«У истоков эры авиации и воздухоплавания»

«У истоков эры авиации и воздухоплавания»

Идея полета в Древнем мире

Обретение человеком крыльев и возможности летать - один из самых распространенных сюжетов в мифологии народов мира. Однако подавляющее большинство древних легенд на эту тему имеют печальный финал. Одной из таких мифических историй является сказание об Икаре и Дедале. Долгое время искусный зодчий Дедал и его сын Икар были пленниками на острове.

Однажды отец и сын решили бежать. Скрепив воском птичьи перья, они сделали крылья, на которых попытались перелететь с острова. По легенде, Икар поднялся очень близко к солнцу, и воск, соединявший перья, растаял. Юноша упал в море и утонул. Дедал летел гораздо ниже, поэтому ему удалось добраться до берега.

Как назывался остров, на котором Икар и Дедал были пленниками?_____________________ (1 балл).

Китай – один из древнейших очагов мировой цивилизации. Люди, населявшие этот регион, построили __________________________ (1 балл), подарили человечеству __________ (1 балл), _______ (1 балл), фейерверк и еще много полезных вещей. Из Древнего Китая дошли до нас и самые ранние свидетельства о реально существовавшем летательном аппарате.

Для его изготовления брали несколько не очень толстых стволов, скрепляли их в виде рамочки, на которую натягивали кусок плотной материи или бумаги. Это устройство удерживалось в воздухе при помощи ветра и натянутой нити. Это устройство – воздушный змей. Точно определить дату его первого запуска и имя изобретателя не может ни один историк авиации, однако многие склоняются к мысли, что произошло это еще в IV-III веках до н. э.

Почему этот летательный аппарат стали называть змеем? (2 балла, ответ не более 100 слов).

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Не прошло и ста лет, как первоначально мирное изобретение китайцев – было замечено военными.

Как использовали воздушного змея военные? (2 балла, ответ не более 50 слов)

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Летательные аппараты легче воздуха

Параллельно с прогрессом в области авиации, шло развитие воздухоплавания. Воздухоплавание (или аэронавтика)- это создание летательных средств легче воздуха. К ним причисляют аэростаты (воздушные шары) и дирижабли. Самые первые воздушные шары были тепловыми. Горячий воздух в шар загонялся с помощью жаровен. Подобные летательные средства часто называют монгольфьерами, по фамилии французских изобретателей братьев Монгольфье. Братья были первыми, кто зарегистрировал свой проект, отослав отчет о нем во Французскую академию наук.

Как и при первых космических запусках, первыми пассажирами монгольфьера были животные ______________________________________________________________________ (1 балл)

Позже появились воздушные шары, где использовалась газовая горелка. Нагревая с ее помощью воздух, можно было увеличить продолжительность полета, а периодическое включение и выключение горелки позволяло длительное время удерживать постоянную высоту полета. Шары такой конструкции получили название "розьеры" в честь барона де Розье. Вскоре после монгольфьеров появились их ближайшие конкуренты – водородные шары-шальеры. Главный недостаток воздушный шаров - их неспособность летать горизонтально без помощи воздушных потоков, поэтому конструкторы стали задумываться о создании управляемых аэростатов. Аппараты такого типа получили название "дирижабли" или "цеппелины" (по имени Фердинанда Цеппелина).

От какого французского глагола дирижабль получил свое название? ____________________ (1 балл).

XVIII-е и XIX-е столетия можно охарактеризовать как эру воздухоплавания. Появившись во Франции, воздушные шары и дирижабли становятся популярными в большинстве развитых европейских стран. Первые тепловые шары-монгольфьеры, сменились более летучими шальерами, а в XIX веке им на смену приходят дирижабли, управляя которыми человек действительно мог ощущать себя покорителем небесных просторов.

Летательные аппараты с неподвижным крылом

Итак, самым древним летательным аппаратом является воздушный змей. Утоляло ли такое летательное средство жажду людей летать? Сомнительно! Не очень приятно болтаться на привязи и подчиняться любому дуновению ветра. Человек, мечтающий о роле покорителя воздушной стихии, должен был выбрать иной путь: изготовление крыльев подобных птичьим. Так зародилась идея планеризма.

