживание; конструирование и некоторые смежные области техники. Желательно, чтобы принимаемые на работу были хотя бы в общих чертах знакомы с инженерным хозяйством авиапредприятия и имели практические знания в этой области.
ИНЖЕНЕРНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ
В наземном обслуживании самолета можно выделить три аспекта: техническое обслуживание, профилактический осмотр и ремонт. Согласно определению, к техническому обслуживанию относятся любые операции, производимые с самолетом, двигателем, элементами конструкции и вспомогательными устройствами без полного изъятия из эксплуатации самолета, двигателя, тех или иных элементов или вспомогательных устройств. При этом имеется в виду и любое обслуживание самолета, выполняемое в стояночный период (часто в это понятие включается также замена элементов, которые, вообще говоря, должны быть подвергнуты осмотру перед их вторичной установкой). Капитальный ремонт и профилактический осмотр - это совокупности контрольных и механических операций, которые предполагают изъятие из эксплуатации осматриваемого самолета, двигателей, элементов конструкции или вспомогательных устройств с целью их проверки (профилактический осмотр) и, при необходимости, ремонта. Капитальный ремонт обычно проводят достаточно регулярно, и заканчивается он возвращением в эксплуатацию отремонтированного и проверенного элемента в состоянии, эквивалентном установке нового элемента (с точки зрения надежности в течение времени до следующего профилактического осмотра). "Ремонтом" называют любую механическую операцию незапланированного характера по возвращению в строй того или иного элемента ввиду его неожиданного разрушения или отказа. Разрушение или отказ считаются при этом неожиданными, даже если они происходят регулярно. Длительный ремонт может исключить самолет из эксплуатации на несколько месяцев (например, когда с самолетом случилось значительное аварийное происшествие, но он еще может быть отремонтирован). Таким образом, наземное обслуживание самолета включает в себя профилактические и ремонтные работы.
Наземное оборудование. Эксплуатация самолета намного упростилась бы, если бы все системы, необходимые для функционирования самолета, запуска двигателя, погрузки и заправки, как и другое вспомогательное оборудование, размещались не на земле, а на борту самолета. Однако обычно это нецелесообразно, так как размещение их на самолете привело бы к увеличению веса и уменьшению полезного объема. Поэтому окончательное решение относительно того, какие функции должны реализовываться "на борту", а какие "на земле", принимается на основании опыта конструирования и эксплуатации самолета как транспортного средства.
Профилактические проверки. Профилактический осмотр, являющийся частью программы наземного обслуживания самолета, уже обсуждался выше. Однако после того, как тот или иной элемент осмотрен, его необходимо проверить, чтобы быть уверенным, что он функционирует надлежащим образом. Такую проверку следует проводить достаточно часто, поскольку элементы и устройства самолета, как правило, весьма чувствительны к любому изменению условий работы; в некоторых отношениях их можно сравнить со скрипкой, которая всегда нуждается в настройке. Когда в тот или иной элемент системы внесено какое-либо изменение, часто оказывается необходимым испытать всю систему, чтобы убедиться в том, что "настройка" ее не изменилась. С учетом сказанного целесообразно регулярно завершать осмотр процедурой проверки. Используются специализированные испытательные стенды, позволяющие проверять двигатели на всех режимах, чтобы убедиться, что после их профилактического осмотра и ремонта все функционирует нормально. После того как двигатель снова установлен на самолет, должны быть проведены дополнительные испытания для проверки взаимного влияния двигателя и других систем. Точно такой же подход используется и при испытаниях других самолетных систем.
АЭРОБУС A-340 европейского консорциума "Эйрбас индастри" - широкофюзеляжный четырехдвигательный пассажирский самолет.
САМОЛЕТ "БОИНГ-767", представляющий последнее поколение пассажирских самолетов компании "Боинг" - одного из ведущих авиапроизводителей США.
