Аэроплан или птицеподобная авиационная летательная машина

Проект аэроплана К.Э.Циолковского.

Проект аэроплана К.Э.Циолковского.

Разработчик: К.Э.Циолковский
Страна: Российская Империя
Проект 1894 года.Аэроплан или птицеподобная авиационная летательная машина

В обширной и многогранной деятельности замечательного ученого и изобретателя Константина Эдуардовича Циолковского определенное место заняли его теоретические работы по самолетам. Эти работы имеют большое значение как намного опередившие свое время, подобно его трудам в области ракет и космических полетов.

В 1894 году в сорок третьем — сорок шестом номерах московского журнала «Наука и жизнь» К.Э.Циолковским опубликовал работу «Аэроплан, или птицеподобная (авиационная) летательная машина». В ней с подробно обосновал идею аэроплана с неподвижным свободнонесущим крылом, т.е. основную, впоследствии общепринятую, схему. Крыло было трапециевидной формы, толстого профиля, с поперечны V при изогнутости по типу «чайка», размахом 14,7 м и площадь 54 м2. На самолете предполагалось установить двигатель мощность 24,6 л.с., бензиновый или паровой. На приложенном к статье эскизе показаны тянущий винт, обтекаемой формы корпус, хвостовое оперение и шасси. Предложенная русским ученым конструкция аэроплана в основных чертах сильно напоминает современные самолеты. В своем сочинении Циолковский, кроме того, первый в мире предложил жироскопический автопилот с электрическим приводом для руля высоты.

К.Э.Циолковский первым выдвинул в достаточно четкой форме эту схему самолета за 15 лет до ее практического осуществления (Якоб Гедекер в 1909 г.).

Другое гениальное предложение К.Э.Циолковского касалось ромбовидного и клиновидного профилей крыла для аппаратов с сверхзвуковыми скоростями (сделанного им в 1905 году в форме рисунка этих профилей с соответствующими пояснениями). В то время даже мысль о подобных крыльях никому не приходила в голову.

К.Э.Циолковский работал также над задачей автоматической устойчивости самолета, для чего предполагал применить гироскоп.

В процессе работы над проектом своего цельнометаллической дирижабля К.Э.Циолковский впервые в мире изложил идею и дал схему автопилота, и мы имеем все основания считать его основоположником авиационной автоматики. Схема автопилота изложена в его статье «Простое учение о воздушном корабле и его по строении».

Аэроплан или птицеподобная авиационная летательная машина

Модель аэроплана по чертежам Константина Эдуардовича Циолковского. Государственный музей истории космонавтики имени К.Э.Циолковского.

Аэроплан или птицеподобная авиационная летательная машина

Аэроплан или птицеподобная авиационная летательная машина

Проект аэроплана К.Э.Циолковского. Схема.

Список источников:
В.Б.Шавров. История конструкций самолетов в СССР до 1938 г.
Журнал «Наука и жизнь» № 9 за 1950 г.

Источник

Главные новости Калужской области

Аэроплан или птицеподобная авиационная летательная машина

Аэроплан или птицеподобная авиационная летательная машина

120 лет назад, опередив братьев Райт, Циолковский изобретал самолёт.

Аэроплан или птицеподобная авиационная летательная машина

Аэроплан или птицеподобная авиационная летательная машина

Аэроплан или птицеподобная авиационная летательная машина

В наши дни К.Э.Циолковский предстает перед нами не только как основоположник теоретической космонавтики, но и как выдающийся исследователь, ученый в области воздухоплавания, авиации. В 1894 году он опубликовал в журнале «Наука и жизнь» (№ 43–46) статью «Аэроплан, или птицеподобная (авиационная) летательная машина», которая в 1895 году издается отдельным оттиском. Константин Эдуардович отмечал: «Эта работа была написана в феврале 1894 года, главные же выводы сделаны еще раньше (1890 г.). Согласие их с последними опытами Лилиенталя и Максима побудило меня напечатать эту статью». Напомним, самолёт, сконструированный Можайским, был построен в первой половине 1882 года и с 1882 по 1885 год проводились его испытания; первый полёт планера братьев Райт, на котором был установлен двигатель внутреннего сгорания мощностью 8 л.с., состоялся 17 декабря 1903 года.

