История авиации

Райт Military Flyer на борту вагона в 1908 году.

Французский аэростат-разведчик L'Intrépide 1796 года, самый старый из существующих летающих устройств, в Heeresgeschichtliches Museum , Вена.

Леонардо да Винчи «s Орнитоптер дизайн

Хронология авиации

История авиации простирается в течение более двух тысяч лет, от самых ранних форм авиации , таких как воздушные змеи и попытку башни прыжков до сверхзвукового и гиперзвукового полета питания, более тяжелых, чем воздух струй .

Воздушный змей в Китае появился за несколько сотен лет до нашей эры и постепенно распространился по всему миру. Считается, что это самый ранний пример полета человека. Мечта Леонардо да Винчи о полете в 15 веке нашла выражение в нескольких рациональных замыслах, основанных на слабой науке.

Открытие водородного газа в 18 веке привело к изобретению водородного шара почти одновременно с тем, что братья Монгольфье заново открыли воздушный шар и начали пилотируемые полеты. ^[1] Различные теории механики, созданные физиками того же периода времени, в частности гидродинамика и законы движения Ньютона , привели к основанию современной аэродинамики , в первую очередь сэром Джорджем Кэли . Воздушные шары, как свободно летающие, так и привязанные, начали использоваться в военных целях с конца 18 века, когда французское правительство учредило компании по производству воздушных шаров во времяРеволюция . ^[2]

Эксперименты с планерами послужили основой для создания летательных аппаратов тяжелее воздуха, и к началу 20 века достижения в области двигателестроения и аэродинамики впервые сделали возможным управляемый полет с приводом от двигателя. Современный самолет с характерным оперением был создан к 1909 году, и с тех пор история самолета была связана с разработкой все более и более мощных двигателей.

Первыми большими воздушными кораблями были жесткие дирижабли, изобретенные Фердинандом фон Цеппелином , которые вскоре стали синонимами дирижаблей и преобладали в полетах на большие расстояния до 1930-х годов, когда стали популярны большие летающие лодки . После Второй мировой войны летающие лодки, в свою очередь, были заменены наземными самолетами, а новый чрезвычайно мощный реактивный двигатель произвел революцию как в авиапутешествиях, так и в военной авиации .

Во второй половине 20-го века с появлением цифровой электроники произошли большие успехи в области летной аппаратуры и систем «летать по проводам». В 21 веке широко использовались беспилотные дроны для военных, гражданских и развлекательных целей. Благодаря цифровому управлению стали возможны нестабильные самолеты, такие как летающие крылья.

Этимология [ править ]

Термин «авиация», существительное «действие» от латинского avis «птица» с суффиксом -ation, означающим действие или прогресс, был придуман в 1863 году французским пионером Гийомом Жозефом Габриэлем де ла Ландель (1812–1886) в книге «Aviation ou Navigation aérienne sans ballons. ". ^{[3] [4]}

Первобытное начало [ править ]

Прыжки с башни [ править ]

С древних времен ходили рассказы о людях, которые привязывали к себе птичьи крылья, жесткие плащи или другие приспособления и пытались летать, обычно прыгая с башни. Греческая легенда о Дедале и Икаре - одна из самых ранних известных; ^[5] другие произошли из древней Азии ^[6] и европейского средневековья. В этот ранний период вопросы подъемной силы, устойчивости и контроля не были поняты, и большинство попыток закончились серьезными травмами или смертью.

Андалузский ученый Аббас ибн Фирнас (810-887 н.э.) утверждал, что сделал прыжок в Кордобе, Испания , покрывая его тело с грифами перьями и приложив два крыла в его руках. ^{[7] [8]} Мухаммад I из Кордовы, придворный поэт 9-го века Мумин ибн Саид и алжирский историк 17-го века Ахмед Мохаммед аль-Маккари , основываясь на источниках, которые больше не существуют, рассказывают, что Фирнас пролетел некоторое расстояние, прежде чем приземлиться с некоторые травмы, приписываемые отсутствию хвоста (как птицы при приземлении). ^{[7] [9]} По словам Джона Хардинга, планер Ибн Фирнаса был первой попыткой полета тяжелее воздуха в истории авиации .^[10] В XII веке Уильям Мальмсберийский заявил, что бенедиктинский монах XI века Эйлмер из Мальмсбери прикрепил крылья к своим рукам и ступням и пролетел небольшое расстояние, ^[7] но сломал обе ноги при приземлении, также пренебрегая этим. сделай себе хвост. ^[9]

Многие другие совершили хорошо задокументированные скачки в последующие столетия. Еще в 1811 году Альбрехт Берблингер построил орнитоптер и прыгнул в Дунай в Ульме. ^[11]

Воздушные змеи [ править ]

Змей , возможно, был первой формой рукотворного самолета. ^[1] Он был изобретен в Китае, возможно, еще в 5 веке до нашей эры Моцзы (Мо Ди) и Лу Бань (Гуншу Бань). ^[12] Более поздние конструкции часто имитировали летающих насекомых, птиц и других зверей, как реальных, так и мифических. Некоторые из них были оснащены струнами и свистками, чтобы издавать музыкальные звуки во время полета. ^{[13] [14] [15]} Древние и средневековые китайские источники описывают воздушных змеев, которые использовались для измерения расстояний, проверки ветра, подъемников, сигналов, а также для связи и отправки сообщений. ^[16]

Воздушные змеи распространились из Китая по всему миру. После появления в Индии воздушный змей превратился в воздушный змей-истребитель , где абразивная леска используется для вырезания других воздушных змеев.

Воздушные змеи с людьми [ править ]

Считается, что воздушные змеи для перевозки людей широко использовались в древнем Китае как в гражданских, так и в военных целях и иногда применялись в качестве наказания. Раннее зарегистрированное бегство заключенного Юань Хуантоу , китайского принца, произошло в VI веке нашей эры. ^[17] Истории о воздушных змеях, несущих человека, также встречаются в Японии после появления воздушного змея из Китая примерно в седьмом веке нашей эры. Говорят, что когда-то в Японии существовал закон, запрещающий носить воздушных змеев. ^[18]

Крылья ротора [ править ]

Использование винта для вертикального полета существует с 400 г. до н.э. в виде бамбукового вертолета , древней китайской игрушки. ^{[19] [20]} Подобный «moulinet à noix» (ротор на гайке) появился в Европе в 14 веке нашей эры. ^[21]

Воздушные шары [ править ]

С древних времен китайцы понимали, что горячий воздух поднимается вверх, и применили этот принцип к небольшому воздушному шару, называемому небесным фонарем . Небесный фонарь состоит из бумажного шарика, под которым или внутри которого помещается фонарик. Небесные фонарики традиционно запускаются для удовольствия и во время фестивалей. По словам Джозефа Нидхэма , такие фонари были известны в Китае с III века до нашей эры. Их военное использование приписывается генералу Чжугэ Ляну (180–234 гг. Н.э., почетный титул Конгмин ), который, как говорят, использовал их, чтобы напугать вражеские войска. ^[22]

Есть свидетельства того, что китайцы также «решили проблему воздушной навигации» с помощью воздушных шаров за сотни лет до 18 века. ^[23]

Ренессанс [ править ]

В конце концов, после постройки Ибн Фирнаса , некоторые исследователи начали открывать и определять некоторые основы рациональной конструкции самолета. Самым известным из них был Леонардо да Винчи , хотя его работы оставались неизвестными до 1797 года, и поэтому не оказали влияния на развитие событий в течение следующих трехсот лет. Хотя его замыслы рациональны, они ненаучны. ^[24] Он особенно недооценил количество энергии, которое потребуется для приведения в движение летающего объекта, ^[25] основывая свои конструкции на взмахах крыльев птицы, а не на пропеллере с приводом от двигателя. ^[26]

Леонардо изучал полет птиц и летучих мышей ^[25], заявляя о превосходстве последних из-за неперфорированного крыла. ^[27] Он проанализировал их и предвосхитил многие принципы аэродинамики. Он понял, что «объект оказывает такое же сопротивление воздуху, как воздух этому объекту». ^[28] Исаак Ньютон не публиковал свой третий закон движения до 1687 года.

С последних лет 15-го века до 1505 года ^[25] Леонардо написал и зарисовал множество конструкций для летательных аппаратов и механизмов, включая орнитоптеры, планеры с неподвижным крылом, винтокрылые машины (возможно, вдохновленные игрушечными вертолетами), парашюты (в виде пирамидальный шатер с деревянным каркасом) и датчик скорости ветра. ^[25] Его ранние проекты были с приводом от человека и включали орнитоптеры и винтокрылые машины; однако он осознал непрактичность этого и позже обратился к управляемому планирующему полету, а также набросал некоторые конструкции, приводимые в движение пружиной. ^[29]

В эссе под названием « Sul volo» (« В полете» ) Леонардо описывает летательный аппарат под названием «птица», который он построил из накрахмаленного льна, кожаных швов и ремешков из сырого шелка. В « Атлантическом кодексе» он написал: «Завтра утром, второго января 1496 года, я сделаю стринги и попытаюсь». ^[26] Согласно одной часто повторяющейся, хотя и предположительно вымышленной истории, в 1505 году Леонардо или один из его учеников попытался слететь с вершины Монте-Чесери . ^[25]

Легче воздуха [ править ]

Начало современных теорий [ править ]

В 1670 году Франческо Лана де Терци опубликовал работу, в которой предположил, что полет легче воздуха был бы возможен при использовании сфер из медной фольги, которые, содержащие вакуум, были бы легче, чем вытесненный воздух, для подъема дирижабля . Хотя его конструкция была теоретически надежной, она не была осуществима: давление окружающего воздуха раздавило бы сферы. Идея использования вакуума для создания подъемной силы теперь известна как вакуумный дирижабль, но остается невыполнимой с любыми современными материалами .

