Летательные аппараты для одного человека. Персональный летательный аппарат: в продажу поступили джетпэки. Самолёт с паровым двигателем

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

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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.

При нынешнем технологическом прогрессе никого не удивишь таким явлением, как летательный аппарат. Но далеко не каждый обыватель знает, с чего начиналась эпоха покорения неба и до какого уровня дошли современные технологии. Поэтому есть все причины для того, чтобы уделить больше внимания технике, которая передвигается в атмосфере.

Что можно определить как аппарат, способный летать?

Прежде чем переходить к более подробной информации, стоит выяснить значение ключевых терминов. Летательный аппарат - это устройство, предназначенное для полета в атмосфере нашей планеты и даже в космосе. Такую технику, как правило, разделяют на три основных вида: модели, которые легче воздуха, тяжелее и космические.

Для того чтобы каждый тип аппаратов смог успешно летать, используется аэродинамический, аэростатический и газодинамический принцип подъемной силы. Например, дирижабль поднимается в воздух благодаря разности плотности газа, который находится внутри него, и непосредственно самой атмосферы.

Летательный аппарат управляется посредством использования силы тяги и подъемной силы. Этот принцип ярко реализован в самолетах с реактивным двигателем и современных вертолетах.

С чего все начиналось?

Смелые шаги к преодолению притяжения человечество начало предпринимать очень давно. Но первые летательные аппараты мир увидел только после 1647 года. Именно тогда в воздух поднялся аэроплан с мотором, который совершил полноценный полет. Для того чтобы этот аппарат смог двигаться, итальянский разработчик Титу Ливио Бураттини оборудовал свое творение двумя парами неподвижных крыльев, а другие четыре (в передней и задней части корпуса) оснастил пружинами, которые позволяли использовать для полета принцип орнитоптера.

Англичанин Роберт Гук также смог собрать похожий механизм. Его орнитоптер успешно взлетел в воздух спустя 7 лет после успеха итальянского изобретателя.

В 1763 году Мельхиор Бауэр представил общественности проект, согласно которому его аппаратимел неподвижные крылья и двигался при помощи пропеллера.

Знаменательным является тот факт, что именно российский ученый М. В. Ломоносов первым разработал и построил модель, которая была тяжелее воздуха и работала по принципу вертолета, оборудованного соосными винтами.

Почти сто лет спустя, в 1857 году, аэроплан француза Феликса дю Тампля совершил полноценный полет. В движение этот аппарат приводился благодаря электрическому двигателю и двенадцатилопастному винту.

Виды летательных аппаратов

Как говорилось выше, есть несколько типов устройств, способных преодолевать земное притяжение: те, что легче и тяжелее воздуха, а также модели, которые предназначены для полета в космос.

К тем аппаратам, которые принято считать тяжелыми, относится такая техника, как вертолеты, самолеты , винтокрылы, экранопланы, автожиры, планёры и другие. При этом подъемная сила, необходимая для полета, обеспечивается преимущественно за счет неподвижных крыльев и лишь частично хвостовым оперением, а также фюзеляжем. Поскольку корпус таких аппаратов имеет большой вес, для того чтобы подъемная сила превысила массу самолета или планера, необходимо развить определенную скорость. Именно по этой причине и нужны взлетные полосы.

В случае с вертолетами, автожирами и винтокрылами подъемная сила создается благодаря вращению лопастей несущего винта. В связи с этим подобным аппаратам не нужна взлетная полоса для подъема в воздух, равно как и для приземления.

Стоит отметить, что, в отличие от вертолетов, винтокрылы поднимаются в атмосферу при помощи вращения как несущего, так и воздушных винтов. Сейчас есть множество моделей различной конструкции. Например, в некоторых аппаратах используется воздушно-реактивный двигатель.

Легкая авиация

Желание покорить воздушное пространство привело к развитию технологий, позволивших подниматься в воздух всем желающим. Речь идет об СЛА (сверхлегкие летательные аппараты). Такой тип техники отличается тем, что его предельная взлетная масса не превышает отметку в 495 кг.

При этом подобные аппараты делятся на два основных вида:

Моторные (автожиры, аэрошуты, сверхлегкие вертолеты, мотодельтапланы, паролеты, амфибии-СЛА, гидро-СЛА, мотопарапланы, дельталеты и микросамолёты);
- безмоторные (парапланы, дельтапланы).

