Парить высоко-высоко, подобно птице, человеку хотелось давно. Летать, размеренно взмахивая крыльями… Странная идея, однако, но…
…именно она не давала покоя человеку тысячелетиями! Иначе, откуда бы взяться легендам о летающих людях?
Наиболее известная из них – о греческом мастере Дедале и сыне его Икаре, перелетевших с помощью крыльев, сделанных из птичьих перьев и скрепленных воском, с острова Крит на Сицилию. К сожалению, Икар – первый «летчик», оказался и первым в мире воздушным хулиганом: не послушался отца, поднялся слишком близко к солнцу, которое растопило воск и… Результат, думаю, напоминать не стоит.
С тех пор прошло много-много лет, человек «научился» летать так, как птицам и не снилось: поднялся в заоблачные высоты, перемахнул через гиперзвук, совершил беспосадочный кругосветный перелет…Но мечта летать с помощью крыльев, подобных птичьим, его все не покидает…
^ Воздушные шары и дирижабли
Полеты на воздушном шаре были красочно описаны Жюль Верном в его фантастических рассказах. Многие из его предложений стали былью, вошли в нашу жизнь и превратились в обыденную реальность. Воздушному шару более 220 лет, у него сложная и драматичная история развития: возвращение в конце 20 века и интенсивное развитие в целях туризма, рекламы, спорта. Сегодня баллонинг – это уникальная и доходная отрасль системы предприятий и уникальный, привлекающий внимание всех без исключения метод аттракции. Катание на воздушных шарах – элитное развлечение для состоятельных туристов .
^ Воздушные шары.
Первый воздушный шар был придуман и построен в 1783 г. братьями Монгольфье из городка Анной во Франции. Это был огромный воздушный шар, который заполнялся горячим воздухом. Этот шар в присутствии короля Луи XVI и членов его семьи успешно поднялся в воздух на высоту 1.8 км. Для начала в качестве пассажиров в гондолу посадили утку, петуха и овцу. Первым человеком, кто совершил полет на воздушном шаре, был Джин-Франкос. Это произошло 15 октября 1783 г. и стало началом эры воздухоплавания.
Конструкция воздушного шара мало изменилась с момента его изобретения до настоящего времени. Воздушный шар почти всегда имеет сферическую или грушевидную форму. Оболочка воздушного шара представляет собой огромный мешок из ткани, покрытый каучуком, обеспечивающим эластичность и его герметичность. До середины 19 века воздушные шары были не управляемые. Поднявшись в воздух, шар просто дрейфовал по ветру. Горячий воздух остывал, просачивался через оболочку, шар терял высоту. Регулирование высоты полета осуществлялось сбросом балласта (мешки с песком), загруженного перед началом полета в гондолу или выпуском воздуха через клапан. Были предприняты попытки устройства регулируемых парусов, но это успеха не принесло.
В 1852 г. Генри Гиффард установил небольшой паровой двигатель в гондоле воздушного шара. Этот двигатель вращал пропеллер, который позволял совершать направление движения воздушного корабля со скоростью 8 км в час против ветра. Однако паровая машина была слишком тяжела и неуклюжа для воздушного шара. Лишь через 46 лет в 1898 г. Альберто Сантос-Дюмонт, богаты бразилец, живущий в Париже, начал экспериментировать с бензиновыми двигателями внутреннего сгорания для привода пропеллера воздушных шаров. 19 октября 1901 г. он поднял в воздух сигарообразный воздушный шар и совершил 11-ти км полет над Парижем. За этот полуторачасовой полет Сантос-Дюмонт получил приз 125000 франков.
В период франко-прусского конфликта в 1870-71 гг. 65 воздушных шаров были использованы для переброски пассажиров и груза из осаженного Парижа. В 1875 г. были предприняты попытки пересечь на воздушном шаре пролив Ла-Манш. Однако это мероприятие имело сомнительный успех. Пилоты были вынуждены выбросить из гондолы все оборудование, снаряжение и даже одежду. В начале 20 века воздушный шары стали использовать для научных целей при изучении стратосферы, и в 1901 г. был совершен первый высотный подъем.
В 30-х годах последовали несколько высотных подъемов для достижения рекордов. Рекордная высота была достигнута в 31 км. С высоты 12 км с воздушного шара были совершены несколько затяжных прыжков с парашютом. В Начале века, в 1914 г., Hans Berliner совершил путешествие на воздушном шаре из Германии до Урала.
Дирижабли.
Неуправляемые воздушные шары были реконструированы в дирижабли, которые несли моторы и воздушные винты, сложные системы управления. В Германии успешно развивалось дирижаблестроение - строились и эксплуатировались огромные воздушные корабли с прочным каркасом из легких сплавов, обтянутым прорезиненной тканью, газонаполненным многосекционным корпусом, Фердинанд Цепеллин стал гениальным конструктором воздушных кораблей. Он начал свои работы в 1871 г. и стал основателем целого направления в воздухоплавании. Сконструированные им воздушные корабли носили его имя и назывались иепеллинами. Дирижабли летели со скоростью до 130 км в час. Самый крупный корабль имел сигарообразную форму 245 м в длину и 41 м в диаметре, он мог нести 50 пассажиров с командой 60 чел. в прицепляемой гондоле или груз 215 тонн.
В 1910 г. Цепеллин открыл компанию, которая осуществила в течение трех лет коммерческие перевозки более 14 тыс. пассажиров. Эти воздушные корабли покрыли расстояние более 61 тыс. км без аварий. В 1919 г. дирижабль впервые пересек Атлантический океан. В 1929 г. дирижабль «Граф Цепеллин» совершил беспримерный полет вокруг Земли. Была сделана попытка организовать регулярные рейсы на дирижаблях между Европой и Америкой. Дирижабль Hindenburg совершил десять регулярных коммерческих рейсов через Атлантику. Но конструкции дирижаблей были несовершенны, и они один за другим терпели аварии. В 1937 г. Hindenburg взорвался на аэродроме в США, при аварии погибли 35 из 97 пассажиров, присутствовавших на борту. Потерпели тяжелые аварии и многие другие крупные корабли в Европе и США. Погиб и сам конструктор. Один из дирижаблей погиб при полете в район Северного полюса. После 1935 г. крупные дирижабли уже не строились, хотя мысль об их совершенствовании и создании новых конструкций имеет место и до сего времени.
Использовались дирижабли и военных целях. В период Первой мировой и Второй мировой войны дирижабли и воздушные шары различных конструкций применялись в боевых действиях для наблюдений и разведки, охоты за подводным лодками, для устройства противовоздушных заграждений. Германия использовала дирижабли для бомбардировок Лондона, но эти тяжелые и неповоротливые воздушные корабли были легкой добычей для английских истребителей. Заводы Цепеллина работали всю войну, и после ее окончания на них был построен большой дирижабль для США. Формально последний дирижабль был снят с вооружения в США только в 1962 г.
В эпоху интенсивного развития научно-технического прогресса во второй половине XX века воздушные шары стали активно использоваться для целей совершения путешествий, туризма и спортивных соревнований.
С конца 1960-х годов настала эпоха массовых путешествий на воздушных шарах. Созданы новые материалы, конструкции аппаратов для генерации горячего воздуха посредством мощных легко управляемых газовых горелок. Шары стали красочными, разноцветными. Была достигнута высокая безопасность полетов, созданы фирмы, организующие полёты на воздушных шарах. Создан принципиально новый и доступный массам туристский продукт и продукт аттракции. Организовались клубы любителей воздушных шаров, количество любителей стало исчисляться тысячами в Европе, Америке, Австралии. Зародились традиции фестивалей и праздников. Фестивали воздушных шаров в Швейцарии привлекают до 15 тыс. участников. Многие прибывают со своими собственными шарами, стоимость каждого из которых примерно равна стоимости средней автомашины.
Полеты над горными долинами, реками и городами в хорошую погоду исключительно привлекательны своей неповторимой красотой и информативностью, оригинальностью ощущений, и множество туристов пользуются услугами туристских фирм, организующих путешествия этого рода. Для организации полетов требуются надлежащие разрешения, опытные пилоты, погодные условия и команда, которая найдет и подберет шар после полета через десятки километров.
С развитием баллонинга созданы ассоциации и клубы воздухоплавателей. Один из крупных клубов Albuquerque создан в Нью-Мехико в США в 1972 г. Разработаны процедуры сертификации шаров и оборудования, школы подготовки пилотов и порядок выдачи удостоверений на право полетов. Разрабатываются методы навигации, трафика на местности, а также решаются вопросы страхования, как путешественников, так и собственно оборудования, а также ущерба, который может быть нанесен третьим лицам и их собственности.