В 1709 году Бартоломеу де Гужман подал петицию королю Португалии Иоанну V с просьбой поддержать его изобретение дирижабля, которому он выразил наибольшее доверие. Публичные испытания машины, назначенные на 24 июня 1709 года, не состоялись. Однако, согласно современным сообщениям, Гужмао, похоже, провел несколько менее амбициозных экспериментов с этой машиной, унаследованных от выдающихся личностей. Несомненно, что Гужман работал над этим принципом на публичной выставке, которую он устроил перед судом 8 августа 1709 года в холле Casa da ndia в Лиссабоне , когда он с помощью сгорания пробил мяч на крышу. ^{[ требуется разъяснение ]}

Воздушные шары [ править ]

1783 год стал переломным для воздухоплавания и авиации. В период с 4 июня по 1 декабря во Франции было сделано пять первых достижений в авиации:

• 4 июня братья Монгольфье продемонстрировали свой беспилотный воздушный шар в Анноне , Франция.
• 27 августа Жак Шарль и братья Робер ( Les Freres Robert ) запустили первый в мире беспилотный воздушный шар, наполненный водородом, с Марсова поля в Париже.
• 19 октября «Монгольфье» запустили первый пилотируемый полет на аэростате Фоли-Титон в Париже на привязном аэростате с людьми на борту . Авиаторами были ученый Жан-Франсуа Пилатр де Розье , руководитель производства Жан-Батист Ревейон и Жиру де Виллет.
• 21 ноября «Монгольфье» запустили первый бесплатный рейс с пассажирами-людьми. Первоначально король Людовик XVI постановил, что осужденные преступники будут первыми пилотами, но Жан-Франсуа Пилатр де Розье вместе с маркизом Франсуа д'Арландом успешно подали прошение о вручении этой чести. Они пролетели 8 км (5,0 миль) на воздушном шаре на дровах.
• 1 декабря Жак Шарль и Николя-Луи Робер запустили свой пилотируемый водородный шар из сада Тюильри в Париже, чему засвидетельствовала толпа из 400 000 человек. Они поднялись на высоту около 1800 футов (550 м) [15] и приземлились на закате в Несл-ла-Валле после полета продолжительностью 2 часа 5 минут, преодолев 36 км. После выхода Роберта Чарльз решил подняться в одиночку. На этот раз он быстро поднялся на высоту около 9800 футов (3000 м), где снова увидел солнце, испытал сильную боль в ушах и больше никогда не летал.

Полеты на воздушном шаре стали главной «модой» в Европе в конце 18 века, дав первое подробное понимание взаимосвязи между высотой и атмосферой.

Неуправляемые воздушные шары использовались во время Гражданской войны в США Воздушным корпусом армии Союза . Молодой Фердинанд фон Цеппелин впервые полетел на воздушном шаре в составе Потомакской армии Союза в 1863 году.

В начале 1900-х годов воздухоплавание было популярным видом спорта в Великобритании. Эти частные воздушные шары обычно использовали угольный газ в качестве подъемного газа. Он имеет вдвое меньшую подъемную силу, чем водород, поэтому воздушные шары должны были быть больше, однако угольный газ был гораздо более доступным, и местные газовые предприятия иногда предлагали специальную облегченную формулу для полетов на воздушном шаре. ^[30]

Дирижабли [ править ]

Первоначально дирижабли называли «дирижаблями», и их до сих пор иногда называют дирижаблями.

Работа над созданием управляемого воздушного шара (или дирижабля) продолжалась время от времени на протяжении всего XIX века. Считается, что первый управляемый и продолжительный полет с двигателем легче воздуха состоялся в 1852 году, когда Анри Жиффар пролетел 15 миль (24 км) во Франции на летательном аппарате с паровым двигателем.

Другой прогресс был сделан в 1884 году, когда первый полностью управляемый свободный полет был совершен в французской армии электротележки дирижабле, La France , по Чарльз Renard и Артур Кребс . Дирижабль длиной 170 футов (52 м) и объемом 66 000 кубических футов (1 900 м ³ ) преодолел 8 км (5,0 миль) за 23 минуты с помощью электродвигателя мощностью 8½ лошадиных сил.

Однако в целом эти самолеты были недолговечными и чрезвычайно хрупкими. Обычные контролируемые полеты не будут происходить до появления двигателя внутреннего сгорания (см. Ниже).

Первыми самолетами, совершавшими рутинные управляемые полеты, были дирижабли нежесткой конструкции (иногда называемые «дирижаблями»). Самым успешным пилотом-пионером этого типа самолетов был бразилец Альберто Сантос-Дюмон, который эффективно объединил воздушный шар с двигателем внутреннего сгорания. 19 октября 1901 года он пролетел на своем дирижабле номер 6 над Парижем из парка Сен-Клу вокруг Эйфелевой башни и менее чем за 30 минут, чтобы выиграть приз Deutsch de la Meurthe.. Сантос-Дюмон спроектировал и построил несколько самолетов. Последующие споры вокруг его и других конкурирующих претензий в отношении самолетов затмили его большой вклад в развитие дирижаблей.

В то же время, когда нежесткие дирижабли начали иметь некоторый успех, также были разработаны первые успешные жесткие дирижабли. Они были бы намного более способными, чем самолеты с неподвижным крылом, с точки зрения грузоподъемности на десятилетия. Пионером в разработке и усовершенствовании жесткого дирижабля был немецкий граф Фердинанд фон Цеппелин .

Строительство первого дирижабля Zeppelin началось в 1899 году в плавучем сборочном зале на Боденском озере в заливе Манцелль, Фридрихсхафен . Это было сделано для облегчения процедуры запуска, так как зал можно было легко выровнять по ветру. Прототип дирижабля LZ 1 (LZ для "Luftschiff Zeppelin") имел длину 128 м (420 футов), приводился в движение двумя двигателями Daimler мощностью 10,6 кВт (14,2 л.с.) и уравновешивался перемещением груза между двумя его гондолами.

Его первый полет, 2 июля 1900 года, длился всего 18 минут, так как LZ 1 был вынужден приземлиться на озере после того, как сломался заводной механизм балансировочного груза. После ремонта технология доказала свой потенциал в последующих полетах, улучшив скорость 6 м / с, достигнутую французским дирижаблем La France, на 3 м / с, но пока не смогла убедить возможных инвесторов. Пройдет несколько лет, прежде чем граф сможет собрать достаточно средств для новой попытки.

Хотя дирижабли использовались как во время Первой, так и во Второй мировых войн и продолжаются в ограниченных количествах по сей день, их развитие было в значительной степени омрачено летательными аппаратами тяжелее воздуха.

Тяжелее воздуха [ править ]

17 и 18 века [ править ]

Итальянский изобретатель Тито Ливио Бураттини , приглашенный польским королем Владиславом IV к своему двору в Варшаву , построил в 1647 году модель самолета с четырьмя неподвижными крыльями планера ^[31]. Описанный как «четыре пары крыльев, прикрепленных к сложному« дракону »», Говорят, что в 1648 году он успешно поднял кошку, но не сам Бураттини. ^[32] Он пообещал, что «только самые незначительные травмы» будут вызваны посадкой корабля. ^[33] Его «Dragon Volant» считается «самым продуманным и совершенным самолетом, который был построен до 19 века». ^[34]

Первый опубликованный документ по авиации был «Эскиз машины для полета в воздухе» по Эмануэль Сведенборгопубликовано в 1716 году. Этот летательный аппарат состоял из легкого каркаса, покрытого прочным брезентом и снабженного двумя большими веслами или крыльями, движущимися по горизонтальной оси, расположенными так, что подъем вверх не встречал сопротивления, в то время как движение вниз давало подъемную силу. Сведенборг знал, что машина не полетит, но предложил это для начала и был уверен, что проблема будет решена. Он писал: «Кажется, легче говорить о такой машине, чем воплотить ее в жизнь, поскольку она требует большей силы и меньшего веса, чем существует в человеческом теле. Наука механика, возможно, могла бы предложить средство, а именно сильную спираль. Если эти преимущества и требования будут соблюдены, возможно, со временем кто-нибудь узнает, как лучше использовать наш набросок, и внести некоторые дополнения, чтобы выполнить то, что мы можем только предложить.Тем не менее, есть достаточно доказательств и примеров из природы, что такие полеты могут происходить без опасности, хотя, когда будут сделаны первые испытания, вам, возможно, придется заплатить за опыт, а не заботиться о руке или ноге ". Сведенборг оказался дальновидным в своем наблюдении. что способ питания самолета - одна из критических проблем, которую необходимо решить.

