Розвиток авiацiï
У протоколi засiдання Росiйськоï Академiï наук вiд 1 липня1754 року є запис:
“Вельмишановний радник Ломоносов показав винайдену ïм машину,
називану ïм аеродромической (воздухобежной), що повинна вживатися
для того, щоб за допомогою крил , спонукуваних горизонтально , у рiзних
напрямках силою пружини , який звичайно забезпечуються годинник ,
натискати повiтря (вiдкидати його долiлиць), отчого машина буде
пiднiматися у верхнi шари повiтря , з тiєю метою , щоб можна було
обстежити умови (состяние) верхнього повiтря за допомогою
метеорологiчних машин (приладiв), приєднаних до цiєï
аеродромической машинi”.
У тому ж роцi М. В. Ломоносов писав , що вiн зробив машину , що, сама
пiднiмаючись нагору , може пiдняти маленький термометр . Це була модель
вертольота й перша у свiтi документована практична розробка лiтального
апарата важче повiтря — вертольота зi спiввiсними гвинтами . Однак
для того часу реалiзацiя iдеï вертольота виявилася занадто
складноï
Росiяни вченi й винахiдники продовжували працювати над створенням
апаратiв важче повiтря
В 1854-1855 гг. до iдеï створення лiтака звертається
вiйськовий моряк Росiйського флоту А.М.Можайский . Серйозними пошуками в
цiй областi вiн став займатися трохи пiзнiше й дiйшов висновку про
необхiднiсть розробити лiтальний апарат з нерухливим крилом , у роботi
якого використовувався б принцип динамiчного польоту .
Науковий експеримент — це був єдино можливий у той час шлях
дослiдження для оцiнки можливого значення пiднiмальноï сили при
рiзних кутах атаки , а також визначення необхiдноï площi крила й
швидкостi польоту , адже аеродинамiка як наука тодi ще не iснувала, i
лише через 25-30 рокiв основи ïï були закладенi великим
росiянином ученим Н. Е. Жуковським. Не було ще аеродинамiчних труб i
аеродинамiчних ваг для випробування моделей лiтака. А.Ф.Можайский
створив прилад — вiзок, що рухається, iз прообразом
аеродинамiчних ваг. За допомогою цього приладу можна було робити
розрахунок лобового опору й пiднiмальноï сили крила лiтака .
Виготовленi Можайским моделi лiтака iз приводом гвинтiв вiд пружини
демонструвалася в польотi в Петербурзькому манежi
У березнi 1879 р. було поставлене питання про будiвлю лiтака в
натуральну величину.*) Винахiдник пiдготував пояснювальну записку,
особисто розробив креслення лiтака й кошторис необхiдних витрат . Заявку
на винахiд лiтака з описом апарата й креслення Можайский направив у
Департамент торгiвлi й мануфактур , а 15 листопада 1881 р. йому була
видана “привiлей” (патент) на “повiтроплавальний
снаряд”.
По проектi лiтак повинен був складатися iз човна (фюзеляжу) , у якiй
передбачалося розмiстити екiпаж , силову установку й приладове
встаткування, двох парових двигунiв i четирехколесного шасi . На лiтаку
були передбаченi тросове керування , штурвал , ємностi для
пального й деякi прилади , у тому числi й оптичний прицiл .
У конструкцiï першого лiтака була застосована монопланная схема, що
має найбiльше поширення й у сучасному самолетостроениии . Довжина
човна вiдповiдно до прийнятого в той час одиницями вимiру рiвнялася 20,5
аршина , довжина кожного крила — 15 аршинам , ширина крила —
20 аршинам .