А первая работа Циолковского на эту тему «Аэроплан, или птицеподобная (авиационная) летательная машина» была напечатана в журнале «Наука и жизнь» в 1894 году. Циолковский предложил конструкцию моноплана, то есть летательного аппарата, имеющего одну плоскость крыльев, птицеподобной формы, с тянущим винтом. Крыло самолёта имело толстый профиль, напоминающий современные профили, и установочный угол (угол атаки). Корпус аэроплана Циолковского имел обтекаемую форму, машина имела хвостовое оперение. При этом, по расчётам Циолковского, одноместный аэроплан с мотором мощностью 18,6 л.с. должен был иметь скорость 128 км/ч. Кроме того, в те времена, когда господствующими были паровые машины, Циолковский указал на обоснованность и целесообразность использования на самолёте бензиновых либо нефтяных двигателей.

В 1911 г. К.Э. Циолковский пишет:

Строго мои вычисления показали, что при существовавших тогдa двигателях полеты невозможны. Но я хорошо предвидел значение бензиновых моторов. Вот слова мои из «Аэроплана»: «Однако у меня есть теоретические основания верить в возможность построения чрезвычайно легких и в то же время сильных петролевых двигателей, вполне удовлетворяющих задаче летания.

В этой же работе Циолковский отмечает необходимость наличия у самолёта колёсного шасси, без которых самолёт не сможет ни разогнаться на взлетной полосе, ни приземлиться. Кстати, сама идея необходимости для взлёта самолёта «гладкой горизонтальной дороги» также была высказана Циолковским, равно как и мысль о том, что взлёт разумно производить против ветра в целях увеличения подъёмной силы крыла. Наконец, Циолковским в этой работе была высказана мысль о целесообразности использования на самолёте автопилота. На уровне общей идеи он говорил об этом ещё в работе, посвящённой устройству управляемого аэростата, а на самолёте он предложил использовать в качестве автопилота гироскоп – особый быстро вращающийся волчок.

Описание «авиационной машины» Циолковский сопроводил подробным аэродинамическим и весовым расчетом, включавшим, в частности, уравнение относительных весов самолета. Это уравнение позднее нашло широкое применение при проектировании летательных аппаратов. Но работа над аэропланом не получила признания у официальных представителей русской науки. Только время подтвердило перспективность основных идей Циолковского, заложенных в проекте его самолета 1894 года. Именно бензиновый двигатель сделал возможным развитие авиации. В годы Первой мировой войны в Германии появились металлические самолеты фирмы «Юнкерс» со свободнонесущим монопланным крылом с внутренней ферменной конструкцией из труб. Вскоре после окончания войны начали строить пассажирские самолеты с полностью закрытым фюзеляжем. Десятилетие спустя на самолеты стали ставить гироскопический автопилот. Тогда же на некоторых типах самолетов начали применять соосные винты.

Профессор В.Семенов, исследователь работ К.Э.Циолковского в области авиации, писал:

— В своих трудах К.Э.Циолковский на основе развитой научной интуиции и чисто теоретических соображений предвидел конкретные формы на обозримом пути развития авиации.

Современные специалисты расценивают труд Циолковского «Аэроплан, или Птицеподобная (авиационная) летательная машина» как выдающееся для своего времени прогнозное исследование в области самолетостроения. Константин Эдуардович и сам придавал ей особое значение.

Получив из типографии брошюры, он приступил к их распространению. На одном из экземпляров сохранилась его запись о том, куда была послана часть тиража: Москва, Киев, Харьков, Казань, Варшава, Одесса, Петербург. Безусловно, особо ценными экземплярами работы «Аэроплан, или птицеподобная (авиационная) летательная машина», изданной в Москве в университетской типографии в 1895 г., по праву являются подаренные автором. Об этом свидетельствуют дарственные надписи на них. Библиотеке Московского государственного университета с надписью автора на титульном листе: «В Москву. Университету» и на стр.1 – «Москва. Университет. В библиотеку от автора. 1895 г., 5 апреля. К. Циолковский. Из Калуги, от К.Э. Циолковского». Одновременно ученый послал данную работу не только в библиотеку МГУ, но и в библиотеки еще двух известных университетов: Санкт-Петербургского и Казанского, сопроводив их также надписями – на обложке: «В Петербург. Университет»; на стр.1: «В С.-Петербург, Университет. В библиотеку. От автора. 1895г. 5 апреля. К. Циолковский. Из Калуги, от К.Э. Циолковского. Исправления стр.75». В библиотеку Казанского университета был послан экземпляр брошюры с авторской надписью: «Из Калуги. Казанскому университету от автора. Циолковский. 1895 г. февр.».