16 мая 1793 года испанский изобретатель Диего Марин Агилера сумел пересечь реку Арандилья в Корунья-дель-Конде , Кастилия , пролетев 300-400 м на летательном аппарате. ^[35]

19 век [ править ]

Прыжки на воздушном шаре заменили прыжки с вышки, а также продемонстрировали с обычно фатальными результатами, что человеческая сила и взмах крыльев были бесполезны для достижения полета. В то же время всерьез начались научные исследования полета тяжелее воздуха. В 1801 году французский офицер Андре Гийом Резнье де Гуэ совершил 300-метровое планирование, стартовав с вершины городских стен Ангулема, и по прибытии сломал только одну ногу. ^[36] В 1837 году французский математик и бригадный генерал Исидор Дидион заявил: «Авиация будет успешной только в том случае, если найдется двигатель, отношение которого к весу поддерживаемого устройства будет больше, чем нынешние паровые машины или сила, разработанная людьми или людьми. большинство животных ». ^[37]

Сэр Джордж Кэли и первый современный самолет [ править ]

Сэра Джорджа Кэли впервые назвали «отцом самолета» в 1846 году. ^[38] В последние годы прошлого столетия он начал первое тщательное изучение физики полета и позже разработал первый современный самолет тяжелее, чем ... самолет. Среди его многочисленных достижений наиболее важный вклад в аэронавтику включает:

• Уточнение наших идей и определение принципов полета тяжелее воздуха.
• Достижение научного понимания принципов полета птицы.
• Проведение научных аэродинамических экспериментов, демонстрирующих сопротивление и обтекаемость, движение центра давления и увеличение подъемной силы от искривления поверхности крыла.
• Определяет конфигурацию современного самолета, состоящего из неподвижного крыла, фюзеляжа и оперения.
• Демонстрации пилотируемого, планирующего полета.
• Изложение принципов отношения мощности к весу при поддержании полета.

Первым нововведением Кэли было изучение фундаментальной науки о подъемной силе, приняв испытательный стенд с вращающимся рычагом для использования в исследованиях самолетов и использовав простые аэродинамические модели на руке, вместо того, чтобы пытаться летать на модели законченной конструкции.

В 1799 году он изложил концепцию современного самолета как летательного аппарата с неподвижным крылом с отдельными системами подъемной силы, движения и управления. ^{[39] [40]}

В 1804 году Кэли сконструировал модель планера, которая была первой современной летающей машиной тяжелее воздуха, имеющей компоновку обычного современного самолета с наклонным крылом вперед и регулируемым хвостовым оперением сзади с хвостовым оперением и стабилизатором. Подвижный груз позволял регулировать центр тяжести модели . ^[41]

В 1809 году, подстрекаемый фарсовыми выходками своих современников (см. Выше), он начал публикацию исторического трактата из трех частей под названием «О воздушной навигации» (1809–1810). ^[42] В нем он написал первую научную формулировку проблемы: «Вся проблема ограничена этими пределами, а именно: сделать поверхность опорой заданного веса путем приложения силы к сопротивлению воздуха». Он определил четыре вектора силы, которые влияют на самолет: тяга , подъемная сила , лобовое сопротивление и вес, а также выделил в своих конструкциях стабильность и управляемость. Он также определил и описал важность изогнутого крыла , двугранного профиля., диагональные связи и уменьшение сопротивления, и способствовали пониманию и проектированию орнитоптеров и парашютов .

В 1848 году он продвинулся достаточно далеко, чтобы сконструировать планер в форме триплана, достаточно большого и безопасного, чтобы нести ребенка. Был выбран местный мальчик, но его имя не известно. ^{[43] [44]}

В 1852 году он опубликовал проект полноразмерного пилотируемого планера или «управляемого парашюта», который можно было запускать с воздушного шара, а затем сконструировал версию, способную запускаться с вершины холма, на которой первый взрослый летчик пересек Бромптон Дейл в 1853 году.

Незначительные изобретения включали двигатель с резиновым приводом , ^{[ цитируемый ],} который обеспечивал надежный источник энергии для исследовательских моделей . К 1808 году он даже заново изобрел колесо, разработав колесо с натянутыми спицами, в котором все сжимающие нагрузки воспринимаются ободом, что позволило создать легкую ходовую часть. ^[45]

Age of Steam [ править ]

Основываясь непосредственно на работах Кэли, Хенсон 1842 года разработал воздушную паровую повозку, открыв новую дорогу. Хотя это всего лишь конструкция, это был первый в истории винтовой самолет с неподвижным крылом.

В 1866 году было основано Авиационное общество Великобритании, а два года спустя первая в мире авиационная выставка была проведена в Хрустальном дворце в Лондоне ^[46], где Джон Стрингфеллоу был награжден призом в 100 фунтов стерлингов за паровой двигатель с лучшей мощностью. отношение веса к массе. ^{[47] [48]}В 1848 году Стрингфеллоу совершил первый полет с двигателем, используя беспилотный паровой моноплан с размахом крыльев 10 футов (3,0 м), построенный на заброшенной кружевной фабрике в Чард, Сомерсет. Используя два винта встречного вращения в первой попытке, сделанной в помещении, машина пролетела десять футов, прежде чем дестабилизироваться, повредив корабль. Вторая попытка была более успешной: машина оставила проволочный проводник, чтобы лететь свободно, достигнув тридцати ярдов прямого и ровного полета. ^{[49] [50] [51]} Фрэнсис Герберт Уэнам представил первый документ недавно сформированному Аэронавигационному обществу (позднее - Королевскому авиационному обществу ) « О воздушном движении».. Он продвинул работу Кэли над изогнутыми крыльями, сделав важные выводы. Чтобы проверить свои идеи, с 1858 года он построил несколько планеров, как пилотируемых, так и беспилотных, и с пятью сложенными крыльями. Он понял, что длинные и тонкие крылья лучше, чем у летучих мышей, потому что у них больше переднего края для своей области. Сегодня это соотношение известно как соотношение сторон крыла.

Вторая половина 19 века стала периодом интенсивных исследований, характеризуемых « джентльменами-учеными », которые представляли большинство исследовательских усилий до 20 века. Среди них был британский ученый-философ и изобретатель Мэтью Пирс Уотт Бултон , который изучал управление боковым полетом и первым запатентовал систему управления элеронами в 1868 году. ^{[52] [53] [54] [55]}

В 1871 году Уэнам и Браунинг построили первую аэродинамическую трубу . {{Refn | Фрэнк Х. Уэнам, изобретатель аэродинамической трубы в 1871 году, представлял собой вентилятор, приводимый в движение паровым двигателем, который направил воздух по трубе длиной 12 футов (3,7 м). к модели. ^[56]

Между тем успехи Великобритании воодушевили французских исследователей. В 1857 году Феликс дю Темпл предложил моноплан с хвостовым оперением и убирающимся шасси. Развивая свои идеи с моделью, приводимой в действие сначала часовым механизмом, а затем паром, он в конце концов совершил короткий прыжок на полноразмерном пилотируемом корабле в 1874 году. Оно взлетело своим ходом после запуска с рампы, некоторое время планировало времени и благополучно вернулся на землю, что сделало его первым успешным моторным глиссадом в истории.

В 1865 году Луи Пьер Муайяр опубликовал влиятельную книгу «Империя воздуха» ( l'Empire de l'Air ).

В 1856 году француз Жан-Мари Ле Брис совершил первый полет выше точки отправления, когда его планер " L'Albatros artificiel " тащил лошадь на пляже. Сообщается, что он достиг высоты 100 метров на дистанции 200 метров.

Француз Альфонс Пено разработал теорию контуров крыльев и аэродинамики и построил успешные модели самолетов, вертолетов и орнитоптеров. В 1871 году он пилотировал первый аэродинамически устойчивый самолет с неподвижным крылом, модель-моноплан, которую он назвал «Planophore», на расстояние 40 м (130 футов). Модель Пено включает в себя несколько открытий Кэли, в том числе использование хвоста, двугранного крыла для внутренней устойчивости и силы резины. Планофор также обладал продольной стабильностью, будучи обрезанным таким образом, чтобы хвостовое оперение было установлено под меньшим углом падения, чем крылья, что является оригинальным и важным вкладом в теорию воздухоплавания. ^[57] Более поздний проект Пено для самолета-амфибии, хотя он так и не был построен,включены другие современные функции. АБесхвостый моноплан с одним вертикальным оперением и двумя тяговыми винтами, он также отличался шарнирными задними поверхностями руля высоты и руля направления, убирающейся ходовой частью и полностью закрытой приборной кабиной.

Не менее авторитетным теоретиком был земляк Пено Виктор Татин . В 1879 году он пилотировал модель, которая, как и проект Пено, представляла собой моноплан с двумя тяговыми винтами, но также с отдельным горизонтальным оперением. Он питался сжатым воздухом. Привязанная к шесту, это была первая модель, взлетевшая самостоятельно.

