Первые полёты

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 16 Декабря 2013 в 20:28, реферат

Описание работы

Мечта человечества о полёте, возможно, впервые была реализована в Китае, где полёт человека, привязанного (в виде наказания) к бумажным змеям был описан в VI веке н. э. Позднее первый управляемый полёт на дельтаплане совершил Аббас ибн Фарнас в Аль-Андалусе в IX веке н. э. У Леонардо да Винчи (XV в.) мечта о полёте нашла выражение в нескольких проектах, но он не пытался их реализовывать. Первые серьёзные попытки полёта человека были реализованы в Европе в конце XVIII века.

Содержание работы

1 Первые полёты
1.1 Древняя Греция
1.2 Воздушные шары и воздушные змеи в Китае
1.3 Парашюты и планёры в Испании Омейядов и в Англии
1.4 Европейское Возрождение и Османская империя
2 Планёры
3 Современный полёт
3.1 Легче воздуха
3.2 К лучшему пониманию
3.3 Развитие авиации набирает темп
4 1900—1914 («Эра Пионеров»)
4.1 Легче воздуха
4.2 Лэнгли
4.3 Густав Уайтхед
4.4 Братья Райт
4.5 Другие ранние полёты
4.5.1 Вертолёт
4.5.2 Гидросамолёт
5 1914—1918: Первая мировая война
6 1918—1939 («Золотой Век»)
7 1939—1945: Вторая мировая война
8 1945—1991: Холодная война
9 XXI век
9.1 Нефтяной кризис и поиск альтернативных видов топлива

Файлы: 1 файл

Авиастроение.docx

— 225.37 Кб (Скачать файл)

Лётчики того времени в глазах публики были окружены романтическим ореолом, они  были современными рыцарями, ведя бои  с врагами один на один. Ряд пилотов стали знамениты в связи со своими военными победами, наиболее известный из них — Манфред фон Рихтгофен, получивший прозвище Красный Барон, он сбил 80 самолетов в воздушных боях на нескольких типах самолётов, наиболее известным из которых был Fokker Dr.I. У союзников самым известным асом был Рене Поль Фонк, ему приписывается максимум 75 побед. Среди американских пилотов самым успешным асом был Эдди Рикенбакер с 26 победами.

1918—1939 («Золотой  Век»)


Годы между Первой и Второй мировыми войнами отмечены существенным прогрессом в технологии самолётостроения.

За этот период от самолётов, построенным главным образом  из древесины и ткани, конструкторы пришли к почти полностью алюминиевым аппаратам. Развитие двигателей также шло быстрыми темпами, от бензиновых двигателей с водяным охлаждением до роторных и радиальных с воздушным охлаждением, с относительным увеличением мощности двигателя. Движущей силой прогресса стали многочисленные призы за рекорды скорости и дальности. Например, Чарльз Линдберг выиграл Приз Ортега за первый индивидуальный безостановочный трансатлантический перелёт $25000, однако это был не первый безостановочный перелёт. Восьмью годами ранее капитан Джон Олкок и лейтенант Артур Браун на бомбардировщике Vickers Vimy без остановок совершили перелёт из от Сент-Джона, Ньюфаундленд в Клифден, Ирландия 14 июня 1919 г., выиграв приз £10000 ($50000) (приз Нортклифф).

Биплан Flagg, 1933.

После Первой мировой войны опытные лётчики—истребители стремились продемонстрировать свои новые навыки. Многие американские пилоты стали выступать в летающих цирках, гастролируя по небольшим городам по всей стране, демонстрируя свои полётные навыки и организовывая перевозки пассажиров. В конечном счёте эти лётчики стали объединяться и проводить более организованные авиашоу. Авиационные шоу перемещались по всей стране, показывая воздушные гонки и акробатические трюки. Воздушные гонки подстегнули развития двигателя и развитие корпуса — например, Кубок Шнейдерапривёл к созданию более быстрых и более обтекаемых проектов монопланов, наилучшим из которых стал Supermarine S.6B, прямой предшественник Spitfire. Денежные призы увеличивали конкуренцию среди пилотов и конструкторов и значительно ускоряли прогресс. Амелия Эрхарт была, возможно, наиболее популярной из участников многочисленных авиашоу. Она была также первой женщиной, которая ставила рекорды вроде перелёта через Атлантику и Ла-Манш.

