?>
"Флаер" - первый самолет, который оторвался от Земли
05.04.2013 17:24

АвиацияАмериканские механики-самоучки Уилбер и Орвилл Райт заинтересовались авиацией в последние годы 19 в., когда технический прогресс ушел вперед очень быстрыми темпами.

Сначала братья, которые жили в небольшом городе Дайтоне, штат Огайо, и работали механиками в собственной велосипедной мастерской, просто читали все, что им удавалось достать авиационной литературы, а затем подолгу обсуждали, какой же должна быть будущая "летательная машина". Наконец в 1900 г. братья Райт от теории перешли к практике. Крыло своего будущего планера они решили сделать по образцу американского биплана О. Шанют. Планер братьев Райт не имел хвостового оперения, пилот располагался лежа на нижнем крыле. Именно братья Райт, наблюдая за птицами, поняли систему поперечного управления за счет перекоса крыла. Увеличение угла атаки на одном конце крыла и одновременное его уменьшение на другом создавало управляющий момент, необходимый для выравнивания кренов и для маневрирования в полете. Это был прообраз современного  управления элеронами.

fastprint.ua - качественная печать флаеров Киев за минимальный срок.

Первый планер братья Райт построили летом 1900 г. Он имел размах 5,2 м и весил 22 кг. Основным материалом его была сосна, обшивка - полотно. Двух-лонжеронное крыло имело своеобразный профиль, сильно искривленный впереди и почти плоский сзади. Это позволяло придать большую стабильность положению центра давления. По крайней мере, так считали конструкторы. Стрела прогиба профиля составляла 1/23 длины хорды.

Испытания планера проходили осенью 1900 г. в уединенном местечке Китти Хоук на побережье Атлантического океана.

Подъемная сила крыла оказалась значительно меньше, чем ожидалось, и силы ветра было недостаточно, чтобы поднять человека в воздух. Поэтому аппарат испытывался без пилота. Кратковременные полеты с человеком выполнялись только при планирующих спусках с возвышенностей после предварительного разбега навстречу ветру.

В 1901 г. братья Райт построили новый планер, уже больших размеров. Площадь крыла составляла 27 кв.м, размах - 6,7 м, вес - 45 кг. То есть, в 2 раза больше, чем первого планера конструкции братьев. Кривизна профиля была увеличена до 1/12. Система управления осталась той же. Исключение: перекос крыла осуществлялся теперь не отклонением ручки, а перемещением в сторону деревянной рамки, которая приводилась в движение движением бедер пилота, который помещался в самолете лежа.

Испытания нового планера начались в этом же Китти Хоук в июле 1901 г.  Достигнутые результаты снова были намного хуже, чем ожидались. Угол снижения в полете составлял 10-13град., В это время как согласно проекту должен был составлять не более трех. Также, оказался ряд серьезных недостатков в управлении. Одним из них была малоэффективность, а иногда и реверс действия руля высоты, который был расположен спереди. Как выяснилось, это было вызвано сильным перемещением центра давления крыла сильно изогнутого профиля на малых углах атаки. Данный дефект устранился уменьшением кривизны профиля.

За время опытов 1901 братья Райт, поочередно пилотируя планер, выполнили несколько сотен полетов. Максимальная дальность планирования составила 118 м. Однако изобретатели были еще далеки от окончательного успеха. Несмотря на все меры, принятые для улучшения планирующих свойств и управляемости планера, он не обладал заметными преимуществами перед планерами производства прежних лет.

Первый по-настоящему удачный планер был создан братьями Райт в 1902 г. Было проведено ряд усовершенствований Важнейшим из них было применение крыла значительно большего удлинения (6,4 вместо 3, как на планерах 1900 и 1901 гг..), А также изменение профиля крыла . В результате аэродинамическое качество возросло примерно в полтора раза.

Большое значение имело и усовершенствование системы бокового управления. Убедившись в невозможности контролировать направление полета только с помощью перекоса крыла, Райт установили на новом планере за крылом вертикальное оперение. Сначала оно было неподвижным и состояло из двух плоскостей, расположенных параллельно друг другу. Вскоре, однако, выяснилось, что эта мера не устраняет нежелательный момент рыскания при перекосе. Поднятое крыло по-прежнему противодействовало повороту, усиливался крен и возникала реальная опасность неуправляемого скольжения.

Выход был найден в замене недвижимого вертикального стабилизатора подвижным, кинематически связанных с системой перекоса крыла так, что руль направления автоматически возвращался в сторону крена. Благодаря этому компенсировать разница в сопротивлении опущенного и поднятого крыла и появилась возможность совершать правильные развороты с креном. Данное техническое решение было даже запатентовано братьями Райт в марте 1903 года.

На планере с усовершенствованной системой управления братья Райт в 1902 г. выполнили около 1000 полетов. Общее время нахождения в воздухе составило 4 часа. Лучший полет имел дальность 190 м и продолжался 22 секунды. В следующем году рекордная продолжительность полета была увеличена до 70 секунд. Несмотря на большие размеры (размах крыла 10 м, площадью 30,5 кв.м), планер надежно управлялся даже при сильном ветре.

Следующим логическим шагом было создание на основе планера самолета.