В 1884 году Александр Гупиль опубликовал свою работу La Locomotion Aérienne ( Воздушное движение), хотя летательный аппарат, который он позже сконструировал, не смог летать.

В 1890 году французский инженер Клеман Адер построил первую из трех паровых летающих машин - Éole. 9 октября 1890 года Адер совершил неконтролируемый прыжок примерно на 50 метров (160 футов); это был первый пилотируемый самолет, взлетевший своим ходом. ^[58] Его Avion III 1897 года, отличавшийся только двумя паровыми двигателями, не смог летать: ^[59] Адер позже заявлял об успехе и не был опровергнут до 1910 года, когда французская армия опубликовала свой отчет о его попытке.

Сэр Хирам Максим был американским инженером, переехавшим в Англию. Он построил свою собственную установку с вращающимся рычагом и аэродинамическую трубу и сконструировал большую машину с размахом крыла 105 футов (32 м), длиной 145 футов (44 м), носовой и кормовой горизонтальными поверхностями и экипажем из трех человек. Сдвоенные пропеллеры приводились в движение двумя легкими составными паровыми двигателями мощностью 180 л.с. (130 кВт) каждая. Общий вес составлял 8000 фунтов (3600 кг). Он был задуман как испытательный стенд для исследования аэродинамической подъемной силы: без средств управления полетом он двигался по рельсам, а второй комплект рельсов над колесами удерживал его. Завершенный в 1894 году, на третьем рейсе он оторвался от рельсов и поднялся в воздух примерно на 200 ярдов на высоте от двух до трех футов ^[60].и был сильно поврежден при падении на землю. Впоследствии его отремонтировали, но вскоре Максим отказался от экспериментов. ^[61]

Учимся скользить [ править ]

Примерно в последнее десятилетие XIX века ряд ключевых фигур уточняли и определяли современный самолет. Не имея подходящего двигателя, самолет работал над обеспечением устойчивости и управляемости в планирующем полете. В 1879 году Био с помощью Массии сконструировал планер, похожий на птицу, и ненадолго на нем летал. Он хранится в Musee de l'Air , Франция, и считается самым ранним летательным аппаратом, несущим человека, который все еще существует.

Англичанин Горацио Филлипс внес ключевой вклад в аэродинамику. Он провел обширные исследования в аэродинамической трубе на сечениях крыла , доказав принципы аэродинамической подъемной силы, предусмотренные Кэли и Уэнамом. Его открытия лежат в основе всего современного дизайна крыльев. Между 1883 и 1886 годами американец Джон Джозеф Монтгомери разработал серию из трех пилотируемых планеров, а затем провел свои собственные независимые исследования аэродинамики и циркуляции подъемной силы.

Отто Лилиенталь стал известен как «король планеров» или «летающий человек» Германии. Он продублировал работу Уэнама и значительно расширил ее в 1884 году, опубликовав свое исследование в 1889 году под названием Birdflight as the Basis of Aviation ( Der Vogelflug als Grundlage der Fliegekunst ). Он также произвел серию дельтапланов , включая крылья летучей мыши, монопланы и бипланы, такие как дельтаплан Derwitzer и парящий аппарат Normal.. Начиная с 1891 года, он стал первым человеком, который регулярно совершал контролируемые неуправляемые скольжения, и первым, кто сфотографировался в полете на машине тяжелее воздуха, что вызвало интерес во всем мире. Он тщательно задокументировал свою работу, в том числе фотографии, и по этой причине является одним из самых известных пионеров. Лилиенталь совершил более 2000 планеров до своей смерти в 1896 году от травм, полученных в результате крушения планера.

Продолжив работу с того места, на котором остановился Лилиенталь, Октав Шанют после досрочного выхода на пенсию занялся проектированием самолетов и профинансировал разработку нескольких планеров. Летом 1896 года его команда облетела несколько своих проектов, в конце концов решив, что лучшим был биплан. Как и Лилиенталь, он документировал и фотографировал свои работы.

В Великобритании Перси Пилчер , который работал на Максима, построил и успешно пилотировал несколько планеров в период с середины до конца 1890-х годов.

Изобретение в этот период воздушного змея австралийцем Лоуренсом Харгрейвом привело к развитию практического биплана . В 1894 году Харгрейв соединил вместе четыре своих воздушных змея, добавил стропу и первым получил подъемную силу с самолетом тяжелее воздуха, когда он взлетел на 16 футов (4,9 м). Позже пионерами пилотируемых воздушных змеев были Сэмюэл Франклин Коди из Англии и капитан Джени Саконни во Франции.

Лэнгли [ править ]

После выдающейся карьеры в астрономии и незадолго до того, как стать секретарем Смитсоновского института , Сэмюэл Пирпонт Лэнгли начал серьезное исследование аэродинамики в том, что сегодня является Университетом Питтсбурга . В 1891 году он опубликовал « Эксперименты в аэродинамике», в которых подробно описал свои исследования, а затем обратился к созданию своих проектов. Он надеялся достичь автоматической аэродинамической устойчивости, поэтому мало уделял внимания управлению в полете. ^[62] 6 мая 1896 г. аэродром № 5 Лэнглисовершил первый успешный продолжительный полет беспилотного летательного аппарата с приводом от двигателя тяжелее воздуха значительных размеров. Он был запущен с подпружиненной катапульты, установленной на крыше плавучего дома на реке Потомак недалеко от Квантико, Вирджиния. В тот день были совершены два полета: один на 1005 метров (3297 футов) и второй на 700 метров (2300 футов) со скоростью примерно 25 миль в час (40 км / ч). В обоих случаях « Аэродром № 5» приземлился на воду, как и планировалось, потому что в целях экономии веса он не был оборудован шасси. 28 ноября 1896 г. был совершен еще один успешный полет с аэродрома № 6 . Этот полет на высоте 1460 метров (4790 футов) был засвидетельствован и сфотографирован Александром Грэмом Беллом . Аэродром № 6фактически был сильно модифицирован аэродром №4 . От оригинального самолета осталось так мало, что ему было присвоено новое обозначение.

После успеха аэродромов № 5 и № 6 Лэнгли начал искать средства для создания полномасштабной версии своего проекта для перевозки людей. Подстегиваемое испано-американской войной , правительство США выделило ему 50 000 долларов на разработку летательного аппарата, несущего человека, для воздушной разведки. Лэнгли планировал построить увеличенную версию, известную как Аэродром А , и начал с меньшего аэродрома четвертого масштаба , который совершил два полета 18 июня 1901 года, а затем снова с более новым и более мощным двигателем в 1903 году.

После того, как базовая конструкция была успешно испытана, он обратился к проблеме подходящего двигателя. Он нанял Стивена Бальцера на его изготовление, но был разочарован, когда он выдал всего 8 л.с. (6,0 кВт) вместо 12 л.с. (8,9 кВт), как он ожидал. Помощник Лэнгли, Чарльз М. Мэнли , затем переработал конструкцию в пятицилиндровый радиальный двигатель с водяным охлаждением, который выдавал 52 л.с. (39 кВт) при 950 об / мин, и на это ушли годы. Теперь, обладая мощностью и дизайном, Лэнгли возлагал большие надежды на их обоих.

К его ужасу, получившийся самолет оказался слишком хрупким. Простое масштабирование оригинальных небольших моделей привело к тому, что конструкция была слишком слабой, чтобы удержаться вместе. Два запуска в конце 1903 года закончились тем, что аэродром сразу упал на воду. Пилота Мэнли каждый раз спасали. Кроме того , система управления самолетом была недостаточной , чтобы позволить быстрому пилоту - ответы, и это не было никакого способа поперечного управления, а Аэродром ' антенны стабильность ы была незначительной. ^[62]

Попытки Лэнгли получить дополнительное финансирование не увенчались успехом, и его усилия закончились. Через девять дней после его второго неудачного запуска 8 декабря братья Райт успешно взлетели на своем « Флайере» . Гленн Кертисс сделал 93 модификации аэродрома и управлял этим совершенно другим самолетом в 1914 году. ^[62] Не признавая изменений, Смитсоновский институт утверждал, что аэродром Лэнгли был первой машиной, «способной летать». ^[63]

Уайтхед [ править ]

Гюстав Вайскопф был немцем, эмигрировавшим в США, где вскоре сменил имя на Уайтхед. С 1897 по 1915 год он проектировал и строил первые летательные аппараты и двигатели. 14 августа 1901 года, за два с половиной года до полета братьев Райт, он утверждал, что выполнил управляемый полет с двигателем на своем моноплане № 21 в Фэрфилде , штат Коннектикут. О полете сообщила местная газета Bridgeport Sunday Herald . Примерно 30 лет спустя несколько человек, опрошенных исследователем, заявили, что видели тот или иной полет Уайтхеда. ^{[ необходима цитата ]}

В марте 2013 года Jane's All the World's Aircraft , авторитетный источник современной авиации, опубликовал передовую статью, в которой полет Уайтхеда был признан первым пилотируемым, управляемым и управляемым полетом летательного аппарата тяжелее воздуха. ^[64] Смитсоновский институт (хранители оригинального Wright Flyer ) и многие авиационные историки продолжают утверждать , что Уайтхед не полететь , как предложено. ^{[65] [66]}

Братья Райт [ править ]

Используя методический подход и сконцентрировавшись на управляемости самолета, братья построили и испытали серию воздушных змеев и планеров с 1898 по 1902 год, прежде чем попытаться создать конструкцию с двигателем. Планеры работали, но не так хорошо, как ожидали Райт, основываясь на экспериментах и ​​записях их предшественников. Их первый полноразмерный планер, запущенный в 1900 году, имел только половину подъемной силы, на которую они рассчитывали. Их второй планер, построенный в следующем году, показал себя еще хуже. Вместо того, чтобы сдаться, Райт построил свою собственную аэродинамическую трубу и создал ряд сложных устройств для измерения подъемной силы и сопротивления на 200 протестированных ими конструкциях крыльев. ^[67]В результате Райт исправил ранее сделанные ошибки в расчетах сопротивления и подъемной силы. Их тестирование и расчеты позволили получить третий планер с более высоким соотношением сторон и настоящим трехосевым управлением. В 1902 году они успешно летали на нем сотни раз, и он работал намного лучше, чем предыдущие модели. Используя строгую систему экспериментов, включающую испытания аэродинамической трубы и летные испытания полноразмерных прототипов, Райты не только построили в следующем году рабочий самолет, Райт Флайер , но и помогли продвинуть вперед науку авиационной техники.