Первым аппаратом легче воздуха, пересёкшим Атлантику, стал британский дирижабль R34, который в июле 1919 г. с командой на борту совершил перелёт изВосточного Лотиана, Шотландия на Лонг-Айленд, Нью-Йорк, а затем вернулся в Пулхэм, Англия. К 1929 г., технология дирижаблестроения продвинулась до весьма высокого уровня; дирижабль Граф Цеппелин в сентябре и октябре начал первые трансатлантические рейсы. Тем не менее эра дирижаблей завершилась в 1937 г. после катастрофы цеппелина Гинденбург. После известной катастрофы наполненного водородом Гинденбурга в Лэйкхёрсте, Нью-Джерси, дирижабли перестали использоваться, несмотря на то, что большая часть людей в этой катастрофе выжила. Гинденбург, а также более ранняя катастрофа дирижабля Winged Foot Express 21 июля 1919 г. в Чикаго, в которой погибло 12 гражданских лиц, отрицательно повлияли на репутацию дирижаблей как надёжных летательных аппаратов. Заполненные взрывоопасным газом дирижабли редко горели и терпели аварии, однако их катастрофы причиняли намного большие разрушения по сравнению с самолётами того времени. Общественный резонанс от катастрофы дирижабля был несравнимо выше, чем от катастроф самолётов, и активная эксплуатация дирижаблей была прекращена. Возможно, этого бы не случилось, если бы компания Цеппелина имела доступ к достаточному количеству гелия. В то время наибольшими запасами гелия располагали США, однако немецкая компания в то время едва ли могла рассчитывать на поставки гелия из США.

Самолёт DeHavilland, 1930-е гг.

В 1929 г. Джимми Дулиттл разработал пилотажно-навигационные приборы.

В 1930-е гг. разработка реактивного двигателя началась в Германии и в Англии. В Англии Фрэнк Уиттл запатентовал разработанный им реактивный двигатель в 1930 г. и в течение десятилетия работал над его усовершенствованием. В Германии Ханс фон Охайн запатентовал свою версию реактивного двигателя в 1936 г. и начал работу над его усовершенствованием. Эти два человека работали независимо друг от друга, и к концу Второй мировой войны и Германия, и Великобритания строили реактивные самолёты.

1939—1945: Вторая  мировая война


Вторая  мировая война привела к необходимости резкого увеличения темпов усовершенствования самолёта и производства. Все страны, вовлеченные в войну разрабатывали, модернизировали и производили самолёты и авиационное вооружение, при этом появились новые типы самолётов, например, дальние бомбардировщики. Эскорты истребителейстали необходимы для успеха тяжёлых бомбардировщиков, значительно снижая потери в борьбе против вражеских истребителей.

B-29 Superfortress, тяжёлый бомбардировщик

Первым практически  применённым реактивным самолётом стал Heinkel He 178 (Германия), совершивший первый полёт в 1939 г. (Coanda-1910 по сообщением совершил первый короткий непреднамеренный полёт 16 декабря 1910 г.). Первая крылатая ракета (Фау-1), первая баллистическая ракета (Фау-2) и первая управляемая ракета Bachem Ba 349 были также разработаны в Германии. Тем не менее, применение реактивных истребителей было ограничено из-за их небольшого количества (что также было отягощено нехваткой пилотов и топлива в конце войны), Фау-1 был недостаточно эффективен в связи с медленной скоростью и уязвимостью, Фау-2 был недостаточно точен для поражения военных целей, хотя был эффективен при бомбардировке городов.

Следующая таблица показывает как количество произведённых самолётов в США значительно увеличилось к концу войны.

Тип

1940

1941

1942

1943

1944

1945

Total

Сверхтяжёлые  бомбардировщики

0

0

4

91

1,147

2,657

3,899

Тяжёлые бомбардировщики

19

181

2,241

8,695

3,681

27,874

42,691

Средние бомбардировщики

24

326

2,429

3,989

3,636

1,432

11,836

Лёгкие бомбардировщики

16

373

1,153

2,247

2,276

1,720

7,785

Истребители

187

1,727

5,213

11,766

18,291

10,591

47,775

Разведывательные  самолёты

10

165

195

320

241

285

1,216

Грузовые самолёты

5

133

1,264

5,072

6,430

3,043

15,947

Учебные самолёты

948

5,585

11,004

11,246

4,861

825

34,469

Самолёты связи

0

233

2,945

2,463

1,608

2,020

9,269

Итого за год

1,209

8,723

26,448

45,889

51,547

26,254

160,070

               

