Краткая история развития реактивных самолетов
Началом истории реактивных самолетов мира принято считать 1910 год, когда конструктор и инженер Румынии по имени Анри Конада создал летательный аппарат в основе с поршневым двигателем. Отличием от стандартных моделей было использование лопастного компрессора, который и приводил машину в движение. Особо активно конструктор начал утверждать в послевоенное время, что его аппарат был оснащен именно реактивным двигателем, хотя первоначально он заявлял категорически противоположное.
Изучая конструкцию перового реактивного самолета А. Конада, можно сделать несколько выводов. Первый – конструктивные особенности машины показывают, что расположенный впереди двигатель и его выхлопные газы убили бы пилота. Вторым вариантом развития мог быть только пожар на самолете. Именно об этом и говорил конструктор, при первом запуске огнем была уничтожена хвостовая часть.
Что касается самолетов реактивного типа, которые были изготовлены в 1940-е года, они имели совершенно другую конструкцию, когда двигатель и место пилота были удалены, и, как следствие, это повысило безопасность. В местах, где пламя двигателей соприкасалось с фюзеляжем, была установлена специальная жаростойкая сталь, что не приносило корпусу увечий и разрушений.
Будущее, прототипы, исследования код
Сверхзвуковые
Компьютерная модель обтекания X-43A
- Крупные: Ту-244
- High Speed Civil Transport (англ.)русск.
Бизнес-класса:
- Россия: Ту-444, SSBJ.
Запад: Aerion SBJ (англ.)русск., SAI Quiet Supersonic Transport (англ.)русск.
Гиперзвуковой проект:
- Reaction Engines A2 (англ.)русск.
Беспилотные гиперзвуковые
- NASA X-43 (Boeing X-43)
- Boeing X-51
- SpaceShipOne и SpaceShipTwo используют реактивный самолёт в качестве первой ступени для суборбитального полёта. Проект активно развивается.
- Многоцелевая авиационно-космическая система на базе Ан-225 «Мрия». Проект заморожен, обсуждается возобновление.
- Авиационно-космическая система Спираль. Проект прекращён по причинам в высокой степени готовности.
Основные типы в настоящее время
СССР/Россия
- Ту-154. Пассажирский, 1968/1972, построено 935 (потеряно 69), завершение производства планируется в 2010, находится в стадии вывода из эксплуатации по причине низкой топливной эффективности и высокого шума, по ресурсу возможна эксплуатация до 2015-16 гг, в Аэрофлоте выведен 21 декабря 2009, после 38 лет службы.
- Ил-76. Грузовой, военно-транспортный, 1971/1974, построено 960 (потерян 61, из них 13 уничтожены в боевых действиях), производится в настоящее время, проектируются обновлённые варианты. До 60 тонн груза, до 245 солдат (разные модификации).
- Су-25. Штурмовик, 1975/1981, 1320 шт., планируется эксплуатация до 2021 года и дальнейшее производство.
- Су-27. Истребитель многоцелевой, 4-го поколения. 1977/1984, построено около 600 базового типа, модификация Су-30 270 шт.К:Википедия:Статьи без источников (тип: не указан)[источник не указан 2837 дней ]
- Aero L-39 Albatros. Основной учебный самолёт стран Варшавского договора, Чехословакия, 1968/1972, производился до 1999, построено 2868 шт.
Страны Запада
Boeing 737. Среднемагистральный пассажирский самолёт. Принят в эксплуатацию в 1968 году, построено 6285 шт.К:Википедия:Статьи без источников (тип: не указан), производится в настоящее время.
Рассвет эры реактивных скоростей
Первые реактивные пассажирские самолеты появились сначала в Великобритании, а затем в СССР. Скорость их очень сильно отличалась от скорости летавших тогда винтовых самолетов.
Реактивный Ту-104 летал быстрее винтового гражданского Ил-14 почти в три раза (800 км/ч против 320 км/ч).
Комфортабельность сравнивать некорректно только из-за того, что полет на больших высотах у реактивных самолетов проходил без привычной для винтовых машин болтанки.
Вместительность новых самолетов в разы отличалась от вместительности винтовых. Так, Ту-104 перевозил 100 человек за один рейс, Ил-12 — 27.
Первые пассажирские самолеты
Первый полет прототипа современного пассажирского самолета состоялся в 1914 году благодаря стараниям ученого Сикорского и успешным испытаниям «Ильи Муромца», совершившего воздушный перелет на рекордную дистанцию. Судно смогло поднять в воздух дюжину пассажиров, а в Первую мировую войну было задействовано для транспортировки снарядов. Его салон был оборудован климатической системой и комфортабельными креслами.
Самолет Илья Муромец
Ряд источников утверждает, что первый самолет, катавший пассажиров — «Limousine Bleriot», спроектированный французскими инженерами.
Самолет Limousine Bleriot
В 20-е годы 20-го столетия в Советском Союзе был разработан самолет «К-1», созданный Константином Алексеевичем Калининым. Летательный аппарат выполнен в форм-факторе одномоторного подкосного высокоплана. Его конструкция состоит из гофрированного алюминия на сварном каркасе из труб, выполненных из качественной стали.
Самолет «К-1»
Первый пассажирский самолет, попавший в массовое производство в США — «Ford Trimotor», прозванный «Жестяным Гусем» за особенности своего внешнего вида. Инвестиции в развитие пассажирского авиатранспорта сделал известный предприниматель Генри Форд. Презентация его трехмоторного прототипа состоялась летом 1926 года.
Самолет Ford Trimotor
Оценка самолетостроения в Мире
Основные тенденции в развитии винтомоторных самолетов за годы войны можно свести к следующему:– полный и окончательный отказ от схем биплан, подкосный моноплан и от трехмоторной схемы;– тщательная аэродинамическая “доводка” планера самолета за счет устранения или доработки “мелочей”, вызывающих дополнительное сопротивление;– введение в практику ламинарезированных крыльевых профилей (на истребителях) и герметизированных кабин;– усложнение посадочной механизации (предкрылки, щелевые закрылки, закрылки Фаулера) для компенсации возросшей нагрузки на крыло;– переход на трехколесное шасси с носовой опорой, обеспечивающее возможность более эффективного торможения при пробеге и упрошаяюшего технику посадки;– применение каплевидных фонарей кабины на истребителях, обеспечивающих лучший обзор пилоту;– повсеместное распространение бронирования и протектированнных баков для повышения боевой живучести летательных аппаратов;– усовершенствование устройств для повышения высотности двигателей (распространение двухступенчатых центробежных нагнетателей и турбокомпрессоров);– введение форсированных режимов работы двигателя для кратковременного повышения мощности самолета при взлете и в бою;– тенденция к замене двухлопастного воздушного винта винтом с большим числом лопастей;– замена пулеметного вооружения винтовочного калибра крупнокалиберными пулеметами и пушками калибра 20 и 30 мм;– окончательное вытеснение открытых турельных стрелковых установок установками башенного типа (на некоторых самолетах – с дистанционным управлением);– замена механических прицелен гироскопическими;– установка на самолетах бортовых РЛС для действий в условиях ограниченной видимости;– замена неуправляемых авиационных ракетных снарядов ракетами класса “воздух-воздух” и “воздух-земля” (тан.ко в Германии);– применение катапультных систем покидания самолета (только в Германии).
New layer…
Салон сверхзвукового самолета
Изначально предполагалось три варианты компоновки салона Конкорда — от 108 до 144 пассажиров. В итоге сертификацию он получил на перевозку 128 пассажиров, но такая компоновка никогда не использовалась. Все самолеты изначально вмещали 108 человек, но эксплуатировавшие их British Airways и Air France привели салон к тому, что в нем было ровно 100 человек.
Вот так скромно выглядел салон Конкорда.
Больше в него было не уместить, так как его ширина составляла всего 2,62 метра. Это даже меньше, чем у ТУ-134. В итоге слева и справа от прохода в каждом ряду было всего по два кресла. При этом гермокабина Конкорда занимала 85% его общего объема.
CHENGDU J-20
Не отстают от ведущих стран в области военного самолетостроения и китайские инженеры, создавшие перспективный самолет Чэнду J-20. Но полностью собственной разработкой КНР этот самолет можно назвать с большой «натяжкой». По сообщениям ряда СМИ сообщается, что на J-20 установлены российские двигатели для истребителей четвертого поколения АЛ-31ФН. Большая часть тактико-технических характеристик разработки остается в тайне. J-20 «Черный орел» очень похож и копирует некоторые элементы у американских F-22 и F-35, а также российского, так и не завершившего испытания, МиГ 1.44.
МиГ 1.44
Фонарь кабины и носовая часть идентичны этим же элементам на F-22, расположение воздухозаборников, схоже с F-35. Хвостовая часть фюзеляжа, лишенная горизонтального оперения, аналогично МиГ 1.44. Вертикальное оперение сконструировано как у истребителя F-35.
«Илья Муромец» – первый самолет для пассажиров
Спустя 7 лет после создания самолета братьев Райт, в России уже велись активные разработки своих летательных аппаратов. Здесь уже существовало несколько заводов, где вовсю было налажено производство. Именно на территории России и был создан первый самолет для пассажиров, а обязаны мы этому открытию Игорю Сикорскому.
Серийное производство началось в 1913 году. В целом, «Илья Муромец» тогда поставил множество рекордов. Он мог брать на борт большое количество грузов, мог перевозить людей, и дольше всего находился в воздухе. С началом Первой мировой войны, конечно, его начали активно использовать в военных целях. Но все же это был первоначально пассажирский самолет. Данные машины поражали современников, а сейчас кажутся смешными. Однако для инженеров это был огромный прорыв. Самолет имел следующие параметры:
- Длина – почти 20 метров.
- Размах крыльев – 30 метров.
- Вес без пассажиров и грузов – 3 тонны.
- Полет без заправки – 10 часов.
- Скорость – до 130 километров в час.
Первый серийный образец
Несмотря на неудачу с первым образцом, именно немецким авиаконструкторам удалось раньше всех запустить реактивные самолеты в серийное производство.
На поток был поставлен выпуск модели Me-262. Первый пробный полет этот самолет совершил в 1942 году, в самый разгар Второй мировой войны, когда Германия уже вторглась на территорию Советского Союза. Эта новинка могла существенно повлиять на окончательный исход войны. На вооружение немецкой армии это боевое воздушное судно поступило уже в 1944-м.
Причем выпускался самолет в различных модификациях — и как разведчик, и как штурмовик, и как бомбардировщик, и как истребитель. Всего до конца войны было произведено полторы тысячи таких самолетов.
Эти реактивные военные самолеты отличались завидными техническими характеристиками, по меркам того времени. На них были установлены два турбореактивных двигателя, в наличии имелся 8-ступенчатый осевой компрессор. В отличие от предыдущей модели эта, широко известная как «Мессершмитт», потребляла не так много топлива, имела хорошие летно-технические показатели.
Скорость реактивного самолета достигала 870 километров в час, дальность полета составляла более тысячи километров, максимальная высота — свыше 12 тысяч метров, скорость набора высоты — 50 метров в секунду. Масса пустого воздушного судна была менее 4 тонн, полностью снаряженного достигала 6 тысяч килограммов.
В ходе Второй мировой войны «Мессершмитты» уничтожили 150 самолетов. Потери немецкой авиации составили около 100 воздушных судов. Эксперты отмечают, что количество потерь могло бы быть намного меньше, если бы пилоты были лучше подготовлены к работе на принципиально новом летательном аппарате. К тому же имелись проблемы с двигателем, который быстро изнашивался и был ненадежен.
Илья Муромец первый в мире пассажирский самолет
Год первого полета: 1913
Экипаж: 5-8 человек
Пассажировместимость: 16 человек
Грузоподъемность: 1100-1200 кг
Дальность полета: 500-600 км
Фото: Википедия
Создателем этого уникального четырехмоторного деревянного авиалайнера был знаменитый российский авиаконструктор Игорь Сикорский, который позднее эмигрировал в США и прославился как выдающийся американский вертолетостроитель. Но первую славу Сикорскому принесли его истребители, а по-настоящему легендарным он стал именно после постройки «Ильи Муромца». Это был не только первый в мире четырехмоторный самолет. На нем – и тоже впервые в мире! – появился специализированный пассажирский салон, в котором могли размещаться полтора десятка человек. Он имел остекление и двери для выхода на поверхность нижних крыльев, где, как предполагалось, пассажиры могли бы при желании проветриться прямо в полете (тогдашние скорости позволяли делать это почти безопасно). Кроме того, в салоне были предусмотрены спальные комнаты, ванная с туалетом и даже отопление, которое работало за счет выхлопных газов двигателей.
Начавшаяся Первая Мировая война заставила «Илью Муромца» стать первым в мире многомоторным бомбардировщиком – и именно в этом качестве он был наиболее знаменит. Впрочем, самолет все-таки успел и на мирную службу: шесть таких машин в 1921 году обслуживали первую в Советской России почтово-пассажирскую линию Москва-Орел-Харьков и за 43 рейса перевезли 60 пассажиров и более 2 тонн грузов.
Выбор компоновки и двигателя будущего самолёта
Начало работ по стратегической межконтинентальной машине, получившей по ОКБ А.Н. Туполева обозначение самолет «95» (официальное – Ту-95), можно отнести к весне 1950 года. С этого момента начались предварительные проработки будущей машины. Общая компоновка и ее основные параметры были более или менее ясны:
- самолет со стреловидным крылом и оперением,
- размеры и компоновка фюзеляжа – по Ту-85,
- взлетная масса порядка 1 50000 кг.
Что касается типа и компоновки силовой установки, то в ОКБ была проведена большая работа по различным ее вариантам. Прорабатывались варианты с различными типами ТРД и ТВД а также их разнообразные комбинации.
- Двигатель ТВД 2ТВ-2Ф опытного самолета Ту-95/1 – первого прототипа Ту-95.
- В результате был рекомендован вариант (Туполева > Ту-95) с четырьмя ТВД с суммарной взлетной мощностью каждого двигателя 12000 – 15000 э.л.с и удельным расходом топлива на крейсерском режиме не более 0,25 кг/э.л.с. При этом можно было гарантировать, при взлетной массе около 200000 кг, практическую дальность полета не менее 13000 км и скорость порядка 800 км/ч.
Вариант(Мясищева >М-4) с четырьмя ТРДАМ-3 давал расчетную дальность не более 10000 км и скорость порядка 900-950 км/ч. А.Н. Туполев, прекрасно понимая, что в данном случае основной параметр – это дальность полета (прежде всего надо было долететь до США), принимает к дальнейшей проработке именно этот вариант.
В дальнейшем, когда начались испытания опытных машин, расчеты ОКБ подтвердились:
- опытная Ту-95(Туполева) вышла на практическую дальность более 14000 км,
- опытная М-4 (Мясищева) показала порядка 9000 км.
Единственным реально существовавшим в то время мощным отечественным ТВД был двигатель ОКБ Н.Д. Кузнецова ТВ-2Ф, имевший взлетную мощность 6250 э.л.с и являвшийся развитием германского проекта ТВД типа ЮМО-022.
Для будущего Ту-95 требовался ТВД мощностью не менее 12000 э.л.с, поэтому для первой опытной машины решено было делать спарку из этих двигателей 2ТВ-2Ф, с дальнейшим переходом на перспективную разработку ТВ-12, обеспечивавшего необходимую мощность в одном агрегате. Одновременно разрабатывался уникальный редуктор для двигателя и винтовая группа с двумя огромными соосными четырехлопастными винтами противоположного вращения.
Выбор конкретного типа силовой установки из четырех ТВД не оставлял практически никакой свободы для вариантов размещения двигателей – только на крыле или под ним. Отсюда появилась никогда более не повторенная в мировой практике самолетостроения комбинация крыла со стреловидностью 35 градусов с четырьмя мощными ТВД с тянущими винтами.
11 июля 1951 года вышло Постановление Совета Министров СССР № 2396-1 137. по которому ОКБ поручалось спроектировать и построить скоростной дальний бомбардировщик в 2-х вариантах:
- первый с четырьмя спаренными ТВД типа 2ТВ-2Ф с передачей его на летные испытания в сентябре 1952 года;
- второй – с четырьмя ТВ-12 со сроком передачи на летные испытания в сентябре 1953 года.
Через четыре дня был решен вопрос о предстоящей серийной постройке самолета. ОКБ и завод №18 должны были обеспечить начало серийного производства в начале 1953 года.
Модель самолета Ту-95/1, совершившего первый полет 11 ноября 1952 года.
15 июля 1951 года в отделе технических проектов ОКБ началось эскизное проектирование самолета. В августе того же года командование ВВС предоставило свои ТТТ к машине. Военные хотели получить самолет:
- с практической дальностью полета 15000 км., максимальной технической дальностью полета — 17000-18000 км.,
- крейсерскую скорость полета 750-820 км./ч., максимальную скорость полета – 920-950 км/ч.,
- практический потолок – 13000- 14000 м.
- и длину разбега 1500-1800 м.
Эскизный проект самолета «95» был готов осенью 1951 года. Согласно ему ОКБ могло обеспечить близкие к ТТТ ВВС характеристики самолета. Одновременно был подготовлен макет самолета. Рабочие чертежи начали готовить в сентябре 1951 года, через год они были полностью готовы. В октябре 1951 года в опытном производстве началась постройка первого опытного самолета «95/1» с четырьмя двигателями 2ТВ-2Ф.
Будущее, прототипы, исследования
Сверхзвуковые
Компьютерная модель обтекания X-43A
- Крупные: Ту-244
- High Speed Civil Transport (англ.)русск.
Бизнес-класса:
- Россия: Ту-444, SSBJ.
Запад: Aerion SBJ (англ.)русск., SAI Quiet Supersonic Transport (англ.)русск.
Гиперзвуковой проект:
- Reaction Engines A2 (англ.)русск.
Беспилотные гиперзвуковые
- NASA X-43 (Boeing X-43)
- Boeing X-51
- SpaceShipOne и SpaceShipTwo используют реактивный самолёт в качестве первой ступени для суборбитального полёта. Проект активно развивается.
- Многоцелевая авиационно-космическая система на базе Ан-225 «Мрия». Проект заморожен, обсуждается возобновление.
- Авиационно-космическая система Спираль. Проект прекращён по административно-командным причинам в высокой степени готовности.
Будущее, прототипы, исследования код
Сверхзвуковые
Компьютерная модель обтекания X-43A
- Крупные: Ту-244
- High Speed Civil Transport (англ.)русск.
Бизнес-класса:
- Россия: Ту-444, SSBJ.
Запад: Aerion SBJ (англ.)русск., SAI Quiet Supersonic Transport (англ.)русск.
Гиперзвуковой проект:
- Reaction Engines A2 (англ.)русск.
Беспилотные гиперзвуковые
- NASA X-43 (Boeing X-43)
- Boeing X-51
- SpaceShipOne и SpaceShipTwo используют реактивный самолёт в качестве первой ступени для суборбитального полёта. Проект активно развивается.
- Многоцелевая авиационно-космическая система на базе Ан-225 «Мрия». Проект заморожен, обсуждается возобновление.
- Авиационно-космическая система Спираль. Проект прекращён по причинам в высокой степени готовности.