Заслуживает внимания тот факт, что уже после публикации ученым были сделаны поправки, внесенные им от руки в присланный Казанскому университету экземпляр: изменена формула толщины крыла, исправлены расчеты площади крыльев и грузоподъемности аэроплана, уточнены чертежи и рисунки моноплана. В брошюру был вложен листок, на котором К.Э. Циолковский нарисовал схему аэроплана.

Работу с дарственной получил и податной инспектор, популяризатор науки, калужский краевед, писатель, друг К.Э.Циолковского В.Ассонов: «Многоуважаемому Василию Ивановичу Ассонову от Циолковского».

Ольга ЗИМНУХОВА, научный сотрудник ГМИК им. К.Э. Циолковского.

Чтобы оставить комментарий необходимо войти на сайт или зарегистрироваться.

Источник

Научные Чтения

памяти К.Э.Циолковского

г. Калуга

Россия

Аэроплан или птицеподобная авиационная летательная машина

РАБОТЫ К. Э. ЦИОЛКОВСКОГО ПО АВИАЦИИ

© А.Б.Филимонов
© Государственный музей истории космонавтики им. К.Э. Циолковского, г. Калуга
Секция «Авиация и воздухоплавание»
2003 г.

Заметное место в творчестве К.Э. Циолковского занимают работы в области авиации и воздухоплавания.

Конструкция «летательной машины», предложенной Циолковским, представляла собой металлический моноплан со свободнонесущими крыльями с закругленной передней кромкой и фюзеляжем обтекаемой формы. Необходимая скорость полета машины должна была поддерживаться за счет тяги, создаваемой двумя соосными винтами, с вращающимися в разные стороны и приводимыми в движение с помощью бензинового мотора. Такая схема работы винтов была предложена ученым не случайно. Он учитывал, что гироскопический эффект быстро вращающегося винта может приводить к отклонению аэроплана от курса.

Для управления самолетом по курсу и по тангажу предусматривался двойной хвостовой руль из горизонтальной и вертикальной плоскостей. Выбор конструкции самолета основывался на аэродинамическом, энергетическом и прочностном расчетах, приведенных в работе.

Таким образом, в представлении Циолковского «авиационная машина» должна была состоять из конструктивных элементов, свойственных современным винтомоторным самолетам.

Работы по созданию летательных аппаратов тяжелее воздуха проводились и до Циолковского. Вопросы же автоматического управления такими аппаратами до него не рассматривались. Циолковским была предложена перспективная, намного опережавшая технические возможности того времени, схема автопилота. Суть предложения состояла в том, что гироскопический указатель вертикали при наклонах самолета (по тангажу) замыкал контакты цепи электромагнита, перекладывавшего руль глубины. Примечательным является то, что предполагалось использование электрического двигателя гироскопа.

Можно утверждать, что эти идеи Циолковского явились отправным пунктом на пути создания современных гироскопических систем управления самолетами.

В 1929 г. Циолковский опубликовал работу «Новый аэроплан», которой по существу завершил свои исследования в области самолетов с поршневым двигателем.

В ней рассматривался аэроплан новой конструкции — своего рода «летающее крыло», которое состоит из десяти веретенообразных полых тел. В переднем конце каждого из них расположена винтомоторная установка. В работе Циолковский с помощью упрощенных формул сочетал все величины, которые важны для полета самолета, по существу дал приблизительный расчет этого аэроплана.

В 1930 г. в работе «Реактивный аэроплан» Циолковский доказал возможность построения реактивного самолета при условии применения наиболее калорийного горючего: «особенно выгоден водород», которое позволяло получить на больших высотах высокие скорости, недоступные для самолетов с пропеллерами, рассмотрел его преимущества и недостатки по сравнению с самолетами с поршневым двигателем.