6 липня 1882 р. побудований лiтак був оглянутий спецiальною
комiсiєю Штабу вiйськ гвардiï й Петербурзького вiйськового
округу . У протоколi комiсiï вiд 22 лютого 1883 р. було записано ,
що маса лiтака повинна становити 57 пудiв . Випробування проводилися пiд
Петербургом , на вiйськовому полi в Червоному селi , i тривали до 1885
р., але на завершальному етапi по вiйськових мiркуваннях були
засекреченi . Про зтом перiод збереглося дуже мало документiв Великi
заслуги Олександра Федоровича Можайского перед вiтчизняною й свiтовою
наукою й технiкою . У сiчнi 1887 р. працювала перша комiсiя , що
розглянула й схвалила речення А.Ф.Можайского. У результатi винахiдниковi
були вiдпущенi грошi (3 тис. руб.) , i вiн почав працювати над
створенням лiтака. До складу комiсiï входив Д. И.
Менделєєв .Однак у той час минулого вченi , як , наприклад , вiдомий англiйський
учений Кельвiн заперечливу можливiсть створення апаратiв тажелее повiтря
, вiддаючи перевагу апаратам легше повiтря .
В областi дослiдження теорiï польоту апаратiв важче повiтря
працював великий росiянин учений Д.И.Менделєєв . Його праця
“Про опiр рiдин i повiтроплавання” , за словами
Н.Е.Жуковського , є капiтальною монографiєю по сопотивлению
рiдин i може служити основним керiвництвом для осiб, що займаються
воздухоплаванем . У працi особливо вiдзначається необхiднiсть
нагромадження досвiдчених даних про опiр середовища .
Менделєєв писав , що коли-небудь буде досягнута повна
перемога над повiтрям , стане можливим керувати польотом . Тiльки для
цього необхiдно точно знать опiр повiтря .
В 1894 р. побачила свiтло робота К.е.Цiолковського “Аероплан , або
птицеподобная (авiацiйна) лiтальна машина “, у якiй автор
обґрунтував iдею створення аероплана з нерухливим свободнонесущим
крилом . На лiтаку пропонувалося мати крило трапецiєподiбноï
форми з поперечним V при зiгнутостi по типi чайки . На ескiзi ,
помiщеному в статтi , були показанi тягнучий гвинт , що обтiкає
форми корпус, хвостове оперення й шасi . В 1905 р. Цiолковський
запропонував ромбовидний i клиноподiбний профiлi крила для апаратiв з
надзвуковими швидкостями польоту .
Незважаючи на труднощi , обумовленi незнанням законiв аеродинамiки,
створення планерiв i лiтакiв тривало . Конструкцiя ïх часто була
дуже складною. Один з них (девятиплан) мав несучi поверхнi у виглядi
трьох трипланiв, горизонтальне оперення його складалося iз чотирьох
повехностей , двигун мав потужнiсть 55 л.с. i передавав ïï на
два толкающих гвинти за допомогою ланцюговоï передачi . Було
побудовано кiлька трипланiв , однак робота над ними залишилася
незавершеною . Можна згадати також роботи А. Г. Уфимцева , якого Максим
Горький назвав “поетом в областi науковоï технiки” .
Уфимцев побудував чотири оригiнальних двигуни й два лiтаки iз крилом
круглоï форми в планi й круглому горизонтальному опереннi .
Будiвлею лiтакiв i двигунiв займався в 1909-1910 гг. С.В.Гризодубов ,
батько вiдомоï льотчицi , Героя Радянського Союзу й Героя
Соцiалiстичноï працi В. С. Гризодубовой . В 1912 р. на одному зi
своïх лiтакiв вiн зробив кiлька польотiв .
У роки , що передували першiй свiтовiй вiйнi , росiйськi конструктори
працювали над створенням легкого маневреного лiтака , що мав би достатню
стiйкiсть i керованiсть . В 1912 р. вiйськовим вiдомством був оголошений
конкурс на розробку лiтака з максимальною швидкiстю не менш 114км/год i
корисним навантаженням 450 кг ( льотчик-спостерiгач i вантаж) . По
кресленнях , представленим на конкурс , було побудовано кiлька машин ,
наприклад лiтак Пороховщикова . Але незважаючи на деякi переваги його
перед iноземними , на авiацiйних заводах Росiï по лiцензiях
будувалися лiтаки iноземних марок . Це сильно стримувало розвиток
лiтакобудування в Росiï , особливе проектування .
