ГЛАВА ШЕСТАЯ
   Самолет - аппарат ХХ века.
   
   Перечитывая предыдущие главы этой книги вам довольно часто приходилось встречаться с различными специальными терминами, относящимися к области воздухоплавания и авиации. Где-то я давал им лишь краткое объяснение, а где-то просто старался обойти слишком сложные термины и преднамеренно упрощал рассказ о том или ином летательном аппарате.
   
   --------
   Из истории абсолютных мировых рекордов высоты полета.
   20 мая 1909 г. французский пилот Поль Тиссандье поднял свой самолет марки "Wright" на 55 метров. В этом же году 29 августа английский пилот Г. Латам находясь во Франции на самолете конструкции "Antoinette" достиг высоты в 155 м. Всего два месяца понадобилось французу Шарлю де Ламберу на то, чтобы удвоить этот рекорд. 18 октября 1909 г. управляя самолетом "Wright" он поднялся на 300 м. Два следующих зарегистрированных рекордов вновь принадлежали Г. Латаму. 1 декабря 1909 г. его "Antoinette" поднялся на 453 м., а уже 7 января 1910 г. был покорен километровый рубеж.
   --------
   
   Но, как говорится в пословице: "каждому овощу свое время". Теперь настало время более подробно ознакомиться с тем, что же собой представляет такой летательный аппарат, как самолет и придерживаясь каких законов он поднимается в небо. Почему это время настало именно в этой главе?
   Наступила вторая половина ХХ века. Конструкция самолета, претерпев множество изменений приобрела наконец-то привычный нам вид. Ушли в небытие квадропланы, трипланы, и практически не используются аппараты построенные по схеме биплан. И поэтому, если в тексте встретится термин "крыло" мы не будем рисовать в своем воображении фантастические "этажерки" поднимавшиеся в небо в начале ХХ века, а поймем, что речь идет о крыле самолета построенного по схеме моноплан. Или, например, "фюзеляж". Думаю, что даже не каждый конструктор в каком-нибудь 1905 г. стоя перед своим летательным аппаратом смог бы не задумываясь показать какая его часть выполняет роль фюзеляжа. Примерно то же самое можно сказать и о стабилизаторе или киле.
   
   Для того, чтобы во время знакомства с конструкцией самолета у вас не возникало затруднений с пониманием того или иного процесса происходящего в воздушной среде немного остановимся на теории.
   
   1. Как и почему они летают?
   
   Если кому-нибудь из вас приходилось стрелять в тире из винтовки, то он знает что обозначает термин "отдача". Для остальных поясню. Вы, наверно не раз видели, как ныряльщик прыгая в воду с лодки отталкивает при этом ее в противоположном направлении. По такому же, но более сложному, принципу летает ракета, а упрощенный вариант этого процесса как раз и представляет собой выстрел из винтовки. Пуля вылетая из дула отталкивает винтовку назад. Так как масса пули неизмеримо мала по сравнению с массой вашего тела, вы не отлетаете в противоположную сторону, подобно описанной выше лодке или ракете, а лишь ощущаете небольшой толчок приклада в плечо. Длится он очень короткое время, примерно несколько тысячных долей секунды. Но если бы мы стреляли из пулемета, то силу отдачи ощущали постоянно до тех пор пока пули вылетают из ствола.
   
   --------
   Самым скоростным винтовым самолетом в настоящее время является российский бомбардировщик "Ту-95". Четыре двигателя мощностью по 14 975 л.с. приводят в действие восьмилопастные вращающиеся в противоположных направлениях воздушные винты и обеспечивают самолету максимальную скорость 925 км/ч.
   --------
   
   Так же и летательный аппарат, например самолет может получать постоянно действующую подъемную силу необходимую для полета если будет непрерывно отбрасывать воздух вниз. Именно для этого и нужны самолету крылья. Если крыло движется в воздушной среде горизонтально и при этом находится под некоторым углом к направлению своего движения, то оно отбрасывает встречный воздух вниз и тем самым создает постоянно действующую подъемную силу направленную вверх. Кстати угол под которым находится крыло относительно направления своего движения в авиации называется углом атаки.
   
   Для того чтобы понять механизм образования подъемной силы обратимся к закону открытому английским математиком, физиком и астрономом Исааком Ньютоном (1643-1727). Он называется законом механики о количестве движения или вторым законом Ньютона и описывается следующей формулой:
   
   m (v2-v1) = Pt (1)
   
   Символом m в этой формуле обозначается масса тела (в нашем случае это масса отбрасываемого вниз крылом самолета воздуха), v1-v2 - изменение скорости тела, v1 - начальная скорость, v2 - конечная скорость (в нашем случае это изменение вертикальной скорости отбрасываемого крылом воздуха), P - сила действующая на тело, она приложена к воздуху и направлена вниз. Символ t в этой формуле обозначает время действия силы.
   Для того, чтобы подсчитать чему равна сила P перепишем формулу иначе:
   
   P = m/t (v2-v1) (2)
   
   А теперь обратимся к еще одному закону Ньютона. Он гласит, что всякое действие всегда встречает равное по величине и противоположное по направлению противодействие (третий закон Ньютона). В справедливости этого утверждения можно убедиться растягивая пружину. Она стремится сжаться и тянет нашу руку в обратном направлении. Точно так же у силы P, которая направлена вниз есть равная по величине сила противодействия Y, которая приложена к крылу самолета и направлена в протитвоположную сторону, т.е. вверх. В авиации такую силу называют подъемной.
   
   Y = - P (3)
   
   Как вы видите из формулы (2) величина подъемной силы зависит от массы воздуха, который самолет за единицу времени отбрасывает вниз. В свою очередь масса воздуха пропорциональна плотности воздуха p, скорости полета v и площади крыла S. Вертикальная скорость воздуха v2-v1 пропорциональна углу атаки крыла и скорости полета. Таким образом величину подъемной силы можно определить по следующей формуле:
   
   Y = Сy (pv2/2) S (4)
   
   При этом коэффициент Cy характеризует форму крыла и угол атаки. Его величину при расчетах подбирают из специальных таблиц полученных экспериментальным путем.
   
   Получается, что подъемную силу Y можно создать довольно простым способом, для этого достаточно лишь того, чтобы крыло постоянно двигалось. В жизни это решается по-разному - птицы периодически взмахивают крыльями, планеры скользят по воздуху, постепенно снижаясь и при этом сопротивление воздуха преодолевается силой тяжести. Механическим летательным аппаратам, как вы уже могли заметить, для движения необходим мотор, который передает усилие винту. Вращаясь, он "тянет" аппарат за собой. Может быть, в таком случае было бы разумней развернуть его так, чтобы создаваемая им тяга компенсировала заодно и силу тяжести? Такие варианты не однократно рассматривались, но оказалось, что подъемная сила создаваемая крылом во много раз больше сопротивления воздуха. Отношение получаемой при движении самолета подъемной силы к сопротивлению воздуха называется аэродинамическим качеством летательного аппарата. В дозвуковых самолетах эта величина равняется 20-30, а для современных сверхзвуковых самолетов она достигает 6.
   Кстати, именно на образовании движущимся крылом подъемной силы основан и полет вертолета. Его винт представляет собой не что иное, как несколько узких крыльев, которые вращаясь постоянно движутся в воздухе и создают подъемную силу. Она отрывает вертолет от земли и поднимает его в воздух.
   
   Развитие авиации в ХХ веке во многом зависело от открытий и изобретений в различных сферах человеческой деятельности. В первую очередь толчком для этого послужила наука изучающая процессы обтекания тел газом - аэродинамика. Ее основы были заложены еще в начале ХХ века учеными Н.Е. Жуковским, С.А. Чаплыгиным, С.А. Христиановичем, Л. Прандталем, Т. Карманом и другими. Кроме этого большую роль в развитии авиации сыграла наука о механике полета и появление новых направлений в промышленности, которые дали авиаконструкторам легкие и прочные материалы, мощные моторы и точные приборы.
   
   2. Труба, в которой лечат болезни "самолетов".
   
   Как вы помните в начале 20-х годов ХХ века в СССР была предпринята попытка создать первый истребитель собственной конструкции - "И-1" ("Ил-400"). Проектирование нового самолета поручили авиаконструктору Н.Н. Поликарпову. Первый же полет самолета закончился неудачей - аппарат после взлета упал на хвост. Специалистам ЦАГИ после длительных исследований удалось найти "болезнь", которой болел новый самолет - у истребителя центр парусности не совпадает с центром тяжести. Вынесенные далеко вперед крылья создавали такую подъемную силу, которая не только уравновешивала машину в воздухе, но и пыталась ее перевернуть, поэтому аппарат "кувыркнулся" в воздухе. Сделать такой вывод ученым позволили эксперименты, проведенные при использовании аппарата получившего название аэродинамической трубы.
   
   -----------
   Аэродинамическая труба - установка, в которой создается воздушный поток для экспериментального изучения явлений, возникающих при обтекании воздухом твердых тел, главным образом летательных аппаратов и их частей. В аэродинамической трубе исследуют модели, а иногда и полноразмерные объекты, определяя силы, возникающие, например, при полете самолетов, ракет и отыскивают их оптимальные формы.
   --------
   
   Первая в России аэродинамическая труба была изготовлена еще в 1902 г. при механическом кабинете Московского университета. Работа над ее созданием шла под руководством известного российского ученого, основоположника современной аэродинамики аэродинамики Николая Егоровича Жуковского.
   
   --------
   Жуковский родился в семье инженера путей сообщения 5 января 1847 г. В 1858 г. будущий ученый поступил в 4-ю московскую мужскую гимназию. С 3-го класса он выделился как лучший ученик по алгебре, геометрии и естественным наукам. В 1864 Жуковский окончил гимназию и в том же году поступил на физико-математический факультет Московского университета, который окончил в 1868 г. по специальности "прикладная математика". В 1870 г. стал преподавателем физики во 2-й московской женской гимназии, а с 1872 г. - преподавателем математики Московского технического училища - позднее МВТУ, где проработал до конца жизни (сейчас Московский государственный технический университет им. Н. Ю. Баумана).
   --------
   
   Кстати создание аэродинамической трубы не единственная заслуга Н.Е. Жуковского в области авиации. В 1914 г. под его руководством в поселке Кучино под Москвой был построен первый в Европе аэродинамический институт. В том же году Жуковский организовал воздухоплавательную секцию при Московском обществе любителей естествознания, антропологии и этнографии. А в 1910 г. при непосредственном участии Жуковского была открыта аэродинамическая лаборатория в Московском техническом училище.
   После Октябрьской революции 1917 г. Жуковский вместе с руководимыми им молодыми учеными активно включился в работу по созданию новой советской авиации. В декабре 1918 г. правительственным постановлением был учрежден Центральный аэрогидродинамический институт (ЦАГИ), причем его руководителем был назначен Жуковский. Созданные Жуковским теоретические курсы для военных летчиков были реорганизованы в Московский авиационный техникум, на базе которого в 1920 г. был создан Институт инженеров красного воздушного флота, преобразованный в 1922 г. в Военно-воздушную инженерную академию им. профессора Н.Е. Жуковского.
   
   В научных работах Жуковского по аэродинамике и авиации были развиты все основные идеи, на которых строится современная авиационная наука. В 1890 г. было опубликовано первое теоретическое исследование по авиации - "К теории летания". За ним последовал ряд работ по авиации и динамике полета, из которых особенно важное значение имела работа "О парении птиц" (1891). Работы Жуковского о различных формах траекторий полета стали теоретической базой фигур высшего пилотажа. В своей работе "О присоединенных вихрях", представленной в виде доклада в Московском математическом обществе в 1905 г., Жуковский вывел формулу для подъемной силы, ставшую основой для всех аэродинамических расчетов самолетов. В период 1912-1918 г.г. появился ряд работ ученого по вихревой теории гребного винта, в которых он, опираясь на разработанную им теорию крыла, дал теорию работы воздушного винта. На основе этой теории проектируются и строятся воздушные винты современных летательных аппаратов.
   Но вернемся к изучению устройства аппарата сконструированного Н.Е. Жуковским в начале ХХ века. Аэродинамическая труба представляла собой длинный короб прямоугольного сечения. В одном конце короба был установлен мощный вентилятор, винт которого при работе высасывал из трубы воздух. Другой конец короба был открыт и воздух беспрепятственно проникал внутрь трубы. Говоря привычным нам языком при включенном вентиляторе в коробе создавался жуткий сквозняк.
   Примерно посередине короба было сделано отверстие, которое закрывалось герметичным люком. Через него в аэродинамическую трубу опускали исследуемую часть летательного аппарата, например, крыло. При включении вентилятора воздушные массы в коробе проносятся с огромной скоростью и обтекают исследуемый предмет. Таким образом, в лабораторных условиях создаются условия, как бы полета наоборот - не самолет пролетает сквозь неподвижный воздух, а воздушные массы проносятся мимо неподвижного крыла. Однако измерительные приборы установленные на неподвижном исследуемом объекте регистрируют те же показания если бы предмет находился в полете.
   
   Преимущества такого прибора, как аэродинамическая труба очевидны. Нет необходимости выстраивать дорогостоящий аппарат, запускать его в воздух, рисковать жизнью пилота-испытателя для того, чтобы убедиться в правильности расчетов и надежности конструкции того или иного узла летательного аппарата. Получив в свое распоряжение такой универсальный инструмент Н.Е. Жуковский приступил к исследованиям. Многие из перечисленных выше трудов ученого были написаны на основе результатов экспериментов и измерений проведенных с использованием аэродинамической трубы. И это не смотря на то, что первая в России аэродинамическая труба имела довольно скромные размеры.
   
   ------
   Из истории абсолютных мировых рекордов высоты полета.
   8 июля 1911 г. французский пилот М. Лоридан на самолете "Farman" поднялся на отметку 3177 м. Очередные рекорды были установлены под флагами Франции и фирмы "Bleriot". 9 августа 1911 г. капитан Феликс достиг высоты 3190 м. А пилот Ролан Гappос дважды, с интервалом в год, практически на целый километр увеличивал рекордную высоту: 4 сентября 1911 г. - 3910 м., 6 сентября 1912 г. - 4900 м.
   ---------
   
   Современные трубы, вместе с исследовательскими лабораториями занимают целое здание, по размерам превышающее пятиэтажный жилой дом и позволяют разместить в коробе не только отдельные части летательного аппарата, но и весь аппарат целиком. Есть даже трубы, позволяющие развивать очень большую скорость воздушного потока, при которой значение М достигает нескольких десятков. При этом измерительные приборы позволяют быстро и точно измерить силы, которые действуют на модель. Обтекание предмета воздушными массами можно даже сфотографировать. При этом используют изменение оптических свойств воздуха при изменении давления. А можно поступить еще проще - нанести на поверхность исследуемого предмета легкие ленточки, которые будут струиться вместе с потоком воздуха.
   