Итогом исследований в области авиации стала его работа «Стратоплан полуреактивный», опубликованная в 1932 г. В ней он дал схему и приблизительный расчет стратосферного самолета с турбокомпрессорным двигателем, который «движется силою воздушного винта и отдачей продуктов горения». Как видно из черновых рукописей ученого, работа над созданием этого труда была начата им еще в 1930 г. и продолжалась в течение двух лет. Циолковский привел расчет «сжимателя газов» и пропеллера.

Сейчас, когда авиация прошла путь развития от самолетов с бензиновым мотором до сверхзвуковых реактивных лайнеров, невольно поражают гениальные предвидения ученого, высказанные им много лет назад.

Copyright © ГМИК имени К.Э. Циолковского. Все права защищены.
Права на материалы тезисов докладов принадлежат авторам докладов.
Для перепечатки материалов необходимо письменное разрешение.

Источник

Космохроника Калуги. Как Циолковский придумывал то, о чем все не могли и помыслить

Совсем немного времени осталось до большого юбилея — 60-летия первого полета человека в космос. 12 апреля 1961 года Юрий Гагарин, облетев Землю на космическом корабле «Восток-1», открыл новую эру в истории человечества, вызвав ошеломительную бурю радости и энтузиазма по всему миру.

Юбилей 12 апреля 2021 года готовится отметить вся страна. Особенно этот праздник ждут в Калуге, где состоится открытие второй очереди музея истории космонавтики. Первый в мире и крупнейший в России музей космический тематики носит имя Константина Эдуардовича Циолковского — гениального мыслителя, ученого, труды которого проложили человечеству дорогу в космос. Большую часть своей жизни он прожил на калужской земле, создав здесь практически все свои эпохальные научные произведения. Калуга и космос поэтому связаны неразрывно и навсегда, и каждый калужанин с полным правом может сказать: это и мой праздник тоже.

Накануне юбилея Ника ТВ открывает спецпроект «Космохроника Калуги», посвященный грандиозной дате. Мы расскажем об интересных фактах, объединяющих калужский край с космонавтикой, свяжем славное прошлое с современным этапом и приоткроем завесу в будущее.

Аэроплан или птицеподобная авиационная летательная машина

Человек-Вселенная: Циолковский

Вот кто умел приоткрывать завесу в будущее лучше кого бы то ни было — так это Константин Эдуардович Циолковский. Для нас особенно ценно и важно, что сделал он это именно на калужской земле. Первое знакомство с ней у Циолковского случилось в январе 1880 года. На тот момент 22-летний Константин был назначен на должность учителя арифметики и геометрии в Боровское городское училище. Спустя 12 лет его с семьей перевели в Калужское уездное училище. В Калуге он прожил всю оставшуюся жизнь — 43 года, успев за это время основательно встряхнуть отечественный научный мир и ощутимо повлиять ни много ни мало на дальнейший ход развития человечества.

Аэроплан или птицеподобная авиационная летательная машина

Разнообразие научных и творческих изысканий Циолковского поражает воображение. Он был настоящим человеком-оркестром, который высказал и обосновал смелые и далеко опередившие свое время гипотезы во многих научно-прикладных сферах.

В общей сложности ученый опубликовал 148 работ, кроме того, при жизни он создал 600 неопубликованных рукописей, большая часть из которых увидела свет более чем через 50 лет после его смерти.

В первую очередь, разумеется, он вошел в историю как основоположник космонавтики. Ученый первым высказал идею об использовании ракеты как транспорта, с помощью которого человек будет путешествовать в космосе, достигая других планет. Но Циолковский, конечно же, не был бы Циолковским, если бы ограничился пусть и выдающейся, но только одной идеей. Он научно обосновал возможность космических полетов и привел соответствующие расчетные формулы. Причем, ученый теоретически проработал каждый вопрос полета на такой ракете, включая детали устройства ракетного корабля и подробное описание двигателя. В конце 1920-х годов он разработал теорию многоступенчатых ракет, вычислил необходимые запасы топлива для преодоления сил сопротивления воздушной оболочки Земли.

Аэроплан или птицеподобная авиационная летательная машина

Многие из его предположений в дальнейшем нашли практическое воплощение при строительстве настоящих космических пилотируемых аппаратов, о чем мы подробнее поговорим в следующих статьях нашего спецпроекта.