Похоже, что Райты первыми предприняли серьезные исследованные попытки одновременно решить проблемы питания и управления. Обе задачи оказались сложными, но никогда не теряли интереса. Они решили проблему управления, изобретя деформацию крыла для управления креном в сочетании с одновременным рысканием.управление с управляемым задним рулем. Почти запоздало они спроектировали и построили маломощный двигатель внутреннего сгорания. Они также спроектировали и вырезали деревянные пропеллеры, которые были более эффективными, чем какие-либо раньше, что позволило им получить адекватную производительность за счет низкой мощности двигателя. Хотя деформация крыла как средство бокового управления использовалась лишь кратковременно на ранней стадии развития авиации, принцип сочетания бокового управления в сочетании с рулем направления был ключевым достижением в управлении самолетами. В то время как многие пионеры авиации, казалось, оставляли безопасность в значительной степени на волю случая, на конструкцию Райтов сильно повлияла необходимость научиться летать без неоправданного риска для жизни и здоровья, переживая аварии. Этот акцент, а также низкая мощность двигателя были причиной низкой скорости полета и взлета при встречном ветре.Производительность, а не безопасность, была причиной тяжелой задней конструкции, потому чтоутка не может быть высокой нагрузка; Горизонтальные крылья меньше страдали от бокового ветра и соответствовали низкой устойчивости по рысканью.

По данным Смитсоновского института и Международной авиационной федерации (FAI), ^{[70] [71]} Райты совершили первый устойчивый управляемый пилотируемый полет с двигателем тяжелее воздуха в Килл-Девил-Хиллз, Северная Каролина , в четырех милях (8 км). к югу от Китти Хок, Северная Каролина, 17 декабря 1903 г. ^[72]

Первый полет Орвилла Райта на высоту 120 футов (37 м) за 12 секунд был запечатлен на знаменитой фотографии. В четвертом полете того же дня Уилбур Райт пролетел 852 фута (260 м) за 59 секунд. Полеты были засвидетельствованы тремя береговыми спасателями экипажа, местным бизнесменом и мальчиком из деревни, что сделало их первыми общественными полетами и первыми хорошо задокументированными. ^[72]

Орвилл описал последний полет дня: «Первые несколько сотен футов, как и прежде, проходили вверх и вниз, но к тому времени, когда было пройдено триста футов, машина стала намного лучше контролировать. Курс на следующие четыре или пять в сотне футов была лишь небольшая волнистость. Однако, когда примерно в восьмистах футах машина снова начала качаться и одним из стремительных движений вниз ударилась о землю, расстояние над землей составило 852 фута (260 м); время полета 59 секунд. Рама, поддерживающая передний руль направления, была сильно сломана, но основная часть машины не пострадала. По нашим оценкам, машину можно было снова привести в рабочее состояние примерно через сутки или два". ^[73]В качестве меры предосторожности они пролетали всего около десяти футов над землей, поэтому у них было мало места для маневра, и все четыре полета при порывистом ветре закончились ухабистой и непреднамеренной «посадкой». Современный анализ профессора Фреда Кулика и Генри Р. Рекса (1985) показал, что летчик Райта 1903 года был настолько нестабилен, что им почти не мог управлять никто, кроме Райтов, которые тренировались на планере 1902 года. ^[74]

Райт продолжал летать в прерии Хаффман недалеко от Дейтона, штат Огайо, в 1904–05 годах. В мае 1904 года они представили Flyer II , более тяжелую и улучшенную версию оригинального Flyer. 23 июня 1905 года они впервые взлетели на третьей машине, Flyer III . После серьезной аварии 14 июля 1905 года они восстановили Flyer III и внесли важные изменения в конструкцию. Они почти вдвое увеличили размер лифтаи руль направления и переместил их примерно вдвое на расстояние от крыльев. Они добавили две неподвижные вертикальные лопасти (так называемые «поворотники») между рулями высоты и сделали крылья очень небольшим двугранным углом. Они отключили руль направления от системы управления перекосом крыла и, как и во всех будущих самолетах, поместили его на отдельную ручку управления. Когда полеты возобновились, результаты не заставили себя ждать. Серьезная нестабильность поля, мешавшая Flyers I и II, была значительно уменьшена, поэтому были исключены повторяющиеся мелкие аварии. Полеты на обновленном Flyer III начали длиться более 10 минут, затем 20, затем 30. Flyer III стал первым практичным самолетом (хотя и без колес и без пускового устройства), который летел постоянно под полным контролем и возвращал своего пилота в исходную точку. безопасно и посадка без повреждений. 5 октября 1905 г.Уилбур пролетел 24 мили (39 км) за 39 минут 23 секунды ».^[75]

По вопросу апреля 1907 года в журнале Scientific American журнал, ^[76] братьев Райт , казалось, самые передовые знания тяжелее воздуха навигации в то время. Однако в том же номере журнала также утверждалось, что до апрельского номера 1907 года в Соединенных Штатах не совершалось никаких рейсов. Поэтому они разработали награду Scientific American Aeronautic Trophy, чтобы стимулировать разработку летательного аппарата тяжелее воздуха.

Пионерская эра (1903–1914) [ править ]

В этот период были разработаны практические самолеты и дирижабли и их раннее применение, наряду с воздушными шарами и воздушными змеями, для частного, спортивного и военного использования.

Пионеры в Европе [ править ]

Хотя полные подробности системы управления полетом братьев Райт были опубликованы в журнале L'Aerophile в январе 1906 года, важность этого достижения не была признана, и европейские экспериментаторы в основном концентрировались на попытках создать по своей сути стабильные машины.

Полеты на коротких двигателях были выполнены во Франции румынским инженером Траяном Вуя 18 марта и 19 августа 1906 г., когда он пролетел 12 и 24 метра соответственно на самодельном, полностью самоходном самолете с неподвижным крылом, который обладал полностью колесным двигателем. ходовая часть. ^{[77] [78]} За ним последовал Якоб Эллехаммер, который построил моноплан, который он испытал с тросом в Дании 12 сентября 1906 года, пролетев 42 метра. ^[79]

13 сентября 1906 года, через день после полета на привязи Эллехаммера и через три года после полета братьев Райт, бразилец Альберто Сантос-Дюмон совершил публичный полет в Париже на самолете 14-bis , также известном как Oiseau de proie (с французского «птица»). добычи "). Он имел форму утка с выраженным двугранным крылом и покрыл расстояние 60 м (200 футов) на территории замка Багатель в Булонском лесу в Париже перед большой толпой свидетелей. Это хорошо задокументированное событие было первым полетом, подтвержденным Aéro-Club de France.двигателя тяжелее воздуха в Европе и получил премию Deutsch-Archdeacon Prize за первый официально наблюдаемый полет на высоту более 25 м (82 фута). 12 ноября 1906 года Сантос-Дюмон установил первый мировой рекорд, признанный Международной авиационной федерацией, пролетев 220 м (720 футов) за 21,5 секунды. ^{[80] [81]} Только еще один короткий полет 14-бис совершил в марте 1907 года, после чего был оставлен. ^[82]

В марте 1907 года Габриэль Вуазен пилотировал первый экземпляр своего биплана Вуазен . 13 января 1908 года Анри Фарман пилотировал второй экземпляр этого типа, чтобы выиграть приз Deutsch-Archdeacon Grand Prix d'Aviation за полет, в котором самолет пролетел расстояние более километра и приземлился в точке, где он взлетел. Полет длился 1 минуту 28 секунд. ^[83]

Полет как устоявшаяся технология [ править ]

Позднее Сантос-Дюмон добавил элероны между крыльями, чтобы добиться большей поперечной устойчивости. Его окончательный проект, впервые взлетевший в 1907 году, представлял собой серию монопланов Demoiselle (№№ 19–22). Красавка Нет 19 может быть построен всего за 15 дней и стал первым в мире серийного производства самолетов. «Демуазель» разогналась до 120 км / ч. ^[84] Фюзеляж состоял из трех специально усиленных бамбуковых стрел: пилот сидел в кресле между основными колесами обычного шасси , пара главных колес с проволочными спицами располагалась в нижней части планера, с полуцилиндром хвостового оперения. путь назад под конструкцию задней части фюзеляжа. В полете Demoiselle управлялаКрестообразная хвост блоки шарнирны на виде универсального шарнира на заднем конце конструкции фюзеляжа функционировать в качестве руля высоты и руля с управлением по крену осуществляется через крыло коробление (№ 20), с крылами только сновальных «вниз».