   3. Как обогнать звук?
   
   Примерно через пятьдесят лет после своего рождения авиация отметила еще одно знаменательное событие - самолет смог преодолеть звуковой барьер. Это означает, что с этого момента скорость некоторых видов специальных летательных аппаратов называемых сверхзвуковыми самолетами стала больше скорости звука, которая в зависимости от высоты полета равна 300-340 м/с. Преодолеть этот барьер оказалось не таким уж легким делом. Просто разогнать самолет до скорости, немного превышающей 1000 км/ч, оказалось недостаточным.
   Когда какое-нибудь тело, например, крыло самолета движется в воздушной среде, то оно создает вокруг себя возмущения этой среды. На деле это выражается в создании вокруг крыла волн разряжения и сжатия. Они как бы подготавливают находящиеся впереди слои воздуха к обтеканию крыла - частицы воздуха приобретают некоторую скорость и расступаются в стороны еще до того, как передняя кромка крыла их достигнет. Таким образом, самолет, как бы прокладывает перед собой туннель по которому потом и летит.
   
   Но все вышесказанное будет справедливым лишь при условии, что скорость полета самолета не превышает скорости звука, с которой распространяются возмущения. При этом они успевают обогнать крыло и передать команду воздуху расступиться. В результате воздух плавно обтекает крыло.
   Первые сверхзвуковые самолеты обогнав звук столкнулись с большой проблемой. Воздушные массы оказывались "не готовы" к встречи с крылом и не расступались перед ним. Более того, возмущения не распространялись в разные стороны, а накапливались, сжимая воздух, вдоль двух линий называемых ударными волнами. Поэтому, когда над нами пролетает сверхзвуковой самолет мы слышим грохот, напоминающий раскаты грома - это до нашего уха долетает звуковая волна. Обтекание воздухом крыла при этом уже не будет плавным, и для летательного аппарата будет создаваться дополнительное сопротивление получившее название волновое.
   
   --------
   Из истории абсолютных мировых рекордов высоты полета.
   До самого начала Первой мировой войны французские пилоты удивляли мир все новыми и новыми рекордами. 17 сентября 1912 г. Ж. Легане поднялся на 5450 м. 11 декабря 1912 г. пилот Ролан Гappос добавил к рекорду несколько сотен метров (5610 м). После полета М. Перрейона состоявшегося 11 марта 1913 г. рекорд высоты стал равен 5880 м., а концу 1913 г. (28 декабря) Ж. Легане сделал его равным 6120 м.
   ---------
   
   В аэродинамике придуман специальный коэффициент, который позволяет судить о том на сколько скорость полета меньше или превышает скорость звука. Эта величина называется числом Маха (М):
   
   М = скорость полета/скорость звука
   
   Эксперименты показали, что при движении с дозвуковой скоростью, когда М<0,7 сжимаемость воздуха настолько низкая, что ею можно пренебречь. Но зато по мере увеличения числа Маха сжимаемость воздуха, а, следовательно, и сопротивление летящему самолету, проявляется все сильней.
   Процесс преодоления звукового барьера, когда M начинает превышать единицу, потребовал проведения длительных исследований. Ученые различными способами пытались снизить аэродинамическое сопротивление и "заставить" воздушные массы как можно более плавно обтекать крыло самолета. В наше время пилот находящийся в кабине современного самолета даже не замечает когда его аппарат разгоняется на столько, что начинает превышать скорость звука. А вот летчикам 50-х годов ХХ века пришлось "хлебнуть лиха" - попытки получить при пикировании даже околозвуковую скорость на старых самолетах обычно заканчивалась катастрофой - аппарат начинало бросать из стороны в сторону, он становился совершенно неуправляемым.
   Однако энтузиастов скоростных полетов это не остановило. Ученые, конструкторы и летчики-испытатели продолжали работу по поиску новых способов увеличения скорости самолета. При этом они сталкивались с новыми интересными явлениями связанными с полетами со сверхзвуковой скоростью.
   
   ---------
   Из истории абсолютных мировых рекордов высоты полета.
   Годы последовавшие за окончанием Первой мировой войны значительно приподняли планку рекордов высоты полетов. В большей степени этому способствовали полеты американских пилотов. 27 февраля 1920 г. Р.У. Шредер на самолете "Leper" поднялся на 10 093 м. 18 сентября 1921 г. пилот Дж.Э. Макриди на самолете той же модели взлетел до 10 518 м. Французский пилот Сади Лекуэнт в надежде вывести свою страну в лидеры устанавливает подряд два рекорда. Первый - 5 сентября 1923 г. на высоту 10 742 м. и 30 октября 1923 г. на 11 145 м. Эти результаты продержались почти три года, а затем вновь были потеснены американцами. 25 июля 1927 г. пилот К.Ч. Чемпион на самолете фирмы "Wright" поднялся на 11 710 м., а пилот А. Сусек 8 мая 1929 г. достиг высоты 11 930 м.
   --------
   
   Новый экспериментальный сверхзвуковой самолет покидает ангар. Пилот-испытатель получает разрешение на взлет и блестящий на Солнце серебром алюминия и свежей краски самолет нарушив тишину ревом мощных двигателей поднимается в небо. Через несколько десятков минут приборы показывают рекордный результат - скорость звука превышена более, чем в два раза. Аппарат-рекордсмен благополучно возвращается на аэродром и встречающему его инженерам и ученым открывается печальное зрелище. Сверкающая ранее металлическая поверхность самолета покрылась какими-то пятнами, стекла пилотской кабины помутнели, а краска которой на фюзеляже и крыльях были нанесены опознавательные знаки потемнела и в некоторых местах даже обуглилась. Такое ощущение, что вместо полета в низкотемпературных высотах земной атмосферы самолет побывал в раскаленной печи.
   Оказалось, что при полете со скоростью при которой М>1, сжимаемые перед самолетом воздушные массы нагреваются и передают теплоту окружающим предметам. С этим явлением вы могли встретиться при накачивании насосом мяча или колес велосипеда. Через некоторое время можно почувствовать, что корпус насоса стал заметно теплей. То же самое происходит и с теми частями самолета, которые во время сверхзвукового полета сжимают перед собой воздух. Эксперименты и измерения, проведенные учеными показали, что самолет преодолев звуковой барьер "наталкивается" еще на один барьер - тепловой. Величина температуры которую воздух способен передать летательному аппарату оказалась весьма значительной. Так, например, расчеты показали, что некоторые детали самолета, который достиг скорости при которой М=5, могут нагреться до 1000 0С, даже если полет будет проходить в стратосфере на высоте более 12 км., где температура окружающего воздуха опускается ниже минус 55 0С.
   
   ---------
   Из истории абсолютных мировых рекордов высоты полета.
   26 мая 1929 г. в небо поднялся самолет немецкой фирмы "Junkers". Во время полета пилот В. Нойенхофен достиг отметки 12 739 м. 4 июня 1930 г. американец А. Сусек на самолете "Wright" поднялся на 13 157 м. Следующим рекордсменом стал англичанин Ч.Ф. Юинс. 16 сентября 1932 г. он достиг высоты 13 404 м. Через год, 28 сентября 1933 г. француз Ж. Лемуан поднял рекорд до 13 661 м. А итальянский пилот Р. Донати 11 апреля 1934 г. увеличил его еще почти на километр - 14 433 м.
   ---------
   
   Теперь постараемся ответить на вопрос: "Почему следует учитывать воздействия на самолет преодоление теплового барьера?" Все дело в том, что практически все материалы при нагревании становятся менее прочными. Например, у "авиационного металла" - алюминия прочность начинает снижаться уже при нагревании до 200 0С. А ведь ученые считают, что достижение скоростей при которых М будет превышать десяти и даже двадцати, механически для летательного аппарата и биологически для его пилота, вполне реально. При этом температура воздуха будет достигать таких огромных значений, что уже необходимо будет учитывать не только физические свойства материалов из которых изготовлен самолет, но и изменения физических и химических свойств воздуха окружающего летательный аппарат. Следует добавить, что проблемами связанными с преодолением звукового и теплового барьеров ученые всего мира занимаются постоянно.
   
   4. Фюзеляж, крылья, хвост...
   
   Для того, чтобы поближе познакомиться с устройством самолета мы не будем сразу же подниматься на борт сверхзвукового лайнера, а ознакомимся с конструкцией попроще. Для примера рассмотрим устройство легкого одноместного самолета. Он имеет небольшие размеры и простую конструкцию, и, тем не менее, содержит все основные части присущие современному летательному аппарату.
   
   В наши дни во всем мире ежедневно в воздух поднимается несколько миллионов самолетов такого типа, большинство из которых находится в частном владении. В основном они предназначены для отдыха и путешествий. Управлять таким самолетом не намного сложней, чем автомобилем, и поэтому каждый человек, здоровье которого соответствует определенным критериям после обучения на специальных курсах может получить права пилота.
   На легких самолетах, как правило устанавливаются поршневые двигатели воздушного охлаждения. В 20-30-х годах ХХ века практически у всех легких самолетов, как впрочем и у остальных моделей, была открытая кабина пилота. В настоящее время кабины закрываются неподвижным либо съемным куполом изготавливаемым из прозрачного материала - фонарем. У самолетов с высоко расположенным крылом (такие аппараты называются высокопланами) пилотская кабина содержит одну или две двери. У моделей со стандартным расположением крыла - низкопланов, фонарь сдвигается в сторону или откидывается.
   
   ---------
   Из истории абсолютных мировых рекордов высоты полета.
   14 августа 1936 г. самолет французского пилота Ж. Детре поднялся до отметки 14 843 м. Англичанин С.Р. Суайн на самолете марки "Bristol" 28 сентября 1936 г. увеличил его до 15 223 м. 8 мая 1937 г. итальянский пилот М. Пецци поднял рекордную планку до 15 655 м., и не смотря на то, что 30 июня 1937 г. англичанин М.Дж. Адам достиг высоты 16 440 м., вскоре вернул себе лидерство - 17 083 м. 22 октября 1938 г.
   --------
   
   Современные легкие самолеты изготавливают из алюминиевых сплавов, но иногда некоторые части выполняют из дерева или специальных пластмасс. Их кабины оборудованы навигационными приборами, сложной электросистемой, приемо-передающими радиостанциями.
   Теперь пришло время познакомиться с основными составными частями самолета. Начнем с фюзеляжа - корпуса самолета. К нему крепятся все остальные части конструкции. Однако первые самолеты вообще не имели фюзеляжа, но очень скоро появилась деревянная рама, выполняющая его роль. Первоначально фюзеляж частично обтягивали тканью, но уже в 30-х годах ХХ века большинство самолетов строили с металлическим каркасом и металлической обшивкой.
   
   Скоростные самолеты делали цельнометаллическими, при этом панели обшивки фюзеляжа тщательно подгоняли друг к другу, для того, чтобы получить хорошо обтекаемую поверхность.
   
   Для усиления конструкции в некоторых моделях самолетов, например, большегрузных каркас фюзеляжа изготавливают методом усиления промежуточных стоек дополнительными. На чертеже такой каркас выглядит как сплошное переплетение металлических стержней, по узору напоминающее геодезическую сетку.
   
   Фюзеляжи реактивных самолетов, появившихся в конце 40-х годов ХХ века должны были обеспечивать в пилотской кабине на больших высотах полета нормальное давление воздуха при пониженном давлении за бортом. Такие фюзеляжи должны были выдерживать нагрузки на растяжение и сжатие и при этом сохранять герметичность. На практике это достигалось применением многослойной обшивки и установкой дополнительных поперечных брусов из металла.
   
   ----------
   Из истории абсолютных мировых рекордов высоты полета.
   После окончания Второй мировой войны "за дело" взялись английские пилоты. 23 марта 1948 г. Дж. Каннингхэм на самолете получившем название "Vampire" поднялся на 18 119 м. Вслед за ним дважды "отметился" пилот У.Ф. Гибб. 4 мая 1953 г. его самолет взлетел на отметку 19 406 м., а 29 августа 1955 г. на 20 083 м. Через два года (28 августа 1957 г.) этот результат увеличил англичанин М. Рандрап - 21 430 м.
   ---------
   
   В наши дни, не только специальные, но и даже обыкновенные пассажирские самолеты совершают полеты на высотах превышающих 10 000 м. Как известно воздух на таких высотах сильно разрежен, а температура его опускается до минус 500 С или даже еще ниже. Поэтому в самолетах такого класса герметичной делают не только кабину пилотов, но и весь пассажирский салон. Установленная на пассажирских лайнерах система кондиционирования во время полета поддерживает в салоне нормальные наземные давление, температуру и влажность. Интересную конструкцию имеют стекла пилотской кабины и пассажирского салона. Специальную прозрачную пленку закладывают между двумя слоями стекол. Стекла от этого не теряют прозрачности, а пропускаемый по пленке электрический ток разогревает их и не дает запотевать на любой высоте.
   
   У большинства моделей самолетов с поршневым двигателем в передней части фюзеляжа расположена подмоторная рама. Она получила такое название так, как на ней устанавливается мотор самолета.
   
   ---------
   Из истории абсолютных мировых рекордов высоты полета.
   Начиная с 1958 г. рекорд высоты увеличивался уже не на десятки и даже ни на сотни метров. Каждое появление в небе новых моделей самолетов поднимало планку рекорда на несколько километров. 18 апреля 1958 г. американец Г.К. Ваткинс на самолете "Grumman F11F-1" "Tiger" поднялся на высоту 23 449 м. 2 мая 1958 г. французский пилот Е. Карпантье управляя "SO-9050" "Tridan" (F-ZWUM) достиг отметки 24 217 м. Через пять дней американец Г.К. Джонсон на аппарате фирмы "Lockheed" "F-104А" "Starfighter" поднялся до 27 811 м. 14 июля 1959 г. в таблице рекордов появилась первая фамилия советского пилота. В. Ильюшин поднял в воздух самолет конструкции Сухого "Т-431" и достиг высоты 28 852 м. А американский пилот Л. Флинт 6 декабря 1959 г. на самолете "McDonnell-Douglas" "F-4" "Phantom II" преодолел отметку в 30 км. - 30 040 м.
   --------
   
   Как вам уже известно мотор самолета вращает воздушный винт. Часто его называют пропеллером. Авиационный винт при вращении захватывает воздух и отбрасывает его назад подобно тому, как винт корабля загребает воду. Отброшенные массы воздуха создают тягу, движущую самолет вперед.
   
