Индивидуальный летательный аппарат, позволяющий человеку быстро и просто подниматься в воздух, является давней мечтой конструкторов и любителей авиации. Тем не менее, ни один проект такого рода пока не смог в полной мере решить все поставленные задачи. Весьма интересный образец сверхлегкого и сверхкомпактного автожира, способного поднять в воздух человека и небольшой груз, в конце сороковых годов был предложен конструктором Ф.П. Курочкиным.

Проект сверхлегкого автожира, пригодного для индивидуального использования, стартовал в 1947 году. Студент-выпускник Московского авиационного института Ф.П. Курочкин предложил разработать и построить компактный безмоторный летательный аппарат, при помощи которого можно было бы поднять над землей полезную нагрузку в виде одного человека. Конструктор предлагал строить автожир, используя уже известные и опробованные решения в сочетании с некоторыми новыми оригинальными идеями. Такой подход позволил получить определенные успехи.

Проработка актуальных вопросов началась в том же 1947 году с проверки масштабного макета перспективной авиационной техники. Требуемый макет был изготовлен студентом самостоятельно. Наиболее крупным элементом модели, предназначенной для проверок и испытаний, являлся манекен в масштабе 1:5. Масштабная фигура человека получила лыжи, а также подвесную систему ранцевого типа. Последняя оснащалась несколькими стойками, на которых располагалась втулка несущего винта. С точки зрения основных особенностей конструкции модель для испытаний полностью соответствовала более позднему полноразмерному прототипу.

Конструктор Ф.П. Курочкин лично демонстрирует сверхлегкий автожир

Уменьшенная модель сверхлегкого автожира была доставлена в Военно-воздушную академию им. Н.Е. Жуковского, где планировалось провести необходимые исследования. Площадкой для испытаний должна была стать аэродинамическая труба Т-1 академии. «Лыжник» с индивидуальным летательным аппаратом должен был размещаться в рабочей части трубы и фиксироваться в нужном месте при помощи проволоки. Имитатор буксировочного троса длиной 4 м позволял создать условия, максимально близкие к практической эксплуатации автожира. Свободный конец проволоки закреплялся на пружинных весах, что позволяло определить требуемую для взлета тягу.

Испытания манекена с автожиром достаточно быстро показали правильность использованных идей. При постепенном увеличении скорости воздушного потока, соответствующего разгону автожира при помощи буксировщика, несущий винт раскручивался до потребных скоростей, создавал достаточную подъемную силу и взлетал вместе со своей полезной нагрузкой. Модель вела себя устойчиво и держалась в воздухе уверенно, не показывая никаких негативных тенденций.

Интересным проектом заинтересовались ведущие специалисты авиационной отрасли, занимавшиеся иными «серьезными» проектами. К примеру, на разработку Ф.П. Курочкина обратил внимание академик Б.Н. Юрьев. Среди прочего, он несколько раз демонстрировал коллегам и студентам устойчивость модели. Для этого с помощью указки академик толкал манекен. Тот, сделав несколько колебаний по крену и рысканью, быстро возвращался в исходное положение и продолжал «полет» правильным образом.

Исследования уменьшенной модели позволили собрать достаточный объем данных, и на их основе разработать проект полноценного индивидуального летательного аппарата. Проектирование и последующая сборка автожира заняла некоторое время, и испытания опытного образца удалось начать только в 1948 году. Одной из причин того, что разработка проекта заняла определенное время, стала необходимость проработки конструкции систем управления и контроля. Подобные задачи, тем не менее, были успешно решены.

По задумке Ф.П. Курочкина, все элементы сверхлегкого автожира должны были крепиться несложной металлической конструкции, находящейся за спиной летчика. В ее составе имелась пара вертикальных силовых элементов неправильной формы и горизонтальная треугольная деталь. Для сокращения массы металлические пластины имели перфорацию. От верхней детали должны были отходить металлические полосы, выполнявшие функции плечевых лямок и опор для других деталей.

Летчик должен был надевать автожир на себя, используя ременную подвесную систему по типу парашютной. Несколько ремней могли плотно обхватить тело летчика и зафиксировать основные агрегаты автожира в требуемом положении. При этом проектом предусматривались некоторые меры, направленные на повышение удобства работы. Так, на нижних ремнях предлагалось крепить небольшое прямоугольное сиденье, упрощавшее длительный полет.

Сверху на плечевых полосах и на задней треугольной пластине предлагалось жестко крепить три металлические трубчатые стойки. По одной такой детали находилось на каждом ремне, третья помещалась на задней детали. Стойки, изгибаясь, сходились над головой летчика. Там на них закреплялось основание для подвижной втулки единственного винта. Спереди на подвесной системе должна была устанавливаться система из трех труб, необходимых для установки устройств контроля и управления. Таким образом, несмотря на минимальные габариты и массу, автожир Курочкина получил полноценные органы управления и даже некое подобие приборной доски.

В рамках нового проекта была создана оригинальная втулка несущего винта с автоматом перекоса нестандартной компоновки. Непосредственно на стойках помещалась ось винта, выполненная в виде трубы сравнительно большого диаметра. Снаружи на ней имелся подшипник для установки кольца с креплениями лопастей. Подвижный диск автомата перекоса был размещен над основной осью и имел шарнирные средства соединения с лопастями. Управлять работой автомата перекоса предлагалось при помощи ручки циклического шага. Ее сделали из металлической трубы. Верхний торец такой ручки соединялся с подвижным диском автомата перекоса. Изгибаясь, труба выводила ручку вперед и вправо, к руке пилота.

Также втулка несущего винта получила устройство принудительной раскрутки. Его выполнили в виде барабана требуемого диаметра, являвшегося частью оси винта. Принудительная раскрутка винта должна была осуществляться с использованием закрепленной на земле проволоки, по принципу тросового стартера. Таким образом, несущий винт можно было разгонять как с использованием набегающего потока, так и при помощи дополнительных средств.

Несущий винт автожира Ф.П. Курочкина имел три лопасти смешанной конструкции. Основным силовым элементом лопасти был металлический трубчатый лонжерон длиной более 2 м. На него предлагалось устанавливать фанерные нервюры. Носок лопасти так же выполнили из фанеры. Поверх силового набора, в том числе фанерных носков, натянули полотняную обшивку. От негативных факторов лопасть защищал слой аэролака.