В 1908 году Уилбур Райт отправился в Европу и, начиная с августа, провел серию демонстрационных полетов в Ле-Мане во Франции. Первая демонстрация, проведенная 8 августа, привлекла аудиторию, в том числе большинство крупных французских экспериментаторов в области авиации, которые были поражены явным превосходством самолета братьев Райт, особенно его способностью выполнять жестко контролируемые повороты. ^[85] Важность использования управления креном при выполнении поворотов признавалась почти всеми европейскими экспериментаторами: Анри Фарман установил элероны на свой биплан Voisin и вскоре после этого основал собственное авиастроительное предприятие, первым продуктом которого стал влиятельный биплан Farman III .

В следующем году полет на механических двигателях был широко признан чем-то другим, нежели удел мечтателей и чудаков. 25 июля Луи Блерио завоевал мировую известность, выиграв приз в 1000 фунтов стерлингов, предложенный британской газетой Daily Mail за перелет через Ла-Манш , а в августе около полумиллиона человек, включая президента Франции Армана Фальера и Дэвида Ллойд Джорджа. , присутствовал на одной из первых авиационных встреч, Grande Semaine d'Aviation в Реймсе .

В 1914 году летчик-первопроходец Тони Джаннус руководил первым в мире пассажирским пассажирским авиаперевозчиком на линии Санкт-Петербург-Тампа .

Винтокрыл [ править ]

В 1877 году Энрико Форланини разработал беспилотный вертолет с паровым двигателем. Он поднялся на высоту 13 метров, где оставался в течение 20 секунд после вертикального взлета из парка в Милане.

Известно, что впервые пилотируемый вертолет поднялся с земли во время полета на привязи в 1907 году на автожире Бреге-Рише . Позднее в том же году вертолет Cornu , также французский, совершил первый свободный полет с винтокрылым двигателем в Лизье, Франция. Однако это были не практические конструкции.

Военное использование [ править ]

Практически сразу после изобретения самолеты начали использовать в военных целях. Первой страной, использовавшей их в военных целях, была Италия , чьи самолеты совершали разведывательные, бомбардировочные и артиллерийские полеты в Ливии во время итало-турецкой войны (сентябрь 1911 - октябрь 1912). Первая миссия (разведка) произошла 23 октября 1911 года. Первая бомбардировка была совершена 1 ноября 1911 года. ^[86] Затем Болгария последовала этому примеру. Его самолеты атаковали и исследовали позиции Османской империи во время Первой Балканской войны 1912–13 . Первой войной, в которой самолеты широко использовались в наступательных, оборонительных и разведывательных целях, была Первая мировая война.. В союзники и Центральные державы как используемые самолеты и дирижабли широко.

Хотя идея использования самолета в качестве наступательного оружия до Первой мировой войны, как правило, не принималась во внимание ^[87], идея использования его для фотографирования не была упущена ни одним из основных сил. Все основные силы в Европе имели легкие самолеты, обычно созданные на основе довоенных спортивных разработок, прикрепленные к их отделам разведки . Радиотелефоны также использовались на самолетах, особенно на SCR-68 , поскольку связь между пилотами и наземным командиром становилась все более важной.

Первая мировая война (1914–1918) [ править ]

Схемы боя [ править ]

Вскоре самолеты начали стрелять друг в друга, но отсутствие какой-либо устойчивой точки для пушки было проблемой. Французы решили эту проблему, когда в конце 1914 года Ролан Гаррос прикрепил стационарный пулемет к передней части своего самолета, но в то время как Адольф Пегуд стал известен как первый « ас », получивший пять побед, прежде чем стать первым асом. Чтобы погибнуть в бою, это был немецкий лейтенант Luftstreitkräfte Kurt Wintgens, который 1 июля 1915 года одержал первую воздушную победу на специально построенном истребителе с синхронным пулеметом .

Авиаторы были стилизованы под современных рыцарей, ведущих индивидуальный бой со своими врагами. Некоторые пилоты прославились своими боями воздух-воздух; наиболее известным является Рихтгофен , более известный как Красный Барон , который сбил 80 самолетов в воздух-воздух бой с несколькими самолетами, самый знаменитый из которых был Fokker Dr.I . Со стороны союзников Рене Поль Фонк одержал наибольшее количество побед за всю историю - 75, даже с учетом более поздних войн.

Франция, Великобритания, Германия и Италия были ведущими производителями истребителей, которые участвовали в боевых действиях во время войны ^[88], а немецкий авиационный технолог Хуго Юнкерс показал путь в будущее, впервые применив цельнометаллические самолеты с конца 1915 года.

Между мировыми войнами (1918–1939) [ править ]

В годы между Первой и Второй мировыми войнами произошел значительный прогресс в авиационной технике. Самолеты эволюционировали от маломощных бипланов, сделанных из дерева и ткани, до гладких, высокомощных монопланов из алюминия, в основном на основе основополагающих работ Хьюго Юнкерса во время Первой мировой войны и их принятия американским дизайнером Уильямом Бушнеллом Стаутом и советским конструктором Андрей Туполев . Эпоха больших жестких дирижаблей пришла и ушла. Первый успешный винтокрыл появился в виде автожира , изобретенного испанским инженером Хуаном де ла Сьервой.и впервые полетел в 1919 году. В этой конструкции ротор не приводится в действие, а вращается, как ветряная мельница, проходя через воздух. Для движения вперед используется отдельная силовая установка.

После Первой мировой войны опытные летчики-истребители стремились продемонстрировать свои навыки. Многие американские летчики стали barnstormers , летевший в малых городах по всей стране и демонстрируя свои способности летать, а также принимая платных пассажиров для поездок. В конце концов, посетители собрались в более организованные группы. По всей стране возникли воздушные шоу с воздушными гонками, акробатическими трюками и трюками с превосходством в воздухе. Воздушные гонки стимулировали разработку двигателей и планера - например, Schneider Trophy привел к серии все более быстрых и изящных монопланов, кульминацией которых стал Supermarine S.6B . Когда пилоты боролись за денежные призы, у них был стимул ехать быстрее. Амелия Эрхартбыл, пожалуй, самым известным из тех, кто участвовал в авиашоу. Она также была первой женщиной-пилотом, достигшей таких рекордов, как пересечение Атлантического и Тихого океанов.

Другие призы за рекорды дистанции и скорости также способствовали развитию. Например, 14 июня 1919 года капитан Джон Олкок и лейтенант Артур Браун совместно пилотировали Vickers Vimy без остановок из Сент-Джонс, Ньюфаундленд, в Клифден, Ирландия, выиграв приз Нортклиффа в размере 13 000 фунтов стерлингов (65 000 долларов США) ^[89] . Первый полет через Южную Атлантику и первое воздушное пересечение с использованием астрономической навигации было совершено военно-морскими авиаторами Гаго Коутиньо и Сакадура Кабрал в 1922 году из Лиссабона , Португалия , в Рио-де-Жанейро , Бразилия.с только внутренними средствами навигации в самолете, специально оборудованном для него искусственным горизонтом для использования в авиации, изобретение, которое произвело революцию в области аэронавигации в то время (Гаго Коутиньо изобрел секстант, включающий два уровня, чтобы создать искусственный горизонт) . ^{[90] [91]} Пять лет спустя Чарльз Линдберг получил приз Ортейга в размере 25000 долларов за первое безостановочное соло -пересечение Атлантики. Спустя несколько месяцев после Линдберга Пол Редферн первым совершил соло Карибское море и в последний раз его видели летящим над Венесуэлой.

Австралийский сэр Чарльз Кингсфорд Смит первым перелетел через Южный Крест более крупный Тихий океан. Его экипаж покинул Окленд, штат Калифорния, чтобы совершить первый перелет через Тихий океан в Австралию в три этапа. Первый (от Окленда до Гавайев) прошел 2400 миль (3900 км), занял 27 часов 25 минут и прошел без происшествий. Затем они вылетели в Сува, Фиджи, на расстоянии 3100 миль (5000 км), что заняло 34 часа 30 минут. Это была самая сложная часть путешествия, поскольку они пролетели через сильную грозу у экватора. Затем за 20 часов они вылетели в Брисбен, где приземлились 9 июня 1928 года, пролетев около 7 400 миль (11 900 км). По прибытии Кингсфорд Смит был встречен огромной толпой из 25 000 человек в аэропорту Игл-Фарм в его родном городе Брисбен. Его сопровождал австралийский авиатор.Чарльз Ульм в роли пилота-спасателя и американцы Джеймс Уорнер и капитан Гарри Лайон (радист, штурман и инженер). Через неделю после приземления Кингсфорд Смит и Ульм записали диск для Колумбии, рассказывая о своей поездке. С Ульмом Кингсфорд Смит позже продолжил свое путешествие, став первым в 1929 году, совершившим кругосветное плавание , дважды пересекая экватор.