Туристам предлагается полет на клубном воздушном шаре, который сопровождается на время его полета инструктором и пилотом. Одновременно в хорошую погоду может быть поднято до 60 и более воздушных шаров. Туристское обслуживание весьма разнообразно: бронирование полетов, трансфер и размещение в гостинице, питание, трансфер к месту старта, инструктаж, старт, полет, в полете непременное шампанское, фотографирование. Продолжительность полета обычно составляет от одного часа до трех (не более двенадцати). По завершению полета с благополучной посадкой выдается свидетельство участника полета на воздушном шаре, памятные подарки, медали. Стоимость от 500 USD и выше. В случае плохой или нелетной погоды - старт отменяется, и стоимость путешествия клиенту-заказчику возвращается, за исключением наземного обслуживания (размещение, питание). Виды путешествий самые различные, в том числе туристам предлагается совершить свадебное путешествие на воздушном шаре.
Фестивали и фиесты воздушных шаров собирают до 10 тыс. зрителей и представляются важными туристскими событиями. Клуб Albuquerque осуществляет широкую программу продвижения своих услуг по телевидению, рационального взаимодействия с религиозными, национальными и местными праздниками. Огромные средства вкладываются в популяризацию катания на воздушных шарах как прогрессивного и модного вида отдыха и вложения средств. В силу естественной привлекательности, воздушный шар удачное место для рекламы продукции и широко используется в этих целях. Особо программируются массовые полеты в период важных событий и праздников.
^ Планеры, дельтапланы, парапланы и парамоторы
Идея с помощью крыльев, подражая птицам, парить в воздухе владела человеком с древности. Альбатрос, способный часами парить в воздухе, подвигнул в 1855г. моряка Jean Mark La Вloom на создание модели летательного аппарата, подобного птице. Воздушный змей - исходная конструкция, был известен в Китае и является до сего времени национальным развлечением. Однако создать воздушный аппарат с крыльями, способный нести человека и парить в воздухе без мотора, удалось лишь в конце XIX века.
Первоначально была создана конструкция летательного аппарата - планера glider- аэродинамически совершенного, способного, используя подъемную силу воздушных потоков, бесшумно парить gliding часами в воздушном пространстве. Пионером планеризма был немец Otto Lilienthal (1848-96 г.). Он с братом Густавом начал работать в направлении создания летательного аппарата в 1867 г. и построил первый планер в 1891 г.
Джон Монгомери (США) примерно в эти же годы построил планер и спускал его с воздушного шара. Несколько позднее в 1896 г. ^ Octave Chanute, американский изобретатель, построил легко и устойчиво управляемый планер. Его конструкция оказалась удачной и за 2000 полетов не было ни одной аварии. Изобретатели Orville и Wilbur Wright в 1902 г. усовершенствовали планер за счет регулировки элементов крыла и хвостовой части. В общем случае планер обрел формы привычного нам сегодня самолета.
Поскольку планер не имеет мотора, то чтобы осуществлять полет, аппарат необходимо сначала разогнать до определенной скорости. Скорость движения планера различна и зависит от потока воздуха и метода планирования, однако не превышает 100 км в час. Это осуществляется путем буксировки его тросом (длиной примерно 60-300 м) другим самолетом или с земли автомашиной или специальным натяжным устройством. При достижении надлежащей скорости движении, обеспечивающей подъемную силу, трос отцепляется, и планер парит и воздухе свободно.
Начиная с 1935 г. планеры, оборудованные научной аппаратурой, широко применялись для аэронавигационных и метеорологических целей. Планеры использовались во время Второй мировой войны, для доставки небольших разведгрупп и десанта.
В послевоенное время разработаны весьма аэродинамически совершенные формы фюзеляжа для планеров. Одноместные и двухместные планеры используются для спортивных соревнований и развлечений. Максимальная дистанция полета составляет 700 км в одну сторону и 1000 км туда и обратно. Есть сведения о новых рекордах дальности полета до 1450 км. Максимальная высота полета достигнута около 14000 м. Управление планером требует определенных летных навыков, умений и подготовки пилота (а также получения сертификата). Содержание и обслуживание планеров, организацию полетов, подготовку летчиков осуществляют в аэроклубах.
Парашют
Парашют - устройство из прочной ткани, которое раскрывается в воздухе подобно зонтику и используется для замедления спуска предмета или человека на землю с высоты в воздухе. Исходно - парашют придуман для обеспечения спасения из поврежденного самолета или летательного аппарата и используется для этих целей до сего времени, за исключением гражданской авиации в целях пассажирских перевозок.Парашют был изобретен одновременно с воздушным шаром, однако независимо от этой конструкции (и в точном переводе с французского означает «предотвращающий падение»). Принцип парашюта был предложен многими изобретателями, включая Леонардо да Винчи. Есть сведения, что в 1306 г. в Китае акробаты использовали зонты для прыжков с высоты. Впервые демонстрация парашюта была осуществлена во Франции в 1783 г. Некто Луи Себастьян Ленорманд прилюдно спрыгнул с дерева с двумя пляжными зонтиками. Француз Andre-Jacques Garnerin был первым профессиональным парашютистом, он совершил множество прыжков с парашютом, включая один с высоты 2400 м в Англии в 1802г.
Первый успешный прыжок с парашютом из самолета был совершен капитаном армии США Альбертом Берри в 1912 г. К концу Первой мировой войны парашюты стали обязательны для летчиков и экипажей самолетов. Во Второй мировой войне парашюты активно использовались для высадки десанта, поставки продовольствия и оружия партизанам, заброски агентов на территорию противника. Сегодня на парашютах сбрасывается даже тяжелая военная техника. Отметим еще раз, что в гражданской авиации при перевозке пассажиров парашюты не применяются и отсутствуют на борту в принципе.
Форма и конструкция купола парашютов различны (круглые, треугольные, секционные и иные). Известны конструкции из лент, отдельных секций, с отверстиями в куполе для прохождения воздуха и иные для придания стабильности полета и транспортировки тяжелых грузов или торможения летательных аппаратов при посадке. Важно, чтобы стропы, на которых подвешен парашютист, или груз не спутались и позволяли их натяжением управлять спуском. Среди многих упражнений есть и прыжки на точность приземления.
Парашютинг parachuting или skydiving стал популярным спортом parafoils, международные соревнования проводятся с 1950 г. Создана Федерация парашютного спорта. Активно участвуют военнослужащие, молодежь и даже инвалиды. Наиболее массовые прыжки совершаются с высоты 3000 м. На авиационных шоу, праздниках или на военных учениях культивируются массовые прыжки до 500-1200 человек одновременно. При прыжках с большой высоты можно раскрыть парашют не сразу, а совершить довольно протяженный свободный полет. При прыжке с высоты 5 км свободный полет может длиться несколько минут. Зарегистрирован вынужденный прыжок летчиков с парашютом с высоты 17 км. С воздушного шара был совершен прыжок с высоты 31 км. Разработаны приемы управления свободным падением и приемы воздушной акробатики в свободном полете, в том числе в группе. Практикуются затяжные прыжки тандемом. Обычно прыжок тандемом с высоты 3500 м с инструктором на управляемом парашюте с круглым куполом совершают начинающие - наиболее популярное и безопасное развлечение. Есть особый вид прыжков с малой высоты (например, 800 м) с принудительным раскрытием парашюта.
Парашют используется для высадки групп туристов в труднодоступные районы, например, на Северный Полюс, а также спасателей. Прыжки с парашютом - распространенный спорт и развлечение. Прыгают молодые и старые. Самый пожилой парашютист совершил прыжок в возрасте 95 лет. Женщины, хотя и живут дольше мужчин, но в старости ведут себя более скромно.
Прыжки с парашютом осуществляются не только с самолетов, но и высоких обрывов и горных склонов. Известен парный прыжок с горного склона с высоты 5 км. Более примитивным и доступным является использование полета на парашюте с буксировкой за катером. Парашютист на спину может привязать легкий моторчик и тогда получится парамотор. При наличии мощных потоков воздуха на ларамоторе можно совершить протяженный полет.
Прыжки с парашютом далеко не дешевое развлечение. Прыгнуть разок без инструктора стоит около 2000 тг., аренда снаряжения еще 1000тг., прыжок в тандеме с инструктором 4000 руб. Обучение, даже самое краткосрочное, от 100 USD. Элитный костюм 150-300 USD и более, собственный парашют до 5000 USD. Цены, разумеется, зависят от престижности фирмы и предела не имеют.