Важно понимать, что в категорию «сверхлегкие летательные аппараты» не попадают аэростаты, воздушные шары и парашюты.

Такое направление авиации, как СЛА, пользуется большой популярностью, в связи с чем постоянно разрабатываются новые модели и виды этой техники.

Любительские проекты

Страсть многих обывателей к свободному перемещению в воздушном пространстве настолько сильна, что немало энтузиастов самостоятельно собирают аппараты, способные летать.

Разумеется, если кто и делает детали техники, предназначенной для смелых полетов, в условиях гаража, то крайне редко. Подавляющее большинство обывателей, ориентированных на самодельные летательные аппараты, заказывают составляющие у надежных производителей и, следуя инструкции, собирают собственное небесное детище.

Если внимательно выполнять все указания, да к тому же проконсультироваться у живого инструктора, то есть все шансы получить качественную конструкцию, на которой можно смело подниматься в небо.

Самодельные летательные аппараты, как правило, имеют вид планера. Причем есть модели с мотором и без него. Для того чтобы использовать планер, в принципе, никакой документации не нужно. Но в том случае, если имеет место мотор, управление аппаратом возможно только при наличии соответствующего разрешения.

Автоматизация процесса

Прогресс не стоит на месте, и с развитием научно-технической базы появились беспилотные летательные аппараты(БПЛА).

Впервые такие устройства начали использовать в Израиле (1973) для сбора разведданных. В наши дни подобные технологии применяют в самых разных сферах жизни современного общества, и популярность их постоянно растет.

Объяснить повышенный спрос на БПЛА нетрудно: они исключают необходимость присутствия экипажа и достаточно экономны как в производстве, так и в эксплуатации. Более того, без труда могут выполнять те маневры, которые недоступны для обычных самолетов из-за сильных физических перегрузок летчиков. К тому же становится неактуальным такой фактор, как усталость экипажа, что значительно увеличивает потенциальную длительность полета.

На данный момент существует более 50 производителей беспилотных аппаратов. Количество типов БПЛА, которые они выпускают, превышает отметку в 150 моделей.

В основном такие летательные аппараты используются для военных целей (разведка, поражение наземных элементов).

Видеосъемка с воздуха

Поскольку различные способы запечатления прекрасных видов давно являются увлечением тысяч людей по всей планете, летательным аппаратам не пришлось долго ждать такого апгрейда, как цифровая видеокамера. Сейчас есть масса мультикоптеров и квадрокоптеров (они же дроны), которые активно используются для получения оригинального видео и не только.

Фактически летательный аппарат с камерой, который управляется дистанционно, можно использовать для любых частных целей или профессиональных задач (аэрофотосъемка местности, воздушная слежка, создание документального кино и др.). По этой причине такая техника очень популярна. К тому же приобретение мультикоптера не требует больших затрат.

Гражданское население нередко использует дроны для обзора труднодоступной местности и съемки авторских видеороликов.

Системы управления летательными аппаратами

Для того чтобы задействовать различные механизмы самолета во время полета, используется передача сигналов непосредственно от самих органов управления, которые расположены в кабине, к различным приводам аэродинамических поверхностей.

Такая система называется электродистанционной (ЭДСУ). Для передачи управляющих команд в ней используются электрические сигналы.

При этом электродистанционную систему управления можно разделить на два основных типа: с механическим резервом и полной ответственностью. Механическая проводка используется в том случае, если отказывает ЭДСУ.

При этом в современных моделях летательных аппаратов с экипажем используется автопилот, который собирает информацию об угловых перемещениях и корректирует положение самолета, равно как и его курс.

В случае с вертолетами автоматическая система пилотирования частично облегчает работу летчика. Например, убирает необходимость следить за угловыми перемещениями.

Что касается дистанционного управления, скажем дронами, то в этом случае может использоваться специальный пульт. Нередко такой летательный аппарат управляется при помощи смартфонов.