ТРАНСПОРТНЫЕ СРЕДСТВА
Все самолеты, использовавшиеся в прошлом для перевозки грузов, первоначально предназначались и проектировались для пассажирских перевозок. Это обстоятельство не должно вызывать удивления, если учесть огромную стоимость разработки нового самолета и сравнительно небольшой объем грузоперевозок. Современные энтузиасты грузовых перевозок полагают, что самолет, специально спроектированный для перевозки грузов, позволит снизить расценки и удовлетворит потребности предсказываемого ими существенного роста объема перевозки грузов. Следует полагать, что это будет способствовать новым инженерным достижениям в области аэродинамики и силовых установок. Однако и по внешнему облику, и по своим характеристикам такой самолет вряд ли будет заметно отличаться от пассажирских самолетов.
ЛЕТНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Летно-технические характеристики самолетов определяются главным образом их силовыми установками. Со времен братьев Райт в области авиации многократно предпринимались попытки создать мощный, компактный и легкий двигатель, который работал бы надежно и экономично. К 1950 поршневой двигатель достиг предела возможного в летных условиях: он развивал мощность 2600 кВт при удельном весе (отношении веса двигателя к максимальной мощности в киловаттах), равном 0,61. В начале 1950-х годов были созданы усовершенствованные газотурбинные двигатели. Разработаны турбовинтовые двигатели, развивающие мощность 3700 кВт при удельном весе менее 0,3; по размерам они не больше мощных поршневых двигателей. На современных широкофюзеляжных самолетах используются турбореактивные двигатели, которые на крейсерском режиме развивают мощность более 5000 кВт.
См. АВИАЦИОННАЯ СИЛОВАЯ УСТАНОВКА. Появление газотурбинных двигателей завершило период сравнительно медленного процесса совершенствования силовых установок летательных аппаратов и привело к поистине революционным изменениям. Скорость, габариты и грузоподъемность самолетов сразу возросли почти вдвое по сравнению с самолетами предшествующего поколения. Реактивный транспорт стал использоваться на маршрутах не только большой, но и малой дальности. Применение двухконтурных и турбовентиляторных двигателей с лучшими мощностными характеристиками при более высокой топливной эффективности сделало возможным использование реактивной авиации и на авиалиниях средней дальности. Турбовинтовые двигатели, обладающие существенно лучшими тяговыми характеристиками на малых скоростях, нашли широкое применение на самолетах местных авиалиний. Современные пассажирские турбореактивные самолеты могут развить в полете скорость, превышающую 960 км/ч (скорость звука на высоте крейсерского полета составляет приблизительно 1060 км/ч). Они могут также длительное время лететь на большой высоте, что обеспечивает заметную экономию топлива. Обычно высота полета составляет от 7,5 до 12,5 км, в зависимости от веса самолета и требований полета. Расход топлива большого самолета с 4 двигателями составляет от 7 до 10 л на километр полета, и для выполнения дальнего рейса может понадобиться более 60 000 л (около 45 т) топлива. При столь большом взлетном весе для дальнего магистрального самолета требуются очень прочные рулежные дорожки и достаточно длинная взлетная полоса, обеспечивающая разгон самолета до скорости 240 или 260 км/ч, чтобы он мог оторваться от земли.
"ФАЛЬКОН-20" - популярный административный турбореактивный самолет фирмы "Дассо" (Франция).
МАГИСТРАЛЬНЫЙ ПАССАЖИРСКИЙ САМОЛЕТ MD-11 (фирма "Макдоннелл-Дуглас) с тремя реактивными двигателями в первом испытательном полете (1990).
Конструкция. Возможность достижения больших скоростей полета определяется не только высокими характеристиками турбореактивных двигателей, но и аэродинамической компоновкой самолета, спроектированного и изготовленного на основе новейших достижений в области аэродинамики, материаловедения и прочности. Современная топливная система самолета обеспечивает безостановочную подачу больших объемов топлива при любых условиях полета. На таких самолетах, как "Боинг" 707 или DC-8, имеются встроенные в крыло топливные баки, которые вмещают более 85 000 л топлива. На таких самолетах установлены также мощные насосы, которые во время взлета подают топливо в двигатели с расходом 800 л/мин и более. Насосы большой мощности используются и на земле. Чтобы загрузить топливом большой самолет за 30-40 мин, необходимо, чтобы насосы перекачивали от 2000 до 2400 л/мин.
Воздушные трассы. Многие годы любая статья о воздушном транспорте или о воздушных трассах сопровождалась географической картой с изображенными на ней воздушными трассами в границах какого-либо региона, страны или во всем мире. В наши дни такие карты представляют собой сложные и запутанные схемы пересекающихся друг с другом внутренних и международных авиалиний. Схемы железнодорожных маршрутов или линий метрополитена могут воспроизводиться из года в год, так как география этих маршрутов меняется медленно. Схемы же воздушных трасс всегда приближенны и быстро реагируют на изменение экономической конъюнктуры.
УПРАВЛЕНИЕ ВОЗДУШНЫМ ДВИЖЕНИЕМ
Автоматизация посадки. До конца 1920-х годов полеты, как правило, осуществлялись в условиях прямой видимости земли. Если погода портилась настолько, что пилот не мог видеть землю, полет просто откладывался. Совершенствование радионавигационных средств и приборного оборудования самолета позволило ввести в практику так называемые "полеты по приборам". Вместе с тем до конца 1960-х годов считалось необходимым, чтобы пилот мог видеть землю при посадке на последних ста метрах высоты. Пилотируя магистральный пассажирский самолет, пилоты, как и военные летчики, руководствуются в своих действиях инструкциями, получаемыми из центра управления воздушным движением. Среди прочего указывается высота, на которой должен лететь самолет, чтобы исключить возможность столкновения в воздухе с другим самолетом. Работу средств радионавигации, предназначенных для управления полетом самолета, можно понять, разобравшись в принципах действия трех основных систем: радиомаяка, всенаправленного пеленгатора и радиокомпаса.
Радиомаяк. Системы управления полетом и заходом на посадку используют систему стационарных радиомаяков, размещенных в контрольных точках вдоль маршрутов воздушного движения и в аэропортах. Радиомаяк посылает сигналы, которые могут быть приняты летчиком, если он настроится на соответствующую радиочастоту. Эти сигналы периодически сменяются опознавательными сигналами, обеспечивающими надежную идентификацию данного радиомаяка. Характеристики сигналов зависят от участка маршрута, на котором находится самолет. Например, интенсивность сигналов изменяется в зависимости от удаленности самолета от радиомаяка. Благодаря этому летчик может направлять свой самолет по нужному маршруту.
Всенаправленный пеленгатор. Пилот получает информацию о направлении, в котором находится радиостанция, передающая сигнал, от всенаправленного пеленгатора. Соответствующий индикатор на приборной панели указывает летчику его азимут относительно станции. Важным элементом всенаправленного пеленгатора является дальномерная аппаратура, которая измеряет расстояние от самолета до радиостанции, что в совокупности с азимутом, полученным от пеленгатора, позволяет летчику точно определить свое положение.
Радиокомпас. Действие этого стандартного навигационного устройства, используемого на многих транспортных средствах, основывается на том, что проволочная рамка оказывается чрезвычайно чувствительной к воздействию радиоволн. Когда плоскость рамки образует угол 90° с линией, идущей от радиомаяка, интенсивность принимаемого сигнала минимальна. Если же повернуть рамку вокруг своей оси на угол 90°, то сигнал усилится до максимального. Это физическое явление лежит в основе работы автоматического радиокомпаса, индикатор которого на приборной панели в кабине пилота указывает направление на источник радиосигналов. См. также АЭРОНАВИГАЦИЯ.
АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ ПОСАДКА САМОЛЕТА. Если индикаторная стрелка автоматического радиокомпаса показывает "6 ч", то самолет движется к аэропорту. Пилот знает, что он попал на посадочную глиссаду, если пунктирные линии индикатора ИЛС сливаются со сплошными. После этого пилот направляет самолет вниз по глиссаде снижения к началу взлетно-посадочной полосы.
Посадка по приборам. При выполнении посадки по приборам в условиях отсутствия прямой видимости взлетно-посадочной полосы необходимо иметь по крайней мере три системы: инструментальную систему посадки (систему ILS), систему захода на посадку по командам с земли и бортовую радиолокационную станцию (РЛС).
Инструментальная система посадки. При использовании ILS радиомаяк, расположенный в начале взлетно-посадочной полосы, направляет луч навстречу самолету вдоль посадочной глиссады. При этом приборы на борту самолета укажут летчику, где он находится: выше, ниже, слева, справа или точно на глиссаде снижения (см. рисунок).
Система захода на посадку по командам с земли. Эта система позволяет оператору аэропорта управлять движением самолета в процессе посадки. На экране своего радиолокатора оператор видит, где располагаются все самолеты, находящиеся в зоне действия системы захода на посадку. Эта информация используется оператором для того, чтобы помочь пилоту самолета строго соблюдать курс и правильную высоту, оставаясь на посадочной глиссаде. Как правило, пилот продолжает использовать свою систему ILS с целью дополнительного контроля.
Бортовая РЛС. Для определения действительной высоты полета самолета над землей может использоваться радиовысотомер. Метеорадиолокатор позволяет самолету обойти зону грозовой активности и обнаруживать курсовые наземные ориентиры, необходимые для визуальной навигации. Самолеты гражданской авиации оборудованы приемоответчиками, т.е. бортовыми устройствами, которые, получив радиосигналы от центров управления полетом, мгновенно переизлучают их обратно, так что на экранах РЛС центра управления появляются изображение самолета и данные о его пространственном положении. В 1990-х годах авиакомпании США и ФАА ввели в эксплуатацию новые средства управления воздушным движением, которые позволили повысить эффективность и производительность системы управления воздушным движением и увеличить число обслуживаемых самолетов. К ним относятся, в первую очередь, глобальная навигационная спутниковая система и программное обеспечение "свободного полета".
Глобальная навигационная спутниковая система. Размещение сети спутников на околоземных орбитах дает возможность летчикам гражданской авиации определять местоположение своих самолетов в любой точке земного шара. Глобальная навигационная спутниковая система GPS включает в себя 24 спутника, которые излучают кодированные сигналы; положение спутников в пространстве точно известно. Принимая сигналы от трех или большего числа спутников одновременно, бортовой компьютер самолета определяет свое местоположение. Эта система обеспечивает навигационное сопровождение самолета в тех районах земного шара, которые недоступны для РЛС и других традиционных средств навигации. Она также помогает осуществлять посадку самолетов в аэропортах в условиях тумана и других факторов плохой погоды.
"Свободный полет". Под "свободным полетом" понимается предоставление пилоту большей свободы в выборе маршрута, высоты и скорости полета в крейсерском режиме. Ранее пилоты были обязаны выполнять инструкции ФАА по управлению воздушным движением, в соответствии с которыми самолет иногда был вынужден лететь по неоптимальному маршруту или на неоптимальной высоте. В рамках программы "свободного полета", которую ФАА начало внедрять в середине 1990-х годов, пилоты сообщают диспетчерам системы управления воздушным движением ФАА о своих намерениях относительно выбранного маршрута и высоты полета, а система УВД осуществляет непрерывное слежение за их самолетами. Дополнительную безопасность полета обеспечивает система оповещения пилота об опасном сближении и предупреждения столкновения самолетов в воздухе.
ЛИТЕРАТУРА
Белогородский С.Л. Автоматизация управления посадкой самолета. М., 1972 Яковлев А.С. Советские самолеты. М., 1982 Радиолокационная радиосвязь. М., 1990 Эксплуатация аэродромов. М., 1990
АВИАЦИЯ МОРСКАЯ - род сил военно-морского флота (военно-морских сил). Состоит из частей морской ракетоносной авиации, противолодочной, истребительной, штурмовой и др. видов авиации.
АВИАЦИЯ ПВО - род Войск ПВО. Состоит из частей истребительной авиации (ИА) и подразделений военно-транспортной авиации и вертолетов.