Дельтаплан
В конце XX века был изобретен и быстро обрел популярность дельтаплан hang gliding. Легкое крыло дельтавидной формы (10-15 м) из прочной ткани, натянутое на каркас из алюминиевых труб, позволяет пилоту, подвешенному на тросах под крылом совершать длительные полеты в воздухе, используя подъемную силу восходящих потоков воздуха. Изменение конфигурации крыла и положения тела пилота позволяет регулировать направление полета. Обычно старт дельтаплана осуществляется с высокой горы, возможен разгон с земли или воды с помощью буксировки автомобилем или катером. С 1974 г. проводится чемпионат мира по дельтапланеризму. Самый протяженный полет по прямой на дельтаплане составляет почти 500 км, этот пролет совершил в 1994 г. Ларри Тюдор (США), для женщин это расстояние несколько меньше - около 335 км. На дельтаплане можно подняться в воздух до высоты 4,3 км.
Дельтаплан может нести двух человек и совершить достаточно протяженный полет. Эти летательные аппараты активно используются для развлечения туристов на морских курортах. В г. Стрельна под Санкт-Петербургом на дельтапланах с мотором в хорошую погоду развлекают желающих острых ощущений зимой и летом. На водном празднике на пороге в пос. Лосево (Ленинградская область, Россия) дельтапланы с мотором и водными лыжами применяются в качестве аттракции для зрителей, желающих обозреть водный порог и соревнования с высоты, снять любительский видеофильм или фотографии.
Вертолет
Вертолет - уникальный летательный аппарат, способный вертикально взлетать и садиться на небольшую площадку, висеть в воздухе, осуществлять горизонтальный управляемый полет, в том числе в разных направлениях - вперед, назад, боком, совершать виражи и другие фигуры пилотажа.В отличие от обычного самолета, вертолет не имеет крыльев. Подъемную силу создает горизонтально расположенный над кабиной винт с регулируемым углом установки лопастей. Вращаясь, винт создает подъемную силу, которая обеспечивает перемещение машины в воздухе. Изменение угла установки ротора позволяет осуществлять горизонтальные перемещения. Для придания устойчивости применяется дополнительный пропеллер, вынесенный на хвостовое оперение фюзеляжа, на расстояние от оси вращения главного винта и установленный перпендикулярно ему. Этот пропеллер позволяет создать силу, противодействующую вращению корпуса в сторону, противоположную направлению вращения главного винта. Этим же винтом устанавливается направление курса горизонтального полета, т. е. он действует подобно рулю. Оба винта приводятся во вращение двигателем.
Вертолет способен нести груз или пассажиров. Пассажирские вертолеты разделяются на три категории по пассажировместимости: первая от 2 до 5 пассажиров; вторая от 5 до 12 пассажиров. Для этих категорий обычно используются небольшие вертолеты с одним двигателем. Третья категория крупных машин способна перевозить от 12 до 40 пассажиров и используется в коммерческих перевозках. Эти машины снабжаются двумя или более поршневыми или газотурбинными двигателями.
Гениальный Леонардо да Винчи в 1438 г. создал предпосылки конструкции вертолета и разработал винт, способный подниматься и снижаться вертикально, но реализовать его идею на практике стало доступно лишь значительно позднее.
Первый прототип современного вертолета был построен французами ^ Launoy и Bienvenu в 1784 г. (т.е. значительно ранее самолетов и планеров). В 1843 г. англичанин Д. Кейлей соорудил паровой вертолет, однако конструкция была слишком громоздка и тяжела и могла подниматься от земли на метр. Вертолет, способный подняться воздух и висеть несколько минут над землей, удалось соорудить французу Полю Корну лишь в 1907 г., однако способов управления машиной в полете не было создано и на испытаниях аппарат привязывали к земле канатами. В 1916 г. австрийцы создали более удачную конструкцию аппарата, который поднялся в беспилотном режиме на 200-метровую высоту и пробыл в воздухе один час, однако по-прежнему аппарат был привязан к земле тросами.
В 1931 г. была реализована идея конвертоплана, т. е. самолета с моторами, которые могли поворачиваться из горизонтального положения в вертикальное и обеспечивать практически вертикальную посадку и взлет. В настоящее время такие самолеты широко используются в военной авиации. Разработки конструкций вертолетов проводились довольно интенсивно в разных странах, но только к 1938 г. удалось создать вертолет, который достиг высоты 3000 м и выполнил более чем часовой пилотируемый полет. Активно в различных странах вертолетостроение стало развиваться лишь после Второй мировой войны. В СССР было создано несколько удачных конструкций вертолетов, в том числе самый мощный - МИ-26, способный поднимать до 40 т груза.
Сегодня вертолеты обладают высокой надежностью, способностью долго находится в воздухе, использоваться в сложных погодных условиях. Скорость перемещения вертолета достигает 200-220 км в час, дальность полета ограничивается емкостью топливных баков. На вертолете в 1982 г. совершено кругосветное путешествие, которое заняло 29 дней и 3 часа. Средняя скорость полета составила 55 км/час.
Целевое использование вертолета
Вертолет - многоцелевая машина. В силу присущих ему выгодных характеристик конструкции, таких как: компактность, способность вертикального взлета и посадки, отсутствие необходимости специальных аэродромных площадок, возможности оперативной доставки небольших партий грузов и людей в труднодоступные районы, высокая надежность - определяет широкую сферу применения в военных и гражданских целях. Вертолет эффективно используется при боевых действиях, при патрулировании, операциях спасения на земле и воде, оперативной доставке медперсонала, больных и раненых в госпитали. Вертолет широко используется для фотосъемок местности и объектов, производства киносъемок на киностудиях, как воздушное такси .В сфере туристских перевозок вертолет широко используется:
для целей трансфера от аэропортов, перевозки персон VIP Организация этапа трансфера с помощью вертолета высоко оперативна и достаточно комфортна, она позволяет избежать необходимости использования автотранспорта, автомобильных пробок на дорогах, улучшить безопасность. Особенно ярко это проявляется при полетах на сверхзвуковых лайнерах. Стоит ли использовать исключительно дорогой сверхзвуковой самолет для перевозки пассажиров и туристов, чтобы сэкономить два-три часа полета, чтобы затем простоять в очереди к иммиграционному чиновнику, в очереди за багажом и застрять в автомобильной пробке по дороге к отелю. Именно поэтому все операции наземного обслуживания land services пассажиров сверхзвуковых лайнеров организуются на принципах максимальной минимизации времени операции или этапов и для трансфера используется вертолет. В отдельных туристских центрах вертолеты используются как такси helybus ;
при организации обзорных туристских экскурсий в туристских центрах. Взгляд с высоты птичьего полета дает человеку совершенно иное и необычное представление об облике архитектурных ансамблей, центров исторической или суперсовременной застройки городов, дворцово-парковых построек, уникальных природных ландшафтов. В Санкт-Петербурге в сезон от Петропавловской крепости регулярно совершаются вертолетные экскурсии над городом и окрестностями. Вертолетные экскурсии организуются над водопадом Виктория. При полярных круизах в Арктике и Антарктике всегда судно имеет посадочную площадку и в составе оснащения имеет вертолет, который осуществляет ледовую разведку и обзорные экскурсии для туристов;
для организации оперативной доставки туристов к удаленным и труднодоступным объектам туристского показа, в местности, где нет аэродромов и площадок для малой авиации. Обычно это расстояние 50-300 км от туристского центра. Не менее популярен спорт hely-ski - заброска вертолетом горнолыжников на неподготовленные горные склоны с последующим головоломным спуском. Это составляет сущность данного вида горнолыжного спорта Х-treте;
для организации поиска и спасания туристов при несчастных случаях или стихийных бедствиях. На подледном лове в Финском заливе и Ладожском озере ежегодно вертолетом спасают более 3000 рыбаков.
^ Техническое обеспечение авиаперевозок и краткая характеристика отдельных аэропортов
Последние десятилетия XX в. охарактеризовались существенным ростом авиационных перевозок во всем мире. В значительной степени это обусловлено положительными тенденциями в мировой экономике, расширением торговых связей, а также бурным развитием туризма. Однако транспортное обслуживание путешественников на воздушных лайнерах повлекло за собой возникновение ряда проблем, связанных с такими причинами, как:
Отторжение территорий под строительство и оборудование аэропортов;
Увеличение выбросов в атмосферу вредных веществ от отработанного топлива;
Шумовые загрязнения окружающей среды.
Поэтому вопросы, касающиеся технического обеспечения воздушных перевозок, являются очень актуальными и предполагают два важных направления в их решении: 1) совершенствование самой авиатехники и 2) модернизация аэропортов. Кратко остановимся на рассмотрении этих направлений .
^ Совершенствование авиатехники
Наибольшую популярность в пассажирских перевозках получили современные самолеты, различной модификации. Главными причинами являются, безусловно, и прежде всего, высокая надежность (самолеты безаварийно находятся в эксплуатации до 25 лет), грузоподъемность (до 100 т полезной нагрузки), пассажире вместимость (до 560 чел.) и дальность полета с полной нагрузкой без дозаправки топливом до 12 тыс. км. Последнее важно при организации трансокеанских перелетов. Другим критерием является критичность к длине взлетно-посадочн6ой полосе (ВПП). Созданы самолеты, способные взлетать с очень короткой ВПП или даже для вертикального излета-посадки, но это относится к военной технике .
В современном мире существует несколько крупных авиастроительных предприятий, которые производят гражданские самолеты для авиаперевозок. Самыми крупными из них являются американская компания «Boeing», европейский консорциум «Airbus Industry» и англо-французский консорциум British Aerospace-Sud-Аvia.
Компания «Boeing» носит имя основателя этой известной всему миру фирмы - лесопромышленника Уильямса Боинга, который в 1916 г. построил первую модель своего самолета, предназначенную для перевозки почты. После Второй мировой войны американская компания стала лидером по производству турбореактивных пассажирских самолетов, и ее модель «Boeing-707» не имела себе равных в мире. В настоящее время фирма выпускает пассажирские лайнеры различных модификаций и моделей - В-737, В-747, В-757, В-767, В-777, отличающиеся техническими характеристиками, дальностью полета и вместимостью (табл. 1). Все машины семейства «Boeing» отличаются высокой надежностью, комфортными условиями для пассажиров, соответствуют экологическим требованиям Международной организации ICAO, а также предоставляют эксплуатантам максимум гибкости при их использовании.
Наиболее популярной из представленных моделей является самолет В-737 , присутствующий в авиапарке большинства международных перевозчиков. Самолеты В-737 оборудованы удобными креслами, спинки которых при попытке откинуться, остаются на месте, а сами сиденья выдвигаются вперед, что не создает никаких неудобств сидящему сзади пассажиру. В салоне самолета могут быть установлены персональные видеомониторы, наушники, розетки для ноутбуков. Боинги-737 оборудованы восьмиканальной аудиосистемой для развлечения пассажиров в полете, предлагающей пассажирам широкий выбор музыкальных программ. Боинги-737 обслуживают международные рейсы средней дальности и внутренние магистральные маршруты. В приложении А показана схема салона в самолете В-737.
^ Рис. 1 Boeing 737-700 и 800 Рис. 2 Boeing 737-800 в Астане
Лайнер В-747 , являясь одним из самых больших самолетов в мире, служит персональным транспортным средством для президента США.
Воздушные лайнеры В-757 является результатом самых передовых технологических решений, обеспечивающих максимально эффективное использование топлива, низкий уровень шума, повышенный комфорт для пассажиров и наилучшие эксплуатационные характеристики. Самолёт оснащён двумя мощными и надежными реактивными двигателями Rolls-Royce RB211. Боинги 757-200 выполняют полёты на дальних и средних международных рейсах, а также на внутренних магистральных маршрутах
История развития воздушного транспорта
еловеку свойственно стремиться к невозможному. Извечная мечта человека – подняться в воздух подобно птице – отражена во многих легендах всех времен и народов. Люди строили крылья, склеивая несущие плоскости из птичьих перьев, мастерили из лозы, обтягивая шелком, бумагой, тончайшей кожей. Однако эти эксперименты оканчивались неудачей: небо не принимало человека. И не только природа противилась дерзкой мечте людей, путь в небо перекрывали проклятия церковников, костры инквизиции, грозная монаршья воля.
"Человек не птица, крыльев не имать. Аще же приставит себе аки крылья деревянны – против естества творит… За сие содружество с нечистой силой отрубить выдумщику голову… А выдумку, аки дьявольской помощью снаряженную, после божественной литургии огнем сжечь". Так повелел царь Иван Грозный – утверждает один из авторитетных историков авиации.
Но несмотря ни на что, на Руси уже в XVI веке были сделаны попытки полетов на воздушных шарах (рисунок 5.1). Так, в царствование Ивана Грозного крепостной человек совершил вокруг Александровской слободы полет, за что был казнен, а его "аппарат" сожжен. В 1696 г. безымянный русский человек пытался летать на крыльях, обтянутых тонкой кожей. В 1729 г. под Ряжском совершал полеты на крыльях, сделанных из проволоки и перьев, кузнец Черник-Гроза. В 1731 г. в
Истоки научного подхода к проблеме полёта человека мы находим у титана мысли Леонардо да Винчи, который изучил аэродинамику полета птиц и нашел намного веков опередившее его время решение конструкции лета-
тельного аппарата, осуществленное фактически лишь в ХХ столетии.
С крыльями долго не ладилось. А мечта не давала покоя, и тогда изворотливый, хитрый и предприимчивый человек стал искать обходные пути. Он увидел, что дым отрывается от земли и улетает в небо. И старая мечта трансформировалась в новую идею.
Французы братья Жак Этьен и Жозеф Мишель Монгольфье были потомственными бумажными фабрикантами и просвещенными людьми своего времени. Старший из братьев – Жозеф – много занимался физикой и химией в лабораториях Парижа, а младший – Этьен, инженер-архитектор, – управлял всеми делами фирмы.
Братья Монгольфье рассудили просто, что если горячий воздух заключить в некоторый замкнутый объем (снаряд), то у снаряда должна возникнуть подъемная сила, и он полетит. Они понимали, что для этого очень важно не перетяжелить оболочку будущего снаряда. Поэтому они взяли самую прочную и самую тонкую бумагу, какую только вырабатывали на их фабрике, склеили остроконечный мешок с открытой горловиной в нижней части, наполнили мешок горячим дымом, и 5 июня 1783 года снаряд оторвался от земли и полетел. 19 сентября состоялся второй полет с пассажирами (петухом, бараном и уткой).
Этот полет, продолжительностью около 20 минут,
В этом же году французский физик профессор Жак Александр Шарль совершил полет на шаре, наполненном водородом (шарльере).
Воздушные шары братьев Монгольфье (монгольфьеры) летали довольно успешно. Однако список жертв воздухоплавания суждено было открыть Пилатру де Розье, который погиб спустя два года после своего первого полета.
И монгольфьеры, и шарльеры со временем получили общее название – аэростаты.
управляемого стратостата, который был прообразом
созданного позднее дирижабля.
Воздушные шары свободного парения никогда не были и не могли считаться средством регулярного транспорта.
Только с созданием в 1900 г. Фердинандом Цеппелином (рисунок 5.4) первого управляемого дирижабля жесткой конструкции (рисунок 5.5) начались попытки создания регулярных рейсов.
шил 529 полетов, из них 114 через Атлантику, пролетел 1 700 000 километров, перевез около 160 тысяч пассажиров.
Дирижабль "Акрон", построенный в США в 1932 году, носил в себе 5 самолетов, стартовавших и возвращавшихся на борт дирижабля при его полете.
Лейкхэрст. Надежность летающих гигантов признали недостаточной. Вся беда была в том, что водород, которым наполнялось большинство управляемых аэростатов, взрывоопасен, а негорючий и невзрывающийся гелий, хоть и нашел себе применение в воздухоплавании, оказался в ту пору слишком дорогим.
Вторая и весьма существенная причина – хранить гиганты дирижабли на земле, особенно в непогоду и при сильном ветре, было очень сложно.
К тому же сравнительно низкая скорость дирижаблей никак не могла удовлетворить все возрастающие требования времени.
Еще совсем недавно казалось: дирижабли окончательно отжили свое. Но в последнее время идея дирижаблестроения получила новое развитие.
Доводом в пользу создания новых дирижаблей может служить то, что если принять стоимость переброски одной тонны груза на один километр для самолета за единицу, то для вертолета она составит 5,65, а для дирижабля всего 0,33. Дирижабль, наполненный гелием, построенный из современных материалов, может быть самым безопасным и самым большегрузным летательным аппаратом, который может эксплуатироваться без дорогостоящих аэродромов.
Идея создания летательного аппарата тяжелее воздуха (идея авиации) появилась и разрабатывалась значительно ранее идеи воздушного шара. В 1754 году М. В. Ломоносов предложил проект летательного аппарата в виде двухвинтового вертолёта, который он назвал аэродинамической машиной.
Отто Лилиенталя не сумел так чет-
ко обосновать теорию и практику планирующего полета, как это сделал он.
Разработка первых моделей самолетов началась в России во второй половине XIX века. Так, в 1867 г. Н. А. Телешов предложил проект самолета "Дельта", близко напоминающего своим внешним видом современные сверхзвуковые самолеты с дельтовидным крылом.
Выдающийся вклад в создание самолёта внёс в 1876 году капитан русского морского флота А. Ф. Можайский, создавший летающую модель аэроплана с часовой пружиной в качестве двигателя.
установку. А. Ф. Можайский в 1888 г. постро-
ил двухмоторный самолет тремя винтами (ри-
сунок 5.7). Он сам спроектировал установлен-
ые на самолете паровые двигатели мощностью 10 и 20 л. с., которые были изготовлены за границей. Это был первый в мире самолёт, который взлетел с человеком на борту.
В 1894 г. проект аэроплана был разработан К. Э. Циолковским.
За рубежом также проводились опыты по созданию самолётов. В Англии первый самолёт был построен в 1894 г.
Американцы, братья Орвилл (рисунок 5.8) и Уилбур (рисунок 5.9) Райт, 17 декабря 1903 г., поставив на планер небольшой бензиновый двигатель, пролетели на нем 800 м за 59 с. Их часто и считают изобретателями самолета.
25 июля 1909 года француз Луи Блерио на моноплане собственной конструкции за 32 минуты пересек пролив Ла-Манш.
вую мертвую петлю, по справедливости носящую теперь его имя. 26 августа 1914 года Нестеров совершил первый таран.
с полётным весом 6,5 т и скоростью полёта 114 км/ч.
Начался быстрый про цесс создания новых летательных аппаратов и двигателей к ним. 8 февраля 1924 г. в воздух поднялся первенец гражданской авиации трехместный пассажирский самолет АК-1 (рисунок 5.12) конструкторов В. А. Александрова и В. В. Калинина. В 1925 г. этот самолет участвовал в дальнем перелете по маршруту Москва – Пекин.
дан цельнометаллический тяжелый са-
молет АНТ-4 "Страна Советов" с
двумя двигателями, на котором были установлены мировые рекорды по грузоподъёмности и дальности полётов. На этом самолете в 1929 г. экипаж Шестакова совершил полет по маршруту: Москва – Омск – Новосибирск – Красноярск – Чита – Хабаровск – Петропавловск-на-Камчатке – Сиэтл – Сан-Франциско – Чикаго – Нью-Йорк (21242 км, из них 8000 км над водой).
В 1929 году М. М. Громов на новом цельнометаллическом самолёте АНТ-9 пролетел 9037 км за 53 лётных часа.
В 1930-31 годах появился один из крупнейших самолётов того времени – АНТ-14 вместимостью 36 пассажиров.
В 1934 г. был сконструирован АНТ-20 "Максим Горький" на 80 пассажиров с 6 и 8 двигателями по 900 л. с., скоростью 250 км/ч и полетной массой 42 т.
Создавались сверхдальние самолёты АНТ-25 (рисунок 5.13). На таком самолёте в 1937 году экипаж В. П. Чкалова совершил беспересадочный 63-часовой полет Москва-Ванкувер (Канада) через Северный полюс, а экипаж М. М. Громова (12–14 июля 1937 г.) пролетел без посадки 10200 км за 62 ч 17 мин из Москвы через Северный полюс в Калифорнию.
В 1934 году в качестве мирового рекорда было зарегистрировано достижение вертолета FW-61, конструкции Генриха Фокке: высота 3427 метров, продолжительность полета – 1 час 20 минут, максимальная скорость – 122,55 км/час.
Большие успехи гражданской авиации в перевозках достигнуты в послевоенный период. За это время трижды был обновлен парк самолётов. Созданы самолёты Ил-12 и Ил-14, которые были для своего времени вершиной авиатехники. Поршневая техника доминировала до 60-х годов. Но для больших скоростей этот двигатель становится тяжёлым. Поэтому уже с конца 50-х годов стали интенсивно выпускаться самолёты второго поколения с турбинными двигателями , в
Флагманом воздушного флота в 60-х годах был турбовинтовой самолет Ту-114 (4 двигатели по 15000 л. с., крейсерская скорость 750 – 850 км/ч, что тогда было недоступно ни одному винтовому самолёту в мире). В течение почти 20 лет самолёты этого типа обслуживали линии, совершая беспересадочные полёты по маршрутам: Москва – Гавана, Москва – Монреаль, Москва – Токио и др. В конце 70-х годов последние экземпляры Ту-114, выработавшие свои ресурсы, навечно покинули строй действующих самолётов.
Позже были созданымашины третьего поколения – турбореактивные , приблизив скорость движения к скорости звука. Эти самолеты получили распространение в 70-х годах и сейчас занимают ведущее положение в самолетном парке. Первым в мире турбореактивным пассажирским самолетом был Ту-104, построенный даже раньше отечественных турбовинтовых самолетов второго поколения, таких как Ил-18, Ту-114 и др. В сентябре 1956 года Ту-104 совершил первый регулярный полёт из Москвы в Иркутск с 50 пассажирами на борту со скоростью 900 км/ч. Этот реактивный пассажирский самолёт открыл новую эру в гражданской авиации.
самолет, снабженный 4 турбовентиля-
торными двигателями, позволяющими развивать скорость до 1000 км/ч. Позже был создан широкофюзеляжный дальний магистральный самолет Ил-96-300, который без посадки может преодолевать расстояние около 10 тыс. км, взяв на борт 300 пассажиров.
С 70-х годов флагманом гражданского флота стал турбореактивный самолёт Ил-62, который берет до 198 пассажиров и развивает скорость 900–1000 км/ч при дальности полёта 9–11 тыс. км. На смену Ту-104 и Ил-18 пришел более экономичный, реактивный Ту-154, вместимостью до 180 пассажиров.
На линиях средней протяженности ведущее место занимает Ту-134 на 80 мест при дальности полёта 3200 км, а на местных линиях – Як-40 вместимостью 33 пассажира, дальность полета – 1500 км, скорость – 820 км/ч. Широкое распространение при обслуживании линий малой и средней протяженности получил 120 местный реактивный пассажирский самолет Як-42 (рисунок 5.15).
гистральных линий был создан сверх-
самолет "Конкорд" схожий по
параметрам с Ту-144.
Все большее развитие получают грузовые перевозки. В парке грузовых машин выделяется самолёт Ан-22 "Антей" с нагрузкой 80 т. Он может взять до 700 человек или громоздкую технику.
сельском хозяйстве.
ность – от 3 до 16 пассажиров и от 0,22 до 12,0 т,
дальность полёта – от 244 до 970 км.
Характеристика наиболее распространенных самолетов и вертолетов приведена в таблицах 5.1 и 5.2.
Т а б л и ц а 5.1 – Характеристика пассажирских самолетов
Т а б л и ц а 5.2 – Характеристика вертолетов
На Руси уже в XVI веке были сделаны попытки полетов на воздушных шарах. Так, в царствование Ивана Грозного крепостной человек совершил вокруг Александровской слободы полет, за что был казнен, а его "аппарат" сожжен. В 1696 г. безымянный русский человек пытался летать на крыльях, обтянутых тонкой кожей. В 1729 г. под Ряжском совершал полеты на крыльях, сделанных из проволоки и перьев, кузнец Черник-Гроза. В 1731 г. в Рязани подьячий летал на воздушном шаре, наполненном горячим дымом.
Истоки научного подхода к проблеме полёта человека мы находим у титана мысли Леонардо да Винчи, который изучил аэродинамику полета птиц и нашел намного веков опередившее его время решение конструкции летательного аппарата, осуществленное фактически лишь в ХХ столетии.
Французы братья Жак Этьен и Жозеф Мишель Монгольфье были потомственными бумажными фабрикантами и просвещенными людьми своего времени. Старший из братьев - Жозеф - много занимался физикой и химией в лабораториях Парижа, а младший - Этьен, инженер-архитектор, - управлял всеми делами фирмы.
Братья Монгольфье рассудили просто, что если горячий воздух заключить в некоторый замкнутый объем (снаряд), то у снаряда должна возникнуть подъемная сила, и он полетит. Они понимали, что для этого очень важно не перетяжелить оболочку будущего снаряда. Поэтому они взяли самую прочную и самую тонкую бумагу, какую только вырабатывали на их фабрике, склеили остроконечный мешок с открытой горловиной в нижней части, наполнили мешок горячим дымом, и 5 июня 1783 года снаряд оторвался от земли и полетел. 19 сентября состоялся второй полет с пассажирами (петухом, бараном и уткой).
После благополучного подъема и приземления животных логика требовала отправить в полет и человека. В качестве пилотов воздушного шара согласились быть Пилатр де Розье, который уже сделал несколько подъемов на привязанном шаре Монгольфье, и маркиз д"Арланд.
Этот полет, продолжительностью около 20 минут, состоялся 21 ноября 1783 года. Дальность полета составила около 9 км.
В этом же году французский физик профессор Жак Александр Шарль совершил полет на шаре, наполненном водородом (шарльере).
Воздушные шары братьев Монгольфье (монгольфьеры) летали довольно успешно. Однако список жертв воздухоплавания суждено было открыть Пилатру де Розье, который погиб спустя два года после своего первого полета.
И монгольфьеры, и шарльеры со временем получили общее название - аэростаты.
Аэростат (от аэро... и греч. states - стоящий, неподвижный), летательный аппарат легче воздуха. Подъёмная сила А. создаётся заключённым в оболочке газом (водород, гелий) с плотностью меньшей, чем плотность воздуха (согласно Архимеда закону). Различают А. управляемые (дирижабли), неуправляемые - свободного полёта с оболочкой в форме шара (сферические А. или воздушный шар, стратостат) и привязные (змейковые). Изменение высоты полёта свободного А. производится: подъём - уменьшением массы А. сбрасыванием части балласта (обычно песка в мешках), снижение - уменьшением подъёмной силы выпуском части газа через клапан. Подъём и спуск привязного А. производится лебёдкой. Аэростаты и дирижабли держатся в воздухе благодаря "принципу плавучести" (отсюда пошел и термин "воздухоплавание"), впервые открытому Архимедом. Этот принцип означает, что дирижабль полетит, если вес вымещаемого им воздуха будет больше чем общий вес дирижабля. Дирижабли бывают 3 типов: нежесткой системы (аэростаты), полужесткие дирижабли и жесткие, называемые еще цепеллинами. История цепеллинов началась с возвращения на родину из Америки графа Фердинанда фон Цепеллина, генерала кавалерии. Он привез идею создания жесткого аэростата, чего никто в мире до него не делал. Прошли годы, прежде чем граф Цепеллин смог реализовать свою мечту. Он не оставлял надежд убедить техническое сообщество реализовать его проект. Наконец, в 1899 году немецкий император Вильгельм II подарил Цепеллину комплекс зданий близ немецкого городка Фридрихсхафен, откуда 3 июля 1900 года поднялся в небо первый цепеллин. |
В 1875 г. Д. И. Менделеев предложил проект управляемого стратостата, который был прообразом созданного позднее дирижабля.
Воздушные шары свободного парения никогда не были и не могли считаться средством регулярного транспорта.
Только с созданием в 1900 г. Фердинандом Цеппелином первого управляемого дирижабля жесткой конструкции начались попытки создания регулярных рейсов.
С 1910 по 1914 год немецкие дирижабли выполнили свыше полутора тысяч полетов и перевезли 34028 пассажиров. Дирижабль "Граф Цеппелин", построенный в 1929 году, поднимал 30 тонн груза и 54 человека, размещавшихся в двухместных каютах. На нем был оборудован буфет с электрической кухней, а в ванной комнате подавалась горячая и холодная вода. Этот дирижабль совершил 529 полетов.
Дирижабль "Акрон", построенный в США в 1932 году, носил в себе 5 самолетов, стартовавших и возвращавшихся на борт дирижабля при его полете.
Достигнув огромных успехов, дирижаблестроение постепенно стало свертываться и в середине тридцатых годов XX века почти исчезло. Причинами этого было то, что доверие к дирижаблям было подорвано целым рядом крупных катастроф. Последний гигантский дирижабль "Гинденбург", принадлежавший Германии, взорвался в воздухе 6 мая 1937 г. во время причаливания его к мачте на американском аэродроме.
Надежность летающих гигантов признали недостаточной. Вся беда была в том, что водород, которым наполнялось большинство управляемых аэростатов, взрывоопасен, а негорючий и невзрывающийся гелий, хоть и нашел себе применение в воздухоплавании, оказался в ту пору слишком дорогим.
Вторая и весьма существенная причина - хранить гиганты дирижабли на земле, особенно в непогоду и при сильном ветре, было очень сложно.
К тому же сравнительно низкая скорость дирижаблей никак не могла удовлетворить все возрастающие требования времени.
Еще совсем недавно казалось: дирижабли окончательно отжили свое. Но в последнее время идея дирижаблестроения получила новое развитие.
Дирижабль, наполненный гелием, построенный из современных материалов, может быть самым безопасным и самым большегрузным летательным аппаратом, который может эксплуатироваться без дорогостоящих аэродромов.
Идея создания летательного аппарата тяжелее воздуха (идея авиации) появилась и разрабатывалась значительно ранее идеи воздушного шара. В 1754 году М. В. Ломоносов предложил проект летательного аппарата в виде двухвинтового вертолёта, который он назвал аэродинамической машиной.
Огромная заслуга в области разработки планеров принадлежит инженеру Отто Лилиенталю и его брату Густаву, владельцам механической мастерской, которые жили в пригороде Берлина - Штеглице. Никто до Отто Лилиенталя не сумел так четко обосновать теорию и практику планирующего полета, как это сделал он.
Разработка первых моделей самолетов началась в России во второй половине XIX века. Так, в 1867 г. Н. А. Телешов предложил проект самолета "Дельта", близко напоминающего своим внешним видом современные сверхзвуковые самолеты с дельтовидным крылом.
Выдающийся вклад в создание самолёта внёс в 1876 году капитан русского морского флота А. Ф. Можайский, создавший летающую модель аэроплана с часовой пружиной в качестве двигателя.
В 1877 г. он же представил проект моноплана, который имел все характерные для современных самолетов части: фюзеляж, неподвижное несущее крыло (крылья), хвостовое оперение, колесное шасси и силовую установку. А. Ф. Можайский в 1888 г. построил двухмоторный самолет тремя винтами. Он сам спроектировал установленные на самолете паровые двигатели мощностью 10 и 20 л. с., которые были изготовлены за границей. Это был первый в мире самолёт, который взлетел с человеком на борту.
В 1894 г. проект аэроплана был разработан К. Э. Циолковским.
За рубежом также проводились опыты по созданию самолётов. В Англии первый самолёт был построен в 1894 г.
Американцы, братья Орвилл и Уилбур Райт, 17 декабря 1903 г., поставив на планер небольшой бензиновый двигатель, пролетели на нем 800 м за 59 с. Их часто и считают изобретателями самолета.
25 июля 1909 года француз Луи Блерио на моноплане собственной конструкции 32 минуты пересек пролив Ла-Манш.
27 августа 1913 года Петр Николаевич Нестеров замкнул в киевском небе свою первую мертвую петлю, по справедливости носящую теперь его имя. 26 августа 1914 года Нестеров совершил первый таран.
Начало промышленного самолетостроения в России относится к 1908-1909 гг., когда русские инженеры создали первые оригинальные конструкции отечественных самолетов. В 1913 г. русскими конструкторами во главе с И. И. Сикорским был построен огромный по тому времени самолет "Большой Балтийский", а затем - "Русский витязь" с полетным весом 4,2 т (за рубежом не было самолета тяжелее 1 т). Этот первый в мире четырехмоторный самолёт брал на борт 7 человек и развивал скорость 90 км/ч. В том же году им был построен ещё более тяжелый самолёт "Илья Муромец" на 16 человек и спроектирован новый - "Святогор" с полётным весом 6,5 т и скоростью полёта 114 км/ч.
Летом 1918 года под руководством Николая Егоровича Жуковского - отца русской авиации - была создана "Летучая лаборатория", преобразованная в декабре в Центральный аэродинамический институт (ЦАГИ).Начался быстрый процесс создания новых летательных аппаратов и двигателей к ним. 8 февраля 1924 г. в воздух поднялся первенец гражданской авиации трехместный пассажирский самолет АК-1 конструкторов В. А. Александрова и В. В.
Калинина. В 1925 г. этот самолет участвовал в дальнем перелете по маршруту Москва - Пекин.
В мае 1924 года совершил полет первый цельнометаллический самолет конструкторского бюро А. Н. Туполева АНТ-2 (3 места) с двигателем 100 л. с.
В 1929 году М. М. Громов на новом цельнометаллическом самолёте АНТ-9 пролетел 9037 км за 53 лётных часа.
В 1930-31 годах появился один и. крупнейших самолётов того времени - АНТ-14 вместимостью 36 пассажиров.
В 1934 г. был сконструирован АНТ-20 "Максим Горький" на 80 пассажиров с 6 и 8 двигателями по 900 л. с., скоростью 250 км/ч и полетной массой 42 т.
Создавались сверхдальние самолёты АНТ-25. На таком самолёте в 1937 году экипаж В. П. Чкалова совершил беспересадочный 63часовой полет Москва-Ванкувер (Канада) через Северный полюс, а экипаж М. М. Громова (12-14 июля 1937 г.) пролетел без посадки 10200 км за 62 ч
17 мин из Москвы через Северный полюс в Калифорнию.
Самолеты требовали наличия взлетно-посадочной полосы, поэтому возникла идея создания летательного аппарата с вертикальным взлетом. Эта идея была не нова. Еще в трудах Леонардо да Винчи, датированных 1486-1490 годами, изображена принципиальная схема вертолета - гелиокоптера. Однако вертолетная идея хотя и проста, но она требует весьма не простого воплощения. Вот почему был такой длинный путь к летающему вертолету.
Для того чтобы вертолет двигался поступательно, нужен перекос винта, и создает его такой агрегат, как автомат перекоса вертолета. Из истории советского и российского вертолётостроения известно, что автомат перекоса изобрёл русский учёный Б. Н. Юрьев в 1911 г., проложив тем самым дорогу для развития вертолётов, так как первые модели без автомата перекоса были способны только к существенно неустойчивому полёту. Автомат перекоса - механизм для управления несущим винтом вертолётов, автожиров и конвертопланов. Автомат перекоса обеспечивает управление вертикальным перемещением вертолёта, а также его наклоном по крену и тангажу; для этого автомат периодически изменяет угол установки каждой лопасти винта в зависимости от того, где лопасть оказывается в определённый момент времени в ходе вращения винта как целого. В вертолетостроении применяются две конструктивных схемы автомата перекоса: Юрьева и Сикорского. Несмотря на кажущееся отличие по внешнему виду и кинематической схеме, принцип действия обеих конструктивных схем одинаков. Циклический шаг каждой лопасти зависит от наклона тарелки автомата перекоса, а общий шаг винта регулируется перемещением тарелки автомата перекоса вдоль оси вращения. Автомат перекоса Сикорского легко отличить от автомата перекоса Юрьева по внешнему виду: конструкция Сикорского содержит небольшие дополнительные серволопасти, а у юрьевского автомата перекоса их нет. |
В 1934 году в качестве мирового рекорда было зарегистрировано достижение вертолета FW-61, конструкции Генриха Фокке: высота 3427 метров, продолжительность полета - 1 час 20 минут, максимальная скорость - 122,55 км/час.
Большие успехи гражданской авиации в перевозках достигнуты в послевоенный период. За это время трижды был обновлен парк самолётов. Созданы самолёты Ил-12 и Ил-14, которые были для своего времени прорывом в авиатехнике. Поршневая техника доминировала до 60-х годов. Но для больших скоростей этот двигатель становится тяжёлым. Поэтому уже с конца 50-х годов стали интенсивно выпускаться самолёты второго поколения с турбинными двигателями, в которых около 95 % тяги дает винт, а 5 % - реактивная струя горячих газов. К этой категории относятся надёжные самолёты с высоким летным ресурсом Ан-24 и Ил-18. Последний отмечен золотой медалью в Брюсселе. Его приобрели 17 иностранных авиакомпаний. Он использовался для доставки полярников в Антарктиду. Позже на этой работе его сменил Ил-76Д.
Флагманом воздушного флота в 60-х годах был турбовинтовой самолет Ту-114 (4 двигатели по 15000 л. с., крейсерская скорость 750 - 850 км/ч, что тогда было недоступно ни одному винтовому самолёту в мире). В течение почти 20 лет самолёты этого типа обслуживали линии, совершая беспересадочные полёты по маршрутам: Москва - Гавана, Москва - Монреаль, Москва - Токио и др. В конце 70-х год "в последние экземпляры Ту-114, выработавшие свои ресурсы, навечно покинули строй действующих самолётов.
Позже были созданы машины третьего поколения - турбореактивные, приблизив скорость движения к скорости звука. Эти самолеты получили распространение в 70-х годах и сейчас занимают ведущее положение в самолетном парке. Первым в мире турбореактивным пассажирским самолетом был Ту-104, построенный даже раньше отечественных турбовинтовых самолетов второго поколения, таких как Ил-18, Ту-114 и др. В сентябре 1956 года Ту-104 совершил первый регулярный полёт из Москвы в Иркутск с 50 пассажирами на борту со скоростью 900 км/ч. Этот реактивный пассажирский самолёт открыл новую эру в гражданской авиации.
Позже был создан широкофюзеляжный дальний магистральный самолет Ил-96-300, который без посадки может преодолевать расстояние около 10 тыс. км, взяв на борт 300 пассажиров.
С 70-х годов флагманом гражданского флота стал турбореактивный самолёт Ил-62, который берет до 198 пассажиров и развивает скорость 900-1000 км/ч при дальности полёта 9-11 тыс. км. На смену Ту-104 и Ил-18 пришел более экономичный, реактивный Ту-154, вместимостью до 180 пассажиров.
На линиях средней протяженности ведущее место занимает Ту-]34 на 81 мест при дальности полёта 3200 км, а на местных линиях - Як-40 вместимостью 33 пассажира, дальность полета - 1500 км, скорость - 820 км/ч. Широкое распространение при обслуживании линий малой и средней протяженности получил 120 местный реактивный пассажирский самолет Як-42.
Для обслуживания дальних магистральных линий был создан сверхзвуковой пассажирский самолет Ту-144, способный перевозить 126 пассажиров на расстояние 6500 км со скоростью 2350 км/ч. В декабре 1968 г. он впервые поднялся в воздух. К сожалению, после аварии на демонстрационных полетах, эксплуатация самолетов данного типа была прекращена. 28 февраля 1969 г. совершил свой первый полет во Франции англо-французский сверхзвуковой самолет "Конкорд" схожий по параметрам с Ту-144.
Все большее развитие получают грузовые перевозки.
Значительную перевозочную работу выполняет так называемая малая авиация, т. е. самолеты малой вместимости Ан-2, Л-410 и другие. Особенно заметна их роль в сельском хозяйстве. Большую работу выполняют вертолеты. Они используются в сельском хозяйстве, для врачебно-санитарной службы, на геологических изысканиях, строительстве трубопроводов, монтаже конструкций, для борьбы с лесными пожарами, ледовой разведки, поисков косяков рыб, наблюдения за дорожным движением и его регулированием и т. д.
Быстрое развитие авиационной техники и потребности в высокоскоростных перевозках особо ценных грузов, почты и пассажиров привели к тому, что после Первой мировой войны стал формироваться воздушный транспорт. Последующее развитие его происходило все более быстрыми темпами. В 1937 г. на мировых воздушных путях было перевезено 4,1 млн. чел.
Подготовка ко Второй мировой войне и бурное развитие авиационной техники во время Второй мировой войны повлияли на гражданский воздушный флот, который быстро совершенствовался. После окончания войны авиаперевозки очень быстро возрастают.
В 50-х годах авиатранспорт обогнал морской на основных океанских направлениях по числу перевезенных пассажиров.
В начале 70-х годов общая протяженность воздушных трасс достигла 6250 тыс. км. Соответственно уже в то время грузооборот составил 30 млрд. тысяч километров, а число перевезенных пассажиров достигло 560 млн. человек.
Дальнейшее развитие авиационного транспорта осуществлялось также быстрыми темпами: к концу 90-х годов грузооборот достиг 293 млрд. тысяч километров, в том числе в международном сообщении 189 млрд. тысяч километров. Число пассажиров увеличилось до 2244 млн., включая 1252 млн. на международных линиях.
Развитие авиационной техники в ХХ веке прежде всего воплощалось в совершенствовании двигателей и улучшении конструкции летательных аппаратов. Легкие и сравнительно белее простые поршневые самолеты во второй половине столетия стали заменяться реактивными. С 60-х годов особенно быстро стали расти воздушные грузовые перевозки и в эксплуатацию стали активно вводиться тяжелые грузовые летательные аппараты. Примерно в это же время увеличение пассажиропотоков стимулировало создание самолетов с большой вместимостью.
В течение всего ХХ века и, в особенности, его второй половины возрастали скорости машин и дальность их полета. В последние годы на первый план выдвигалась проблема топливной экономичности летательных аппаратов. Важное значение приобрели вопросы защиты окружающей среды.
К началу наступившего столетия мировой авиационный транспорт подошел с несомненными успехами: быстрыми темпами развития, более надежными техническими средствами, улучшением качества обслуживания, повышением скоростей.
Грузооборот мирового воздушного транспорта приближается к 300 млрд. тысяч километров, в том числе две трети приходятся на международное сообщение.
Успешному развитию воздушного транспорта, в целом, в мире, был нанесен существенный ущерб террористическими актами в сентябре 2001 г. Последовало резкое падение спроса на авиаперевозки в результате недоверия к безопасности полетов, повышенных рисков, а следовательно, и расходов на страхование. Ряд крупнейших и весьма солидных авиакомпаний разорились.
Сильнейший шок, который испытал мировой воздушный транспорт, связанные с этим потери явились стимулом для пересмотра стратегии бизнеса многими авиационными компаниями. Весьма обострилась конкурентная борьба. Появились так называемые авиадискаунтеры, которые стремятся "разрегулировать" авиарынок.
Между тем современное положение на воздушном транспорте России было в существенной степени предопределено всем предыдущим ходом развития авиации в советское время.
В Советском Союзе развитие гражданской авиации, которая пользовалась большой государственной финансовой и другой поддержкой, осуществлялось довольно быстрыми темпами. Плановое развитие авиатранспорта позволяло учитывать общегосударственные интересы, нужды населения, в том числе в отдаленных регионах страны, поддерживать неплохой уровень безопасности, следить за развитием техники и так далее. Если судить по основным параметрам, внешне положение на воздушном транспорте было благополучным.
В СССР в 1945 г. число пассажиров, перевезенных воздушным транспортом составило 0,6 млн. чел., 1955 -2,5 млн. чел. Дальнейшее увеличение осуществлялось более быстрыми темпами в 1965 г. было перевезено 42,1 млн. чел. Соответственно увеличивался пассажирооборот и грузооборот советского авиатранспорта.
Развитие отечественного воздушного транспорта было сразу же серьезно затруднено после распада Союза ССР и последовавших экономических реформ. Среди экономических причин трудностей, с которыми сталкивается российская авиация в рыночных условиях, особое место занимает низкая платежеспособность потенциальной отечественной клиентуры, что сдерживает реальный спрос. Соответственно поиски мер по решению проблемы остаются актуальными.
Другой трудностью развития воздушного транспорта РФ, обострившейся в последние годы, является неотлаженность взаимосвязей между российскими перевозчиками и российской же авиастроительной промышленностью. Частично это связано с нерешенными вопросами финансирования отечественных авиазаводов, отсутствием правительственных гарантий кредитов, которые должны выдаваться под заказы на постройку самолетов. Вместе с тем сам механизм принятия решений российскими компаниями-перевозчиками Аэрофлотом, Трансаэро и другими по вопросам размещения заказов на авиатехнику нуждается в серьезном пересмотре. Роль государства нужно, безусловно, усилить.
Пассажирские перевозки в России достигли также своего пика в 1990 г. 91 млн. пассажиров, затем стали очень быстро падать, снизившись в 1995 г. до 32, а в 1999 до 22 млн. чел. В 2000 г. было перевезено 21,8 млн. чел. В 2001 г. их численность возросла до 25 млн. чел., что породило определенные надежды отечественных компаний.
Этот парк в значительной мере устарел и нуждается в обновлении. Кроме того, в конце 2001 г. Европарламент ратифицировал ограничения на полеты над Европой особо шумных самолетов. Новые шумовые ограничения зафиксированы в 16-м параграфе III главы правил ИКАО и начали действовать с 1 апреля 2002 г. Шумовые ограничения могут привести к потере российскими рынками 11 тыс. рейсов и соответственно 3 млн. пассажиров. События 2001 г. в Нью-Йорке также сказались на воздушном транспорте России. Около 20 отечественных компаний прекратили свою работу. В дальнейшем ожидается продолжение процесса исчезновения мелких компаний или их поглощение более крупными. Число мелких компаний уже сократилось, тем не менее, достигает 265. Полагают, что их участь предрешена, так как у них нет средств для обновления парка машин. Лизинговые платежи сейчас составляют 8-10 % в год от стоимости самолета плюс фиксированная часть основной стоимости. Реально, например, при стоимости ТУ-254 в 15 млн. долларов приходится выплачивать в год 2-2,5 млн. долларов.
По данным инвестгруппы "Атон" до 80% российских авиакомпаний сейчас нерентабельны. Даже "Аэрофлот" в 2001 г. понес убытки в 4-5 млн. долларов и в результате его рентабельность 6ыла примерно нулевой. Аналитики полагают, что, если в 2002 г. российские компании добились чистой рентабельности в 3 %, то это можно считать очень хорошим результатом.
Вместе с тем официальные прогнозы полны оптимизма. Начиная с 2001 г. предсказывается систематический рост пассажирских перевозок на внутренних линиях до 40 млрд. пассажиро-километров и более, а на международных линиях до 50 млрд.
В сфере наземной инфраструктуры российского авиатранспорта делаются попытки увеличить доход, повышая сборы с авиалиний, одновременно расширяя число услуг для пассажиров. В целом курс взят, по примеру западных аэропортов, на превращение аэропортов в международные транспортные узлы. При этом надежды возлагаются на организацию коммерческих перевалочных пунктов с удобными стыковками между рейсами.
Общие перспективы российских международных авиасвязей все же будут зависеть во многом от способности отечественных компаний адаптироваться к неминуемым новым еще более строгим требованиям в развитых странах Запада. Так, в 2006 г. вступают в действие новые международные нормы по авиашумам.
Несмотря на то, что великий Леонардо да Винчи еще в 1483 году спроектировал первый летательный аппарат, подняться в небо люди смогли только три века спустя. И началось все с гонимых ветром воздушных шаров.
Первый опыт воздухоплавания
Братья Монгольфье совместно с пилотом Джин-Франкосом открыли новую эру в покорении стихии воздуха. Их прототип воздушного шара мало чем отличался от современных моделей: полет был возможным благодаря разнице температур теплого газа в шарообразной сфере и холодного воздуха снаружи. Удачный опыт был зафиксирован в 1783 году.
Впоследствии предпринимались неоднократные попытки установить двигатель в гондолу воздушного шара, чтобы не зависеть исключительно от ветра. Но лишь в 1901 году бразильцу Альберто Сантос-Дюмону удалось с помощью бензинового двигателя пролететь на сигарообразном устройстве над окрестностями Парижа. Расстояние полета на тот момент было всего 11 км.
А в 1914 году немец Ганс Берлинер смог совершить перелет от Берлина до Урала. Постепенно идею воздушных шаров вытеснили громоздкие дирижабли, способные поднять на свой борт множество людей. Огромные корабли способны были пересекать океаны и даже облетать вокруг Земли. В частности, как это сделал в 1929 году дирижабль «Граф Цеппелин». В дальнейшем эти летательные сооружения нашли свое применение в военной авиации.
Разработка прототипа парашюта
Индивидуальные средства безопасности в воздухе имеют свои особенности. С задачей делать снижение более плавным успешно справляется тканевый купол, который был изобретен практически в один момент с воздушным шаром - в 1783 году. Так, Луи Себастьян Ленорман для демонстрации возможностей конструкции купола использовал обычные пляжные зонтики. Правда, прыгал он всего лишь с высокого дерева.
Уже в 1802 году другим французом Андре-Жаком Гарнереном была покорена высота 2400 м. В середине XX века была создана Федерация парашютного спорта, которое дала толчок развитию популярного развлечения.
Появление первого вертолета
Современные вертолеты оснащены двумя винтами, обладающие мощностью, достаточной, чтобы поднять в высоту нескольких человек или большую группу людей. Однако не во все времена это было возможным. В 1784 году французы Ж.Бьенвеню и Б.Лонуа смогли построить вертолет, а спустя более чем полвека англичанину Кейлею удалось даже поднять устройство над землей на целый метр. В начале XX столетия вертолет поднимался на высоту до двухсот метров, но по-прежнему был неуправляемым и привязывался к земле тросами. И только в конце 30-х годов получилось совершить вертикальный полет с помощью лопастей.
Отличился русско-американский авиаконструктор Игорь Сикорский, который ранее занимался самолетостроением. Сикорский построил в Российской империи два вертолета - в 1908 и 1909 годах. Вертолет поднимался в воздух, но был недостаточно силен, чтобы поднять пилота.
Аэродинамика планера
Свободное планирование на волнах воздушных потоков стало реальностью после разработок немца Отто Лилиенталя, жившего во второй половине XIX века. Однако изобретенный им «глайдер» привел к смерти своего создателя. Об изобретениях, погубивших своих разработчиков , читайте на нашем сайте. Лишь в 1896 году американские изобретатели модифицировали хвостовую часть аппарата и построили легко управляемый планер. А уже начиная с 30-х годов XX века эти индивидуальные планеры ввели в массовое производство.
Первое время их использовали на войне, когда нужно было прорваться к своим через засаду. Современные технологии позволили значительно улучшить аэродинамическую составляющую планеров, благодаря чему их использование превратилось в отдельный вид туристического спорта.
Когда воздушный змей стал самолетом
Именно этими «наивными» летательными аппаратами сначала промышляли братья Райт. Но как показала история, это увлечение было предвестием изобретения настоящих самолетов. В 1903 году двигатель внутреннего сгорания в моторе аэроплана «Флайера» достиг скорости полета 3 м/с. Еще несколько десятков лет и это свершение будет превзойдено многократно, а самолеты станут воздушным транспортом номер 1. При этом летательный аппарат лишится своего винта и станет реактивным. Поскольку именно реактивная тяга позволяет развить скорость свыше 700 км/час. Первый такой двигатель - легендарный «Юнкерс», выпущенный немецкими разработчиками из «БМВ» в 1938 году.
Несколько позднее технологией воспользуются все передовые страны мира. На данный момент развитие технического прогресса привело к тому, что в 2004 году NASA сконструировали пока что беспилотный аппарат, способный развить скорость 3 км/с. Таким образом, вскоре можно ожидать появления пассажирских ракетопланов.