Значительный вклад он внес в исследование проблем аэродинамики. Сначала создал прямо у себя в калужской квартире первую в России аэродинамическую лабораторию, а затем сконструировал прототип первой аэродинамической трубы.

Ученый провел с ее помощью цикл экспериментов, выявив важнейшие закономерности в аэродинамике дозвуковых скоростей. Циолковский стремился строго обосновать аэродинамические расчеты летательных аппаратов — дирижабля и аэроплана, дав более точное понимание подъемной силы и лобового сопротивления. Полученные выводы во многом подтвердились в будущем в ходе развития авиации и воздухоплавания, а великий русский инженер Николай Жуковский, создавший в начале XX века первую аэродинамическую трубу, признавался, что источником его идей стали именно работы калужского школьного учителя.

Аэроплан или птицеподобная авиационная летательная машина

Еще одна крупная отрасль знаний, в которую Циолковский внес неоценимый вклад, — воздухоплавание. Этой проблеме он посвятил более 50 трудов. Ученый стремился создать идеальный дирижабль — безопасное, прочное, простое в эксплуатации и экономически выгодное воздушное судно. Технические идеи ученый подкреплял математическим анализом и опытным моделированием.

Константин Эдуардович живо интересовался и загадками мирового океана. На эту тему он написал отдельную статью «Наибольшая глубина погружения океанской батисферы». И здесь Циолковский также высказал идею, ставшую пророческой. Ученый пришел к выводу, что глубина погружения батисферы без вреда для здоровья находящегося в нем человека может достигать нескольких километров, а не нескольких сотен метров, как считалось в то время. Спустя годы это гипотеза подтвердилась при строительстве глубоководных аппаратов. Здесь Циолковский в очередной раз проявил себя как носитель идей, раздвигающих грани возможностей человека и нацеливающих на высоты, о которых ранее невозможно было даже помыслить.

Аэроплан или птицеподобная авиационная летательная машина

Выдающийся ученый также увлекался вопросами скоростного наземного транспорта, особенно — транспорта на воздушной подушке. В книге «Сопротивление воздуха и скорый поезд» он сформулировал принцип его устройства.

Трение поезда почти уничтожается избытком давления воздуха между полом вагона и плотно прилегающим к нему железнодорожным полотном. Необходима работа для накачивания воздуха, который непрерывно утекает по краям щели между вагоном и путем. Она невелика, между тем как подъемная сила поезда может быть громадной… Не нужно, конечно, колес и смазки. Тяга поддерживается задним давлением вырывающегося из отверстия вагона воздуха,

Большое место в научном творческом наследии Циолковского занимает авиация. Еще в 1890-х годах он опубликовал труд «Аэроплан или птицеподобная (авиационная) летательная машина». В нем ученый предложил схему моноплана со свободонесущими крыльями, близкую современной. После 1917 года он много работал над созданием теории полета реактивных самолетов. В 1932 году в работе «Стратоплан полуреактивный» он представил схему и расчет стратосферного самолета с воздушно-реактивным двигателем. Целый ряд его работ посвящен проблеме создания двигателя и высокалорийного горючего для реактивного самолета.

За эрой аэропланов винтовых должна следовать эра аэропланов реактивных или аэропланов стратосферы,

Аэроплан или птицеподобная авиационная летательная машина

Циолковский был великим гуманистом, и всю свою деятельность рассматривал через призму помощи людям.

Основной мотив моей жизни: сделать что-нибудь полезное для людей, не прожить жизнь даром, продвинуть человечество хоть немного вперед,

Значительное место в наследии Циолковского занимают его философские воззрения. Он разработал целую космическую философию, высказав уверенность. что человечество неизбежно начнет заселять космическое пространство. Ученый полагал, что этот процесс начнется с космических поселений на околоземной орбите. Человечество совершит огромный технологический прорыв, и этот процесс будет только нарастать с огромной скоростью.

В дальнейшем люди расселятся по всей Солнечной системе и население увеличится в миллиарды раз. Затем, по его мнению, начнется расселение человека по всему Млечному пути. Человек будущего по Циолковскому будет способен жить в эфирном пространстве без космических колоний и скафандров, а в самом отдаленном будущем преобразуется в лучевую энергию, которая заполнит всю Вселенную. Наивысшей стадией этого развития станет превращение космоса в единое разумное совершенное существо.