И в Средние века, и в Новое время, вопреки настороженному отношению церкви, люди продолжали изобретать и испытывать летательные аппараты. Первый документально зафиксированный полет европейца относится к XI веку. В 1020 г. английский монах-бенедиктинец Эйлмер из Малмсбери нацепил крылья и спрыгнул с монастырской колокольни.

Ему в какой-то мере удался планирующий полет, ибо смельчак отделался только переломами.

Какое прозвище было у монаха Эйлмера?___________________________________________ (1 балл).

Летательные аппараты с машущими крыльями

Неудачные попытки планирующих полетов и мнение, что парящая птица удерживается в воздухе благодаря небольшим и очень быстрым взмахам крыльев, заставили многих изобретателей обращаться к проектам летательных аппаратов с машущими крыльями. Известно предание о британском короле Бладуде, изготовившим крылья, действующие при помощи маховых движений. Его полет с дворцовой башни закончился трагически.

Знаменитый английский философ и естествоиспытатель францисканский монах Роджер Бекон в 1542 г. размышлял о создании воздушной повозки: "Можно построить машины, сидя в которых, человек, вращая приспособления, приводящие в движение искусственные крылья, заставлял бы ударять их по воздуху, подобно птичьим".

Какой специальный термин (название) Леонардо да Винчи придумал для летательных приспособлений такого типа?________________________ (1 балл).

Леонардо принадлежит несколько замечательных конструктивных идей в области авиации:

-  создание фюзеляжа в форме лодки;

-  использование поворотного хвостового оперения, напоминающего современный руль высоты;

-  изобретение убирающегося в полете шасси. Великий итальянец видимо опасался, что мускульной силы человека может не хватить, и поэтому изобрел орнитоптер, в качестве источника, энергии которого выступал туго натянутый лук.

В XVII веке идея о несостоятельности таких аппаратов получила теоретическое обоснование. Борелли и Р. Гук доказали, что весовые и энергетические характеристики птиц и людей различны, а, следовательно, полеты на летательных средствах с машущими крыльями обречены на неудачу.

Безмоторные планеры

Во второй половине XIX века наблюдения за полетом птиц привели к революционному открытию: причиной парящего полета является вертикальное перемещение воздушных масс. Результатом стало возвращение к проектам создания летательных средств с неподвижными крыльями. Ранние планеры имели птицеобразную форму.

В 60-е годы XIX века вблизи французского порта Брест было произведено испытание аппарата с фюзеляжем в виде лодки и крыльями как у альбатроса, его изобретатель, капитан дальнего плавания Жан-Мари Ле Бри.

Вклад Ле Бри в историю авиации значителен:

-  был открыт буксирный метод старта;

-  было доказано преимущество обтекаемого корпуса и удлиненных крыльев.

Опишите, что означает буксирный метод старта, открытый Ле Бри (3 балла, ответ не более 100 слов):

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Именно открытый им буксирный метод старта используется сегодня в 90% случаев. Им же на практике доказаны некоторые незыблемые постулаты аэродинамики: корпус фюзеляжа должен быть обтекаемым, крылья удлинены. Доказано также, что не следует слепо копировать облик птицы, делать крылья подвижными, т. к. это усложняет управление аппаратом.

Революционное открытие в истории планеризма сделал другой француз — Л.-П. Муйяр. Исследуя полет птиц в восходящих потоках воздуха, он пришел к выводу, что можно совершить полет на аппарате без мотора с неподвижными крыльями. Свой вывод француз поспешил проверить на практике. Первые два планера были неудачными по конструкции.

Новая страница в истории планеризма будет открыта с началом деятельности немецкого конструктора и экспериментатора Отто Лилиенталя. По сравнению с современными, аппараты немца, естественно, были несовершенны. Последователи Лилиенталя учились на его ошибках, использовали его находки, например управление аппаратом при помощи балансирования весом, что позволило создавать нужные повороты относительно трех осей. Лилиенталь внес и некоторые технические новации:

-  крылья с вогнутостью, обращенной вниз;

-  уменьшенный (до 6-7 м.) размах крыла;

-  вертикальное и горизонтальное оперение, придающее крыльям устойчивость;

-  усовершенствованный стабилизатор.

Одним из самых умелых последователей Лилиенталя был англичанин П. Пильчер. В отличие от своего предшественника он предпочитал буксирный метод старта.

Первые модели Пильчера "Бэт", "Битл", "Галл" нельзя назвать удачными, но упорный англичанин не отступал. Его лучшая конструкция преодолевала расстояние до 200 метров и отличалась относительной маневренностью.

Как называлась эта конструкция Пильчера? _________________________________________(1 балл).

Следующий этап конструирования планеров связан с деятельностью американцев Орвила и Уилбура Райтов. В 1900 году из сосны и обивки они сделали биплан весом в 22 кг. И с размахом крыльев 5,2 метра. Начиная с 1900 года, братья сконструировали ряд бипланов, однако дальность их полета составляла не более 118 метров. Прежде чем приступить к очередному проекту, американцы изучили всевозможные профили и формы крыла в аэродинамической трубе собственной конструкции.

В 1903 году они запатентовали свою систему управления планером, при которой совместно действовали перекашиваемое крыло и поворачивающийся вертикальный руль управления.

Более тысячи полетов совершили братья на своем аппарате только за 1902 год. Самым лучшим оказался тот, когда биплан пролеметров и продержался в воздухе 22 секунды. В 1903 году и этот рекорд был побит. Вклад американцев в историю планеростроения заключается в разработке схемы аэродинамического управления летательным аппаратом.

Аэропланы с двигателем

В 60-е годы XIXвека вблизи французского порта Брест было произведено испытание аппарата с фюзеляжем в виде лодки и крыльями как у альбатроса. В отличие от самолетов моторы на аппаратах этого типа выполняли вспомогательную роль. Их задача сводилась к помощи при перелете с одного воздушного потока на другой. Как и обычные планеры, мотопланеры взлетали против ветра с возвышенности и постепенно планировали к земле. Пропеллера могло и не быть. В конце XIX века все самые известные конструкторы пришли к идее моторизированных планеров. Правда, большинство таких проектов нельзя назвать успешными.

Первые авиационные моторы представляли собой громоздкие и тяжелые паровые машины. Проект первого аэроплана с мотором такого типа принадлежит немцу Ф. Маттису. В центре ромбовидного крыла самолета Маттис предполагал разместить тяжелый двигатель.

Слава создателя первого самолета, оторвавшегося от земли, принадлежит британцу Джону Стрингфеллоу.

К концу XIX столетия стало окончательно ясно, что из-за своих размеров и массы паровые двигатели не могут успешно использоваться в авиастроении. Впрочем, попытки найти замену пару предпринимались и раньше. Например, в 1857-1858 годах Феликс дю Тампль де ла Круа произвел испытание своего аэроплана, оснащенного электрическим мотором.

Важнейшей вехой в истории самолетостроения явилось изобретение двигателя внутреннего сгорания (ДВС), сделанное в 1876 году немецким инженером Н.-А. Отто. Через несколько лет соотечественник Отто, Готлиб Даймлер, изобрел двигатель, работающий на бензине. В нем было применено особое устройство, карбюратор, в котором бензин испарялся, пары смешивались с воздухом и поступали в цилиндр двигателя.

Получив, наконец, в свое распоряжение достаточно легкие ДВС мощностью всего 10-30 л. с., целый ряд конструкторов приступили к постройке аэропланов. Результат не заставил себя долго ждать: в 1903 году поднялся в небо самолет братьев Райт, который был снабжен бензиновым двигателем с горизонтально расположенными двумя цилиндрами.

Составьте предложение, используя следующие слова и даты: 17 декабря 1903 года; 36,5 км; Орвил Райт; «Флайер-1»; 12 секунд; 355 кг. (2 балл)

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Таким образом, во второй половине XIX в., благодаря изобретениям Отто и Даймлера, было преодолено важнейшее препятствие на пути создания летательных аппаратов тяжелее воздуха. Путь для развития самолетостроения был открыт. Наступающему XX столетию суждено было стать веком АВИАЦИИ!