Основнi етапи розвитку аеродинамiки лiтакiв

Нагадаю основнi етапи розвитку науково — дослiдницьких робiт в
областi аеродинамiки лiтакiв вiтчизняноï авiацiï. У першi
пiсляреволюцiйнi роки бурхливий розвиток аеродинамiки , як i в
теоретичному , так i в прикладному змiстi , i в першу чергу у вивченнi
прикордонного шару, одержало своє практичне застосування. Були
закладенi основи норм стiйкостi й керованостi , вивченi флатбер i
бафтинг у застосуваннi до конкретних типiв лiтальних апаратiв ,
розробленi серiï нових швидкiсних i несучих профiлiв крила
смеханизацией.
Розробленi основи дозвуковой i трансзвуковой аероинамики iз введенням в
експлуатацiю нових аеродинамiчних труб дозволили зробити стрибок влетних
даних лiтакiв. Цьому сприяли й збiльшення потужностi двигунiв, розробка
повiтряних гвинтiв змiнюваного кроку, створення нових конструционних
матерiалiв на основi алюмiнiю й нових технологiчних процесiв для обробки
Як i у всякiй науцi , що веде роль у рiшеннi завдань в областi
аеродинамiки належала фундаментальним теоретичним дослiдженням , на базi
яких будувалися розрахунковi iнженернi методи, що становлять основу
прикладноï теорiï. Корифеï радянськоï аеродинамiки,
такi,як Н. Е. Жуковський, С. А. Чаплигин, Б. Н. Юр'єв, В. В.
Голубєв, М. В. Келдиш, С. А. Христианович, Г. П. Свищев, В. В.
Струминский i багато хто iншi, перебували на чолi прогресу авiацiï
Труднощi прикладного використання теоретичних дослiджень полягала в
тому, що теоретичнi рiшення могли бути знайденi тiльки для окремих форм
профiлiв, крил, тiл обертання. Це означало , що майже для всiх практично
використовуваних в авiацiï форм через вiдсутнiсть у той час ЕОМ, що
дозволяють використовувати чисельнi методи, бiльша частина теоретикiв
була зайнята конкретними розрахунками. Правильнiсть базовоï
теорiï й наближених методiв рiшення вимагали експериментальноï
перевiрки — пiдтвердження, а якщо необхiдно, те й
експериментальних виправлень, що мало й має мiсце й до сьогодення
часу
Для таких перевiрок була побудована експериментальна труба ЦАГИ
дiаметром 3 м i потiм друга — дiаметром 6 м. У створеннi
експериментальноï бази ЦАГИ особливо велика роль А.Н.Туполева. Тут,
на думку Г.П.Свищева, з повною силою виявився талант Андрiя Миколайовича
як органiзатора великого масштабу. Створення аеродинамiчних труб з
такими розмiрами й високими швидкостями потоку уможливило випробування
великих по розмiрах моделей, щодозволяють точно моделювати форми лiтакiв
, вiдпрацьовувати ïхнi аеродинамiчнi характеристики , а часто
випробовувати й натуральнi елементи лiтака, у тому числi фюзеляж
У числi перших досягнень аеродинамиков того рокiв було обклеювання
полотном гофра поверхонь фюзеляжу на лiтаку АНТ-4, що дало великий ефект
по полiпшенню лiтних даних. У порядок допуску в повiтря лiтака в перший
раз втрутився попередник АТК ВВС, що визначив, що без вiдповiдного
свiдчення ЦАГИ жодна машина не може пiднятися в повiтря. Вiд ЦАГИ
лiтальний апарат одержує свiй повiтряний паспорт, що дає
право на перший злiт
Був створений довiдник конструктора, у котрий були включенi всi роздiли
аеродинамiки лiтака : аеродинамiка крила й повiтряних гвинтiв,
охолодження двигунiв, аеродинамiчний розрахунок, стiйкiсть i
керованiсть, перевiрка на штопор, методика випробувань в еродинамических
трубах i методика лiтних випробувань
Подальшим розвитком цього напрямку було створення керiвництва для
конструкторiв, де давалися рекомендацiï з питань вiд вибору
геометричних форм лiтака до одержання результатiв испвтаний моделей в
аеродинамiчнiй трубi що дозволяють урахувати особливостi й деталi
реальноï конструкцiï лiтака Другим напралением розвитку
прикладноï науки є нагромадження фактiв. В аеродинамiцi, як i
в будь-якiй науцi, говорив А. М. Черемухин, факти для розвитку
теорiï й прикладних методiв розрахунку приносять пiзнання явленй
природи. Цi факти, кк правильно сказаний, упiзнаються з
“Несподiваних тiл”, що виникають при експлуатацiï
лiтакiв i ïхнiх випробувань, а також при вивченнi в аеродинамiчних
трубах. На базi осмислення фактiв iде розробка теорiï, а потiм уже
на базi теорiï й накопичених експериментальних даних створюються
прикладнi розрахунковi методи
Лiтнi випробування завжди були отличнм джерелом iнформацiï, тому що
вони проходять у натурних умовах i є найбiльш достовiрними
джерелами для полученя науково-практичних даних. Саме тому вже в
минулому у вiтчизняних КБ створювалися експериментальнi лiтаки починаючи
з лiтака АНТ-4, про яке вже говорилося
Однак, фудаментальние випробування залишалися на сторонi аеродинамiчних
труб, кторие будувалися в нашiй краïнi, i ïхнi обсяги й
ступiнь досконалостi були вже такими, що в 1944 роцi в трубi Т-101 ЦАГИ
випробовувався лiтак ТУ-2, а в кабiнi лiтака перебував льотчик-
випробувач
З появою турбореактивних двигунiв з'явилася можливiсть подолання ”
звуквого бар'єра ” i виходу самоета на надзвукову швидкiсть
. Для дослiджень нових ефектiв була побудована трансзвуковая
аеродинамiчна труба , а потiм уведенi в експлуатацiю аеродинамiчнi труби
бiльших надзвукових швидкостей .
Особливе мiсце в аеродинамiцi й лiтакобудуваннi займає пiзнання
трансзвуковой швидкостi польоту , що стоили життя багатьом льотчикам
— випробувачам i ставив у важке положення тих , хто будує
лiтаки й приймає ïх в експлуатацiю .
Перехiд вiйськовоï й цивiльноï авiацiï до надзвукових
швидкостей польоту й здiйснення тривалих польотiв зажадали рiшення
багатьох завдань . Для цього насамперед було необхiдно iстотно пiдвищити
аеродинамiчна якiсть лiтака на цих швидкостях i вирiшити питання
стiйкостi й балансування лiтака у всьому дiапазонi швидкостей —
вiд дозвуковой до надзвуковоï . Питання теплостiйкостi
конструкцiйних матерiалiв , змащення й герметикiв стали одними з
визначальних для констукций , що працюють в умовах циклiчного
аеродинамiчного нагрiвання , характерного для високих надзвукових
швидкостей польоту .
Останнi 40-50 рокiв характеризувалися бурхливим ростом швидкостей, висот
i значним збiльшенням дальностi польоту на дозвуковой швидкостi,
особливо для транспортних i пасажирських лiтакiв. За цей перiод авiацiя
збiльшила максимальнi швидкостi приблизно в 4 рази , висоту й дальнiсть
— в 2, 5-3 рази. Цей скочок став можливим завдяки широкому
впровадженню в авiацiю реактивних двигунiв
За рубежем створенням апаратiв важче повiтря займалися Хенсен, Венси,
Лилиенталь, Адер, Шанют i iн., а науковими дослiдженнями в цiй областi й
експериментами в аеродинамiчних трубах — ейфель у Францiï,
Кейли в Англiï й Ленгли ВСША.
Польоти братiв Райт, Сантос — Дюмона, Блерио, Кертиса, Уточкина,
Єфiмова й iн. поклали початок систематичним польотам ввоздухе.