   Авиационный мотор вполне справедливо называют сердцем самолета. Остановится мотор - сразу же иссякнет источник скорости. А если нет источника скорости, то и нет полета. Ведь летать без мотора могут только легкие планеры и то лишь до тех пор пока не закончится планирующий полет.
   Двигатели используемые в авиации заслуживают более подробного рассмотрения, поэтому им будет посвящен отдельный раздел этой главы.
   У самолетов построенных по схеме моноплана-низкоплана в нижней части фюзеляжа расположен центроплан - центральная часть крыла. Центроплан имеет специальные приспособления для крепления крыльев - называемых в авиастроении консолями или плоскостями. В зависимости от конструкции самолета они могут быть съемными или жесткозакрепленными. Съемные плоскости позволяют беспрепятственно транспортировать самолет наземным или морским путем.
   Пожалуй практически всем летательным аппаратам нужны крылья, разве что аэростаты и дирижабли могут без них обходиться. Даже лопасти вертолета это ничто иное как вращающиеся крылья. Как вы помните ведь именно при обтекании крыла воздухом создается подъемная сила - необходимое условие для полета.
   В первой главе этой книги вы имели возможность познакомиться с конструкцией самой простой летающей плоскостью - воздушным змеем. Теоретически самолетное крыло является продолжением развития этой самой древней на земле летающей конструкции, только устроено оно более сложно.
   
   Крыло собирают из лонжеронов - основных продольных несущих балок, нервюр - поперечных элементов и обшивки. Лонжероны и нервюры придают крылу необходимые форму и жесткость и в авиастроении называются силовым набором крыла или каркасом.
   
   --------
   Из истории абсолютных мировых рекордов высоты полета.
   14 декабря 1959 г американский пилот Дж.Б. Джордан на самолете фирмы "Lockheed" - "F-104С" ("Starfighter") поднялся на высоту 31 513 м. В дальнейшем советские пилоты несколько раз увеличивали этот результат на несколько километров. 28 апреля 1961 г. Г. Мосолов на самолете конструкции Микояна "Е-66А" достиг отметки 34 714 м. 25 июля 1973 г. после высотного полета пилота А. Федотова рекорд стал равен 36 240 м. В настоящий момент абсолютным рекордом высоты полета который удалось обнаружить автору равен 37 650 м. Принадлежит он советскому пилоту А. Федотову. Рекордный полет был осуществлен 31 августа 1977 г. на самолете "Е-266М" конструкции Микояна.
   ---------
   
   Силовой набор (каркас) крыла современных самолетов имеет еще более сложную конструкцию. Ведь во многих случаях крылья перестали выполнять единственную роль авиационной плоскости создающей подъемную силу. В наши дни довольно часто можно встретить самолеты конструкция которых предусматривает установку на крыльях авиационных двигателей, вооружения, шасси или даже размещения во внутренних полостях крыла топливных баков.
   
   Для придания дополнительной прочности крылу такого самолета его силовой набор изготавливают из прочного металла и усиливают дополнительными распорками. Обшивку таких крыльев изготавливают из хорошо подогнанных друг к другу металлических листов или синтетических материалов произведенных химическим путем, например, углепластика.
   
   --------
   Из истории абсолютных мировых рекордов скорости полета.
   Первый зафиксированный рекорд скорости полета был установлен французским пилотом Полем Тиссандье 20 мая 1909 г. Развитая его самолетом скорость равнялась 54,77 км/ч. Август этого же года оказался особо "урожайным". Вначале 23 августа 1909 г. американец Глени Кертисс разогнал свой биплан "Herring-Curtiss" до 69,75 км/ч., а затем француз Луи Блерио на моноплане фирмы "Bleriot" дважды увеличил этот результат: 24 августа 1909 г. - 74,30 км/ч. и Франция 28 августа 1909 г. - 76,99 км/ч.
   ---------
   
   Как вы помните первые самолеты имели крылья изготовленные из дерева и обтянутые тканью. Для того, чтобы придать ткани прочность и уберечь конструкцию самолета от воздействия атмосферных осадков ткань пропитывали специальным авиационным лаком. При необходимости выполнить во время полета поворот или вираж пилот изгибал такие крылья при помощи проволочных тяг. С 30-х годов ХХ века на многих моделях самолетов начали устанавливать цельнометаллические крылья. Изогнуть в полете такое крыло пилоту было бы не под силу. Но и в этом случае конструкторы нашли выход. Оказалось что для обеспечения маневренности нет необходимости изгибать все крыло - вполне достаточно сделать подвижной лишь его небольшую часть. На задней кромке крыла начали устанавливать подвижные плоскости - элероны, изменяя угол которых пилот мог накренять самолет влево и право или наоборот устранять непроизвольный крен.
   
   Несколько позже на задней кромке крыла рядом с элероном появилась еще одна подвижная плоскость - закрылок. Это было сделано для увеличения аэродинамических показателей крыла и самолета в целом. При взлете отклонение закрылков придает самолету дополнительную подъемную силу, а при посадке усиливает сопротивление и укорачивает его посадочный путь.
   Дальнейшим шагом по пути увеличения аэродинамических характеристик крыла стало появление на его передней кромке узкой, но длинной подвижной плоскости - предкрылка. Изменяя угол под которым предкрылок расположен относительно плоскости крыла пилот может обеспечить более плавное обтекание последнего воздушными массами.
   
   --------
   Из истории абсолютных мировых рекордов скорости полета.
   10 июля 1910 г. французский пилот Леон Маран впервые "переступил" через сотую отметку. Его моноплан фирмы "Bleriot" разогнался до 106,50 км/ч. В дальнейшем французские пилоты прочно заняли таблицу рекордов скорости. 29 октября 1910 г. Альфред Леблан управляя монопланом "Bleriot" достиг скорости 109,73 км/ч. 11 мая 1911 г. Эдуард Ньюпор управляя бипланом собственной конструкции достиг скорости 119,74 км/ч., однако уже 12 июня 1911 г. Леблан вновь вышел в лидеры - 124,99 км/ч.
   ------
   
   Крыло первых самолетов чаще всего было плоским и это позволяло ему создавать лишь минимальную подъемную силу, но зато снижало сопротивление встречным потокам воздуха. Лишь после становления аэродинамики, как серьезной и самостоятельной науки и появления исследовательских институтов в распоряжении которых были аэродинамические трубы была доказана низкая эффективность для крыла такого сечения (профиля).
   Продувая различные предметы в аэродинамической трубе ученые заметили, что шар, оказывается, создает встречному потоку воздуха гораздо меньшее сопротивление, чем куб. А еще меньшее сопротивление создавал предмет по форме напоминающий веретено. Кроме этого эксперименты показали, что если даже плоскую пластинку поставить под углом к несущемуся потоку воздуха, то часть воздушных масс встретив такую преграду устремится вниз, подталкивая саму пластинку вверх. Тем самым начинал работать третий закон Ньютона, с которым мы познакомились в начале этой главы - возникала подъемная сила.
   
   Оказалось, что если изогнуть пластинку выпуклостью вверх, то подъемная сила значительно увеличивалась, а "идеальным" сечением оказалось в виде сильно вытянутой капли. Оно создавало минимальное сопротивление воздушному потоку и максимальную подъемную силу.
   
   --------
   Из истории абсолютных мировых рекордов скорости полета.
   16 июня 1911 г. француз Эдуард Ньюпор выходит в лидеры. Биплан "Nieuport" под его управлением разогнался до 130,04 км/ч. Через пять дней он закрепил свое достижение - 133,11 км/ч. До конца года Ньюпор оставался рекордсменом, но зато весь следующий год в таблице рекордов можно было встретить лишь одну фамилию - француза Жюля Ведрине. 13 января 1912 г. моноплан марки "Deperdussin" под его управлением разогнался до 145,13 км/ч. 22 февраля 1912 г. - 161,27 км/ч., 29 февраля 1912 г. - 162,53 км/ч., 1 марта 1912 г. - 166,79 км/ч., 13 июля 1912 г. - 170,75 км/ч. и 9 сентября 1912 г. - 174,06 км/ч.
   ---------
   
   Так, как в силовом наборе крыла нервюра является основным поперечных элементом, следовательно она и придает всему крылу профиль. Обычно ее форма приближена к телу имеющему "идеальное" сечение.
   
   Но сечение, это еще не самый главный показатель аэродинамического качества крыла. Оказывается недостаточным создать такое крыло, которое бы обладало большой подъемной силой и малым сопротивлением. При постройке самолета встает множество других важнейших проблем. Основной из них является правильный выбор соотношения массы всего самолета и площади крыла. Кроме этого самолет в полете должен быть устойчивым - резкое изменение его положения в воздухе недопустимо. И, наконец, в целом весь самолет должен быть достаточно прочным, но не тяжелым.
   Перед проектированием самолета определяется его назначение, каковы должны быть его скорость, грузоподъемность, высота и протяженность полета. После этого можно приступать к выбору размеров самолета и расчету одной из важнейших его характеристик - площади крыла.
   После взлета самолета, по мере увеличения скорости полета крыло должно уменьшать угол атаки для того, чтобы подъемная сила оставалась равной силе тяжести. Аэродинамическое сопротивление при этом будет постепенно уменьшаться. Эксперименты показали, что минимальным оно будет при угле атаки равным 3-50. Однако дальнейшее увеличение скорости требует еще меньших углов атаки и при этом сопротивление все равно увеличивается.
   
   ---------
   Из истории абсолютных мировых рекордов скорости полета.
   В последний год перед Первой мировой войной таблицу рекордов возглавлял французский пилот Морис Прево. В качестве летательного аппарата им был выбран моноплан марки "Deperdussin", как мы видим вполне удачно: 17 июня 1913 г. - 179,79 км/ч., 27 сентября 1913 г. - 191,87 км/ч и еще через два дня - 203,85 км/ч.
   ---------
   
   Конструкторы нашли выход из сложившейся ситуации - оказывается в этом случае достаточно уменьшить площадь крыла. Каждой части его площади будет принадлежать большая часть веса самолета и тогда, для того, чтобы получить необходимую подъемную силу надо будет вновь увеличить угол атаки. В результате аэродинамическое сопротивление опять уменьшится.
   Таким образом при конструировании самолета тщательно рассчитывается величина получившая название удельная нагрузка на крыло. Она показывает какое количество веса самолета "приходится" на 1 м2 поверхности его крыла.
   Однако вскоре оказалось, что уменьшение площади крыла не сможет решить всех проблем с которыми сталкиваются авиаторы. Например, взлетная и посадочные скорости желательно иметь как можно меньше. А для этого, в свою очередь, удельная нагрузка на крыло так же должна быть минимальной - следовательно надо увеличивать площадь крыла. В результате конструкторам постоянно приходится решать вопрос - какой площади должно быть крыло? Сделаешь его небольшим - придется идти на определенный риск, взлетая и садясь на большой скорости. Да и не каждый аэропорт имеет достаточно длинные взлетно-посадочные полосы. Сделаешь крыло большой площади - появится необходимость устанавливать на самолет более мощный двигатель. А это в свою очередь повлечет за собой увеличение запасов топлива, и как следствие общего веса самолета.
   В наши дни выход из создавшейся ситуации был найден. Для того чтобы увеличить подъемную силу крыла на малых скоростях некоторые модели самолетов начали строить с крылом изменяющейся стреловидности. При взлете или посадке крыло будет большой площади и большого размаха - в таком виде он похож на обыкновенный дозвуковой самолет. При переходе к сверхзвуковой скорости крыло "складывается", перемещаясь с помощью специального устройства и уменьшает создаваемое сопротивление.
   
   Продолжив знакомство с устройством самолета мы обратим внимание на его заднюю часть - хвост. Здесь расположены киль, руль поворота, стабилизатор и руль высоты. Эти четыре элемента составляют хвостовое оперение и предназначены для сохранения устойчивого полета и управления самолетом. Руль поворота является подвижной деталью киля и с его помощью пилот может изменить направление горизонтального полета. А для изменения высоты полета стабилизатор хвостового оперения тоже имеет подвижную деталь - руль высоты. Кроме этого рули хвостового оперения позволяют летчику выполнять маневры в воздухе и фигуры высшего пилотажа.
   
   --------
   Из истории абсолютных мировых рекордов скорости полета.
   В годы Первой мировой войны рекорды на скорость полета не регистрировались, но уже с 1920 г. пилоты Франции вновь подтверждают свое лидерство. 7 февраля 1920 г. Сади Лекуэнт разогнал самолет марки "Nieuport-Delage" до 275,22 км/ч. 28 февраля 1920 г. - пилот Жан Казаль - 283,43 км/ч. 9 октября 1920 г. Барон де Романэ разгоняет биплан фирмы "SPAD" до 292,63 км/ч. 10 октября 1920 г. вновь в лидеры выходит Сади Лекуэнт - 296,94 км/ч., и 20 октября 1920 г. - 302,48 км/ч. 4 ноября 1920 г. Барон де Романэ забирает призовое место себе - 308,96 км/ч., но не надолго. 12 декабря 1920 г. рекорд снова принадлежит Сади Лекуэнту - 313,00 км/ч.
   --------
   Каких только моделей самолетов ни появлялось в небе в первые годы авиастроения. Встречались даже такие, у которых горизонтальное оперение (стабилизатор с рулем высоты) размещалось спереди. Крыло при этом смещали назад. Такая схема самолета получила название "утка". Однако вертикальное оперение всегда должно быть расположено сзади. Это связано с устойчивостью самолета в полете. Кстати воздушный змей устроен таким же образом - роль вертикального оперения в нем играет веревочный хвост. Так что без хвоста даже змей летать не будет.
   