Контролировать несущий винт предлагалось при помощи вертикальной ручки, отдаленно напоминающей органы управления вертолетов и автожиров. Меняя положение ручки, летчик мог требуемым образом качать диск автомата перекоса и корректировать циклический шаг. Несмотря на специфическую конструкцию, такая система управления была простой в использовании и в полной мере решала возлагаемые на нее задачи.

Передние стойки, смонтированные на подвесной системе, образовывали опору для упрощенной «приборной доски». На небольшой прямоугольной панели смонтировали измеритель скорости с собственным приемником воздушного давления и вариометр. Любопытно, что эти приборы не имели никакой дополнительной защиты. Внутренние детали прикрывались лишь штатными корпусами. В передней части треугольной рамы для приборов находился замок для буксировочного троса. Замок управлялся пилотом и контролировался при помощи небольшого штурвала, установленного на нижней трубе рамы.

Автожир Курочкина был выполнен разборным. Перед транспортировкой изделие можно было разобрать на сравнительно мелкие детали и агрегаты. Все элементы разобранного летательного аппарата можно было уложить в пенал длиной 2,5 м и диаметром 400 мм. Малая масса позволяла переносить пенал с автожиром силами нескольких человек. При этом необходимость в нескольких носильщиках была обусловлена, в первую очередь, большими размерами пенала.

В 1948 году Ф.П. Курочкин и его коллеги изготовили опытный образец индивидуального сверхлегкого автожира. Вскоре начались испытания летательного аппарата, площадкой для которых стало летное поле вблизи подмосковной платформы Соколовская. Летчиком-испытателем стал сам конструктор-энтузиаст. Для обеспечения полноценных летных испытаний авторам проекта выделили грузовик ГАЗ-АА, который предполагалось использовать в качестве буксировщика.

Общий вид автожира

По известным данным, во время испытаний раскрутка несущего винта выполнялась преимущественно при помощи проволоки. В таком случае появлялась возможность максимально быстро получить требуемые обороты и подниматься в воздух. Без использования принудительной раскрутки летчику-испытателю пришлось бы взлетать из кузова автомобиля-буксировщика после требуемого его разгона. Впрочем, во время испытаний следовало проработать все варианты взлета.

Система принудительной раскрутки показала себя самым лучшим образом. Выполняя разбег, летчик мог сделать всего несколько шагов, после чего несущий винт набирал нужные обороты и создавал требуемую подъемную силу. Дальнейший разгон летчика, в том числе и за счет буксировщика, позволял увеличить подъемную силу и подняться в воздух. При помощи 25-метрового буксировочного троса автожир Ф.П. Курочкина мог подняться на высоту до 7-8 м. Полеты на буксире проводились при скоростях не более 40-45 км/ч.

Достаточно быстро было установлено, что полноразмерный сверхлегкий автожир по своим летным данным почти не отличается от предыдущей масштабной модели. Летательный аппарат уверенно держался в воздухе, показывал приемлемую устойчивость и слушался ручки управления. Взлет и посадка так же не были связаны с какими-либо проблемами.

Насколько известно, по тем или иным причинам Ф.П. Курочкин и его коллеги так и не смогли завершить испытания оригинального летательного аппарата. После нескольких полетов, давших положительные результаты, испытания были прекращены. Почему проект завершился на этой стадии и не получил дальнейшего развития – неизвестно. По неким неизвестным причинам работы были свернуты и не привели к практическим результатам. Специалисты смогли собрать массу сведений о необычном варианте автожира, но их так и не удалось использовать на практике.

Оригинальный проект сверхлегкого автожира для индивидуального использования, предложенный молодым авиаконструктором Ф.П. Курочкиным, представлял большой интерес с точки зрения перспективных путей развития техники. В рамках инициативного проекта предлагалось реализовать и проверить несколько необычных идей, позволявших получить многоцелевое транспортное средство максимально простой конструкции. В то же время, по неким причинам такой летательный аппарат не смог пройти весь цикл испытаний и потерял шансы пойти в серию.

По некоторым данным, в ходе доводки и совершенствования автожир Курочкина мог получить собственную силовую установку в виде компактного и маломощного двигателя. В результате такой доработки автожир перешел бы в категорию вертолетов. С помощью двигателя летчик мог бы самостоятельно разгоняться и взлетать, не нуждаясь в буксировщике. Кроме того, мотор давал возможность совершать самостоятельный полет на нужных скоростях и высотах с выполнением различных маневров. Такой летательный аппарат, к примеру, мог бы найти применение в спорте. При должной инициативности потенциальные эксплуатанты могли бы найти автожиру или вертолету и иное применение.

Тем не менее, проект Ф.П. Курочкина не был лишен некоторых недостатков, затруднявших эксплуатацию техники в тех или иных целях. Пожалуй, главной проблемой являлся большой диаметр несущего винта, способного создавать требуемую подъемную силу. Крупная конструкция могла быть достаточно хрупкой и потому бояться любых повреждений. Неаккуратный разбег или разгон вполне мог привести к повреждению лопастей вплоть до невозможности полета. Использование собственного двигателя, при всех преимуществах, приводило к росту взлетной массы и связанным с ним проблемам.

Наконец, дальнейшее развитие проекта могло быть оправдано только в случае наличия реальных практических перспектив. Даже сейчас, имея современный опыт, трудно представить, в какой сфере мог бы пригодиться малогабаритный одноместный автожир. В конце сороковых годов прошлого века этот вопрос, по всей видимости, тоже остался без ответа.

Оригинальный проект сверхлегкого автожира Ф.П. Курочкина прошел стадию проверок модели в аэродинамической трубе, а затем был доведен до стадии испытаний полноценного опытного образца. Однако эти проверки не были завершены, и от оригинального летательного аппарата отказались. В дальнейшем советские конструкторы продолжили изучать тематику легких и сверхлегких автожиров, однако все новые разработки такого рода имели менее смелый облик и больше напоминали технику традиционных конструкций. Впрочем, в связи с некоторыми известными обстоятельствами, значительное число этой техники тоже не дошло до практической эксплуатации.