Первые перелеты через Атлантику с помощью дирижабля были совершены в июле 1919 года дирижаблем Его Величества R34 и его командой, когда они летели из Восточного Лотиана , Шотландия, на Лонг-Айленд , Нью-Йорк, а затем обратно в Пулхэм , Англия. К 1929 году технология дирижаблей продвинулась до такой степени, что первый кругосветный полет был выполнен Graf Zeppelin в сентябре, а в октябре тот же самолет открыл первый коммерческий трансатлантический рейс . Однако эпоха жесткого дирижабля закончилась после уничтожения огнем дирижабля LZ 129 Hindenburg незадолго до приземления в Лейкхерсте, штат Нью-Джерси.6 мая 1937 г. погибли 35 из 97 человек на борту. Предыдущие впечатляющие аварии дирижаблей, от катастрофы Wingfoot Express (1919) до потери R101 (1930), Akron (1933) и Macon (1935), уже ставили под сомнение безопасность дирижаблей, но с катастрофами ВМС США. жесткие диски, показывающие важность использования гелия в качестве подъемной среды; после разрушения «Гинденбурга», оставшегося дирижабля, совершавшего международные полеты , « Граф Цеппелин» был списан (июнь 1937 г.). На смену ему пришел жесткий дирижабль Graf Zeppelin II., совершил ряд полетов, в основном над Германией, с 1938 по 1939 год, но был остановлен, когда Германия начала Вторую мировую войну . Оба оставшихся немецких цеппелина были списаны в 1940 году для поставки металла немецким Люфтваффе ; Последний американский дирижабль « Лос-Анджелес» , который не летал с 1932 года, был демонтирован в конце 1939 года.

Между тем, Германия, которая была ограничена Версальским договором в разработке самолетов с двигателем , в 20-е годы 20-х годов развивала планеринг как спорт, особенно в Вассеркуппе . В разных формах планерная авиация 21 века сейчас насчитывает более 400 000 участников. ^{[92] [93]}

В 1929 году Джимми Дулиттл разработал полет по приборам .

В 1929 году также был совершен первый полет самого большого самолета из когда-либо построенных: Dornier Do X с размахом крыла 48 метров. Во время его 70-го испытательного полета 21 октября 1929 года на борту было 169 человек - рекорд, который не был побит за 20 лет.

Менее чем через десять лет после разработки первого практического винтокрылого аппарата любого типа с автожиром в Советском Союзе два авиационных инженера Бориса Н. Юрьева и Алексея М. Черемухина, работающих в Центральном аэрогидродинамическом институте , построили и управляли ЦАГИ-1. - Однороторный вертолет EA, в котором использовались открытая система насосно-компрессорных труб, четырехлопастной несущий винт и сдвоенные комплекты противовращающих роторов диаметром 1,8 м (5,9 футов); один набор из двух на носу и один набор из двух на хвосте. ЦАГИ 1-ЭА, оснащенный двумя силовыми установками М-2, модернизированной копией роторного радиального двигателя Гном Моносупап времен Первой мировой войны, совершил несколько успешных полетов на малых высотах.. К 14 августа 1932 года Черемухину удалось поднять 1-EA на неофициальную высоту 605 метров (1985 футов) с помощью того, что, вероятно, станет первой успешной конструкцией вертолета с одним несущим винтом, когда-либо испытанной и совершенной в полеты.

Спустя всего пять лет после полета немецкого Dornier Do-X, Туполев к 1934 году спроектировал в Советском Союзе самый большой самолет 1930-х годов, Максим Горький , как самый большой самолет, когда-либо построенный с использованием методов Junkers.

В 1930-х годах разработка реактивного двигателя началась в Германии и Великобритании - обе страны продолжили разработку реактивных самолетов к концу Второй мировой войны.

После поступления в Военную авиационную академию в Эскишехире в 1936 году и прохождения обучения в Первом авиационном полку Сабиха Гекчен летала на истребителях и бомбардировщиках, став первой турецкой женщиной-летчицей и первой в мире женщиной-боевым пилотом. За свою летную карьеру она наработала около 8000 часов, 32 из которых - боевые. ^{[94] [95] [96] [97]}

Вторая мировая война (1939–1945) [ править ]

Вторая мировая война привела к значительному увеличению темпов разработки и производства не только самолетов, но и связанных с ними систем доставки оружия летного базирования. Использовались тактика и учения воздушного боя. Были начаты широкомасштабные стратегические бомбардировки , введено истребительное сопровождение, а более гибкие самолеты и вооружение позволили точно наносить удары по малым целям с помощью пикирующих бомбардировщиков , истребителей-бомбардировщиков и штурмовиков . Новые технологии, такие как радар, также позволили более скоординированное и контролируемое развертывание противовоздушной обороны.

Первым реактивным самолетом, совершившим полет, был Heinkel He 178 (Германия), которым пилотировал Эрих Варсиц в 1939 году, за ним последовал первый в мире действующий реактивный самолет Me 262 в июле 1942 года и первый в мире бомбардировщик с реактивным двигателем Arado Ar 234. в июне 1943 года. За этим последовали британские разработки, такие как Gloster Meteor , но лишь кратковременно использовались во Второй мировой войне. Первая крылатая ракета ( Фау-1 ), первая баллистическая ракета ( Фау-2 ), первый (и пока единственный) действующий ракетный боевой самолет Ме 163- со скоростью до 1130 км / ч (700 миль / ч) в испытательных полетах - и первый пилотируемый перехватчик точечной обороны с вертикальным взлетом, Bachem Ba 349 Natter , также был разработан Германией . Однако реактивные и ракетные самолеты оказали лишь ограниченное влияние из-за их позднего внедрения, нехватки топлива, отсутствия опытных пилотов и упадка военной промышленности Германии.

Не только самолеты, но и вертолеты видели быстрое развитие во время Второй мировой войны, с введением Focke Achgelis Fa 223 , в Flettner Fl 282 synchropter в 1941 году в Германии и Sikorsky R-4 в 1942 году в США.

Послевоенная эпоха (1945–1979) [ править ]

После Второй мировой войны коммерческая авиация быстро росла, используя в основном бывшие военные самолеты для перевозки людей и грузов. Этот рост был ускорен из-за перенасыщения планерами тяжелых и сверхтяжелых бомбардировщиков, таких как B-29 и Lancaster, которые можно было преобразовать в коммерческие самолеты. ^{[ Править ]} DC-3 также для более легких и более коммерческих рейсов. Первым коммерческим реактивным авиалайнером, совершившим полет, стал британский de Havilland Comet . К 1952 году британская государственная авиакомпания BOACввел Комету в регулярную службу. Несмотря на то, что самолет был техническим достижением, он претерпел ряд публичных отказов, поскольку форма окон приводила к образованию трещин из-за усталости металла. Усталость была вызвана циклами наддува и разгерметизации кабины и в итоге привела к катастрофическому выходу из строя фюзеляжа самолета. К тому времени, как проблемы были преодолены, другие конструкции реактивных авиалайнеров уже поднялись в небо.

СССР Аэрофлот стал первой авиакомпанией в мире , чтобы работать устойчивые регулярные струи на 15 сентября 1956 года с Ту-104 . Boeing 707 и DC-8 , который установил новые уровни ожидания комфорта, безопасности и пассажира, возвестившие в век массового коммерческого авиаперелеты, дублировал Jet Возраст .

В октябре 1947 года Чак Йегер провел ракетный Bell X-1 через звуковой барьер . Хотя существуют анекдотические свидетельства того, что некоторые летчики-истребители, возможно, делали это во время бомбардировки с пикирования наземных целей во время войны, ^{[ цитата необходима ],} это был первый управляемый горизонтальный полет, который превысил скорость звука. Дальнейшие препятствия на расстоянии упали в 1948 и 1952 годах с первым пересечением Атлантики на реактивных самолетах и ​​первым беспосадочным полетом в Австралию.

Изобретение в 1945 году ядерных бомб ненадолго повысило стратегическое значение военной авиации в холодной войне между Востоком и Западом. Даже умеренный флот дальних бомбардировщиков мог нанести смертельный удар противнику, поэтому были приложены огромные усилия для разработки средств противодействия. Первое время сверхзвуковые самолеты-перехватчики выпускались в значительном количестве. К 1955 году большая часть усилий по разработке была перенесена на управляемые ракеты класса " земля-воздух" . Однако подход диаметрально изменился, когда появился новый тип ядерной платформы, остановить которую никак не удавалось: межконтинентальные баллистические ракеты.. Возможность этого была продемонстрирована в 1957 году, когда Советский Союз запустил Спутник-1 . Этим действием началась космическая гонка между народами.

В 1961 году небо больше не было пределом для пилотируемых полетов, поскольку Юрий Гагарин один раз облетел вокруг планеты за 108 минут, а затем использовал спускаемый аппарат Востока I, чтобы безопасно вернуться в атмосферу и снизить скорость с 25 Маха за счет трения и преобразования. кинетическая энергия скорости в тепло. Соединенные Штаты ответили запуском Алана Шепарда в космос в суборбитальном полете в космической капсуле Mercury . С запуском Alouette I в 1963 году Канада стала третьей страной, отправившей спутник в космос. Космическая гонка между Соединенными Штатами и Советским Союзом в конечном итоге привела квысадка человека на Луну в 1969 году.

В 1967 году X-15 установил рекорд воздушной скорости для самолета - 4534 миль в час (7297 км / ч) или 6,1 Маха . Помимо аппаратов, предназначенных для полетов в космос, этот рекорд был обновлен X-43 в 21 веке.

Harrier Перейти Jet , часто называют просто «Харриер» или «Перейти Jet», является британским разработан военного реактивного самолета , способной Вертикали / укороченного взлета и посадки (V / STOL) с помощью тяги векторизации. Он впервые поднялся в воздух в 1969 году, в том же году, когда Нил Армстронг и Базз Олдрин ступили на Луну, и компания Boeing представила Boeing 747, а сверхзвуковой пассажирский авиалайнер Aérospatiale-BAC Concorde совершил свой первый полет . Boeing 747 был крупнейшим коммерческим пассажирским самолетом, когда-либо летавшим, и до сих пор ежегодно перевозит миллионы пассажиров, хотя его заменил Airbus A380., способный перевозить до 853 пассажиров. В 1975 году Аэрофлот начал регулярные рейсы на Ту-144 - первом сверхзвуковом пассажирском самолете. В 1976 году British Airways и Air France начали сверхзвуковые полеты через Атлантику с Concorde. Несколькими годами ранее SR-71 Blackbird установил рекорд пересечения Атлантики менее чем за 2 часа, и Concorde пошел по его стопам.

В 1979 году Gossamer Albatross стал первым самолетом с двигателем, пересекшим Ла-Манш. Это достижение, наконец, стало воплощением вековых мечтаний о человеческом полете.

Цифровой век (1980-настоящее время) [ править ]

В последней четверти ХХ века акценты изменились. Больше не было революционного прогресса в скорости полета, расстояниях и технологиях материалов. В этой части века вместо этого произошла цифровая революция как в летной авионике, так и в технологиях проектирования и производства самолетов.

В 1986 году Дик Рутан и Джина Йегер совершили полет на самолете Rutan Voyager по всему миру без дозаправки и без приземления. В 1999 году Бертран Пикар стал первым человеком, облетевшим Землю на воздушном шаре.

Цифровые электродистанционные системы позволяют проектировать самолет с пониженной статической устойчивостью . Первоначально он использовался для увеличения маневренности военных самолетов, таких как General Dynamics F-16 Fighting Falcon , теперь он используется для уменьшения лобового сопротивления коммерческих авиалайнеров.

Комиссия США по празднованию столетия полетов была создана в 1999 году для поощрения самого широкого национального и международного участия в праздновании 100-летия полетов с двигателями. ^[98] Он пропагандировал и поощрял ряд программ, проектов и мероприятий, направленных на ознакомление людей с историей авиации.

21 век [ править ]

В авиации 21 века растет интерес к экономии топлива и его диверсификации, а также к недорогим авиакомпаниям и объектам . Кроме того, большая часть развивающегося мира, у которого не было хорошего доступа к воздушному транспорту, постоянно добавляла самолеты и сооружения, хотя серьезные заторы остаются проблемой во многих развивающихся странах. Коммерческая авиация обслуживает около 20 000 пар городов ^[99] по сравнению с менее чем 10 000 в 1996 году.

Похоже, есть вновь обретенный интерес ^[100] к возвращению в сверхзвуковую эру, когда снижение спроса на рубеже 20-го века сделало полеты убыточными, а также окончательная остановка коммерческого использования Concorde из-за снижения спроса после несчастного случая со смертельным исходом и роста затрат. .

В начале 21 века цифровые технологии позволили дозвуковой военной авиации отказаться от пилотов в пользу дистанционно управляемых или полностью автономных беспилотных летательных аппаратов (БПЛА). В апреле 2001 года беспилотный самолет Global Hawk совершил беспосадочный перелет с авиабазы ​​Эдвардс в США в Австралию без дозаправки. Это самый продолжительный рейс из пункта в пункт, когда-либо совершавшийся беспилотным самолетом, и он занял 23 часа 23 минуты. В октябре 2003 года произошел первый полностью автономный перелет через Атлантику на управляемой компьютером модели самолета. БПЛА стали привычным элементом современной войны, выполняя точечные атаки под управлением удаленного оператора.

Основные нарушения авиаперевозок в 21 веке включали закрытие воздушного пространства США из-за атак 11 сентября и закрытие большей части европейского воздушного пространства после извержения вулкана Эйяфьятлайокудль в 2010 году .

В 2015 году Андре Борщберг и Бертран Пикар пролетели рекордное расстояние в 4481 милю (7211 км) от Нагои, Япония, до Гонолулу, Гавайи, на самолете Solar Impulse 2, работающем на солнечной энергии . Полет длился почти пять дней; ночью самолет использовал свои аккумуляторы и потенциальную энергию, полученную в течение дня. ^[101]

14 июля 2019 года француз Фрэнки Сапата привлек внимание всего мира, когда участвовал в военном параде в честь Дня взятия Бастилии на своем изобретении - реактивном Flyboard Air . Впоследствии ему удалось пересечь Ла-Манш на своем устройстве 4 августа 2019 года, преодолев 35-километровое (22 миль) путешествие от Сангатта на севере Франции до залива Святой Маргариты в Кенте, Великобритания, за 22 минуты, с включенной заправкой в ​​середине пути. . ^[102]

24 июля 2019 года был самым загруженным днем ​​в авиации, для Flightradar24 в этот день было зарегистрировано в общей сложности более 225000 рейсов. Сюда входят вертолеты, частные самолеты, планеры, экскурсионные полеты, а также личные самолеты. Сайт отслеживает полеты с 2006 года. ^[103]

10 июня 2020 года Pipistrel Velis Electro стал первым электрическим самолетом, получившим сертификат типа от EASA . ^[104]

В начале 21 века были произведены первые военные истребители пятого поколения, начиная с F-22 Raptor, а в настоящее время Россия, Америка и Китай имеют самолеты пятого поколения (2019 год). ^{[ необходима цитата ]}

COVID-19 пандемия оказала значительное влияние на авиационной промышленность из - за полученные ограничения на поездках , а также резкое падение спроса среди туристов, а также может повлиять на будущее авиаперевозок. ^[105] Например, обязательное использование лицевых масок на самолетах стало обычным явлением для полетов в 2020 году. ^[106]

См. Также [ править ]

• Авиационная археология
• Претензии к первому пилотажному рейсу
• Список новинок в авиации
• Хронология авиации

Ссылки [ править ]

Библиография [ править ]

Дальнейшее чтение [ править ]

• Ван Влек, Дженифер (2013). Империя воздуха: авиация и господство в Америке . Кембридж, Массачусетс: Издательство Гарвардского университета.

Внешние ссылки [ править ]

В Wikivoyage есть путеводитель по истории авиации .

Викискладе есть медиафайлы по истории авиации .

• Е.К. Вивиан (октябрь 1920 г.). История воздухоплавания .
• "Коллекция Гастона и Альбера Тиссандье" . Редкие книги и специальные коллекции . Библиотека Конгресса . Публикации по истории воздухоплавания (в сборнике разбросано 1800 наименований)
• Кэрролл Ф. Грей. «Летающие машины» .
• Питер Уолли. «История полета - Ключевые события» . Институт СМИ знаний . Открытый университет .
• Юлиан Рубин. «Ранние эксперименты братьев Райт с воздушными змеями и планерами» . По пути открытий .
• «Исторический архив с 1919 года» . Ассоциация аэрокосмической промышленности .

Статьи [ править ]

• Кэрролл Ф. Грей (август 2002 г.). «Пять первых полетов» . WW1 AERO - Журнал раннего самолета .
• Юрген Шмидхубер (2003). «Первый полет с двигателем - самолетная правда» . Природа (421). п. 689.
• Ричард Харрис (декабрь 2003 г.). «Первые летчики - они не те, о ком вы думаете ...» В Flight USA .
• Ричард П. Холлион (июль 2008 г.). «Самолеты, изменившие авиацию» . Журнал "Авиа и космос" . Смитсоновский институт.
• "Американское авиационное наследие" (PDF) . Служба национальных парков. Март 2011 г.

СМИ [ править ]

• «Транспортные фотографии - Самолеты» . Цифровые коллекции . Библиотеки Вашингтонского университета. в Тихоокеанском Северо-Западном регионе и на западе США в первой половине 20-го века.
• "Самолеты стойки конструкции" . Цифровая библиотека Хьюстонского университета. 1911 г.
• Майкл Мэлони (2009). Мечта о полете (документальный фильм о первом полете британца в Великобритании, JTC Moore Brabazon, в 1909 году). Производство по всей стране.