   По конструкции хвостовое оперение практически ни чем не отличается от крыла. Оно так же состоит из силового набора (каркаса) в который входят лонжероны и нервюры. Правильно рассчитанные размеры деталей хвостового оперения существенно влияют на устойчивость самолета в целом. А когда летательный аппарат устойчив и хорошо управляем, на нем можно легко и безопасно совершать различные маневры. Познакомимся с некоторыми из них.
   
   Простейшим маневром в воздухе является разворот или вираж. Выполняя эту фигуру пилотажа летчик наклоняет самолет в сторону поворота и составляющие подъемной силы будут разворачивать самолет в ту же сторону. Но чтобы при этом самолет не потерял высоту надо увеличить подъемную силу. Пилот одновременно с отклонением ручки управления влево тянет ее на себя и тем самым увеличивает угол атаки.
   
   --------
   Из истории абсолютных мировых рекордов скорости полета.
   20 сентября 1922 г., почти после двухлетнего перерыва французский пилот Сади Лекуэнт "бьет" собственный рекорд. На этот раз самолет марки "Nieuport-Delage" разгоняется до 330,23 км/ч. 13 октября 1922 г. американский пилот У.Э. Митчелл сделал попытку отобрать у французов первенство. Его результат - 358,77 км/ч. Но Лекуэнт вновь выходит вперед: 15 февраля 1923 г. - 374,95 км/ч.
   ---------
   
   С другой фигурой которую самолет может описать в воздухе - мертвой петле, вы имели возможность познакомиться на страницах предыдущих глав. Она является очень сложной для выполнения и поэтому относится к фигурам высшего пилотажа. Считается, что высший пилотаж зародился в 1913 г. именно с выполнения этой фигуры русским пилотом П.Н. Нестеровым. В те годы, когда скорость развиваемая самолетом была достаточно низкой высший пилотаж применяли не только на тренировках и спортивных праздниках, но и во время воздушных боев с истребителями противника.
   
   Наиболее опасной фигурой высшего пилотажа является штопор. Угол атаки при введении самолета в штопор нередко достигает 700. Плавное обтекание крыла воздушными массами при этом нарушается и отклонения рулей управления становится малоэффективным. Поэтому выйти из штопора часто бывает очень трудно.
   
   В наши дни выполнение фигур высшего пилотажа является доказательством исключительного мастерства пилота и связано с определенным риском. И это не удивительно - увеличение скоростей полета выдвигает к пилоту и самолету новые требования. Взять, например, тот же разворот. При увеличении скорости полета его радиус значительно увеличивается. При скорости в 500 км/ч. радиус разворота примерно равен 600 м., а при скорости в 1800 км/ч. он уже достигает 8 км.
   
   В заключении следует остановиться на еще одной немаловажной детали конструкции самолета - шасси. Это устройство появилось еще на первых самолетах и во все времена было предназначено для движения самолета по земле и смягчения толчков возникающих при посадке и взлете.
   В первые годы самолетостроения переднее шасси обычно состояло из колес со спицами, которые при помощи деревянных стоек крепились к фюзеляжу. Заднее шасси было безколесным и представляло собой обыкновенный хвостовой костыль выполненный из дерева. Амортизаторов в современном понимании этого слова первые шасси не имели. Их роль выполнили резиновые ленты на колесах которые поглощали удары о землю при посадке, а длинный искривленный полоз впереди шасси предохранял самолет от капотирования - переворачивания на нос.
   
   --------
   Из истории абсолютных мировых рекордов скорости полета.
   В 1923 г. американская фирма "Curtiss" выпускает серию новых самолетов, летные характеристики которых позволяют пилотам США установить несколько рекордов: 29 марта 1923 г. - пилот Р.Л. Моган - самолет "Curtiss К-6" - 380,67 км/ч., 2 ноября 1923 г. - пилот Э. Браун - самолет "Curtiss HS D-12" - 411,04 км/ч., 4 ноября 1923 г. - пилот Алфорд Дж. Уильямс - самолет "Curtiss R-2C-1" - 429,96 км/ч.
   -----------
   
   В наши дни, когда конструкция самолета значительно возросла в весе потребовались новые конструкции шасси. Теперь они состоят из штампованных стальных колес, мягких шин, металлических стоек изготовленных из особо прочных материалов, пружинных или гидравлических амортизаторов.
   
   Как вы помните шасси первых самолетов было неубирающимся. Во время полета это создавало дополнительное сопротивление и существенно снижало аэродинамические показатели аппарата. В 30-х годах ХХ века впервые появились конструкции самолетов шасси которых убирались во время полета в специальные закрывающиеся ниши расположенные обычно в крыльях.
   
   На современных реактивных лайнерах-тяжеловозах приходится устанавливать многоколесные особо укрепленные шасси. Они представляют собой тележки, на каждую стойку которых приходится до 10 колес. Кроме этого снова вернулись к использованию носового шасси. Практически с самого начала авиастроения от него отказались, но в наши дни конструкторы считают, что именно оно обеспечивает более плавную и безопасную посадку.
   
   5. Мотор - сердце самолета.
   
   Думаю нет необходимости в очередной раз доказывать, что мотор для самолета является основной составной частью. И поэтому сравнение мотора самолета с основным органом человека неслучайно. Сердце для человека является источником жизни, мотор для самолета является источником скорости.
   
   Как вы помните из истории создания летательных аппаратов именно отсутствие достаточно мощного, и в то же время небольшого по размерам и легкого мотора на несколько десятков лет задержало появление самолета. Ведь первые моторы, которые пытались установить на своих летательных аппаратах Можайский, Максим и другие авиаконструкторы конца XIX века представляли собой ни что иное, как громоздкие и тяжелые паровые машины. И хотя такие моторы не сыграли в истории развития авиации какую-нибудь существенную роль именно с них мы и начнем знакомство с "сердцем" самолета.
   
   ----------
   Из истории абсолютных мировых рекордов скорости полета.
   Начиная со второй половины 20-х годов ХХ века и до начала Второй мировой войны таблица рекордных скоростей полета несколько "оживилась". К лидерам в этой области французским пилотам добавились результаты итальянцев, англичан и немцев. 4 ноября 1927 г. итальянский пилот Марио де Бернарди на самолете марки "Macchi М-52" достиг скорости 479,21 км/ч. 30 марта 1928 г. он увеличил этот результат до 512,69 км/ч. 29 сентября 1931 г. английский пилот Дж.Г. Стэйнфорт управляя самолетом "Supermarine S6B" разогнал его до 654,90 км/ч. 23 октября 1934 г. итальянский пилот Ф. Аджелло поднял планку рекорда до 709,07 км/ч., после чего уступил лидерство немцам. 30 марта 1939 г. Ханс Дитерле - 746,45 км/ч., и 26 апреля 1939 г. Фриц Вендель - 755,14 км/ч.
   ----------
   
   Еще в древние времена человек обратил внимание на то, что струя водяного пара, вырываясь из сосуда установленного на огонь способна сместить препятствие (например, лист бумаги) оказавшееся на ее пути. Поэтому одним из первых моторов на земле стал тот, который использовал для своей работы в качестве рабочего тела пар.
   Изобретение паровой машины послужило основным толчком для дальнейшего развития транспортных средств. В течении ста лет она являлся единственным промышленным двигателем универсальность которого позволяла использовать его и на предприятиях, и на железных дорогах, и на флоте. Поэтому нет ничего удивительного в том, что возникла идея попробовать использовать его и в авиации.
   
   ------------
   Паровая машина - устройство, выполняющее механические движения с целью преобразования энергии пара. Рабочим телом в таких машинах является водяной пар.
   --------
   
   Первая паровая машина была построена Джеймсом Уаттом еще в 1784 г. Главной ее частью являлся цилиндр, закрытый с обоих концов крышками. Сквозь отверстие в одной из них был пропущен стержень, на котором внутри цилиндра был укреплен поршень. Снаружи цилиндра стержень с помощью шатуна соединяется с кривошипом - искривленной в виде буквы "П" частью вала. На вал был насажен маховик, благодаря которому вращение вала, а, следовательно, и движение поршня, происходило более равномерно. В крышках цилиндра имелись отверстия, через которые поступал пар. Вначале его впускают с одной стороны, а когда поршень дойдет до противоположного конца цилиндра - с другой. Управляет такой последовательностью впуска и выпуска пара распределительный элемент - золотник.
   
   --------
   Паровые машины были установлены и на первых автомобилях. На транспорте паровые машины работали вплоть до 50-х годов XX века. В некоторых странах пароходы и паровозы продолжают использоваться даже сегодня. А вот в авиации этот вид двигателя из-за своих размеров и массы не нашел должного применения.
   ---------
   ---------------
   Золотник - подвижный элемент системы управления тепловым или механическим процессом, направляющий поток рабочей жидкости или газа в нужный канал через отверстия (окна) в поверхности, по которой он скользит. Применяется в паровых машинах, турбинах и пневматических механизмах.
   -----------------
   ----------------
   Известный французский изобретатель Жозеф Кюньо одним из первых попытался использовать паровую машину для нужд транспорта. Построенный Кюньо в 1770 году паровой экипаж в настоящее время хранится в Музее искусств и ремесел в Париже, а ее изображение стало эмблемой французского общества инженеров.
   ------------
   
   К началу XX века паровые двигатели могли достигать мощности в 15 миллионов ватт, а скорость вращения их вала составляла 1000 оборотов в минуту. Но самый главный их недостаток по сравнению с бензиновыми двигателями остался и даже продолжал увеличиваться. Речь идет об отношении массы двигателя к развиваемой им мощности. Для бензиновых двигателей этот коэффициент оказался в несколько раз ниже.
   История бензинового мотора, впрочем, как и всех двигателей внутреннего сгорания, начинается с изобретения сделанного немецким инженером Николаусом Аугустом Отто. Основная идея инженера состояла в том, что перед зажиганием рабочую смесь необходимо подвергать сжатию, а взрыв выгоднее всего производить в крайнем верхнем положении поршня. Изготовленный двигатель назвали четырехтактным, так как процесс в нем совершался в течение четырех ходов поршня и, соответственно, двух оборотов коленчатого вала.
   
   --------
   Из истории абсолютных мировых рекордов скорости полета.
   Во Время второй мировой войны по понятным причинам рекорды скорости полета не регистрировались, но уже 7 ноября 1945 г. англичанин Г.Дж. Уилсон на самолете марки "Gloster" "Meteor" достиг скорости 975,67 км/ч. 7 сентября 1946 г. другой английский пилот Э.М. Дональдсон вплотную "подобрался" к тысячной отметки скорости полета - его результат составил 990,79 км/ч. Авиационный мир замер в ожидании - пилотам какой страны удастся преодолеть юбилейный рубеж? 19 июня 1947 г. пилот ВВС США Альберт Бойд разогнал самолет фирмы "Lockheed" - "Shooting Star" до скорости 1003,60 км/ч. Другой американец Т.Ф. Колдуэлл на самолете фирмы "Douglas" 20 августа 1947 г. закрепил этот результат - 1030,95 км/ч.
   ---------
   
   Вначале, при движении поршня вниз, смесь воздуха и горючего газа через открытый впускной клапан поступала в цилиндр, происходил первый такт работы двигателя - всасывание. После этого поршень поднимался вверх, впускной клапан закрывался, и смесь не имея выхода наружу сжималась, происходил второй такт - сжатие. Далее смесь воспламенялась от запальной камеры, где постоянно горел газ. Происходило зажигание смеси, и расширяющиеся во время горения газы толкали поршень вниз, совершая механическую работу третьего такта - рабочий ход. После этого поршень вновь поднимался вверх, выталкивая через открывшийся выпускной клапан отработавшие продукты горения наружу. Это был четвертый такт двигателя Отто - выхлоп.
   
   --------------
   Поршень - подвижная деталь, перекрывающая цилиндр в поперечном сечении и перемещающаяся вдоль его оси.
   ------------
   -------------
   Впускной клапан - деталь, управляющая подачей топливно-воздушной смеси в двигатель.
   -----------
   ------------
   Цилиндр - полая деталь с цилиндрической внутренней поверхностью, в которой движется поршень.
   -----------
   
   Зажигание смеси газовой горелкой в современных двигателях уже не применяется, да и сам газ, как горючее позже был заменен на бензин, но рабочий цикл четырехтактного двигателя Отто полностью сохранился до наших дней.
   
   ------------
   Рабочий цикл - совокупность процессов, периодически повторяющихся в определенной последовательности.
   -----------
   
   В начале 1864 года Отто при поддержке Ойгена Лангена, члена богатой семьи извлекает материальную выгоду из своего изобретения. Организованная им компания "Отто и К°" в 1867 г. продемонстрировала публике "кельнский моторчик", который в жесткой конкурентной борьбе с 14 подобными конструкциями выиграл состязание на экономичность.
   
   -------------
   1 июля 1877 года немецкому инженеру-изобретателю Николаусу Аугусту Отто был выдан патент на четырехтактный двигатель внутреннего сгорания.
   --------------
   
   Постепенно небольшая фирма Отто расширялась благодаря возросшему числу заказчиков и финансовой помощи семьи Лангенов. В 1872 году она превращается в "Акционерное общество газомоторной фабрики Отто-Дейтц", в котором вскоре пересеклись судьбы талантливых изобретателей Николауса Отто, Готлиба Даймлера и Вильгельма Майбаха. Именно Даймлер и Майбах, приглашенные работать к Отто, а впоследствии основавшие собственную фирму, внесли наибольший вклад в создание компактного двигателя внутреннего сгорания, работающего на жидком топливе и пригодного для применения на транспорте.
   
   ---------
   26 января 1891 года в городе Кельне (Германия) скончался "отец" двигателя внутреннего сгорания - немецкий инженер и изобретатель Николаус Август Отто.
   ---------
   
   Готлиб Даймлер родился в 1834 году в семье пекаря из маленького селения недалеко от Штутгарта (Германия). Получив образование в Высшем политехническом училище в Штутгарте, он стал инженером. В течение пяти лет Даймлер занимал должность технического директора на заводе в Карлсруэ, который выпускал паровозы и мостовые конструкции. Там он познакомился с Вильгельмом Майбахом, имевшим незаурядные способности в черчении и рисовании, чем привлек внимание технического директора.
   