Трохи пiзнiше на конкурс були представленi iншi лiтаки , з яких бiплан
РБВЗ ( Русско — Балтiйського вагонного заводу ) завоював перший
приз .
Цей перiод характерний також пошуками в областi проектування
гiдролiтакiв, одним iз творцiв яких був Д.П.Григорович .
До авiацiйних конструкторiв початкового перiоду розвитку авiацiï в
Росiï ставиться радянський учений i конструктор Я.М.Гакель , згодом
професор, заслужений дiяч науки й технiки . В 1910-1912 гг. вiн створив
сiм лiтакiв оригiнальноï конструкцiï , два з яких ( гiдроплан
— амфiбiя Г-V i бiплан Г-VIII ) на повiтроплавальних вистовках у
Москвi в 1911 i1912 р. були визнанi гiдними великий срiбноï й
великий золотий медалей
Особливе мiсце в розвитку вiтчизняноï авiацiï належить лiтакам
випущеним авiацiйним вiддiлом Русско — Балтiйського вагонного
заводу в Петербурзi . Одним з них був ” РОСIЙСЬКИЙ ВИТЯЗЬ ”
— перший у свiтi чотиримоторний лiтак . Це був бiплан з розмахом
верхнього крила 27 м i нижнього — 20 м . Польотна маса лiтака
становила 4200 кг. Перший полiт його вiдбувся 23 липня 1913 р. ”
РОСIЙСЬКИЙ ВИТЯЗЬ ” — прототип важких лiтакiв iз двигунами ,
установленими в ряд на крилi
Наступноï в цiй серiï був ” IЛЛЯ МУРОМЕЦЬ ” , що
спочатку мав чотири двигуни потужнiстю 100 л.с. кожний , надалi замiненi
могутнiшими — по 220 л.с. 4 червня 1914 року на лiтаку ”
IЛЛЯ МУРОМЕЦЬ ” був установлений свiтовий рекорд висоти польоту з
десятьома членами екiпажа на бортi . У серпнi того ж року цей лiтак був
прийнятий на озброєння росiйськоï армiï в якостi
розвiдувального . На останнiх модифiкацiях машин цього класу екiпаж
складався iз семи — восьми чоловiк , а озброєння включало
вiсiм кулеметiв, лiтак мiг брати до 30 пудiв ( пуд = 16 кг. -Ф.С. ) бомб
, частково розташовуваних у фюзеляжi . Усього було побудовано до 80
лiтакiв ” IЛЛЯ МУРОМЕЦЬ “, якi брали участь у першiй
свiтовiй i громадянськiй вiйнах . Це були найбiльшi по того часу
повiтрянi кораблi . За технiчним даними , озброєнню й бомбовому
навантаженню ” IЛЛЯ МУРОМЕЦЬ ” перевершував англiйський
важкий бомбардувальник ВИМИ й нiмецький лiтак фiрми ” ГОТАМ
ФРИДРИХСХАФЕН ” ( хоча останнiй був , по сутi , трохи змiненою
копiєю єдиного збитого за роки першоï свiтовоï
вiйни лiтака “IЛЛЯ МУРОМЕЦЬ” ) . Недарма французьке
вiйськове мiнiстерство через свого аташе в Петроградi звернулося iз
проханням повiдомити данi, що ставляться до аеропланiв типу ” IЛЛЯ
МУРОМЕЦЬ “.
Однак не всi створенi лiтаки будувалися . На єдиному на початку
двадцятих рокiв комендантському аеродромi Петрограда в одному зi старих
ангарiв можна було побачити лiтак ” СВЯТОГОР ”
конструкцiï В. А. Слесарева . Лiтак являв собою гiгантський бiплан
цельнодеревянной конструкцiï iз двома двигунами , розташованими у
фюзеляжi , причому трансмiсiя до двох гвинтiв, що штовхають, дiаметром 6
метрiв здiйснювалася за допомогою канатноï передачi . Розмах
верхнього крила становив 36 метрiв .
На завершальному етапi будiвлi лiтака ” СВЯТОГОР ”
В.А.Слесарев звернувся до уряду iз проханням про надання засобiв , але
одержав вiдмову, незважаючи на те, що спецiальна комiсiя пiд
керiвництвом Н.Е.Жуковського, що перевiряла аеродинамiчний розрахунок
цього лiтака й розрахунок його на мiцнiсть , ” одноголосно дiйшла
висновку , що поле аероплана Слесарева при повнiм навантаженнi в 6,5 т i
при швидкостi 114 км/год є можливим , а тому закiнчення будiвлi
апарата Слесарева є бажаним “. Однак Технiчний комiтет
Керування Повiтряного Флотарешил , ” що достройкааероплана
Слесарева , навiть i в тому випадку , якщо пiдрахунок професора
Жуковського пiдтвердиться , у дiйсностi нiякоï практичноï
користi принести не може”.
Проте В.А.Слесарев , пiдбадьорений пiдтримкою Н.Е.Жуковського,
продовжував будувати лiтак на особистi засоби , а так само пожертвування
авiацiйних клубiв . Робота рухалася дуже повiльно , а пiсля загибелi
конструктора практично припинилася . Випробування лiтака так i не були
завершенi до 1918 р. Згодом вiн використовувався при навчаннi курсантiв
Военно — технiчноï школи
Розглядаючи початковий перiод розвитку авiацiï , варто бiльш
докладно зупинитися на значеннi дiяльностi й основних робiт МИКОЛИ
ЄГОРОВИЧА ЖУКОВСЬКОГО .
Н.Е.Жуковський — творець теорiï пiднiмальноï сили крила
й автор одного з перших курсiв по авiацiï ” Теоретичнi основи
повiтроплавання ” . Його стаття ” Про приєднанi вихри
” , опублiкована в 1906 р. , з'явилася пiдсумком великоï
роботи в областi дослiдження пiднiмальноï сили крила . Активна
участь у розробцi цiєï проблеми приймав С.А.Чаплигин , автор
монографiï ” Про газовi струменi ” , на основi
якоï були створенi згодом роздiли аеродинамiки бiльших швидкостей .
Ще восени 1898 р. на Х з'ïздi росiйських натуралiстiв i лiкарiв
Н.Е.Жуковський органiзував повiтроплавальну пiдсекцiю й виступив з
оглядовою доповiддю ” Про повiтроплавання ” , у якому рiшуче
висловився за розвиток лiтальних апаратiв важче повiтря . Доповiдач
говорив : “…Дивлячись на лiтаючих живих iстот , на стрижiв i
ластiвок, якi зi своïм незначним запасом енергiï носяться в
продовженнi декiлькох годин у повiтрi зi швидкiстю, що досягає 50
км/год , i можуть перетинати моря , на орлiв, якi описують у синiм небi
гарнi кола з нерухомо розпростертими крильми , на незграбний кажана , що
безшумно переноситься вiтром у всiляких напрямках, мимоволi
задаєшся питанням : невже для людей немає можливостi
наслiдувати цих iстот ? ”
Сформульована Н.Е.Жуковським теорема полягає в наступному :
“Величина пiднiмальноï сили крила на метр розмаху є
добутком щiльностi повiтря на циркуляцiю швидкостi й на швидкiсть
польоту аероплана.” Очевидно, що цей висновок — основа
сучасного вчення про пiднiмальну силу крила , фундамент теоретичноï
аеродинамiки . Без цього вiдкриття неможливо було б равитие
авiацiйноï науки .
Органiзований Н.Е.Жуковським ще до революцiï кружок по вивченню
повiтроплавання успiшно продовжував своï теоретичнi й практичнi
дослiдження й пiсля ïï перемоги .
Учнi Жуковського не тiльки заснували школу , але й вели пiдготовку до
створення майбутнього Центрального аерогидродинамического iнституту (
ЦАГИ ) . Рiшення про утворення нацiонального росiйського центра авиаци
було прийнято зi схвалення В.И.Ленiна. Н.Е.Жуковський i А.Н.Туполев
вiдвiдали Вищу раду народного господарства й одержали не тiльки згоду на
органiзацiю iнституту , але й фiнансову допомогу . Аеродинамiчна
лабораторiя у МВТУ iм. Баумана була спочатку основною базою
експериметальних робiт ЦАГИ , що у цей час є свiтовим центром
авiацiйноï науки й технiки .
Надаючи особливого значення розвитку авiацiï , Радянський уряд в
1919р. ухвалило рiшення щодо створеннi в Москвi навчального закладу для
пiдготовки iнженерно — технiчних кадрiв . У вереснi того ж року
сотоялось перше засiдання ради авiацiйного технiкуму пiд головуванням
Н.Е.Жуковського , а в сетябре 1920 р. технiкум був реорганiзований в
Iнститут iнженерiв Червоного Повiтряного Флоту iм. Н.Е.Жуковського .
Пiзнiше на його базi створюється Вiйськово-повiтряна академiя , що
носить у цей час iм'я Н.Е.Жуковського .
Дiяльнiсть великого росiйського , всю своє життя посвятившего
дослiдженню питань теорiï авiацiï , ученого була дуже високо
оцiнена Радянським урядом . Спецiальною постановою Ради Народних
Комiсарiв вiд 3 грудня 1920 р., у якому Н.Е.Жуковський iменувався
” батьком росiйськоï авiацiï , вiн був звiльнений вiд
обов'язкового читання лекцiй i одержав право ” повiдомляти курси
бiльше важливого наукового змiсту “. Ученому встановлювався
мiсячний оклад . Тим же постановою засновувалася премiя Н.Е.Жуковського
за видатнi працi в областi математики й механiки . Було так само
ухвалене рiшення про видання праць ученого .
У передмовi до перевиданого в 1972 р. лекцiям професора Н.Е.Жуковського
” Динамiка аеропланiв в елементарному викладi “, якi вiн
читав слухачам теоретичних курсiв авiацiï , А.Н.Туполев писав про
великий внесок Н.Е.Жуковського в створення нашiй росiянцi авiацiï ,
про те, що ” вiн (Н.Е.Жуковський — Ф.С.) завжди залишався
щирим патрiотом , глибоко любив свою Батькiвщину , радувався
ïï успiхам , переживав невдачi й завжди хотiв бути ïй
корисний ” .
Жуковський був прекрасним учителем . Вiн учив просто , ясно , завжди
надзвичайно доброзичливо , i те, що хотiв передати учням , западало
ïм у душу не тiльки як знання , але i як любов до того , що любив
вiн сам .
А любив вiн науку , авiацiю й дуже любив експеримент , уважаючи його
зовсiм необхiдним . Н.Е.Жуковський був не тiльки великим ученим , але й
iнженером ” вищого рангу ” , тому його учнi не замикалися
тiльки в науцi , а прагнули до створення оригiнальних конструкцiй
планерiв , вертольотiв, глiсерiв , лiтакiв на пiдставi науковоï
теорiï й результатiв експериментiв . Тому заснованi на школi Миколи
Єгоровича Жуковського авiацiйнi iнститути — це не просто
навчальнi заклади , а ще й науковi органiзацiï , що працюють над
створенням росiйського повiтряного флоту
А.Н.Туполев хотiв , щоб , одержуючи пам'ятний курс лекцiй , прочитаних
Жуковським в 1913 р. i иданних в 1917 р. , кожний вiдчув ту повагу й
тепло до Миколи Єгоровичу Жуковському , що зберегли його учнi . Цi
спогади А.Н.Туполева є прекрасною характеристикою наукових i
особистих якостей великого росiйського вченого .