 

1945—1991: Холодная  война


После Второй мировой войны быстро развивалась коммерческая авиация. Первоначально в коммерческих целях использовались бывшие военно-транспортные самолёты. Этот рост был значительно ускорен тем, что после войны существовал переизбыток тяжёлых и сверхтяжёлых бомбардировщиков, таких как B-29 и Lancaster, которые могли быть переделаны в коммерческие самолеты. Транспортный DC-3 также был одним из популярнейших коммерческих самолётов, имевших военное прошлое.

Наступала эра реактивной авиации. 
Октябрь 1947 года — Чарльз Йегер на самолёте-ракете Bell X-1 (с ракетным двигателем) превысил звуковой барьер (хотя существуют свидетельства, что некоторые лётчики-истребители, возможно, превышали скорость звука во время войны в процессе бомбометания в пикировании, это был первый управляемый полёт, во время которого было официально зафиксировано превышение скорости звука).

26 декабря 1948 г. —  советский лётчик-испытатель О. Соколовский впервые в СССР достиг скорости звука на реактивном истребителе Ла-176. Дальность полёта также увеличивалась — были совершены беспосадочные полёты на реактивных самолётах из США в Европу и в Австралию (в 1948 и 1952 годах соответственно).

Первыми серийными коммерческим реактивным самолётами стали британской De Havilland Comet (январь 1951) и американский Avro C102 Jetliner (первый полёт - сентябрь 1949). В 1952 г. британская государственная авиакомпания BOAC начала осуществлять регулярные рейсы на «Кометах». В то время этот самолёт был достижением техники, однако его преследовали постоянные проблемы, поскольку квадратная форма окон приводила к трещинам из-за усталости металла (была вызвана циклами герметизации и декомпрессии салона) и привела к нескольким катастрофам. Тщательное расследование выявило причины и со временем проблемы были преодолены — другие модели реактивных пассажирских самолётов встали на крыло.

15 сентября 1956 года — cоветская авиакомпания Аэрофлот стала первой авиакомпанией в мире, которая стала осуществлять регулярные перевозки на реактивных самолётах (Ту-104). Появление Boeing 707 ознаменовало начало массовых коммерческих пассажирских авиаперевозок.

На создание в СССР бомбардировщиков дальнего действия, которые могли доставить ядерное оружие в Европу и Северную Америку, Запад решил ответить созданием самолёта-перехватчика (который мог перехватить и уничтожить бомбардировщики прежде, чем они бы достигли места назначения) — канадскоеправительство поддержало разработку Avro Canada CF-105 Arrow, для этого и предназначенного. Это был самый быстрый самолет своего времени. Однако в 1955 концепция изменилась и вместо перехватчика НАТО решило производить противовоздушные ракеты с ядерными боеголовками, в результате чего проект CF-105 в 1959 году был свёрнут.

1967 год — X-15 установил рекорд скорости самолёта — 7 297 км/ч (6,1 М). За исключением аппаратов, предназначенных для полёта в космосе, этот рекорд был побит X-43 только в XXI веке (12 144 км/ч (9,8 М)).

В тот же самый год, когда Нейл Армстронг и Базз Олдрин высадились на Луну, в 1969-м, совершил свой первый полёт Boeing 747. Этот самолет и сегодня — один из самых распространённых крупных (широкофюзеляжных) пассажирских самолётов, и перевозит миллионы пассажиров ежегодно.

В 1975 году Аэрофлот начал регулярные рейсы на Ту-144 — первом сверхзвуковом пассажирском самолёте. В 1976 году British Airways начали трансатлантические рейсы на сверхзвуковом самолёте Конкорд. Несколькими годами ранее военный разведывательный Lockheed SR-71 установил рекорд, когда пересёк Атлантику менее чем за 2 часа.

В последнюю четверть XX века прогресс в авиации замедлился. Более не было революционных результатов в скоростях полёта, расстояниях и технологии, развитие в этот период осуществлялось в основном в области авионики. Но были и достижения в разных областях: например, в 1979 году Gossamer Albatross стал первым аппаратом, приводимым в действие мускульной силой человека, пересёкшим пролив Ла-Манш, в 1981 г. космический самолёт Спейс Шаттл совершил свой первый орбитальный полёт (доказав, что большой аппарат может подняться в космос, обеспечить поддержку жизнеобеспечения в течение нескольких дней, повторно войти в атмосферу на орбитальной скорости, а затем приземлиться на взлётно-посадочной полосе подобно обычному самолёту), в 1986 г. Дик Рутан и Джина Игер совершили кругосветный полёт на самолёте без дозаправки и не приземляясь. В 1999 г. Бертран Пиккард стал первым человеком, который облетел Землю на воздушном шаре.

XXI век


В начале XXI века, в развитии дозвуковой авиации наметилась тенденция на создание дистанционно управляемых  или полностью автономных транспортных средств. Был создан целый рядбеспилотных летательных аппаратов. В апреле 2001 беспилотный самолёт RQ-4 Global Hawk пролетел от авиабазы Эдвардс в США до Австралии без остановок и дозаправок. Это — самый длинный перелёт между двумя пунктами, когда-либо совершённый беспилотным самолетом, время полёта составило 23 часа и 23 минуты. В октябре 2003 г. первый состоялся полностью автономный трансатлантический перелёт управляемого компьютером самолёта.

Concorde G-BOAB на хранении в лондонском аэропорту Хитроу после окончания полётов этого типа самолётов. Этот самолёт находился в воздухе 22296 часов с первого своего полёта в 1976 г. до последнего полёта в 2003 г.

В коммерческой авиации начало XXI века отмечено прекращением эксплуатации Concorde. Сверхзвуковые полёты оказались коммерчески несостоятельны, поскольку переход звукового барьера без негативных последствий был возможен только над океаном. Кроме того, Concorde имел слишком большой расход топлива и мог перевозить ограниченное количество пассажиров.

Нефтяной кризис и поиск альтернативных видов  топлива

Первое столетие полётов с двигателем требовало  роста производства жидкого топлива  из нефти, и таким образом развитие авиации является символом эры нефти, в это время добыча и потребление нефти возрастали по экспоненте. В то время как другие важнейшие виды транспорта (автомобильный,железнодорожный, водный) также зависят от жидкого топлива, авиация зависит в значительно большей степени, так как другие доступные источники энергии (например, электрические батареи) недостаточно практичны для полётов.

С 2003 по 2008 годы цены на нефть выросли в 6 раз. В отличие от предыдущих кризисов, такое большое увеличение цены на нефть на этот раз не было связано с какими-либо существенными сокращениями поставок нефти или снижения её мировых запасов, а скорее с невозможностью стран-экспортёров нефти увеличить её добычу в достаточной мере, чтобы удовлетворить растущий спрос со стороны новых крупных потребителей нефти — быстрорастущих экономик, таких как Китай и Индия. Ряд исследователей считает, что пик нефти, возможно, уже прошёл, или его достижение будет неизбежным, а значит цены на нефть могут продолжать увеличиваться, возможно в течение многих лет, и добеспрецедентных уровней.

Увеличение цен на нефть  оказывает сильное влияние на гражданскую авиацию. К частности из-за его высокого расхода топлива в расчёте на 1 пассажира Concorde обладал слабой конкурентоспособностью даже тогда, когда нефть была относительно дешева. Дозвуковые реактивные лайнеры использует меньше топлива в пассажира, но топливная составляющая представляет собой существенную долю цены на билет, а топливные ценовые надбавки делают пассажирские перелёты более дорогими.[25][26] Тем временем прогресс в технологиях, таких как видеоконференция, уменьшает стоимость виртуальной альтернативы по сравнению с физическом присутствием, что имеет особое значение для бизнеса. Некоторые эксперты нефтедобывающей промышленности, такие как Мэтью Симмонс призывают к более широкому применению таких технологий вместо использования транспорта.

Потребность в обеспечении  топливом авиации (особенно военной авиации) привела к увеличению исследований дополнительные источников жидких топлив для авиации, таких как биотопливо. Увеличение производства большого количества жидких топлив по доступным ценам может быть одним из решений для авиации, если мировое нефтяное производство действительно фактически достигает максимума и входит в фазу необратимого снижения, как предсказано теорией Хабберта.

Высокие цены на топливо могут стимулировать  развитие самолётов схемы «летающее крыло» в связи с их более высокой топливной эффективностью.

Информация о работе Первые полёты