   ----------------
   1882 год - Даймлер и Майбах начали работу над компактным двигателем внутреннего сгорания.
   ----------------
   
   Вскоре Даймлер и Майбах получают приглашение работать на заводе Отто для организации серийного производства газовых двигателей. Однако разногласия в руководстве по поводу работы над небольшим бензиновым двигателем, пригодным для лодки, дрезины, воздушного шара, мотоколяски, стали настолько сильными, что Даймлер и Майбах оставляют в 1882 г. фирму Отто и начинают самостоятельную работу над компактным двигателем внутреннего сгорания.
   
   ---------------
   9 февраля 1846 года родился выдающийся конструктор Вильгельм Майбах, друг и помощник Готлиба Даймлера, изобретателя одного из первых двигателей внутреннего сгорания.
   -------------
   
   Первый двигатель разработанный Даймлером годился и для транспортного, и для стационарного применения. Работал он и на газе, и на бензине (чтобы ознакомиться со свойствами этого легкого топлива, Даймлер совершил путешествие в Россию, где работал завод по перегонке сырой нефти в керосин и бензин). Все дальнейшие конструкции Даймлера рассчитаны исключительно на жидкое топливо. Для этого он применил специальное устройство - карбюратор. В нем бензин испарялся, пары смешивались с воздухом и поступали в цилиндры двигателя.
   
   ----------
   Почтенных немцев пугали взрывы паров бензина, происходящие в двигателе внутреннего сгорания Даймлера. Поэтому изобретателю приходилось испытывать свои повозки тайно, по ночам, на загородных дорогах. Однажды ему даже пришлось пуститься на хитрость. Установив на лодку бензиновый двигатель Даймлер укрепил вдоль ее бортов огромные изоляторы с натянутыми на них проводами. Это позволило ему убедить сограждан в том, что лодка приводится в действие электричеством, которое обывателям казалось менее опасным по сравнению с бензином.
   -------------
   
   Основным показателем работы двигателя Даймлер справедливо считал большую частоту вращения его вала, обеспечиваемую интенсивным воспламенением смеси. Частота вращения вала двигателя Даймлера была в 4-5 раз больше, чем у газовых двигателей, а мощность на литр рабочего объема - вдвое больше. Охлаждению воды в окружающей двигатель водяной рубашке способствовал пластинчатый радиатор.
   Одновременно с Готлибом Даймлером похожим путем двигался к созданию своего двигателя другой немецкий изобретатель - Карл Бенц. Он родился в 1844 году в семье паровозного машиниста и в детстве мечтал продолжить дело отца. Свою инженерную деятельность после окончания политехникума Бенц начал на паровозостроительном заводе в Карлсруэ. Но идея передвижения по рельсам к тому времени уже перестала его привлекать. Молодой инженер занялся проектированием городского паромобиля, опыт проектирования которого окончательно разочаровал его в идее паровозного транспорта.
   
   -----------
   25 ноября 1844 года в немецком городке Ланденбург близ Мангейма родился Карл Бенц - известный всему миру создатель работоспособного двигателя внутреннего сгорания.
   -----------
   
   В 1871 году он купил небольшие механические мастерские, где решил изготовлять и ремонтировать приобретающие все большую популярность двигатели внутреннего сгорания. Посоветовавшись со специалистами, Карл Бенц выбрал в качестве основного двигателя внутреннего сгорания - газовый, двухтактный. Выбор оказался точным. Небольшие мастерские через двенадцать лет превратились в солидную фирму "Бенц и К°", выпускающую двигатели различного назначения.
   Впрочем, мысль о том, что газ - не совсем подходящее топливо для мощного двигателя пришла Бенцу довольно скоро. В 1885 году Карл Бенц построил четырехтактный бензиновый одноцилиндровый двигатель с искровым зажиганием. На испытательном стенде он развил 300 оборотов в минуту и показал мощность около 2/3 л.с.
   
   ---------------
   Зажигание - воспламенение рабочей смеси в цилиндрах двигателя внутреннего сгорания от электрической искры свечи зажигания.
   -------------
   
   Подобный мотор 17 декабря 1903 г. поднял в воздух первый самолет "Флайер", построенный братьями Райт. Это был четырехцилиндровый двигатель с горизонтально расположенными цилиндрами, работающий на бензине. Впрочем, в начале братья пытались создать двигатель собственной конструкции, но он оказался настолько несовершенным, что от этой идеи пришлось отказаться.
   В 1907 г. французским инженерам братьям Сегнн удалось внести изменения в существующую конструкцию бензинового двигателя. По их замыслу вал двигателя оставался неподвижным, а вокруг него вращалось 5 цилиндров, словно спицы колеса вокруг оси. Они и передавали свое вращение авиационному винту самолета. Такую конструкцию назвали ротативной, а сам двигатель под названием "Гном" завоевал большую известность у авиаторов и конструкторов в первые десятилетия ХХ века. Но вскоре и он перестал удовлетворять возрастающие потребности авиастроения.
   
   --------
   Из истории абсолютных мировых рекордов скорости полета.
   15 сентября 1948 г. американский пилот Р.Л. Джонсон разогнал самолет марки "North American F-86A" "Sabre" до скорости 1079,61 км/ч. Вслед за ним еще два американца зафиксировали свои результаты в таблице рекордов. 19 ноября 1952 г. Дж. Слейд Нэш - 1123,89 км/ч., и 16 июля 1953 г. У.Ф. Барнес - 1151,64 км/ч. Более пяти лет удерживая лидерство американские пилоты 7 сентября 1953 г. уступили его англичанину Невилл Дюку, который управляя самолетом марки "Hawker" "Hunter" разогнал его до скорости 1170,76 км/ч. Другой английский пилот М. Литгоу 25 сентября 1953 г. закрепил его - 1183,74 км/ч.
   ---------
   
   В 1918 г. в распоряжение авиаконструкторов поступило два новых поршневых мотора. У одного из них цилиндры располагались в один ряд, но под некоторым углом друг к другу. Такая конструкция получила название V-образной. В связи с тем, что первые два цилиндра перекрывали доступ воздуха к остальным, а всего их могло быть больше десяти, на моторы с V-образным расположением цилиндров устанавливалось водяное охлаждение.
   Другой мотор был со звездообразным расположением цилиндров. Внешне он был похож на ротативный, но вращался в таком двигателе коленчатый вал, а цилиндры оставались неподвижными. При таком расположении цилиндров все они находились в одной плоскости и одинаково хорошо обдувались во время полета встречным потоком воздуха. Поэтому водяное охлаждение на звездообразных моторах не применяли, а для лучшего обдува цилиндров на них устанавливали специальные ребристые устройства, позволяющие увеличить площадь их поверхности - радиаторы. Такой способ охлаждения мотора называли воздушным.
   
   В наши дни поршневые двигатели используются в основном на небольших легких самолетах и вертолетах, сельскохозяйственной и пожарной авиации, мотодельтапланах. Работают современные авиационные поршневые моторы практически так же, как двигатель установленный на самолете братьев Райт. Однако их устройство стало более сложным - в их работе используется двухтактный или четырехтактный рабочий цикл, они имеют до 12 цилиндров с водяным или воздушным охлаждением. Цилиндры могут располагаться V-образно - в ряд под углом друг к другу или радиально (звездой). Винт самолета может быть установлен непосредственно на валу двигателя или подсоединен через редуктор.
   
   -------
   Редуктор (от латинского слова "reductor" - отводящий назад, приводящий обратно) - зубчатая, червячная или гидравлическая передача, предназначенная для изменения скоростей вращения вала.
   --------
   
   К одним из самых оригинальных моторов нашего времени, пожалуй, можно отнести роторный. Такое название мотор получил исходя из своей конструкции - вращающимся элементом в нем является треугольный ротор находящийся в рабочей камере, похожей на толстую восьмерку.
   Как известно, для того, чтобы преобразовать мощность поршневого двигателя в тягу необходимую для полета, в авиации применяются воздушные винты. Их лопасти, так же как и крыло захватывают воздух и отбрасывают его назад. Это и создает тягу. Следует отметить, что теория воздушного винта была создана Н.Е. Жуковским вслед за теорией подъемной силы крыла.
   
   --------
   Из истории абсолютных мировых рекордов скорости полета.
   В конце 1953 г. рекорд скорости полетов вновь перешел к американцам. 3 октября 1953 г. пилот Дж.В. Вердин разогнал самолет изготовленный фирмой "Douglas" до 1211,48 км/ч. А 29 октября 1953 г. пилот США Ф.К. Эверест увеличил его до 1215,04 км/ч. Этот результат сохранялся в течении всего 1954 г. и только 20 августа 1955 г. американец Г.Э. Хэйнес "накинул" на него еще сотню - 1323,03 км/ч.
   ---------
   
   На первых моделях самолета, как вы помните, устанавливали деревянные винты. Но со временем, когда скорости полетов значительно возросли и потребовалась более мощная тяга винты самолетов начали изготавливать из металла.
   Сейчас очень редко можно встретить самолет использующий для полета винт. В наши дни практически на все современные тяжелые летательные аппараты устанавливают реактивные двигатели. Они то и создают необходимую для полета тягу.
   
   Реактивные двигатели делятся на два основных типа - воздушно-реактивные и ракетные. Для того, чтобы ознакомиться с конструкцией воздушно-реактивного авиационного двигателя и принципом работы его главного элемента - газовой турбины, обратимся к тем временам, когда человек еще не знал другого способа механического движения кроме как с помощью пара. Ученым известны примеры того, что еще в Древней Греции известный мыслитель Герон однажды удивил всех тем, что начал выпускать струю пара из сосуда, в котором кипела вода на воздушную крыльчатку. К всеобщему изумлению крыльчатка исправно крутилась даже тогда, когда не дул ветер. Однако использовать это замечательное свойство пара в технике стали гораздо позже.
   
   ---------
   Из истории абсолютных мировых рекордов скорости полета.
   Начиная с 1956 г. первенство за звание самого быстрого пилота и воздушного аппарата проходило под девизом: "Ни года без рекорда". 10 марта 1956 г. англичанин П. Твисс на самолете "Delta 2" достиг скорости 1821,39 км/ч. 12 декабря 1957 г. Адриан Дрю (США) на авиабазе Эдвардс управляя истребителем "F-101А" "Voodoo" разогнал его до 1943,03 км/ч. "Двухтысячный" рубеж первым преодолел пилот США У.У. Ирвин. Его самолет 16 мая 1958 г. развил скорость 2259,18 км/ч. Через год в таблицу рекордов впервые попала фамилия советского пилота. 31 октября 1959 г. Г. Мосолов на самолете марки "Е-66" разработанном Микояном достиг отметки в 2387,48 км/ч. Однако уже 15 декабря 1959 г. американцы вернули себе первенство. Пилот Дж.У. Роджерс на самолете "Convair F-106A" "Delta Dart" показал скорость 2455,74 км/ч. 7 июля 1962 г. советский пилот Г. Мосолов поднял планку рекорда до 2681,00 км/ч. После этого американцы превысив "трехтысячный" рубеж прочно занимают позицию лидеров. Последний рекордный результат упоминание о котором мне удалось отыскать равен 3529,56 км/ч. Такой скорости 28 июля 1976 г. достиг самолет марки "Lockheed SR-71А" американского пилота Э.У. Джоэрца.
   ---------
   
   Идея турбины, построенной по принципу воздушной крыльчатки в которой вместо пара работали бы горячие газы образующиеся при сгорании топлива, была высказана только в конце XVIII. А в 1900 г. российский инженер П.Д. Кузьминский построил первую работающую турбину такого типа. В 1939 г. в СССР была построена первая промышленная газовая турбина мощностью 750 000 Вт, а еще через год словацкий инженер Аурель Стодола сумел построить лучший к тому времени агрегат из жаропрочных сталей, выдерживающих нагрев до 650 0С с коэффициентом полезного действия (КПД) равным 18 %.
   Однако у всех этих машин был один общий недостаток - низкая долговечность. Лопатки турбины во время работы омываются потоком горячих газов, температура которых может превышать 1000 0С. Но не смотря на этот недостаток газотурбинные двигатели широко применяются в авиации. И это не случайно, ведь мощность такого мотора намного выше мощности поршневого при тех же размерах и той же массе.
   
   Схема работы газотурбинного двигателя очень проста. Воздух сжимается компрессором и под давлением подается в камеру сгорания. Туда же, и тоже под давлением, впрыскивают горючее и поджигают его. Горячие газы выходят из камеры, вращают турбину, а турбина в свою очередь через вал вращает компрессор сжимающий воздух.
   Авиационный воздушно-реактивный двигатель тоже состоит из компрессора, камеры сгорания и турбины. Вот только компрессоры бывают по конструкции двух типов - центробежные и осевые. В центробежном воздух отбрасывается лопастями компрессора к краям его корпуса. Возле оси компрессора лопасти делают широкими, а ближе к краям ссужают. Поэтому воздух проходя между ними сжимается - ведь проход для него по мере продвижения от оси компрессора к его краю становится все меньше.
   Примерно несколько десятилетий назад на смену центробежному компрессору пришли осевые. Такой компрессор, как бы турбина на оборот. Если в турбине поток пара или газа идет от маленьких лопастей к большим и по ходу расширяется, то в осевом компрессоре он наоборот идет от больших лопастей к малым и сжимается.
   
   ---------
   Из истории абсолютных мировых рекордов дальности полета.
   Первый из зафиксированных рекордов был установлен на французской земле бразильцем A. Сантос-Дюмоном 12 ноября 1906 г. Протяженность его полета равнялась всего-навсего 220 м. Километровой отметки первым достиг А. Фарман (Франция) 13 января 1908 г., через несколько месяцев он уже удвоил этот результат: 21 марта 1908 г. - 2 км. 4 м.
   --------
   
   При выходе из компрессора воздух разделяется на два потока. Его небольшая часть поступает в камеру сгорания, а остальная проносится мимо. В камере сгорания установлены тонкие трубочки - форсунки. Топливо под давлением вылетая из форсунки представляет собой тонкую пыль. Оно смешивается с воздухом находящимся в камере сгорания и горит, подожженное запальным устройством. Так как температура газа вырывающегося из камеры сгорания очень велика его нельзя сразу же подавать на лопасти турбины - расплавятся. Поэтому горячие газы предварительно смешивают с более холодным воздухом. Охлажденные таким образом газы поступают в турбину - одноступенчатую или многоступенчатую. Практически вся ее мощность уходит на то, чтобы вращать компрессор и подавать воздух в двигатель. Для этого лопасти турбины и компрессора устанавливают на одном валу.
   
   Отдав часть своей энергии турбине газы устремляются в сопло - выходное отверстие двигателя. Там они окончательно разгоняются до высокой скорости - ведь от нее напрямую зависит реактивная тяга двигателя. И не смотря на то, что покидая двигатель газы остаются достаточно горячими, что делает КПД такого двигателя равным всего 25 %, самолет способен развить скорость до 2500 км/ч.
   Мы рассмотрели лишь один из видов реактивных авиационных двигателей - турбореактивный. Он развивает тягу только за счет силы реакции (силы отдачи) струи газа вырывающейся из сопла. Иногда можно встретить самолеты с реактивными двигателями других типов - турбовинтовыми и турбовентиляторными. Конструктивно эти моторы устроены так же как и турбореактивные, только впереди одного из них находится воздушный винт, а у другого воздушный вентилятор.
   
   Эксперименты показали, что воздушный винт турбовинтового двигателя создает 90 % тяги, в то время как на долю реактивной струи газа остается всего 10 %. Вращение на винт у такого мотора передается от турбины, предварительно пройдя через редуктор, на котором частота вращения снижается в несколько десятков раз. Турбовинтовые двигатели пригодны для использования на самолетах, чья расчетная скорость не будет превышать 800 км/ч. С ее увеличением тяга винта падает, и экономичность мотора ухудшается.
   
   -----------
   Из истории абсолютных мировых рекордов дальности полета.
   Весьма результативным для новых рекордов оказался 1908 г. В течении его результаты уже не просто удваивались, а многократно увеличивались. В начале года лидировал французский пилот Л. Делагранж (11 апреля 1908 г. - 3,925 км., 30 мая 1908 г. - 12,75 км., и 17 сентября 1908 г. - 24,125 км.), затем его сменил один из знаменитых братьев Райт - Уилбер. Достигнутые им результаты распределяются следующим образом: 21 сентября 1908 г. - 66,6 км., 18 декабря 1908 г. - 99,8 км., и 31 декабря 1908 г. - 125 км.
   ---------
   
   У турбовентиляторного мотора вместо многолопастного (4-8 шт.) винта установлен вентилятор, по конструкции напоминающий многолопастное колесо компрессора. Этот вентилятор прогоняет воздух через кольцевой канал, окружающий корпус двигателя. Таким образом, попадающий в двигатель воздух движется двумя путями - по кольцевому каналу и через систему компрессор -камера сгорания-турбина. Тяга создается одновременно и потоком горячих газов и за счет воздуха выходящего из кольцевого канала. Самолет с таким двигателем, в отличии от турбовинтового, способен разогнаться до скорости превышающей 1000 км/ч и оставаться при этом экономичным.
   
   Как вы уже заметили воздушно-реактивные двигатели создают тягу отбрасывая назад воздух взятый из окружающей среды, который одновременно является и окислителем для горения топлива. Но с увеличением высоты полета плотность воздушных масс уменьшается. Все меньшая часть его начинает проходить через мотор за единицу времени. И как результат - тяга падает, самолет "задыхается".
   
   От этого недостатка свободны ракетные двигатели, которые еще на земле оснащаются запасами не только топлива, но и окислителя для него. Тяга в таких двигателях создается отбрасыванием назад продуктов горения и его работоспособность практически не зависит от плотности окружающей среды.
   Ракетные двигатели могут работать на твердом или жидком топливе. Долгие годы использования таких двигателей показали, что жидкотопливные моторы более экономичны и развивают большую тягу при одной и той же массе с твердотопливными. Однако у них есть один очень существенный недостаток - работа с ними требует большой осторожности, ведь используемые в них химические вещества применяемые в качестве топлива и окислителя крайне ядовиты.
   На самолетах ракетные двигатели используются крайне редко и в основном в качестве вспомогательных. Например, для кратковременных полетов на больших высотах или как ускоритель для быстрого взлета. Но зато в космонавтике ракетные двигатели применяются очень широко, так как способны развить очень большую тягу и работать в безвоздушном пространстве.
   
   Используя принципы работы воздушно-реактивных и ракетных двигателей ученые надеются разработать еще несколько типов принципиально новых двигателей будущего. Неоднократно в прессе можно встретить упоминание о том, что идут разработки двигателя, в котором воздух будет нагреваться не за счет тепла, выделяемого сгорающим химическим топливом (например, керосином), а с помощью управляемой ядерной реакции, подобно тому, как это сделано в атомных электростанциях. Среди новых идей заслуживают так же внимания конструкции ионных и фотонных двигателей.
   
   --------
   Из истории абсолютных мировых рекордов дальности полета.
   Таблица рекордов 1909 г. начинается с фамилии французского пилота Луна Подана. 25 августа 1909 г. его самолет преодолел расстояние в 134 км. Через день англичанин С. Латам преодолел отметку 155 км., но уже на следующий день известный французский пилот и авиастроитель А. Фарман на самолете собственной конструкции "отодвинул" рекорд на 180 км. Лучшим достижение Фармана, являющееся также лучшим результатом 1909 г. стал полет состоявшийся 4 ноября - 234 км.
   ---------
   
   Ионные моторы тоже будут работать по принципу заложенному в реактивные двигатели, но тяга в них будет создаваться не за счет отбрасывания назад струй газа и воздуха, а потока элементарных частиц - ионов. В фотонных двигателях планируется установить источник света такой огромной мощности и интенсивности, что вылетающие частицы света смогут создать тягу большой силы и поднять летательный аппарат в небо или ракету в космос.
   
   6. Глаза, уши и мускулы пилота.
   
   В наши дни самолеты способны летать на огромные расстояния и подниматься на большие высоты. В любое время года, днем и ночью, при любой погоде они пересекают океаны и континенты, летают с околозвуковой и сверхзвуковой скоростью. Но все эти успехи современной авиации были бы невозможны если бы вместе с развитием самолетов не происходило развитие техники которая помогает пилоту управлять летательным аппаратом. Руководствуясь показаниям всевозможных приборов, экипаж контролирует и управляет работой двигателей и других агрегатов самолета, ориентируется в пространстве, определяет высоту и скорость полета своего лайнера, получает с земли информацию о погодных условиях и квалифицированную помощь, поддерживает связь с диспетчерскими службами. Для того, чтобы поближе познакомиться с большим количеством этих разнообразных авиационных приборов и приспособлений совершим экскурсию в то место самолета, в котором большинство из них находится - пилотскую кабину.
   
   Считается, что одним из первых приборов применяемых в авиации и воздухоплавании является статоскоп. Иногда этот прибор еще называют барометром-анероидом. Применялся статоскоп еще на аэростатах для контроля за подъемом и спуском. Принцип работы этого прибора очень прост и основан на том факте, что с увеличением высоты полета давление падает. Следовательно, и стрелка прибора будет отклоняться на меньшую величину. Если же шкалу прибора проградуировать не в единицах давления, а в метрах, то по показаниям прибора можно будет судить о высоте полета летательного аппарата.
   
   ---------
   Из истории абсолютных мировых рекордов дальности полета.
   В 1910 г. в таблицу рекордов внес свое имя бельгиец И. Олиеслагерс, пролетевший 20 июля на самолете французской фирмы "Blerio" 393 км. Кроме него там оказалось еще два француза: 11 декабря 1910 г. Ж. Легане - 516 км., и М. Табюто - 585 км. (30 декабря 1910 г.).
   ----------
   
   Едва появился летательный аппарат оснащенный двигателем сразу же стало ясно - одним статоскопом для его управления не обойдешься. Для контроля и управления полетом и работой мотора и других агрегатов потребуется несколько десятков различных приборов и механизмов, а для их размещения - хорошо оборудованная, вместительная пилотская кабина.
   
   Вскоре в распоряжении первых пилотов появились первые органы управления самолетом. Это были педали, с помощью которых управляли положением руля направления, а, следовательно, могли осуществить разворот самолета в воздухе, и штурвал, управляя которым пилот отклонял вверх или низ руль высоты и тем самым регулировал высоту полета. Кроме этого в кабине появились и первые приборы контроля. Обычно их набор состоял из указателя скорости, высотомера, креномера и магнитного компаса. Для контроля работы двигателя использовали указатели давления масла, уровня топлива, числа оборотов вала, а так же два прибора контроля за выработкой и использованием электроэнергии - амперметр, показывающий силу вырабатываемого электрического тока, и вольтметр измеряющий величину его напряжения.
   
   Некоторые пилоты длительное время не могли привыкнуть к такому обилию приборов и продолжали летать используя лишь свои ощущения. А что бы сказали они посетив кабину современного самолета? Ведь с годами количество приборов значительно возросло. Кроме главных полетных приборов - высотомера, авиагоризонта, указателя скорости и гирокомпаса, самолет имеет еще большое количество приборов контролирующих работу всех его систем.
   
   Для того, чтобы пилот смог справиться с таким большим количеством информации одновременно поступающей от разных приборов ее основные значения выводятся на командно-пилотажный дисплей. В кабине современного самолета таких дисплеев может быть несколько и каждый из них имеет различное предназначение. Так, например, навигационно-плановый дисплей совмещает в себе функции компаса, экрана локатора, часов и карты. Эти и другие показания позволяют одному из членов экипажа самолета, выполняющего обязанности штурмана, выполнять одну из важнейших составных частей полета - навигацию.
   
   Навигация в воздухоплавании - это определение маршрута воздушного судна от места взлета до места посадки. Направление полета, или, как говорят авиаторы курс, и его скорость рассчитывают с учетом многих параметров, важнейшим из которых является направление и скорость ветра с которым самолет встретится в воздухе. В результате на специальной навигационной карте прокладывается линия маршрута полета самолета.
   
   На заре авиации пилоты прокладывали курс по обычной карте, а иногда пользовались секстантом и ориентировались по звездам. Случалось, первым пилотам для того, чтобы не заблудиться в незнакомой местности приходилось лететь вдоль железнодорожного полотна и читать название станций. В поисках ответа на вопрос, а нельзя ли как нибудь еще использовать установленное на борту самолета приемо-передающее устройство - радиостанцию, инженерам пришла идея помочь пилотам ориентироваться на местности при помощи радиомаяков.
   
   ----------
   Из истории абсолютных мировых рекордов дальности полета.
   Начиная с 1911 г. и до начала Первой мировой войны пилотами-"дальнобойщиками" являлись французы. Они же первыми преодолели отметку в тысячу километров. Кстати пилоты использовали для рекордных полетов самолеты только отечественных фирм "Farman" и "Nieuport". 1 сентября 1911 г. Фурни достиг отметки 723 км., состоявшийся 24 декабря 1911 г. полет Гебе был длинной 740 км. 11 сентября 1912 г. все тот же Фурни пролетел 1011 км., а А. Сегэн 13 октября 1913 г. закрепил лидерство Франции на отметке 1021 км.
   ---------
   
   Что такое маяк, думаю вам всем хорошо известно. Многие сотни лет он верой и правдой служит морякам, обозначая вспышками света опасные участки береговой линии. Подобный принцип был заложен и в радиомаяк, только вместо световых сигналов, которые можно не заметить пролетая над облаками это устройство посылает в эфир импульсы специально закодированных радиосигналов. Штурману остается только настроиться на радиомаяк нужного аэродрома и самолет уже никогда не собьется с курса. Начиная с 1920 г. принцип проложения курса по радиомаяках начал приживаться во всем мире, а начиная с 40-х годов в дополнение к этому прибору использующему в своей работе радиоволны появился еще один - радиолокатор.
   
   Еще в начале ХХ века российский ученый, изобретатель радио, А.С. Попов, во время проведения экспериментов с радиоволнами обратил внимание на то, что они имеют способность отражаться от различных предметов. Отражаясь радиоволны возвращались назад к тому месту откуда их отправили. Если теперь их принять на антенну специального прибора, похожего на телевизор, то на его экране будет нарисована картинка того предмета от которого отразились волны. При этом ни время суток, ни даже погодные условия практически не влияют на полученное изображение. Получается, что если установить такой прибор на борт самолета, то он сможет летать практически в любую погоду, и даже в самое темное время суток его штурман без проблем найдет дорогу к аэродрому, а пилоты уверенно осуществят посадку.
   
   Не менее важной величиной которую необходимо учитывать во время прокладывания курса является скорость полета самолета. На летательных аппаратах для ее измерения тоже имеется специальный прибор - манометр. Он воспринимает давление встречного потока воздуха - аэродинамическое давление. В 1910 г. указатель скорости представлял собой пластинку закрепленную на пружине. Во время полета встречный поток воздуха давил на пластинку, которая в свою очередь сжимая пружину смещала стрелку прибора. Чем большую скорость развивал самолет тем сильнее отклонялась стрелка. Естественно такой способ измерения был весьма приблизительным так как не учитывал многих особенностей полета которые вносили погрешности. Например, попутный ветер не оказывал своего воздействия на пластинку прибора, а встречный напротив давил на нее со всей силы. Кроме этого с увеличением высоты полета плотность воздуха снижалась, следовательно, давление на пластинку прибора уменьшалось. Поэтому при одной и той же скорости полета самолета показания указателя скорости на высоте будут меньше, чем у поверхности земли. На деле это приводило к тому, что у пилота создавалось впечатление, что скорость его аппарата падала. Но это являлось еще не самым большим неудобством.
   
   --------
   Из истории абсолютных мировых рекордов дальности полета.
   После окончания Первой мировой войны самолеты "научились" летать на такие расстояния, что по времени это могло занять несколько дней. 3-4 февраля 1925 г. экипаж французских пилотов в составе Л. Аррашар и А. Леметр осуществили беспосадочный перелет на расстояние 3166 км. 26 мая - 7 июня 1926 г. француз Л. Аррашар, отправившись в рекордный полет в одиночку преодолел 4305 км. 14-15 июля 1926 г. снова рекорд установленный французским экипажем. Пилоты Л. Жирье и Дордилли совершили перелет на 4716 км. 28 сентября - 9 октября 1926 г. Д. Костэ и Ж. Риньо (Франция) увеличили рекордную дистанцию до 5396 км.
   --------
   
   Измеряя скорость движения аппарата таким весьма неточным способом трудно было определить истинное расстояние которое преодолел самолет. В результате штурман мог либо слишком рано дать пилоту команду заходить на посадку, либо напротив "проскочить" нужный аэродром. Современные приборы измерения скорости полета лишены всех этих недостатков. В показания скорости полета автоматически вводятся поправки на высоту полета и влияние ветра.
   Но не только измерение скорости полета потребовало создания более совершенных приборов. Изменения коснулось и приборов регистрирующих высоту полета. На смену известного вам статоскопа пришел более точный прибор - барометрический высотомер. Его показания основаны на изменении атмосферного давления, уменьшающегося с увеличением высоты полета. Разность давления на высоте полета и на каком-то исходном уровне, например на уровне аэродрома, и определяет высоту полета.
   