Двигатель и пропеллеры для самолета были изготовлены в Дайтоне в течение зимы и лета 1903 р. Двигатель им удалось создать в сверхбыстрый срок, поскольку братья Райт не ставили перед собой задачи в создании легкого мотора. Построенный по их заказу четырехцилиндровый бензиновый двигатель водяного охлаждения мощностью 12 л.с.. представлял собой облегченный вариант обычного автомобильного двигателя и весил 90 кг. Его удельный вес - 7,5 кг / л. Он был даже больше, чем паровые двигателя самолетов Адера и Максима. Тем не менее, по расчетам братьев Райт, он обладал мощностью, необходимой, чтобы поднять их самолет в воздух.

При создании пропеллеров использовался опыт аэродинамических экспериментов в трубе, проведенных конструкторами зимой 1901 - 1902 гг. Рассматривая воздушный винт как вращающееся крыло и подбирая для каждого пересечения выгодный профиль, братьям удалось изготовить пропеллер с отличным для своего времени КПД - 66%. Винты соединялись с двигателем посредством цепной передачи, уменьшается число оборотов пропеллера втрое. Общий вес пропеллеров и трансмиссии составляла 41 кг.

Самолет был сконструирован по образцу планера 1902 г., но в связи с возросшим весом аппарата и размеры крыла были также увеличены. Увеличены были и площади органов управления - одинарные поверхности рулей заменили сдвоенными. Как на планере, руль направления автоматически отклонялось при перекос крыла. Под крылом установили полозья для посадки на песчаный грунт.

Окончательная сборка самолета проводилась осенью 1903 г., после прибытия к месту испытаний, в Китти Хоук. Самолет представлял собой биплан с двумя толкающими пропеллерами, что вращались в противоположных направлениях. Двигатель находился на нижнем крыле, сбоку от летчика. Пилот размещался в полете лежа и управлял перекосом крыла боковым движением бедер. Впереди были две рукоятки, одна - для управления рулем высоты, вторая - для включения и выключения двигателя. Взлетный вес составлял 340 кг, площадь крыла - 47,4 кв.м, размах - 12,3 м, длина самолета составляла 6,4 м, диаметр пропеллеров - 2,6 м.

При наземных испытаниях выяснилось, что прочности валов пропеллеров не хватит для полета. Устранение дефекта заняло много времени, между тем наступила зима, начались холода, ненастная ветреная погода. Тем не менее братья Райт решили не откладывать окончательное испытание самолета на следующий год.

Из-за большого веса самолета Райт были вынуждены отказаться от прежнего метода старта, когда добровольные помощники из числа местных жителей помогали аппарату взлететь, поддерживая его за крыло. Кроме того, этот метод мог вызывать сомнения, был ли полет осуществлен только за счет мощности двигателя. Поэтому решили, что самолет будет взлетать без всякой помощи со стороны. Разбег должен был происходить по деревянной рейке длиной 18 м, верхняя поверхность которого обшита железом. Самолет должен был катиться по рельсу на маленькой тележке, которая после взлета отделялась. Для уменьшения длины разбега старт должен был производиться против ветра.

Первые летные испытания "Флаера" состоялись 14 декабря. Ветер был слабый, и, чтобы укоротить разбег, рейку расположили на склоне песчаного холма под углом 9 град. После 16-метровой пробежки под уклон с работающим двигателем самолет поднялся в воздух, но через несколько секунд упал на крыло с высоты около 5 м на мягкий песок. Повреждения конструкции были небольшие, пилот - Уилбер Райт - не пострадал. Самолет находился в воздухе всего 3,5 секунды. Авария была вызвана слишком резким отклонением руля высоты. Как выяснилось позже, он был неправильно сбалансирован.

17 декабря состоялись повторные испытания самолета. В этот день дул довольно сильный ветер и взлет проводился с горизонтально лежащей рельсы.

В 10:35 началось первое испытание. Однако, самолет снова упал с небольшой высоты. Но на этот раз Орвилл понял, что причина в неправильно сбалансированном переднем рули - он был сбалансирован слишком близко к центру и в связи с этим имел тенденцию самопроизвольно возвращаться во время взлета и отклонялся слишком сильно в одну или другую сторону.

В 11:20 было совершено вторую попытку, на этот раз пилотировал аппарат Уилбер. Ему удалось пролететь уже большее расстояние. Третье испытание началось в 11:40. Сильный порыв ветра поднял левое крыло и креном машину заметно повернуло вправо. Орвилл немедленно повернул руль, чтобы снизиться, и затем применил конечное управлений. Но не рассчитал и левое крыло коснулось земли. Несмотря на это, этот полет можно было считать успехом, ведь оно показало эффективность бокового управления.

И наконец, успешный четвертый полет. Несмотря на то, что самолет "Флаер" во время полета делал скачки то вниз, то вверх, ему удалось пролететь 260м за 59с в горизонтальном полете. Это был первый в истории авиации отрыв от земли самолета и полет в горизонтальной плоскости.

Цитировать эту статью на Вашем сайте

Чтобы процитировать эту статью на Вашем сайте, скопируйте
и вставьте код из окошка на странице в формате HTML




Просмотр :

"Флаер" - первый самолет, который оторвался от Земли
05.04.2013
Американские механики-самоучки Уилбер и Орвилл Райт заинтересовались авиацией в последние годы 19 в., когда технический прогресс ушел...

Обновлено 05.04.2013 19:30