По материалам сайтов:
http://airwar.ru/
https://paraplan.ru/
http://strangernn.livejournal.com/

Люди издавна стремились в небо, поэтому на протяжении десятилетий придумывали различные летательные аппараты, чтобы достичь своей цели. И казалось бы, все что можно было придумать, уже давно придумали. Но нет, находятся смельчаки, которые поднимаются в небо с помощью самых различных способов, иногда очень маленьких по размеру. Представляем вашему вниманию ТОП 10 самых маленьких летательных аппаратов в мире.

1. Параплан

Параплан - сверхлегкий летательный аппарат, созданный на базе двухоболочковых парашютов. Иногда приходится слышать, как некоторые люди называют параплан парашютом. Но это не совсем правильно. С виду они так похожи – парашют и параплан, параплан является дальним родственником парашюта, но родство это в настоящий момент заключается только в одном – и тот и другой аппарат для полетов в воздухе в своей основе имеет мягкое крыло, не оборудованное каркасом. Принципиальное отличие параплана от парашюта состоит в том, что параплан предназначен для полета. Параплан — это стартующий с помощью ног человека, наполняемый воздухом купол, используя который, некоторые пилоты могут пролететь больше 300 км и подняться выше 7000 метров. Параплан отличается легким взлетом, управлением и посадкой, и помещается в рюкзаке.

2. Мотопараплан

Мотопараплан(или «парамотор») - параплан с наспинной силовой установкой, обеспечивающей взлет и перемещение в воздухе. Моторапаплан позволяет делать полет более динамичным и придать ему новые, яркие краски, которые не получишь при прыжке с парашютом или подъеме в воздух на дельтаплане.

3. CMC Leopard

Самый маленький пассажирский самолет в мире, возможно, наиболее выдающийся высокоскоростной легкий летательный аппарат из когда-либо сконструированных и летавших. Хорошие аэродинамические формы «Леопарда», по расчетам конструктора, даже с двигателями такой небольшой тяги обеспечат ему скорость 870 км/ч, дальность полета — 2775 км. Он может эксплуатироваться с ВПП длиной 700-800 м. После первого полета летчик-испытатель А. Маквити сказал, что «Леопард» оказался послушным в управлении, достаточно устойчив и не имеет склонности к срыву. Оценивая примененные Чичестер-Майлсом так называемые «тейлероны», то есть дифференциально отклоняемые половины стабилизатора, испытатель заявил, что особой разницы в управлении он не заметил.

4. Gen H-4

Самый маленький вертолет. Одноместный винтокрылый летательный аппарат модели GEN H-4 стал разрабатываться японским конструктором Геннай Янасигавой в конце 90-х годов прошлого века. Новый вертолёт должен был обрести компактные размеры и как следствие этого, стать весьма популярным транспортным средством. Несмотря на достаточно простую конструкцию, вертолёт GEN H-4 обладает высокой надёжностью, обеспечивающей ему полную безопасность при выполнении полётов, что было подтверждено десятками испытаний и последующим использованием данного летательного аппарата, который, к сожалению, из-за своих ограниченных возможностей, так и не смог обрести широкой популярности среди общественности.

5. Colomban Cri-Cri

Кто сегодня не знает, по крайней мере, в кругах любителей лёгкой авиации, имя и перипетии маленького двухмоторного самолёта, названного «Кри-Кри» (Cricri) — самолёта, который можно было видеть на многих авиационных праздниках и который стал предметом многочисленных статей и публикаций прессы. А началось всё в 1958 г., когда появилось первое упоминание о маленьком одноместном самолёте с двумя двигателями общей мощностью 20 л.с. Первый полёт прототипа МК-10 «Кри-Кри» (F-WTXJ) состоялся 19 июля 1973 г. На глазах небольшой группы зрителей, фотографов и операторов телевидения Роберт Бюиссон, 68-летний пилот, на счету которого более 12000 часов налёта, оторвал от земли необычный самолет. В полёте «Кри-Кри» напоминал маленький истребитель.

6. Bede BD-5J Microjet

BD-5 — маленький одноместный самолет с двухцилиндровым двухтактным двигателем. Прототип (N500BD) впервые поднялся в воздух 12 сентября 1971 года. Самолет имел короткий фюзеляж с кабиной планерного типа, в которой пилот располагался в полулежачем положении. Толкающий воздушный винт находился за хвостовым оперением и соединялся с двигателем с помощью удлиненного вала и клиноременной передачи. Впоследствии Беде разработал вариант и с реактивным двигателем с тягой около 90 кг. Самолет выпускался в виде набора заготовок, из которых любой желающий мог собрать самолет.

7. McDonnell XF-85 Goblin

Американский реактивный самолёт, создававшийся как истребитель сопровождения, который мог бы базироваться на тяжёлом бомбардировщике Convair B-36. Объём кабины составлял всего 0,74 м3. Из-за такой тесноты кресло пилота не смогли сделать регулируемым по высоте, но имелась возможность регулировать пулемётный прицел и педали. Рабочий потолок Convair B-36 первых моделей составлял целых 13 км, поэтому, несмотря на скромный объём кабины, были предусмотрены её обогрев, герметизация и наддув. Кроме того, в самолёте присутствовала кислородная система высокого давления и баллон с запасом кислорода для дыхания лётчика на случай аварийного покидания самолёта.

8. Flyboard Air (летающая доска)

Испытания изобретения француза Фрэнка Запаты завершены. Летающая доска Flyboard Air позволяет человеку носиться по воздуху со скоростью до 150 км в час! И при этом никаких крыльев – только специальная подставка, на которой закреплены четырё реактивных двигателя. Каждый мощностью в 250 лошадиных сил. Запас керосина находится в баке-ранце на спине пилота. Управляется летающая доска при помощи пульта в руке пилота и наклонами платформы ногами.

9. Bumble Bee 2

Самый маленький самолет в мире по размаху крыльев. Титул «самого маленького самолёта в мире» переходил от модели к модели достаточно часто. Первым официальным обладателем этого титула был построенный в Калифорнии Wee Bee, совершивший первый полёт в 1948 году. В следующие четыре года в борьбу вступили инженеры Рэй Ститс с самолётом Junior и Уилбур Стэйб с машиной Little Bit. В 1952-м Ститс поставил точку: его новый мини-самолёт Stits SA-2A Sky Baby имел размах крыла 2,18 метра, и рекорд держался вплоть до 1980-х. Да, основной параметр размеров самолёта - это именно размах крыла, длина может быть и чуть больше предыдущего рекордсмена.

10. Дельтаплан

Завершает наш рейтинг дельтаплан. Безмоторный летательный аппарат тяжелее воздуха, выполненный по схеме бесхвостка со стреловидным крылом, управление полётом которого осуществляется смещением центра масс за счёт перемещения пилота относительно точки подвески. Управление полётом осуществляется пилотом путём перемещения своего тела относительно точки подвески. Посадка производится на ноги.

Мечта о покорении воздушного пространства человеком отображается в легендах и преданиях практически всех народов населяющих Землю. Первые документальные свидетельства попыток человека поднять в воздух летательный аппарат относятся к первому тысячелетию до нашей эры. Тысячи лет попыток, труда и размышлений привело к полноценному воздухоплаванию только в конце 18 века, вернее к его развитию. Сначала появились монгольфьер, а следом и шарльер. Это два вида летательного аппарата легче воздуха — аэростата, в дальнейшем развитие аэростатной техники привело к созданию — дирижаблей. А на смену этим воздушным левиафанам пришли и аппараты тяжелее воздуха.

Примерно в 400 году до н. э. в Китае массово стали применяться воздушные змеи не только для развлечения, но и в сугубо военных целей, в качестве средства сигнализации. Этот аппарат уже можно охарактеризовать как устройство тяжелее воздуха, имеющее жесткую конструкцию и использующее для поддержания в воздухе аэродинамическую подъемную силу набегающего потока за счет струйных воздушных течений.

Классификация летательных аппаратов

Летательный аппарат — это какое-либо техническое устройство, которое предназначается для полетов в воздушном или космическом пространстве. В общей классификации различают аппараты легче воздуха, тяжелее воздуха и космические. В последнее время все более широко развивается направления конструирования смежных аппаратов, особенно создания гибрида воздушно — космического аппарата.

ЛА классифицироваться могут и иначе, например по следующим признакам:

• по принципу действия (полета);
• по принципу управления;
• по предназначению и сферам применения;
• по типу двигателей, установленных на ЛА;
• по конструктивным особенностям, касающимся фюзеляжа, крыльев, оперения и шасси.

Кратко о летательных аппаратах.

1. воздухоплавательные ЛА. Считаются летательные аппараты легче воздуха. Воздушная оболочка наполнена легким газом. К ним относятся дирижабли, аэростаты и гибридные ЛА. Вся конструкция данного типа аппаратов всецело остается тяжелее воздуха, но из за разности плотностей газовых масс в и вне оболочки, создается разность давлений и как итог — выталкивающая сила, так называемая сила Архимеда.

2. ЛА, использующие аэродинамическую подъемную силу. Данный тип аппаратов считается уже тяжелее воздуха. Подъемная сила у них создается уже за счет геометрических поверхностей — крыльев. Крылья начинают поддерживать ЛА в воздушной среде только после того как вокруг их поверхностей начинают образовываться воздушные потоки. Таким образом крылья начинают работать после достижения ЛА определенной минимальной скорости «срабатывания» крыльев. На них начинает образовываться подъемная сила. Поэтому, например, чтобы подняться самолету в воздух или опуститься из него на землю, нужен пробег.

• Планеры, самолеты, экранолеты и крылатые ракеты - это аппараты, у которых подъемная сила образуется при обтекании крыла;
• Вертолеты и им подобные агрегаты, у них подъемная сила образуется за счет обтекания лопастей несущего винта;
• ЛА, имеющие несущий корпус, созданный по схеме «летающее крыло»;
• Гибридные - это аппараты вертикального взлета и посадки, как самолеты, так и винтокрылы, а также устройства совмещающие качества аэродинамических и космических ЛА;
• Аппараты на динамической воздушной подушке типа экраноплан;

3. ко смические ЛА. Эти аппараты созданные специально для работы в безвоздушном пространстве с ничтожной гравитацией, а так же для преодоления силы притяжения небесных тел, для выхода в космическое пространство. К их числу относятся спутники, космические корабли, орбитальные станции, ракеты. Перемещение и подъемная сила создается за счет реактивной тяги, путем отбрасывания части массы аппарата. Рабочее тело так же образуется благодаря преобразованию внутренней массы аппарата, которая до начала полета еще состоит из окислителя и топлива.

Самые распространенные летательные аппараты - это самолеты. При классификации они подразделяются по многим признакам:

На втором месте по распространенности находятся вертолеты. Они также классифицируются по разным признакам например, по количеству и расположению несущих винтов:

• имеющие одновинтовую схему, которая предполагает наличие дополнительного рулевого винта;
• соосная схема - когда два несущих винта находятся на одной оси друг над другом и вращаются в разные стороны;
• продольная - это когда несущие винты находятся на оси движения друг за другом;
• поперечная - винты располагаются по бокам от фюзеляжа вертолета.

1,5 — поперечная схема, 2 — продольная схема, 3 — одновинтовая схема, 4 — соосная схема

Кроме того вертолеты можно классифицировать по назначению:

• для пассажирских перевозок;
• для боевого применения;
• для применения в качестве транспортных средств при перевозке грузов различного назначения;
• для различных сельскохозяйственных нужд;
• для потребностей медицинского обеспечения и поисково-спасательных работ;
• для применения в качестве воздушно-крановых устройств.

Краткая история авиации и воздухоплавания

Люди, серьезно занимающиеся историей создания летательных аппаратов, определяют, что какое-то устройство является ЛА, в первую очередь исходя из способности подобного агрегата поднять человека в воздух.

Самый первый из известных в истории полетов относится к 559 году нашей эры. В одном из государств на территории Китая приговоренного к смерти человека закрепили на воздушном змее и после запуска он смог пролететь над городскими стенами. Этот змей был скорее всего первым планером конструкции «несущее крыло».

В конце первого тысячелетия нашей эры на территории мусульманской Испании арабский ученый Аббас ибн Фарнас сконструировал и построил деревянный каркас с крыльями, который имел подобие органов управления полетом. Он смог взлететь на этом прообразе дельтаплана с вершины небольшого холма, продержаться в воздухе около десяти минут и вернуться к месту старта.

1475 год — первыми серьезными с научной точки зрения чертежами летательных аппаратов и парашюта считаются эскизы сделанные Леонардо да Винчи.

1783 год — совершен первый полет с людьми на воздушном аэростате Монгольфье, в этом же году в воздух поднимается аэростат с гелиевым наполнением шара и выполняется первый прыжок с парашютом.

1852 год — первый дирижабль с паровым двигателем выполнил успешный полет с возвращением в точку старта.

1853 год — в воздух поднялся планер с человеком на борту.

1881 — 1885 года — профессор Можайский получает патент, строит и испытывает самолет с паровыми двигателями.

1900 год — построен первый дирижабль Цеппелина с жесткой конструкцией.

1903 год — братья Райт выполняют первые реально управляемые полеты на самолетах с поршневым двигателем.

1905 год — создана Международная авиационная федерация (ФАИ).

1909 год — созданный год назад Всероссийский аэроклуб вступает в ФАИ.

1910 год — с водной поверхности поднялся первый гидросамолет, в 1915 году русский конструктор Григорович дает старт летающей лодке М-5.

1913 год — в России создан родоначальник бомбардировочной авиации «Илья Муромец».

1918 год, декабрь — организован ЦАГИ, который возглавил профессор Жуковский. Этот институт многие десятилетия будет определять направления развития российской и мировой авиационной техники.

1921 год — зарождается российская гражданская авиация, перевозящая пассажиров на самолетах «Илья Муромец».

1925 год — совершает полет АНТ-4, двухдвигательный цельнометаллический самолет-бомбардировщик.

1928 год — принят к серийному производству легендарный учебный самолет У-2, на котором будет подготовлено не одно поколение выдающихся советских летчиков.

В конце двадцатых годов был сконструирован и успешно испытан первый советский автожир — винтокрылый летательный аппарат.

Тридцатые годы прошлого века — это период различных мировых рекордов установленных на ЛА разного типа.

1946 год — в гражданской авиации появляются первые вертолеты.

В 1948 году рождается советская реактивная авиация — самолеты МиГ-15 и Ил-28, в этом же году появляется первый турбовинтовой самолет. Через год в серийное производство запускается МиГ-17.

Вплоть до середины сороковых годов XX столетия основным строительным материалом для ЛА были дерево и ткань. Но уже в первые годы второй мировой войны на смену деревянным конструкциям приходят цельнометаллические конструкции из дюралюминия.

Конструкция самолета

У всех летательных аппаратов есть схожие конструкционные элементы. Для воздушных аппаратов легче воздуха — одни, для аппаратов тяжелее воздуха — другие, для космических — третьи. Самая развитая и многочисленная ветка летательных аппаратов — это устройства тяжелее воздуха для полетов в атмосфере Земли. Для всех летательных аппаратов тяжелее воздуха есть основные общие черты, так как все аэродинамическое воздухоплавание и дальнейшие полеты в космос исходили с самой первой конструктивной схемы — схемы аэроплана, самолета по другому.

Конструкция такого ЛА как самолет, независимо от его типа или предназначения, имеет ряд общих элементов, обязательных для того, чтобы это устройство могло летать. Классическая схема выглядит следующим образом.

Планер самолета.

Этим термином называют цельную конструкцию, состоящую из фюзеляжа, крыльев и хвостового оперения. На самом деле — это отдельные элементы, имеющие разные функции.

а) Фюзеляж - это основная силовая конструкция самолета, к которой крепятся крылья, хвостовое оперение, двигатели и взлетно-посадочные устройства.

Корпус фюзеляжа собранный по классической схеме состоит из:
— носовой части;
— центральной или несущей части;
— хвостовой части.

В носовой части этой конструкции, как правило, располагается радиолокационное и радиоэлектронное самолетное оборудование и кабина экипажа.

Центральная часть несет основную силовую нагрузку, к ней крепятся крылья самолета. Кроме того, в ней располагаются основные топливные баки, проложены центральные электрические, топливные, гидравлические и механические магистрали. В зависимости от предназначения ЛА внутри центральной части фюзеляжа могут располагаться салон для перевозки пассажиров, транспортный отсек для размещения перевозимых грузов или отсек для размещения бомбового и ракетного вооружения. Возможны также варианты для топливозаправщиков, самолетов разведчиков или других специальных ЛА.

Хвостовая часть имеет также мощную силовую конструкцию, так как она предназначена для крепления к ней хвостового оперения. В некоторых модификациях самолетов на ней располагаются двигатели, а у бомбардировщиков типа ИЛ-28, ТУ-16 или ТУ-95 в этой части может располагаться кабина воздушного стрелка с пушками.

С целью уменьшения сопротивления трения фюзеляжа о набегающий воздушный поток выбирается оптимальная форма фюзеляжа с заостренными носом и хвостом.

Учитывая большие нагрузки на эту часть конструкции во время полета, он выполняется цельнометаллическим из металлических элементов по жесткой схеме. Основным материалом при изготовлении этих элементов является дюралюминий.

Основными элементами конструкции фюзеляжа являются:
— стрингеры — обеспечивающие жесткость в продольном отношении;
— лонжероны — обеспечивающие жесткость конструкции в поперечном отношении;
— шпангоуты — металлические элементы швеллерного типа, имеющие вид замкнутой рамы разного сечения, скрепляющие стрингеры и элероны в заданную форму фюзеляжа;
— внешняя обшивка — заранее заготовленные по форме фюзеляжа металлические листы из дюралюминия или композиционных материалов, которые крепятся на стрингеры, лонжероны или шпангоуты в зависимости от конструкции ЛА.

В зависимости от заданной конструкторами формы фюзеляж может создавать подъемную силу от двадцати до сорока процентов всей подъемной силы ЛА.

Подъемная сила, за счет которой ЛА тяжелее воздуха держится в атмосфере — это реально существующая физическая сила, образующаяся при обтекании набегающим воздушным потоком крыла, фюзеляжа и других элементов конструкции ЛА.

Подъемная сила прямо пропорциональна плотности среды, в которой образуется воздушный поток, квадрату скорости с которым движется ЛА и углу атаки, который образуют крыло и другие элементы относительно набегающего потока. Она также пропорциональна площади ЛА.

Самое простое и популярное объяснение возникновения подъемной силы это образование разницы давлений в нижней и верхней части поверхности.

б) Крыло самолета - это конструкция имеющая несущую поверхность для образования подъемной силы. В зависимости от типа самолета крыло может быть:
— прямым;
— стреловидным;
— треугольным;
— трапециевидным;
— с обратной стреловидностью;
— с переменной стреловидностью.

Крыло имеет центроплан, а также левую и правую полуплоскости, еще их можно называть консолями. В случае, если фюзеляж выполнен в виде несущей поверхности как у самолета типа Су-27, то имеются только левая и правая полуплоскости.

По количеству крыльев могут быть монопланы (это основная конструкция современных самолетов) и бипланы (примером может служить Ан-2) или трипланы.

По расположению относительно фюзеляжа крылья классифицируются как низкорасположенные, среднерасположенные, верхнерасположенные, «парасоль» (то есть крыло расположено над фюзеляжем). Основными силовыми элементами конструкции крыла являются лонжероны и нервюры, а также металлическая обшивка.

К крылу крепится механизация, обеспечивающая управление самолетом — это элероны с триммерами, а также имеющая отношение к взлетно-посадочным устройствам — это закрылки и предкрылки. Закрылки после их выпуска увеличивают площадь крыла, изменяют его форму, увеличивая возможный угол атаки на малой скорости и обеспечивают увеличение подъемной силы на режимах взлета и посадки. Предкрылки — это устройства для выравнивания воздушного потока и недопущения завихрений и срыва струи на больших углах атаки и малых скоростях. Кроме того, на крыле могут интерцепторы-элероны — для улучшения управляемости ЛА и интерцепторы-спойлеры — как дополнительная механизация уменьшающая подъемную силу и тормозящая ЛА в полете.

Внутри крыла могут размещаться топливные баки, например как у самолета МиГ-25. В законцовках крыла располагаются сигнальные огни.

в) Хвостовое оперение.

К хвостовой части фюзеляжа самолета крепятся два горизонтальных стабилизатора — это горизонтальное оперение и вертикальный киль — это вертикальное оперение. Эти элементы конструкции ЛА обеспечивают стабилизацию самолета в полете. Конструктивно они выполнены также как и крылья, только имеют значительно меньший размер. К горизонтальным стабилизаторам крепятся рули высоты, а к килю — руль поворота.

Взлетно-посадочные устройства.

а) Шасси — основное устройство относящиеся к этой категории.

Стойка шасси. Задняя тележка

Шасси самолета — это специальные опоры предназначенные для взлета, посадки, руления и стоянки ЛА.

Конструкция их достаточно проста и включает стойку с амортизаторами или без них, систему опор и рычагов обеспечивающих устойчивое положение стойки в выпущенном положении и быструю уборку ее после взлета. Также имеются колеса, поплавки или лыжи в зависимости от типа самолета и взлетно-посадочной поверхности.

В зависимости от расположения на планере возможны различные схемы:
— шасси с передней стойкой (основная схема для современных самолетов);
— шасси с двумя основными стойками и хвостовой опорой (примером может служить Ли-2 и Ан-2, в настоящее время практически не применяется);
— велосипедное шасси (такое шасси установлено на самолете Як-28);
— шасси с передней стойкой и выпускающейся при посадке задней штангой с колесиком.

Самой распространенной схемой для современных самолетов является шасси с передней стойкой и двумя основными. На очень тяжелых машинах основные стойки имеют многоколесные тележки.

б) Тормозная система. Торможение самолета после посадки осуществляется с помощью тормозов в колесах, спойлеров-интерцептеров, тормозных парашютов и реверса двигателей.

Двигательные силовые установки.

Самолетные двигатели могут размещаться в фюзеляже, подвешены на крыльях с помощью пилонов или размещены в хвостовой части самолета.

Конструктивные особенности других летательных аппаратов

1. Вертолет. Способность взлетать вертикально и вертеться вокруг своей оси, зависать на месте и летать боком и задом. Все это характеристики вертолета и все это обеспечивается благодаря подвижной плоскости, создающая подъемную силу — это винт, который имеет аэродинамическую плоскость. Винт постоянно находится в движении, не зависимо от того с какой скоростью и в каком направлении происходит полет непосредственно вертолета.
2. Винтокрыл. Особенностью этого ЛА является то, что взлет аппарата осуществляется за счет несущего винта, а набор скорости и горизонтальный полет — за счет классически расположенного пропеллера, установленного на ТВД, как у самолета.
3. Конвертоплан. Эту модель ЛА можно отнести к аппаратам с вертикальным взлетом и посадкой, которые обеспечиваются поворотными ТВД. Они закреплены на концах крыльев и после взлета поворачиваются в самолетное положение, в котором создается тяга для горизонтального полета. Подъемная сила обеспечивается крыльями.
4. Автожир. Особенность данного ЛА заключается в том, что во время полета он опирается на воздушную массу за счет свободно вращающегося винта в режима авторотации. В данном случае винты заменяют собой статичное крыло. Но для поддержания полета необходимо постоянно вращать винт, а он вращается от набегающего воздушного потока, поэтому аппарата, не смотря на винт необходима минимальная скорость для полета.
5. Самолет вертикального взлета и посадки. Взлетает и садится при нулевой горизонтальной скорости, используя тягу реактивных двигателей, которая направлена в вертикальном направлении. В мировой авиационной практике это такие самолеты как Харриер и Як-38.
6. Экраноплан. Это аппарат способный передвигаться на большой скорости, используя при этом эффект аэродинамического экрана, который позволяет этому ЛА держаться на высоте нескольких метров над поверхностью. При этом площадь крыла у этого аппарата меньше, чем у аналогичного самолета. ЛА использующий этот принцип, но способный подниматься на высоту в несколько тысяч метров называется экранолет. Особенностью его конструкции является более широкие фюзеляж и крыло. Такой аппарат имеет большую грузоподъемность и дальность полета до тысячи километров.
7. Планер, дельтаплан, параплан. Это ЛА тяжелее воздуха, как правило безмоторные, которые для полета используют подъемную силу за счет обтекания воздушным потоком крыла или несущей поверхности.
8. Дирижабль. Это аппарат легче воздуха, использующий для управляемого движения двигатель с винтом. Он может быть с мягкой, полужесткой и жесткой оболочкой. В настоящее время используется в военных и специальных целях. Однако целый ряд преимуществ, таких как дешевизна, большая грузоподъемность и ряд других, дают повод к дискуссиям о возврате этого вида транспорта в реальный сектор экономики.

Аппарат содержит дискообразный корпус 1, который имеет вертикальные шахты 6 с воздушными винтами 5 и струйными рулями 10 и кабину 12 пилота. По контуру корпуса 1 установлен с возможностью вращения пневмотор 7. Тяга, создаваемая винтами 5, поднимает аппарат вверх, а струйные рули 10 обеспечивают управляемость по курсу (влево-вправо, вперед-назад). Пневмотор 7 предохраняет корпус 1 при столкновениях с препятствиями и, свободно вращаясь, не тормозит аппарат при контакте с препятствиями. Изобретение позволяет достичь высокой маневренности, повышенной грузоподъемности при малом собственном весе. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к летательным аппаратам индивидуального пользования с динамическим способом создания подъемной силы, вертикальным взлетом и посадкой и может быть использовано при постройке таких аппаратов. Известны разнообразные индивидуальные летательные аппараты, общими признаками которых является корпус, движители, силовая установка, кабина пилота (или место для пилота) , , , . Общим недостатком известных устройств является плохой обзор из кабины пилота нижней полусферы и отсутствие устройств, предотвращающих разрушение аппарата при задевании за препятствие, например за ствол дерева или каменный выступ. Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является индивидуальный летательный аппарат, содержащий дискообразный корпус с кольцевым обтекателем, с силовой установкой и движителями, установленными в вертикальных шахтах корпуса, и кабиной пилота . Основными недостатками известных устройств является отсутствие обзора из кабины нижней полусферы, особенно ухудшающегося с увеличением высоты полета, и отсутствие устройств, предотвращающих нарушение целостности конструкции и нарушение в связи с этим ее работоспособности при непреднамеренном или намеренном задевании за ствол дерева, столб, каменный выступ при выполнении, например, спасательных работ в лесу, горных ущельях, на линиях высоковольтных электропередач и т.п. Задача изобретения заключается в том, чтобы создать летательный аппарат для выполнения поисковых и спасательных работ в условиях, когда природными объектами ухудшен обзор земной поверхности и когда велика возможность задевания корпусом аппарата за эти природные объекты, например, при выполнении поисковых и спасательных работ в горных ущельях, лесных массивах, а также для выполнения различных работ на линиях высоковольтных передач, высотных зданиях и различного рода высотных сооружениях. Для достижения этого необходимо, чтобы аппарат обеспечивал пилоту обзор местности буквально "под ногами" и при случайном задевании препятствия корпусом не происходило даже частичного местного смятия его конструкции, которое может привести, например, к разрушению движителя или его приводных органов. Кроме этого, должна быть обеспечена безопасность спасаемого, не обладающего зачастую ясным сознанием (тонущий, "висящий" на вершине скалы долгое время и т.п.), чтобы вращающиеся движители не могли привести к травмированию спасаемого. Наряду с этими требованиями должна быть обеспечена большая грузоподъемность при минимальном весе аппарата и минимальной мощности силовой установки, должна быть обеспечена также возможность вертикального взлета и посадки и высокая маневренность. Задача решается тем, что в индивидуальном летательном аппарате, содержащем дискообразный корпус с кольцевым обтекателем, силовую установку, движители, установленные в вертикальных шахтах корпуса, и кабину пилота, кольцевой обтекатель выполнен упругим и установлен с возможностью вращения относительно вертикальной оси аппарата, а кабина выполнена в виде отдельного модуля и установлена снизу корпуса. При этом кольцевой обтекатель может быть выполнен в виде пневмотора; с возможностью соединения с валом силовой установки; выполнен в виде установленных один над другим пневмоторов, один из которых имеет вынос с одного борта корпуса, а второй с другого. Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен аппарат в разрезе, на фиг. 2 - вид аппарата в плане, на фиг. 3 - разрез аппарата с двумя пневмоторами, вид спереди. Индивидуальный летательный аппарат содержит (фиг. 1) корпус 1, в котором установлена силовая установка 2 с радиатором 3 жидкостного охлаждения, продуваемая воздухом, полость которого соединена каналом 4 с кабиной пилота, движители 5 в виде воздушных винтов (винтовентиляторов или воздушных турбин), которые установлены в вертикальных шахтах 6 корпуса и приводами соединены с валом силовой установки. По наружному кольцевому контуру корпуса 1 установлен кольцевой упругий обтекатель 7, выполненный, например, в виде пневмотора, при этом может быть установлен второй пневмотор 8 (фиг. 2, 3), расположенный над первым. Пневмотор 7 (фиг. 1) установлен на корпусе 1 в ориентирующем канале 9 посредством, например, катков (не показаны), позволяющих пневмотору 7 поворачиваться вокруг вертикальной оси. В выходных (нижних) отверстиях шахт 6 движителей 5 установлены струйные рули 10, выполненные в виде поворотных лопаток, а входные (верхние) отверстия шахт 6 могут закрываться предохранительными защитными сетками 11. Пневмотор 7 может свободно поворачиваться вокруг вертикальной оси аппарата или соединяться посредством приводного механизма (не показан) с валом силовой установки 2 для принудительного его вращения. Приводной механизм обеспечивает вращение пневмотора 7 по часовой стрелке или против часовой стрелки. На нижней поверхности корпуса 1 установлена кабина 12 пилота, выполненная в виде обтекаемого тела в вертикальном и горизонтальном направлениях. На нижней части кабины 12 установлены упругие стойки 13 шасси с пневмоопорами 14. Пневмоторы 7, 8 (фиг. 3) посредством приводных механизмов (не показаны) могут соединяться с валом силовой установки 2 для принудительного их вращения, причем пневмотор 7, имеющий вынос с левого борта, имеет вращение против часовой стрелки, а пневмотор 8, имеющий вынос с правого борта, - по часовой стрелке. Кабина 12 имеет остекление 15 и 16 для обеспечения обзора нижней полусферы спереди и сзади. Рукоятка 17 соединена со струйными рулями 10, а рукоятка 18 с дроссельной заслонкой силовой установки. Работает аппарат следующим образом. Для выполнения вертикального взлета необходимо запустить силовую установку 2, прогреть ее на оборотах малого газа и перемещением рукоятки 18 увеличить обороты силовой установки 2 и соответственно движителей 5 до такой величины, чтобы тяга, создаваемая движителями, превысила вес аппарата, при этом рукоятка 17 управления струйными рулями 10 должна быть установлена в нейтральном положении, что обеспечивает вертикальное положение лопаток струйных рулей 10. После набора заданной высоты рукоятку 17 перемещают вперед, если необходимо обеспечить перемещение аппарата вперед, или назад, если необходимо обеспечить перемещение аппарата назад, или наклоняют вправо или влево, если требуется разворот аппарата вправо или влево соответственно. Перемещение рукоятки 17 вперед приводит к отклонению поворотных лопаток струйных рулей 10 назад, при этом потоки воздуха от движителей 5 отклоняются назад, а аппарат перемещается вперед. После набора заданной скорости рукоятку 18 устанавливают в такое положение, когда аппарат не изменяет высоту полета. При перемещении рукоятки 17 назад или наклоне ее вправо или влево происходят процессы, описанные выше, и аппарат перемещается назад или поворачивается вправо или влево соответственно. Для совершения посадки в заданном месте рукоятку 18 перемещают в направлении уменьшения оборотов силовой установки 2 и соответственно движителей 5, вес аппарата начинает превышать тягу движителей 5, аппарат снижается и совершает посадку. Для предотвращения сноса аппарата при полете с боковым ветром соединяют пневмотор 7 с валом силовой установки 2. При боковом ветре, например, справа пневмотор 7 должен вращаться против часовой стрелки при взгляде сверху. При этом в соответствии с эффектом Магнуса на переднем конце пневмотора 7 направление вращения совпадает с направлением ветра и происходит уменьшение давления воздуха на пневмотор, на заднем конце пневмотора направление вращения противоположно направлению потока ветра и происходит повышение давления воздуха на пневмотор, т.е. на аппарат в целом действует дополнительная подталкивающая его вперед сила. При ветре слева вращение пневмотора 7 осуществляют по часовой стрелке, происходят описанные выше процессы и также происходит подталкивание аппарата вперед. В ситуации, когда аппарат перемещается в воздухе на небольшом удалении от поверхности земли в условиях, когда присутствует много препятствий, например стволов деревьев, происходят скользящие сталкивания деревьев, при этом, во-первых, пневмотор предохраняет от смятия металлических (композитных) конструкций и, во-вторых, он проворачивается вокруг вертикальной оси и резкого торможения и остановки аппарата не происходит. Аналогичная ситуация может возникнуть и при выполнении, например, спасательных операций в узких горных ущельях или у отвесной скалы и т.п. Когда на аппарате установлено два пневмотора 7 и 8 (или два тороподобных упругих элемента), то при прохождении между двумя близко расположенными препятствиями аппарат, задевая эти препятствия, продолжает устойчивый полет, т. к. пневмоторы имеют выносы с бортов, причем об одно препятствие касается один пневмотор, а о другое - второй, поворачиваясь в разные стороны, они не тормозят аппарат. При полете в свободном пространстве пневмоторы могут быть соединены с валом силовой установки и в этом случае, вращаясь в разные стороны, они как бы разрезают встречный воздушный поток, расталкивая его в стороны, и уменьшают сопротивление среды движению корпуса 1 вперед. Вращение движителей 5 осуществляется в разные стороны (показано на фиг. 2 стрелками), что компенсирует реакции от вращения движителей 5 на корпус 1 и вращения корпуса 1 вокруг своей оси не происходит. Создание индивидуального летательного аппарата согласно заявляемому изобретению позволит получить ряд существенных преимуществ. Расположение кабины пилота под корпусом с движителями позволит значительно улучшить обзор нижней полусферы по сравнению с известными устройствами подобного типа, причем хороший обзор обеспечивается независимо от высоты полета. Выполнение кабины пилота в виде отдельного модуля и расположение ее под корпусом с движителями и силовой установкой при применении упругой подвески исключит передачу вибрации и шума от движителей и силовой установки на кабину, в результате чего повышается комфортность. Увеличение высоты расположения корпуса с движителями над поверхностью земли уменьшит пылеобразование от воздушных потоков, создаваемых движителями, и улучшается устойчивость аппарата в полете. Применение в качестве кольцевого обтекателя корпуса пневмотора (пневмоторов) обеспечит безаварийность аппарата при ударе о препятствие, причем подбором величины давления в пневмоторе обеспечивается безаварийность при столкновении при различных скоростях сталкивания. Возможность беспрепятственного проворачивания пневмотора вокруг вертикальной оси позволит избежать резких торможений аппарата при скользящих боковых ударах о препятствие. Принудительное вращение пневмотора (пневмоторов) обеспечит уменьшение сопротивления движению при боковом или встречном ветре. Выполнение кабины пилота в виде отдельного модуля позволит обеспечить быстроразъемное ее соединение (разъединение) с корпусом движителей, что облегчает транспортировку аппарата к месту использования, и уменьшается потребный объем помещения для хранения аппарата. Источники информации: 1. Журнал "Техника молодежи" N 8, 1963 г., стр. 14 - 15. 2. Журнал "Техника молодежи" N 6, 1956 г., стр. 23. 3. Журнал "Крылья родины", N 2, 1957 г., стр. 22, рис. 12. 4. Журнал "Техника молодежи" N 7, 1971 г., стр. 1. 5. Журнал "Юный техник" N 4, 1989 г., стр. 16 (прототип).

Формула изобретения

1. Индивидуальный летательный аппарат, содержащий дискообразный корпус с кольцевым обтекателем, силовую установку, движители, установленные в вертикальных шахтах корпуса, кабину пилота, отличающийся тем, что кольцевой обтекатель выполнен упругим и установлен с возможностью вращения относительно вертикальной оси аппарата, а кабина пилота выполнена в виде отдельного модуля и установлена снизу корпуса. 2. Индивидуальный летательный аппарат по п.1, отличающийся тем, что кольцевой обтекатель выполнен в виде пневмотора. 3. Индивидуальный летательный аппарат по пп.1 и 2, отличающийся тем, что кольцевой обтекатель установлен с возможностью соединения с валом силовой установки. 4. Индивидуальный летательный аппарат по пп.1, 3, отличающийся тем, что кольцевой обтекатель выполнен в виде установленных один над другим пневмоторов, один из которых имеет вынос с одного борта корпуса, а второй - с другого.