   Но как узнать высоту самолета пролетая над горами? Ведь штурману не известно атмосферное давление на уровне вершины горы. В связи с этим обстоятельством в наши дни барометрический высотомер был дополнен еще одним прибором - радиовысотомером. Принцип его работы вам уже хорошо известен - это ничто иное как маленький радиолокатор. Он посылает радиоимпульсы к земле и определяет время за которое сигнал долетает до ее поверхности и отразившись возвращается назад. Скорость радиоволн известна - 300 000 км/с, и бортовому компьютеру не составит большого труда рассчитать высоту полета.
   
   Мы познакомились лишь с некоторой частью приборов находящихся в распоряжении штурмана. Хотя даже их вполне достаточно, чтобы штурман небольшого самолета с помощью обычной карты, бортового радио и подручных инструментов произвел навигационные расчеты. Военные самолеты и гражданские лайнеры для навигации используют более сложное бортовое электронное и компьютерное оборудование. Кроме этого на службе у штурманов находится хорошо развитая система построенная на основе использования навигационных космических спутников. С ее помощью штурман может определить положение своего самолета с точностью в несколько метров. В последнее время были разработаны такие современные системы, которые включают в себя весь комплекс измерительной аппаратуры, а вся навигационная информация выводится на экран штурманского дисплея.
   
   --------
   Со времен Первой мировой войны самолеты снабжались аварийно-спасательным оборудованием. Современные лайнеры оснащены кислородными масками, автоматически опускающимися с потолка при аварии, плотами, быстро надувающимися при посадке на воду, надувающимися трапами для безопасного и быстрого выхода из приземлившегося самолета. Пилоты военных самолетов одеты в специальные высотные костюмы для полетов на большой высоте.
   --------
   
   Рабочее место пилота самолета не меньше штурманского оснащено всевозможными приборами. В первую очередь это прибор, показания которого позволяют контролировать устойчивость аппарата в полете - "сохранять горизонт", как говорят пилоты. Когда земля видна это несложно сделать по видимому впереди горизонту. Но зато в темное время суток или при неблагоприятных погодных условиях сохранить горизонтальность самолета весьма сложно. На чувства и ощущения надеяться не стоит - они обычно обманывают. То вдруг покажется, что самолет "завалился на крыло" или "клюнул носом". Для того, чтобы не произошло ошибки пилоту нужен специальный прибор - авиагоризонт. Главной его деталью является гироскоп. Он напоминает обыкновенный волчок, ось вращения которого имеет свойство всегда сохранять свое положение в пространстве и показывать положение горизонта.
   
   Удивительная устойчивость, сообщаемая волчку быстрым вращением, долгие годы привлекала внимание ученых и изобретателей. Еще в 1852 г. французский ученый Леон Фуко на заседании Парижской академии наук продемонстрировал свой первый гироскопический прибор, при помощи которого можно было даже обнаружить вращение Земли. Одним из первых приборов, построенных на основе гироскопа, широко использовался на флоте для измерения географической широты местонахождения корабля во время шторма. Волчок служил в этом приборе для определения искусственного горизонта. Несколько позже началось широкое использование гироскопов в военной технике. Так, в 1898 г. австрийский инженер Обри изобрел устройство, получившее название прибор Обри. Оно предназначалось для обеспечения заданного направления движущейся в воде торпеде. Так забавная детская игрушка превратилась в устройство помогающее уничтожать корабли противника. Вскоре, по примеру моряков гироскоп в качестве искусственного горизонта начали использовать и авиаторы.
   
   ---------
   Из истории абсолютных мировых рекордов дальности полета.
   
   Начиная с 1927 г. в соревнования на длительность полетов включились американские пилоты. 20-21 мая 1927 г. Чарльз Линдберг в одиночку управляя самолетом модели "Ryan NYP" пролетел 5809 км. Этот рекорд просуществовал всего несколько недель. 4-6 июня 1927 г. экипаж США состоящий из пилотов Ч.Д. Чамберлина и Э. Ливайна совершил перелет на 6294 км. 3-5 июля 1928 г. первенство перешло Италии. Пилоты А. Феррарин и Д. Прете увеличили рекорд до 7188 км.
   ---------
   
   В распоряжении пилота находится еще один очень интересный прибор, который было бы несправедливо обойти вниманием. Речь пойдет об автопилоте, который может вести самолет без вмешательства человека. Автопилот способен точно выдерживать заданный курс, скорость, высоту, горизонтальное положение самолета не смотря на любые внешние воздействия. Если самолет по какой-то причине отклонится от курса, приборы автопилота незамедлительно сообщат об этом бортовому компьютеру. Он оперативно и с большой точностью определит на какой угол нужно повернуть руль направления, чтобы самолет лег на правильный курс, и дает команду электрической рулевой машине. По команде летчика автопилот способен даже выполнить виражи, подъемы и спуски. Следует добавить, что во время дальних перелетов большую часть времени самолетом управляет не пилот-человек, а пилот-автомат.
   
   Кроме измерительных приборов современный самолет имеет большое количество контрольной аппаратуры и устройств. Аппараты во время полета следят за расходом горючего, по мере необходимости переключают топливные баки, "докладывают" экипажу, сколько истрачено и сколько еще осталось топлива в данный момент. Аппараты вычисляют путь, следят за курсом, определяют пройденное расстояние, учитывают действие ветра, вводят поправки и точно направляют самолет к цели. Автоматические устройства зорко следят за противопожарной безопасностью, и если в воздухе все таки возникнет пожар, приборы сообщат пилотам о беде и направят на огонь особые пламегасящие составы.
   
   Характерной особенностью современных самолетов является то, что все ответственные системы в них продублированы. Одну и ту же функцию контроля или управления выполняют 2, 3, а иногда даже 4 независимые системы. Так, например, если перед посадкой не выпустилось шасси от основной системы, есть запасная, не зависящая от первой, а еще есть и аварийный выпуск. Такое многократное резервирование систем - залог надежности и безопасности современных летательных аппаратов.
   Описывая основные узлы самолета я уже частично останавливался на методах управления самолетом, теперь настало время познакомиться с пилотированием поподробней. Управлять самолетом - это значит изменять его положение в полете или противодействовать порывам ветра скорость которого на высоте 11 км. может достигать 200 км/ч.
   
   Предположим, что летчику необходимо вывести самолет из горизонтального положения так, чтобы левое крыло оказалось ниже правого. Такой маневр называют креном влево. Для его осуществления служат элероны - подвижные плоскости крыла. Если элерон на правом крыле отклонить вниз, увеличивая при этом подъемную силу этого крыла, и одновременно отклонить элерон левого, то самолет выполнит необходимый нам маневр - накренится влево.
   ------
   Из истории абсолютных мировых рекордов дальности полета.
   В предвоенные годы результаты рекордов стали более значительными. Скорее всего на это повлияло желание каждого государства продемонстрировать свою мощь. 28-30 июля 1931 г. американские пилоты Р.Н. Бордман и Дж. Поландо достигли отметки 8065 км. Почти 500 км. к этому результату добавили англичане. 6-8 февраля 1933 г. экипаж О. Гейфорд и Дж. Николетс пролетел расстояние равное 8544 км. 5-7 августа 1933 г. французы Росси и Л. Коде совершили перелет на 9104 км.
   ---------
   
   Для изменения курса в право или лево служит руль направления. В стандартной конструкции самолета он находится на киле - вертикальной части хвостового оперения. Для продольного управления, вверх или низ служит руль высоты, расположенный на горизонтальной части хвостового оперения. Законы аэродинамики требуют для хорошего управления самолетом, чтобы все рули были размещены как можно дальше от центра тяжести летательного аппарата. Поэтому элероны располагают на концах крыльев, а рули высоты и направления вынесены в хвост.
   
   Рулем направления обычно пилот управляет нажимая на педали. Движение правой ногой вперед и руль направления займет положение, при котором самолет повернет в правую сторону, левой - соответственно влево. Элероны и руль высоты присоединены к одному рычагу - ручке управления. Если пилот потянет эту ручку на себя - рули высоты отклонятся вверх. На хвосте возникнет аэродинамическая сила, направленная вниз, которая и заставит самолет увеличить угол атаки. Если же пилот переместит ручку управления влево, то отклонятся элероны и самолет начнет крениться влево.
   
   Ручку управления пилот держит правой рукой, а левой управляет тягой двигателей и еще множеством всевозможных приборов. Однако на современных самолетах, где в экипаж входят еще бортинженер, радист и штурман, за приборами и работой двигателей найдется кому присмотреть и кроме пилота - ему остается только управлять самолетом. Вместо ручки управления на таких самолетах устанавливают штурвал - устройство похожее на "баранку" автомобиля.
   
   --------
   Из истории абсолютных мировых рекордов дальности полета.
   Первыми пилотами преодолевшими юбилейный десятитысячный рубеж стали советские пилоты М. Громов, С. Данилин, А. Юмашев. 12-14 июля 1937 г. самолет-рекордсмен "АНТ-25" совершил беспосадочный перелет дальностью 10 148 км. В некоторых источниках можно встретить другую цифру - 11 500 км., но вероятно преодоление некоторой части этой дистанции не соответствовало международным правилам. 5-7 ноября 1938 г. сразу два английских экипажа совершили перелет длительностью 11 520 км. Первый экипаж состоял из пилотов Р. Келлета и Гетинга, второй - Э.Н. Комба и Борнетта.
   ----------
   
   Вполне естественно, что во время управления современным самолетом пилоту, как впрочем и всему экипажу не хватит сил отклонить рули. В этой ситуации в системы управления встраивают специальные устройства - сервомоторы, которые и осуществляют отклонения рулей, а пилот только управляет ими. Такой механизм может представлять собой цилиндр в котором масло под большим давлением перемещает поршень, связанный с одним из рулей. Как вы помните с таким механизмом мы уже встречались - он называется бустером.
   
   7. Системы безопасности экипажа.
   
   В один из осенних дней 1797 года французский воздухоплаватель Жак Гарнерен поднялся на воздушном шаре над парком Монсо близ Парижа, затем оставил шар и опустился на землю под парашютом собственной конструкции.
   Считается, что именно в этот день впервые в истории человек доверил этому необычному аппарату свою жизнь. Возможно это и так, но сама идея спуска с высоты при помощи предмета действующего по принципу современного парашюта скорее всего принадлежит не французам, а китайцам. По крайней мере упоминание об этом можно найти в древних рукописях хранящихся в Пекинском архиве. Согласно древнему тексту на заре нашей эры китайский император Шунь благополучно прыгнул во время пожара с крыши дома, держа в руках две огромные шляпы, сделанные из камыша.
   
   --------
   Наибольшая высота, с которой во время Второй мировой войны упал человек без парашюта и остался в живых, равнялась 6705 метрам. В январе 1942 г. советский летчик лейтенант И.М. Чижов выбросился с парашютом из подбитого на этой высоте самолета "Ил-4", но его парашют не раскрылся. Тело пилота коснулось земли по касательной: оно скользнуло по склону занесенного снегом глубокого оврага и съехало вниз. И.М. Чижов отделался переломом грудины и травмой позвоночника.
   --------
   
   Необычный прыжок не остался незамеченным. вскоре во время праздников его начали повторять акробаты, только вместо шляп для замедления скорости падения использовали большие зонты с жестким каркасом.
   
   Более совершенную модель аппарата позволяющего человеку прыгать с высоты можно обнаружить среди записей великого итальянского ученого Леонардо да Винчи. Результаты своих наблюдений за поведением различных предметов в воздухе ученый изложил в рукописи носившей название "Атлантический кодекс". В одном из разделов посвященном "летании и движении тел в воздухе" Леонардо отмечает, что: "Если у человека есть шатер из накрахмаленного полотна, каждая сторона которого имеет 12 локтей (около 5 метров) в ширину и столько же в вышину, он может бросаться с любой большой высоты, не подвергая себя никакой опасности".
   
   Но, вернемся к более позднему времени - годам зарождения воздухоплавания и авиации. Как ни странно, но у отважного Жака Гарнерена нашлось немало последователей. Очень скоро подобные прыжки уже стали привычным украшением воздухоплавательных праздников.
   В 1889 году, в Россию приехал опытный мастер парашютизма американец Шарль Леру. При большом стечении народа, хоть и не всегда удачно, гость выступал в Москве и Петербурге, а затем в Харькове, Одессе, Ревеле. Но на эстонской земле во время одного из выступлений его жизнь трагически оборвалась.
   
   --------
   Наибольшая высота, с которой когда-либо падал человек без парашюта и при этом остался в живых, равна 10 160 метрам. 26 января 1972 г. авиалайнер "Douglas DC-9" авиакомпании "Югословенски Аэротранспорт" взорвался над чешской деревней Сербска Каменице. Упав с высоты 10 160 метров, стюардесса Весна Вулович осталась жива, отделавшись лишь многочисленными переломами. В течение 27 дней она была в коме, а затем еще 16 месяцев находилась на излечении в госпитале.
   ---------
   
   Казалось, что после гибели Шарля Леру никто больше не решится на столь опасные и где-то даже безрассудные трюки. Но прошло всего несколько лет и в газетах появились упоминания о новых смельчаках - польских братьях Станиславе и Юзефе Древницких. Родители прочили сыновьям юридическую карьеру, но дети выбрали собственный путь - спуск из-под облаков. В прессе конца XIX века немало говорилось о прыжках братьев с воздушного шара. Их парашюты еще далекие от совершенства парили над Вильнюсом, Минском, Ригой, Николаевом, Ростовом. Тысячи пар глаз любовались фантастическим для тех времен зрелищем - человек с головокружительной высоты бросался вниз и вскоре благополучно достигал земли, спасенный гигантским зонтом.
   
   Летом 1895 года во время представления в городе Витебске оборвалась жизнь Станислава. Поднимаясь на монгольфьере, он на небольшой высоте выпал из корзины и разбился. "Всех присутствующих потряс этот ужасный случай. Впрочем, такова участь многих воздухоплавателей, ибо любой бросок вниз есть покушение на самоубийство", - так по этому поводу высказалась газета "Минский листок". Но, несмотря на гибель брата Юзеф не бросил любимое дело. Он прыгал с воздушного шара, наполнявшегося перед полетом горячим воздухом и дымом. Взлетная площадка устраивалась обычно в городских садах или на ипподромах. Вход был платным, но это не приносило доходов. Большинство зрителей предпочитало собираться за садовой оградой и на ближних улицах, откуда прыжок тоже прекрасно наблюдался. К 1910 году Юзеф Древницкий совершил более четырехсот прыжков - цифра даже для наших дней очень большая, а в те годы это стало мировым рекордом. Однако самого воздухоплавателя такой результат не удовлетворял, ведь авиаторам требовалось гораздо более компактное средство спасения а не "ярмарочный зонтик". К сожалению Первая мировая война положила конец изысканиям автора.
   В январе 1910 года французский полковник А. Лаланс предоставил парижскому аэроклубу 10 тысяч франков в качестве премии за лучший парашют. Это подстегнуло конструкторов взяться за дело. Среди тех, кто включился в гонку и австрийский дамский портной Франц Райхельт, проживающий в Париже. Профессия Райхельта отразилась на подходе к конструкции парашюта - он представлял собой смесь комбинезона с плащом. В июле 1910 г. портной запатентовал свою идею. Не обременяя себя расчетами автор принял для купола площадь, равную всего 4 м2, тогда как безопасность требовала в несколько десятков раз большего размера. И хоть со временем портной увеличил площадь своего парашюта-плаща до 20 м2, этого все равно явно недоставало.
   
   -------
   Вначале Райхельт сбрасывал куклу, облаченную в задуманный наряд, из окна своей квартиры. Пробовал прыгать и сам с высоты 7-8 метров на стог соломы. Конструкция срабатывала не всегда. "Это потому - рассуждал изобретатель, - что высота мала. На большей развернется непременно..."
   --------
   
   Доказательством этого заблуждения послужил экспериментальный выброс манекена облаченного в парашют-плащ с первой площадки Эйфелевой башни. Увы, кукла с жутким звуком разлетелась на куски. Стало ясно, что такой парашют - опасное заблуждение. Но портной настаивал на своей правоте и утром 4 февраля 1912 года, в окружении зевак и журналистов, отправился к Эйфелевой башне. Для прыжка Райхельт выбрал отметку равную 63 метрам. Стоя на стуле у перил, изобретатель пытался спорить с людьми старавшимися его остановить: "Я буду быстро падать метров 20-30, пока не раскроется парашют. Затем последует плавный спуск". Прыжок состоялся. Парашют начал было раскрываться, потом одни части костюма запутались в других - автор парашюта-плаща погиб.
   Российские конструкторы тоже делали попытки создать надежное средство способное спасти пилоту жизнь. В сентябре 1910 г. на воздушных состязаниях в Петербурге аэроплан известного летчика Л.М. Мациевича разрушился в полете. Пилот выпал из машины и расшибся насмерть. Очевидцем трагедии, в числе многих, стал актер одного из театров Глеб Евгеньевич Котельников. Потрясенный увиденным, актер решил создать средство спасения для падающих с высоты. И хотя он был человеком далеким от авиации, но осведомленность об опытах братьев Древницких, позволили Котельникову разработать примерную схему парашюта. Оставалась нерешенной только одна проблема - как упаковать парашют, чтобы он был всегда "под рукой", и при этом не мешал пилоту во время полета. В начале изобретатель собирался разместить его в специальном шлеме. Однако такой головной убор имел такие большие размеры, что от идеи пришлось отказаться. И тогда Котельников вспомнил о ранце, который солдаты многих армий носили за плечами. Лучшего места было бы трудно придумать. Котельников изготовил небольшой прототип и многократно испытал его, сбрасывая с воздушного змея. Модель работала безотказно. Так появился парашют "РК-1" (русский, Котельникова, номер первый), от которого ведут родословную все современные конструкции парашютов.
   Однако судьба нового изобретения оказалась не простой. Автор представил опытный вариант парашюта на суд комиссии Главного инженерного управления России. Специалисты во главе с генерал-лейтенантом А.М. Кованько поблагодарили докладчика и... отклонили предложение, как весьма сомнительное.
   
   Неожиданную помощь конструктору предложил Вильгельм Августович Ломач - владелец гостиницы "Англетер" (ныне "Астория"). Совместными усилиями к весне 1912 года опытный образец в алюминиевом ранце, был изготовлен. Ломач сумел добиться разрешения на его официальные испытания, состоявшиеся уже летом. В полете с манекеном парашют работал отлично, и Ломач отвез изобретение в Париж - на конкурс, учрежденный полковником Лалансом. Успех повторился, но французы отдали 10-тысячный приз соотечественнику Ф. Бонне за менее совершенное средство спасения, укладываемое на фюзеляже самолета.
   
   --------
   Из истории абсолютных мировых рекордов дальности полета.
   В годы Второй мировой войны рекорды не фиксировались, поэтому следующий рекордный перелет датирован 12 ноября 1945 г. Пилоты ВВС США Ирвинг и Стаули управляя самолетом "Boeing B-29" "Superfortress" преодолели расстояние в 12 740 км. следует отметить, что все остальные рекорды на дальность полета установили так же американские пилоты. 29 сентября - 1 октября 1946 г. в небо поднялся самолет изготовленный фирмой "Lockheed" - "Neptune". Его экипаж Т. Дэвис и Э.П. Ранкин пролетели над территорией Австралии 18 082 км. 10-11 января 1962 г. Клайд П. Эвели увеличил этот результат до 20 169 км. Абсолютным рекордом в наши дни является расстояние 40 212 км. Экипаж американского самолета "Voyager" Д. Рутан и Дж. Ягер 14-23 декабря 1986 г. таким образом совершили беспосадочное воздушное путешествие вокруг земного шара.
   --------
   
   Об изобретении Котельникова вспомнили лишь с началом Первой мировой войны. Автор получил заказ на изготовление большой партии своих ранцевых парашютов. Их передали в дивизион воздухоплавания, где они многократно спасали смельчаков-разведчиков отправляющихся в небо на воздушных шарах.
   После Первой мировой войны парашют стал основным средством спасения для экипажа, самолет которого по тем или иным причинам потерпел аварию. В этом случае пилот покидал самолет таким образом - отстегивал ремни, открывал фонарь, выходил из кабины и прыгал с крыла. После непродолжительного свободного полета летчик открывал парашют и приземлялся. С ростом скорости и высоты полета такой способ становился непригодным по многим причинам.
   Во-первых, с увеличением скорости полета значительно возрастает сила аэродинамического сопротивления. Например, при скорости полета 600 км/ч на тело летчика, высунувшегося только наполовину из кабины самолета, действует сила равная почти 450 кг.
   
   -------
   Еще в 1937 г. летчик-испытатель М.М. Громов, попытавшийся покинуть самолет, попавший в штопор, смог сделать это только потому, что был рекордсменом ВВС по тяжелой атлетике. А ведь скорость его самолета не превышала и 500 км/ч. После приземления он рассказывал: "Меня так прижало к сиденью, что казалось, на мне сидит человек..."
   -------
   
   В таких условиях выход из кабины самолета превышает физические возможности человека. Вторым фактором, затрудняющим покидание самолета с парашютом, является большое различие между скоростью самолета и резко уменьшающейся скоростью парашютиста в результате торможения набегающим потоком. Поток подхватывает парашютиста и быстро уносит назад, что грозит столкновением с хвостовым оперением или другими частями самолета. Третья опасность кроется в неблагоприятном действии воздушного потока большой скорости на незащищенные участки тела, вызывающим повреждение внешних и внутренних органов.
   Другие опасности связаны с необходимостью покидать самолет на очень большой или очень малой высоте. В первом случае возникает неблагоприятное действие на человека очень низких давления и температуры, вследствие чего возникает кислородное голодание. На малой высоте, особенно при движении самолета по земле (или по палубе корабля), не хватает времени для раскрытия и наполнения купола парашюта.
   Практически установлено, что покидать с парашютом самолет, летящий со скоростью более 600 км/ч на высоте, меньшей 300 м., без специальных средств небезопасно. По этой причине конструкторы разработали специальные технические средства, позволяющие покидать дозвуковые и сверхзвуковые самолеты в любых условиях и в любом диапазоне скоростей и высот.
   Основным средством такого рода стало выбрасываемое сидение, позволяющее летчику покидать самолет с помощью катапультирования. По сравнению с обычным, неподвижно закрепленным в самолете сиденьем, катапультное снабжено направляющими и приводом, позволяющим выбрасывать сидящего человека (вместе с креслом) на определенную высоту над самолетом. В первых устройствах катапультирование происходило под действием сжатых газов, подаваемых в цилиндр, которые, действуя на поршень, соединенный с сидением, придавали ему и находящемуся в нем пилоту определенную скорость относительно самолета.
   
   Ограниченные габариты пилотской кабины и, следовательно, небольшой допустимый ход поршня повлияли на то, что первые катапульты снабжались настолько мощным приводом, который на коротком промежутке пути сообщал человеку практически максимальную перегрузку - 18-20 единиц. С помощью сидений такого типа можно было безопасно покидать самолет, летящий со скоростью, не превышающей 900-1100 км/ч. Авария на самолете, летящим с большой скоростью требовала от экипажа обязательного ее уменьшения. Известны случаи, в которых это было невозможно из-за повреждения самолета, заканчивающиеся трагически.
   
   --------
   В 1955 г. произошли две аварии, которые снова обратили внимание на проблему покидания самолета, летящего со сверхзвуковой скоростью. В обоих случаях катапультирование произошло при скорости самолета превышающей допустимую. В первом случае воздушный поток сорвал с пилота перчатки, шлемофон и кислородную маску, а первый удар потока в лицо вызвал появление синяков под глазами. Во втором случае, на пилота подействовала тормозящая сила воздуха, создавшая перегрузку около 40 единиц. Воздушный поток сорвал с пилота ботинки, носки, шлем, кислородную маску и перчатки, а также кольцо и наручные часы. Все тело имело сильные ушибы, а внутренние органы, особенно сердце и печень, повреждены.
   --------
   
   Вследствие проведенных исследований конструкция катапультируемого кресла претерпела существенные изменения, благодаря которым сначала была повышена безопасность покидания самолета, летящего с большой скоростью, а затем - безопасность при взлете и посадке. В новых катапультируемых креслах пилот выполняет только одно действие - подает команду исполнительному механизму, который притягивает ноги к креслу и фиксирует их, прижимает локти к туловищу, выбирает зазоры в ремнях, удерживающих пилота в кресле, фиксирует голову и сбрасывает фонарь (или открывает аварийный люк), а через 1-2 секунды приводит в действие катапульту.
   
   Такой механизм позволяет покинуть самолет, летящий с большой скоростью на малой высоте, однако его невозможно использовать во время аварии на взлете или посадке. Эта проблема была решена с помощью дополнительного ракетного двигателя, который удлинял активный участок траектории полета катапультируемого кресла при перегрузках, допустимых для организма человека. Катапультирование в таком кресле можно разделить на два этапа. На первом происходит обычный процесс катапультирования, а на втором включается ракетный двигатель который, действуя уже вне кабины самолета, за несколько десятых долей секунды поднимает кресло на 60-120 метров. Такое кресло с ракетным двигателем позволяет покинуть даже самолет, находящийся на взлетной полосе. Кроме этого оно может оказаться вполне эффективным даже в случае катапультировании летчика, находящегося без сознания, из самолета, погружающегося в воду.
   Частые аварии и катастрофы первых сверхзвуковых самолетов, невысокая эффективность открытых катапультируемых кресел в экстремальных условиях полета, привели к появлению в 50-х годах более рациональных закрытых катапультируемых устройств, называемых спасательными капсулами. Во время аварии такое устройство автоматически закрывает человека вместе с креслом специальными щитками.
   Автоматическое оборудование, примененное, например, в капсуле американского самолета "В-58", осуществляет подготовку к катапультированию, само катапультирование и приземление. Подготовка к катапультированию в этой капсуле включает придание телу человека определенного положения, закрытие капсулы и ее герметизацию. Механизм катапультирования приводится в действие рычагом, расположенным на подлокотнике кресла. После этого зажигается пороховой заряд, газы которого попадают в два привода, один из которых подтягивает и фиксирует ноги, другой отодвигает туловище назад и стабилизирует положение головы. После этих операций пороховые газы проникают в механизм герметичного закрывания капсулы. Длительность этих операций составляет около одной секунды, после чего осуществляется герметизация кабины и создается давление, соответствующее высоте 5000 метров, что занимает еще 2-3 секунды. При этом цепь аварийной сигнализации закрытия капсулы передает сигнал остальным членам экипажа о принятии решения на катапультирование. Другая цепь включает средства связи, передающие сигналы об аварии. После закрытия капсулы пилот сохраняет возможность управления самолетом, так как штурвал остается в своем нормальном положении внутри капсулы, а ее обтекатель имеет иллюминатор, через который можно наблюдать за показаниями приборов и частью оборудования кабины.
   
   --------
   Сам процесс катапультирования защитной капсулы основан на принципе, используемом в катапультируемых сидениях, оборудованных ракетными двигателями. Нажатие рычага катапультирования приводит к воспламенению порохового заряда. Выделяющиеся при это газы сбрасывают обтекатель кабины, и по истечении 0,3 секунды происходит запуск ракетного двигателя. Во время движения капсулы вверх происходит воспламенение другого порохового заряда, выбрасывающего наружу парашют.
   --------
   
   Применение капсул такого типа обеспечивает возможность безопасной работы экипажа из двух человек в общей кабине, которые обычно используется на транспортных и военных самолетах. Внутри капсулы, под сидением, размещается набор предметов первой необходимости, в состав которых входят передающая радиостанция, высылающая сигналы для определения местонахождения капсулы, и оборудование, необходимое для обеспечения жизнедеятельности даже в тропических и арктических условиях - удочка, ружье, вода, продовольствие.