Аэроплан или птицеподобная авиационная летательная машина

Конечно, многие идеи Циолковского до сих пор кажутся предельно фантастическими. Но многое из того, что он предсказывал, уже сбылось. Не секрет, что некоторые коллеги-современники необычного калужского учителя относились к его работам с изрядной долей скепсиса. Однако последующие десятилетия расставили все по своим местам, показав, что Циолковский во многом оказался прав. При этом история, в том числе история освоения космоса, продолжается, и кто знает, сколько из идей ученого-провидца еще воплотятся в жизнь.

Источник

3 открытия Циолковского, о которых мало кто знает

Аэроплан или птицеподобная авиационная летательная машина

Циолковский с моделями дирижабля. ФОТО: ФОТОХРОНИКА ТАСС

Циолковский, с одной стороны, слишком хорошо известен – кто не знает провинциального гения, который описывал все подробности межпланетных перелетов за несколько десятков лет до появления космонавтики? С другой стороны, именно растиражированность образа эксцентричного глуховатого теоретика затмила реального ученого, который занимался разработками не только в области космоса. Многое из того, что он придумал и научно обосновал, для нас, людей XXI века, – нечто само собой разумеющееся, и мы пользуемся изобретениями, даже не догадываясь, кто стоял у их истоков. Дирижабль, автопилот, транспорт на воздушной подушке, аэродинамическая труба, оригинальная схема газотурбинного двигателя и сверхзвукового самолета… Циолковский оставил после себя более 450 рукописей научных, научно-популярных и научно-просветительских работ, а тысячи его писем коллегам и единомышленникам смело можно издавать как тематические статьи. И ведь его архив изучен всего на одну треть, большая часть не опубликована и по сей день! Вот лишь три открытия гения, опередившего свое время.

Дирижабль

Это первый из множества придуманных Циолковским аппаратов, получивший массовое распространение. «В 1885 году, имея 28 лет, я твердо решил отдаться воздухоплаванию и теоретически разработать металлический управляемый аэростат», – писал он позже в автобиографии. Тогда и самого слова «дирижабль» не существовало. Воздушные шары, изобретенные сто лет назад братьями Монгольфье, уже усовершенствовались (их изготавливали из прорезиненной ткани), но по-прежнему имели небольшие объемы, были ненадежными и малоуправляемыми.

Аэроплан или птицеподобная авиационная летательная машина

В скором времени дирижабли, возможно, станут такими. ФОТО: COMMONS.WIKIMEDIA.ORG

Калужский самоучка выдвинул новаторскую идею – изготавливать оболочку аэростата из тонкого гофрированного металла, которая, во-первых, будет на порядок прочнее, а во-вторых, позволит сохранять постоянную подъемную силу при различной высоте полета и температуре атмосферы. Объем аэростата даже по нынешним меркам предлагался огромный – 500 000 м2, почти вдвое больше объема супергигантов «Гинденбург» и «Граф Цеппелин II», построенных в 1920-е годы. Вместо взрывоопасного водорода аппарат должен был наполняться нагретым воздухом.

Уже в 1890 году Циолковский подготовил документ для патентования «О возможности построения металлического аэростата», а в 1892 году вышла его книга «Аэростат металлический управляемый» со всеми теоретическими обоснованиями и расчетами. Однако для тех лет проект оказался чересчур смелым. У Академии наук признания он не получил, в субсидии на постройку модели отказали. Константин Эдуардович направлял предложение даже в Генеральный штаб армии, но и там его изобретение сочли фантастическим.

А через 30 лет грянул «золотой век» дирижаблей – их массово выпускали и эксплуатировали по всему миру. Идеи Циолковского стали фундаментом для разработки в Германии знаменитых «цеппелинов». Между прочим, советский Дирижаблестрой в 1930-е годы произвел полноценную конструкторскую проработку аэростата Циолковского и доказал обоснованность предложенной им концепции. Однако аппарат так и не построили: из-за многочисленных аварий работы по крупным дирижаблям были свернуты не только в СССР, но и в других странах.

Аэроплан или птицеподобная авиационная летательная машина

Схема металлического дирижабля Циолковского. ФОТО: INTERFOTO/ТАСС

Хотя в наше время, с развитием технологий и тенденцией к созданию экологически чистого транспорта, к дирижаблям возникает все больше интереса, и не исключено, что в ближайшем будущем они снова завоюют небо.