Итоги

На основе вышеизложенной информации можно сделать вывод, что самолеты, вертолеты, беспилотники и различные виды дронов заняли прочное место как в частной жизни обычных граждан, так и в военной индустрии многих стран. Поэтому есть все основания ожидать, что будущий уровень повседневного комфорта и тактического превосходства государств неизменно будет связан с технологическим развитием основных направлений авиации.

Удивительно, какие только летательные аппараты можно собрать, вложив массу усилий, креативности и много денег. Предлагаю вашему вниманию подборку необычных и порой довольно странных летательных аппаратов.

Проект НАСА «М2-F1» получил прозвище «летающая ванна». Главное его предназначение разработчики видели в использовании в качестве капсулы для приземления астронавтов. Первый полет этого бескрылого летательного аппарата состоялся 16 августа 1963 года, а ровно через три года в тот же день, состоялся последний:

Дистанционно управляемый. С середины 1979 г. до января 1983 г. на авиабазе НАСА проводились испытания двух дистанционно пилотируемых аппаратов HiMAT. Каждый самолет был приблизительно наполовину меньше размера F‑16, но имел почти вдвое превосходство в маневренности. При околозвуковой скорости звука на высоте 7500 м аппарат мог совершать разворот с перегрузкой 8 g, для сравнения, истребитель F‑16 на тех же высотах выдерживает перегрузку только 4,5 g. По окончании исследований оба аппарата были сохранены:

Бесхвостый. Прототип самолета McDonell Douglas X-36, построенный с одной целью: проверить летающие способности бесхвостых самолетов. Был построен в 1997 году и по задумке разработчиков мог управляться дистанционно с земли:

Кособокий. Ames AD-1 (Эймес АД-1) - экспериментальный и первый в мире самолёт с косым крылом Ames Research Center и Бёрта Рутана. Был построен в 1979 году и совершил первый полет 29 декабря того же года. Испытания проводились до начала 1982 года. За это время AD-1 освоили 17 летчиков. После закрытия программы самолёт поместили в музей города Сан-Карлос, где он находится до сих пор:

С вращающимися крыльями. Boeing Vertol VZ-2 - первый в мире летательный аппарат, использующий концепцию поворотного крыла, с вертикальным/укороченным взлетом и посадкой. Первый полет с вертикальным взлетом и зависанием в воздухе был совершен VZ-2 летом 1957 года. После серии успешных испытаний VZ-2 был передан в исследовательский центр NASA в начале 60-х:

Самый большой вертолет. В связи с потребностями советского народного хозяйства и вооруженных сил в конструкторском бюро им. М. Л. Миля в 1959 г. начались исследования сверхтяжелого вертолета. 6 августа 1969 года на вертолете МИ В-12 был установлен абсолютный мировой рекорд подъема груза - 40 тонн на высоту 2 250 метров, не превзойденный до настоящего времени; всего на вертолете В-12 было установлено 8 мировых рекордов. В 1971 году вертолет В-12 успешно демонстрировался на 29-м Международном авиакосмическом салоне в Париже, где был признан «звездой» салона, а затем в Копенгагене и Берлине. В-12 - самый тяжёлый и грузоподъёмный вертолёт, когда-либо построенный в мире:

Летающая тарелка. VZ-9-AV Avrocar - летательный аппарат вертикального взлёта и посадки разработки канадской компании Avro Aircraft Ltd. Разработка летательного аппарата началась в 1952 году в Канаде. 12 ноября 1959 года совершил первый полёт. В 1961 году проект был закрыт, как официально заявлено в связи с невозможностью «тарелки» оторваться от земли выше 1,5 метров. Всего было построено два аппарата «Аврокар»:

Истребитель в виде летающего крыла Northrop XP-79B, оснащенный двумя реактивными двигателями, был построен в 1945 году американской фирмой Northrop. Предполагалось, что он будет пикировать на вражеские бомбардировщики и разбивать их, отрубая хвостовую часть. 12 сентября 1945 года самолет совершил единственный полет, который закончился катастрофой через 15 минут полета:

Самолет-космический корабль. Боинг X-48 (Boeing X-48) - американский экспериментальный беспилотный летательный аппарат, созданный совместными усилиями компании Boeing и агентства NASA. Аппарат использует одну из разновидностей летающего крыла. 20 июля 2007 он первые поднялся на высоту 2 300 метров и приземлился спустя 31 минуту полёта. X-48B стал лучшим изобретением 2007 года по версии Times.

Футуристический. Еще один проект НАСА - NASA Hyper III - самолет, созданный в 1969 году:

Экспериментальный самолет Vought V-173. В 1940-х годах американский инженер Чарльз Циммерман создал самолет уникальной аэродинамической схемы, который до сих пор продолжает удивлять не только своим необычным видом, но и летными характеристиками. За свою неповторимую внешность он удостоился множества прозвищ, среди которых был «Летающий блин». Он стал одним из первых аппаратов вертикального/укороченного взлета и посадки:

Спустившийся с небес. HL-10 - один из пяти летательных аппаратов летно-исследовательского центра НАСА, использовавшийся для изучения и проверки возможности безопасного маневрирования и посадки на аппарате с низким аэродинамическим качеством после его возвращения из космоса:

Обратная стреловидность. Су-47 «Беркут» - проект российского палубного истребителя, разработанный в ОКБ им. Сухого. Истребитель имеет крыло обратной стреловидности, в конструкции планера широко используются композитные материалы. В 1997 г. был построен первый летающий экземпляр Су-47, сейчас он является экспериментальным:

Полосатый. Grumman X-29 - самолёт-прототип с обратной стреловидностью крыла, разработки 1984 года корпорацией Grumman Aerospace (сейчас – Нортроп Грумман). Всего было построено два экземпляра по заказу Агентства по перспективным оборонным научно-исследовательским разработкам США:

Вертикально взлетающий. LTV XC-142 - американский экспериментальный транспортный самолет вертикального взлета и посадки с поворотным крылом. Совершил первый полёт 29 сентября 1964 года. Построено пять самолетов. Программа прекращена в 1970 году. Единственный сохранившийся экземпляр самолёта находится в экспозиции Музея ВВС США:

Каспийский Монстр. «КМ» (Корабль-макет), за рубежом также известен как «Каспийский монстр» - экспериментальный экраноплан, разработанный в конструкторском бюро Р. Е. Алексеева. Экраноплан имел размах крыла 37,6 м, длину 92 м, максимальную взлётную массу 544 тонны. До появления самолёта Ан-225 «Мрия» это был самый тяжёлый летательный аппарат в мире. Испытания «Каспийского Монстра» проходили на Каспии в течение 15 лет до 1980 года. В 1980 году из-за ошибки пилотирования КМ потерпел аварию, жертв не было. После чего операций по восстановлению или постройке нового экземпляра КМ не проводилось:

Воздушный кит. Super Guppy - транспортный самолет для перевозки негабаритных грузов. Разработчик - Aero Spacelines. Выпущен в количестве пяти экземпляров в двух модификациях. Первый полет - август 1965 года. Единственный летающий «воздушный кит» принадлежит NASA и эксплуатируется для доставки крупногабаритных изделий для МКС:

Остроносый. Douglas X-3 Stiletto - американский экспериментальный самолет-моноплан фирмы «Дуглас». В октябре 1952 года состоялся первый полёт самолёта Douglas X-З:

Для полетов на Луну. Этот спускаемый модуль, построенный в 1963 году, был частью проекта «Аполлон», целью которого была первая пилотируемая высадка на Луну. Модуль был оснащен одним реактивным двигателем:

Винтокрыл. Сикорский S-72 - экспериментальный вертолет. Первый полёт S-72 совершил 12 октября 1976. Полет модернизированного S-72 состоялся 2 декабря 1987 года, но после трех следующих полетов финансирование было прекращено:

Самолет-ракета. Ryan X-13A-RY Vertijet - экспериментальный реактивный самолет вертикального взлета и посадки, созданный в США в 1950-х. Разработчик - компания Ryan. Заказчик-ВВС США. Всего было построено два таких самолета:

Лунный модуль. Еще один спускаемый модуль вертикального взлета и посадки, построенный в 1964 году, был частью проекта «Аполлон», целью которого была первая пилотируемая высадка на Луну.

Футуристический. Еще один проект НАСА - NASA Hyper III - самолет, созданный в 1969 году:

Реактивный ранец «Мартин джетпэк» стал результатом многолетней работы компании Martin Aircraft во главе с ее основателем инженером Гленном Мартином. Джетпэк - это устройство высотой и шириной около полутора метров и весом в 113 кг. Для изготовления исходного материала применяются углеродные композиты.

Аппарат поднимается в воздух с помощью двигателя мощностью 200 л/с (больше, чем у Honda Accord, к примеру), который приводит в движение два винта. Пилот с помощью двух рычагов может управлять набором высоты и ускорением аппарата. Джетпэк способен пролететь без остановки около 30 минут, развивая скорость до 100 км/ч. Впрочем, и топлива такой аггрегат расходует намного больше, чем легковой автомобиль - около 38 литров в час. Создатели устройства особенно подчеркивают его надежность: джетпэк оснащен системой безопасности и парашютом, необходимым в случае удара при посадке или сбое работы основного двигателя.

Идея о создании персонального реактивного устройства появилась около 80 лет назад. Предшественником джетпэка можно считать rocket pack, топливом для которого служила перекись водорода.

Первые устройства такого рода, например, jet vest («реактивный жилет») Томаса Мура, появились после Второй мировой войны и позволяли на несколько секунд приподнять пилота над землей. После этого начались многолетние разработки по заказу американских вооруженных сил. В апреле 1961 года, через неделю после полета Юрия Гагарина, пилот Гарольд Грэм совершил первый в истории полет с помощью персонального реактивного устройства и провел в воздухе 13 секунд.

Наиболее успешная модель реактивного ранца, Bell Rocket Belt , была изобретена в том же 1961 году. Предполагалось, что с помощью этого аппарата военные командиры смогут перемещаться по полю боя, проводя в полете уже до 26 секунд. Позднее военные сочли разработку невыгодной из-за высокого расхода топлива и сложностей в эксплуатации. Поэтому основное применение устройство получило в съемках фильмов и постановках шоу, в которых необычные полеты всегда вызывали всеобщий восторг.

Популярность Bell Rocket Belt достигла своего пика в 1965 году, когда на экраны вышел новый фильм Бондианы «Шаровая молния» , в котором знаменитому спецагенту удалвалось ускользнуть от преследователей с крыши замка именно с помощью такого устройства. С того времени появлялись всевозможные вариации моделей реактивных ранцев. Вскоре создали и первый гаджет с настоящим турбореактивным двигателем - Jet Flying Belt, который продлил полет до нескольких минут, но оказался чрезвычайно громоздким и небезопасным в использовании.

Идея создания своего джетпэка появилась у новозеландца Гленна Мартина еще в 1981 году. В процесс создания аппарата он вовлек и свою семью: жену и двоих сыновей. Именно они выступали в качестве пилотов на первых тестовых запусках устройства в их семейном гараже. В 1998 году специально для разработки новой версии аппарата была образована компания Martin Aircraft. Ее сотрудники, а также исследователи из университета Кентербери помогли изобретателю достичь желаемого результата. В 2005 году после выпуска нескольких пробных моделей разработчики смогли добиться устойчивости устройства во время полета - и уже через 3 года успешно провели первый показательный полет на авиашоу в американском городе Ошкош.

В начале 2010 Mаrtin Aircraft объявила о выпуске первых 500 моделей, каждая из которых обойдется покупателю в 100 000 долларов. Как полагает компания, с ростом производства и продаж джетпэк будет стоить примерно как средний автомобиль. В этом же году журнал Time назвал Martin Jetpack одним из лучших изобретений 2010 года. Стартовые продажи уже начались - по словам разработчиков, компания уже получила уже более 2500 запросов.

Из-за малого веса устройства пилоту джетпэка не требуется лицензия на полеты в США (условия могут отличаться в других странах). Тем не менее, перед запуском предусмотрен обязательный обучающий курс от Martin Aircraft.

«Если кто-то считает, что не будет покупать джетпэк, пока он не будет размером со школьный рюкзак, это его право, - рассказывает Мартин. - Но нужно понимать, что тогда он не сможет купить джетпэк на протяжении всей своей жизни».

Специальной системы регуляции подобного воздушного транспорта в США пока нет, однако, по сообщениям создателей, Федеральная администрация по авиации (FAA) разрабатывает проект введения ЗD-магистралей в небе, основанных на сигналах GPS.

Возможно, будет полезно почитать: