Малые летательные аппараты для человека. Летательный аппарат

Когда приступают к классификации предметов или явлений, то ищут основные, наиболее общие черты, свойства, которые служат доказательством их родства. Наряду с этим изучают и такие признаки, которые резко отличали бы их друг от друга.

Если мы, следуя этому принципу, начнем классифицировать современные летательные аппараты, то прежде всего встанет вопрос: какие же признаки или свойства летательных аппаратов считать наиболее важными?

Может быть, можно классифицировать их, исходя из материалов, из которых изготовлены аппараты? Да, можно, но это будет мало наглядно. Ведь из разных материалов можно сделать одно и то же. Алюминий, сталь, дерево, полотно, резина, пластмассы в тон или иной степени применяются при изготовлении н самолетов, и вертолетов, н дирижаблей, и воздушных шаров.

Может быть основой для классификации летательных аппаратов избрать: когда и кем сделан аппарат впервые? Можно классифицировать в историческом плане - это вопрос важный, но тогда под одну рубрику попадут несхожие между собой по многим признакам аппараты, предложенные в одно время и в одной стране.

Очевидно, не эти признаки для классификации нужно считать наиболее важными.

Ввиду того что летательные аппараты предназначены для перемещения в воздушной среде, их принято подразделять на аппараты легче воздуха и аппараты тяжелее воздуха . Итак, основой классификации летательных аппаратов является их вес по отношению к воздуху.

Мы видим, что к аппаратам легче воздуха относятся дирижабли, воздушные шары и стратостаты . Они поднимаются и держатся в воздухе за счет наполнения их легкими газами. К аппаратам тяжелее воздуха принадлежат самолеты, планеры, ракеты и винтокрылые аппараты.

Самолет и планер поддерживаются в воздухе подъемной силой, создаваемой крыльями; ракеты удерживаются в воздухе силой тяги, развиваемой ракетным авигателем, а винтокрылые аппараты - подъемной силой несущего винта. Существуют (пока в проектах) аппараты, занимающие промежуточное положение между самолетами и винтокрылыми аппаратами, самолетами и ракетами. Это так называемые преобразуемые самолеты, или конверто-планы, которые должны объединить с себе положительные свойства как тех, так и других и сочетать огромные скорости полета с возможностью висения в воздухе, возможностью взлетать без разбега и садиться без пробега.

Вертолет, как и автожир, относится к винтокрылым летательным аппаратам. Их различие состоит в том, что несущий винт автожира не связан с двигателем и может свободно вращаться.

Несущий винт вертолета (или несколько несущих винтов) в отличие от несущего винта автожира в процессе взлета, полета и посадки приводится во вращение двигателем и служит как для создания подъемной силы, так и тяги. Создаваемая винтом аэродинамическая сила используется как для поддержания вертолета в воздухе, так и для его движения вперед Кроме того, несущий винт является также органом управления вертолетом.

Если у самолета тягу создает воздушный винт или реактивный двигатель, подъемную силу - крылья, а органами управления служат рули и элероны, то у вертолета все эти функции выполняет несущий винт. Из этого становится понятным, насколько важно значение несущего винта на вертолете.

Вертолеты отличаются друг от друга по количеству несущих винтов, по их расположению, по способу привода вращения. В соответствии с этими признаками и разделены вертолеты, изображенные.

Ещё в древние времена люди мечтали подняться в воздух и научиться летать, подобно птицам. История донесла до нас немало свидетельств попыток различных людей смастерить крылья и полетать. Так, в 1020 г. английский монах Эйлмер из Малмсбери, вдохновлённый греческим мифом об Икаре, сделал искусственные крылья и спрыгнул с башни местного аббатства. Пролетев небольшое расстояние, при приземлении монах сломал ноги и хотел, усовершенствовав конструкцию и добавив хвост, повторить полёт, но аббат запретил ему это. Большинство же «изобретателей» заканчивали куда хуже — разбивались насмерть. И всё же — какова история летательных аппаратов и когда появились первые удачные приспособления, позволявшие людям подняться в воздух?

Начинается история полётов в древнем Китае. Ещё в 3-4 веках до н. э. китайцы изобрели воздушный змей. Изначально это приспособление использовалось для развлечения народа на всяких праздниках.

китайский воздушный змей в форме дракона

Однако вскоре воздушным змеям нашли и другое применение. Например, рыбаки стали использовать воздушных змеев для ловли рыбы, привязывая к ним приманку, воздушные змеи применялись для обмена сигналами на больших расстояниях, с их помощью даже доставляли сообщения и разбрасывали листовки. Конечно же, китайцев посетила и мысль, что большой воздушный змей может поднять в воздух и человека. Полёт на воздушном змее был довольно рискованным, однако история сохранила свидетельства удачных полётов. Первое дошедшее до нас письменное упоминание о таком полёте относится к 559 году. В этом году жестокий император Ци Вэньсюаньди приказал запускать на больших воздушных змеях своих политических оппонентов, осуждённых на казнь. Одному из них удалось пролететь несколько километров и благополучно приземлиться за чертой города.

Удивительно, что прошли тысячи лет, прежде чем полёты на дельтапланах, т. е., фактически таких же простых летательных аппаратах без двигателя, как и китайский воздушный змей, стали популярными и получили распространение. Одним из энтузиастов таких полётов стал Отто Лилиенталь, совершивший конце 19 в. более 2000 успешных полётов на планерах собственной конструкции. Он использовал те же материалы, что и китайцы — деревянные прутья и шёлк.

фото — полёты Лилиенталя

К сожалению, один из полётов закончился несчастным случаем — порыв ветра опрокинул планер и Лилиенталь упал, сломав позвоночник. «Жертвы неизбежны» — сказал он по этому поводу. А современная история дельтапланеризма началась лишь в 70-е годы 20 в. Датой рождения современного дельтаплана считается 1971 год.

До появления самолётов и вертолётов самым простым способом совершить полёт было использование летательных аппаратов легче воздуха — воздушных шаров и дирижаблей. Что интересно, история здесь снова ведёт нас в Китай. Вероятно, ещё в 3м в. до н. э. в Китае были изобретены воздушные фонарики. Этот фонарик — простая конструкция из рисовой бумаги с небольшой горелкой внутри.

китайские воздушные фонарики

Китайцы использовали воздушные фонарики в церемониях и как средство сигнализации. Прошли тысячи лет, прежде чем на воздушных шарах начали летать люди.

Изобретателями воздушного шара считаются братья Монгольфье из Франции. Руководствовались братья не совсем правильными идеями — им пришла в голову мысль сделать аналог облака и поместить его в мешок, чтобы оно могло поднять этот мешок в воздух. С этой целью они наполняли свои шары дымом от сожжения смеси соломы и мокрой шерсти. Тем не менее, их подход привёл к успеху. Сначала браться проводили эксперименты с небольшими шарами у себя дома, а затем устроили большую демонстрацию воздушного шара для жителей своего города Анноне. Это произошло 4 июня 1783 года. Вскоре о воздушном шаре узнали в Париже, и осенью того же года братья Монгольфье запускали свои шары уже в Версале. Впервые на воздушном шаре решили запустить пассажиров — ими стали овца, утка и петух. Наконец, убедившись, что полёт на воздушном шаре не повредит человеку, 19 октября 1783 года первый полёт на воздушном шаре совершили люди.

первый полёт на воздушном шаре

Воздушные шары имели существенный недостаток — их полёт зависел от направления ветра, поэтому в течение 19 в. не прекращались попытки создать управляемый летательный аппарат с двигателем. Пробовали как варианты с установкой двигателя на воздушный шар, так и с установкой двигателя на планер. Но несмотря на то, что идея управляемого полёта была высказана вскоре после полёта первого воздушного шара, прошло больше ста лет, прежде чем управляемый полёт стал реальностью. Лишь в 1884 году французы Шарль Ренар и Артур Кребс смогли построить дирижабль, способный свободно перемещаться в любом направлении. Их дирижабль имел удлинённую форму и был оснащён электрическим двигателем, работавшим на аккумуляторах.

дирижабль Ренара и Кребса

Попытки поставить двигатель на планер и изобрести, таким образом, самолёт, долгое время не приводили к особым успехам. Среди таких попыток был, например, самолёт Можайского. Можайский, контр-адмирал российского флота, стал изобретать самолёт ещё в 50-е годы 19 в. Начав с планеров, которые поднимали в воздух запряжённые лошади, Можайский перешёл к конструированию самолёта с двигателем. К сожалению, паровые двигатели, которыми он пробовал оснастить самолёт, были слишком тяжёлыми, и удержать его в воздухе не могли, хотя и имеются свидетельства, что самолёт Можайского был способен взлетать на короткое время.

самолёт Можайского (модель)

Можайский потратил на изобретательскую деятельность все свои деньги, продал имение и в конце концов умер от болезни в нищете. Тогдашние российские чиновники не заинтересовались идеями Можайского и не стали финансировать его работу, в результате общепризнанными изобретателями самолёта стали американцы братья Райт. Они совершили свой первый подтверждённый полёт в 1903 году, через 13 лет после смерти Можайского.

Первый документально зафиксированный полёт самолёта конструкции братьев Райт состоялся 17 декабря 1903 года. При этом самолёт запускался с помощью рельсовой катапульты, а расстояние, которое он пролетел, составило всего 30 метров.

первый полёт самолёта братьев Райт

Братья Райт изобрели не только сам самолёт, но и лёгкий бензиновый двигатель для него, что и стало настоящим прорывом в самолётостроении. Тем не менее от первого полёта до активного развития авиации прошло время. В следующем году братья Райт в присутствии журналистов не смогли повторить свой успех, самолёт отправился в ангар, а изобретатели занялись конструированием новой, более совершенной модели. Военное ведомство США не спешило заключать контракт с братьями Райт, сомневаясь в способности велосипедных механиков (именно такая специальность была у изобретателей) сконструировать что-то стоящее. В Европе же сообщения о полётах братьев Райт и вообще считали враньём. Лишь в 1908 г. после впечатляющих демонстрационных полётов, проведённых изобретателями как в США, так и в Европе, мнение изменилось, а братья Райт стали не только знаменитыми, но и богатыми.

В 1909 г. российское правительство, наконец, осознало важность изобретений в области авиации. Оно отказалось покупать самолёт братьев Райт и приняло решение создать собственный самолёт самостоятельно. Первый российский аэроплан построил и в 1910 году совершил на нём полёт профессор Александр Кудашев.

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

1. Параплан

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

2. Мотопараплан

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

3. CMC Leopard

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

4. Gen H-4

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

5. Colomban Cri-Cri

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

6. Bede BD-5J Microjet

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

7. McDonnell XF-85 Goblin

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

8. Flyboard Air (летающая доска)

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

9. Bumble Bee 2

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

10. Дельтаплан

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

Люди с самых давних времен стремились в небо. Достаточно вспомнить истории об Икаре, ковре-самолете, Карлсоне и Бабе Яге с ее метлой. С тех пор прошли века, и на смену сказкам пришла наука с ее четким и конструктивным подходом. Поэтому сегодняшняя наша статья будет посвящена малой авиации.

1

Все мы знаем о существовании парашютов. Основным недостатком этого летающего средства, является его неспособность управлять полетом. С этим легко справляется «Параплан».
Параплан – сверхлегкий безмоторный летательный аппарат. Полет осуществляется, благодаря набегающему потоку воздуха, который подается через специальные отверстия — воздухозаборники.

2


Является аналогом Параплана, с той лишь разницей, что он оборудован двигателем, обеспечивающим его запуск и полет.

3


Аппарат, близкий по строению к мотопараплану, но, в отличие от него, двигатель размещается не на кресле пилота, а закрепляется на раме, снабженной также шасси для разбега.

4


Летательный аппарат назван в честь греческой буквы Дельта. Полет осуществляется благодаря восходящим потокам воздуха и балансирующей подвеске пилота. Именно при помощи дельтаплана, вел за собой стаю журавлей президент России Путин В.В. Правда, его дельтаплан был снабжен мотором. В результате этого, он превратился в «Мотодельтаплан», или «Дельталёт».

5


В переводе с английского, вингсьют читается как «белка-летяга». Внешне он похож на костюм-крыло. Между руками и ногами имеются дополнительные складки, которые во время полета превращаются в крылья. Вингсьютом пользуются при выполнении своих головокружительных трюков. Посадка же осуществляется при помощи парашюта.
Самыми зрелищными являются прокси полеты над склонами. Видео по теме

6


При этом мы будем говорить не о шарике на ниточке в руках ребенка, а о шаре, на котором можно облететь весь Земной шар. Научное название шара звучит как «Аэростат» или «Монгольфьер». Это летательный аппарат, использующий для полёта нагретый воздух. К шару прикреплена корзина для пассажиров, в которой также находится горелка для поддержания требуемой температуры. Полет осуществляется благодаря физическому закону, по которому следует, что нагретый воздух более легкий, по сравнению с холодным. Именно поэтому и происходит полет.

7


Несмотря на то, что звучного названия у аппарата пока нет, поговорить о нем все же стоит. Аппарат, разработанный японской корпорацией «GEN Corporation», представляет собой кресло, сверху которого расположены четыре вертолетных винта, способных поднять груз до 210 кг. Конструкция весит всего 70 кг и может находиться в полете до 30 минут.
Стоимость аппарата составляет 30 тысяч долларов!!!

8


Персональный сверхлегкий летательный аппарат вертикального взлета и посадки. Разработчиком Martin Jetpack является новозеландская компания. Устройство работает на бензине. Может пролетать до 100 км/час, поднимаясь на высоту до 2,5 км. При полной заправке может находиться в воздухе в течение получаса.

9


Аппарат, разработанный американцами, представляет собой самый маленький пилотируемый реактивный самолет. Конструкция самолета представляет собой жесткую конструкцию, снабженную крыльями – экзоскелет. Устройство настолько легко, что его можно носить как ранец. Благодаря EXO-Wing, можно пролететь до 15 км, не приземляясь.

10


Последний наш номинант является реальным претендентом на получение приза Сикорского, который составляет 250 тысяч долларов.
По условиям конкурса, он должен подняться в воздух на высоту 3 метра и продержаться в течение одной минуты. Аппарат представляет собой гибрид велосипеда и вертолета. Он летает исключительно на мускульной силе человека!!!

Желание летать не пропадало у человека никогда. Даже сегодня, когда путешествие на самолёте на другой конец планеты совершенно обычное дело, хочется своими руками собрать хотя бы простейший летательный аппарат и если не полететь самому, то хоть полетать от первого лица при помощи камеры, для этого используют беспилотные аппараты. Мы рассмотрим самые простые конструкции, схемы и чертежи и, возможно, осуществим свою давнюю мечту…

Требования к сверхлёгким летательным аппаратам

Иногда эмоции и желание летать могут победить здравый смысл, а умение конструировать и грамотно проводить расчёты и слесарные работы и вовсе во внимание не берётся. Такой подход в корне неверный и поэтому ещё несколько десятков лет назад Министерством авиации были прописаны общие требования к самодельным сверхлёгким летательным аппаратам. Мы не станем приводить весь свод требований, а ограничимся только самыми важными.

  1. Самодельный ЛА обязан быть прост в управлении, простым в пилoтировании на взлёте и при посадке, причём применение нетрадиционных методов и систем управления аппаратом строго запрещается.
  2. При выходе из строя двигателя ЛА должен сохранять стабильность и обеспечивать безопасное планирование и посадку.
  3. Разбег ЛА до взлёта и oтрыва от грунта не больше 250 м, а взлётная скорость минимум 1,5 м/с.
  4. Усилия на ручках управления – в пределах 15-50 кгс в зависимости от выпoлняемого манёвра.
  5. Фиксаторы аэродинамических рулевых плоскостей обязаны выдерживать перегрузку не менее 18 единиц.



Требования к конструированию летательного аппарата

Поскольку летательный аппарат - это средство повышенного риска, то при проектировании конструкции ЛА не допускается использование материалов, сталей, тросов, метизов узлов и агрегатов неизвестного происхождения. Если в конструкции применяется древесина, то она обязана быть без видимых повреждений и сучков, а те отсеки и полости, в которых может скапливаться влага и конденсат, обязаны быть оборудованы дренажными отверстиями.

Самый простой вариант моторного летательного аппарата – моноплан с тянущим моторным винтом. Схема достаточно старая, но проверенная временем. Единственный недостаток монопланов в том, что в аварийных условиях покинуть кабину довольно затруднительно, мешает монокрыло. Зато по конструкции эти аппараты очень просты:

  • крыло выполняется из дерева по двухлонжеронной схеме;
  • рама стальная сварная, некоторые используют клёпаные алюминиевые каркасы;
  • обшивка комбинированная или полотняная полностью;
  • закрытая кабина с дверью, работающей по автомобильной схеме;
  • простое пирамидальное шасси.

На чертеже выше представлен моноплан Малыш с 30-сильным бензиновым двигателем, взлётная масса составляет 210 кг. Самолёт развивает скорость 120 км/ч и имеет дальность полёта с десятилитровым баком около 200 км.

Конструкция подкосного высокоплана

На чертеже представлен одномоторный высокоплан Ленинградец, построенный группой питерских авиамоделистов. Конструкция аппарата также проста и незатейлива. Крыло изготовлено из сосновой фанеры, фюзеляж сварен из стальной трубы, обшивка классическая полотняная. Колеса для шасси - от сельхозтехники для того, чтобы можно было выполнять полёты со стартом с неподготовленных грунтов. Двигатель базируется на конструкции мотоциклетного мотора МТ8 на 32 лошадиных силы, а взлётная масса аппарата - 260 кг.

Аппарат показал себя превосходно с точки зрения управляемости и простоты маневрирования и на протяжении десяти лет успешно эксплуатировался и принимал участие в слётах и соревнованиях.

Цельнодеревянный летательный аппарат ПМК3

Также отличные лётные качества показал цельнодеревянный аппарат ПМК3. Самолёт имел своеобразную форму носовой части, приземлённое шасси с колёсами малого диаметра, кабина имела дверь автомобильного типа. Самолёт имел полностью деревянный фюзеляж с обшивкой из полотна и однолонжеронное крыло из сосновой фанеры. На аппарате установлен лодочный мотор Вихрь3 с водяным охлаждением.

Как видим, при определённых навыках в конструировании и проектировании, можно не только сделать действующую модель самолёта или беспилотник, но и вполне полноценный простейший летательный аппарат своими руками. Творите и дерзайте, удачных полётов!