Самолет-моноплан

В работе «Аэроплан, или Птицеподобная (авиационная) летательная машина», опубликованной в 1894 году, Циолковский впервые высказал идею моноплана.

Аэроплан или птицеподобная авиационная летательная машина

Схематическое изображение моноплана, сделанное Циолковским в 1895 году. ФОТО: INTERFOTO/ТАСС

Монопланами являются почти все современные самолеты (за малым исключением легкомоторников) – у них одна несущая поверхность. Но в те времена, когда человечество только-только осваивало небо, летательные аппараты в массе своей представляли собой бипланы, трипланы, а то и более сложные «этажерки». Просто потому, что такая конструкция позволяла при меньшем размахе увеличить площадь крыльев и добиться большей подъемной силы, что при недостатке прочности очень существенно. Строили-то из деревянных реек и ткани. Именно прочностные характеристики материалов ограничивали и размер крыльев, и мощность моторов – как только самолеты научились делать из металла, конструкторская мысль усовершенствовала их форму, энерговооруженность и возможности двигателей до немыслимых пределов.

Так вот, Константин Эдуардович Циолковский первым обосновал положение о необходимости улучшения обтекаемости фюзеляжа аэроплана в целях получения больших скоростей, а также предложил строить аэропланы с металлическим каркасом из трубок. В упомянутой работе приводятся описание и чертежи моноплана. По своему внешнему виду и аэродинамической компоновке он предвосхищал конструкции самолетов, которые появились лишь через 15–18 лет: крылья имеют толстый профиль с округленной передней кромкой, а фюзеляж – обтекаемую форму.

Аэроплан или птицеподобная авиационная летательная машина

Embraer Phenom 300, как и все современные самолеты, – моноплан. ФОТО: BOMBARDIER BUSINESS AIRCRAFT

Автопилот

Описывая все подробности полета в книге «Аэростат металлический управляемый», Циолковский задался вопросом: поскольку воздушное судно постоянно находится под воздействием различных сил (изменения ветра, например), то возможно ли сконструировать руль, который будет поддерживать его автоматически, без участия аэронавта? Ответом стал придуманный им же «регулятор устойчивого направления оси». В качестве чувствительного элемента, сообщающего об изменении положения аэростата, Циолковский предложил использовать дугообразную трубку с ртутью: если аэростат наклоняется, ртуть переместится и замкнет контакты, включая генератор электричества (он работал от мотора аэростата), тот приводит в действие насос, который погонит воду по длинной трубе вдоль продольной оси корабля – вес этого балласта и выровняет аэростат.

В 1932 году Циолковский разработал схемы устройства воздушных судов для полета с гиперзвуковыми скоростями – в военной авиации эти технологии на пике развития

И хотя сие изобретение не имеет ничего общего с автопилотами, которые используются в авиации сейчас, в истории человечества это была первая попытка создать прибор, который поддерживал бы заданную траекторию летательного аппарата без вмешательства человека.

Аэроплан или птицеподобная авиационная летательная машина

Су-57 – новейший истребитель пятого поколения. ФОТО: СЕРГЕЙ БОБЫЛЕВ/ТАСС

И ведь на этом Циолковский не остановился. Через два года в статье «Аэроплан, или Птицеподобная (авиационная) летательная машина» он вновь вернулся к проблеме автопилота, но теперь выдвинул совсем другую идею: «Мне кажется, для аэроплана следует употребить как регулятор горизонтальности маленький быстро вращающийся диск, укрепленный на осях таким образом, чтобы его плоскость могла всегда сохранять одно положение, несмотря на вращение и наклонение снаряда. При быстром, непрерывно поддерживаемом вращении диска (гироскоп) его плоскость будет неподвижна относительно снаряда». Вот оно! Именно гироскоп лежит в основе нынешних автопилотов.

Ну а первый полет самолета, автоматически управляемый гироскопическим автопилотом американской фирмы Sperry, был продемонстрирован на Всемирной выставке в Париже в 1914 году.

Интервью с бизнесменами, артистами, путешественниками и другими известными личностями вы можете найти в MY WAY.

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *