6 летательных аппаратов, которые действительно смогли взлететь

Любительские проекты

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

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

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

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

Что можно определить как аппарат, способный летать?

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

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

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

С чего все начиналось?

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

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

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

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

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

Многообразие

Мы узнали, что представляет собой классификация самолетов, их виды, типы, названия тоже рассмотрели. Как видим, представлено очень большое количество моделей, выполняющих различные функции, имеющих очень разные технические характеристики. Мир авиации действительно многогранен, и в одном обзоре не получится описать абсолютно все его стороны.

Тем не менее общее представление мы по данному вопросу дать можем, описав наиболее известные вошедшие в историю самолеты. Виды и названия, несмотря на свою многочисленность, все-таки реально систематизировать определенным образом, чтобы внести ясность в суть этой темы.

Lippisch-Dornier Aerodyne

Как и многие нацистские учёные, Александр Мартин Липпиш в ходе операции по привлечению немецких специалистов «Скрепка» был завербован американцами для работы на правительство Штатов после окончания Второй мировой войны.

Немецкие учёные всегда славились своими безумными идеями, и Липпиш не стал исключением, помогая ФРГ строить странные самолёты. В 1972 году прошли испытания Lippisch-Dornier Aerodyne — бескрылого беспилотного летательного аппарата, который предназначался для разведки и был разработан при участии Липпиша.

Принцип Aerodyne заключался в сочетании подъёмной силы и создании тяги в одном проточном канале. Благодаря этому Aerodyne мог летать в любом диапазоне — от зависания в воздухе до максимальной скорости. Но Бундесвер, вооружённые силы Германии, не заинтересовались данной разработкой и сосредоточились на пилотируемых вертолётах, после чего проект Aerodyne был закрыт.

Видеосъемка с воздуха

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

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

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

Авиалайнеры других стран мира

Кроме указанных выше существуют достойные внимания модели и других производителей пассажирских самолетов.

Британский авиалайнер De Havilland Comet, выпущенный в 1949 году, является первым в мировой истории реактивным авиалайнером. Широкую известность приобрел французско-британский авиалайнер Concorde, разработанный в 1969 году. Он вошел в историю благодаря тому, что является второй удачной попыткой (после Ту-144) создания сверхзвукового пассажирского летательного аппарата. Причем до сих пор эти два авиалайнера в данном плане уникальны, так как пока больше никто не смог выпустить пригодный для массовой эксплуатации пассажирский самолет, способный перемещаться быстрее звука.

Перспективная платформа

Разработка проекта «Орион» по заказу Министерства обороны РФ началась в 2011 году группой «Кронштадт». Первый опытный образец был изготовлен в 2015 году, после чего начались его испытания. Экспортная версия была представлена на авиасалоне МАКС-2017.

«Орион» является средневысотным беспилотником с большой продолжительностью полёта — в воздухе он может находиться до 24 часов. Масса БПЛА составляет 1 т, боевой нагрузки — 250 кг. Размах крыльев аппарата достигает 16 м, длина корпуса — 8 м, потолок высоты — 7,5 км.

В носовой части «Ориона» расположено обзорно-прицельное оборудование, а в центре фюзеляжа — цифровая радиотехническая аппаратура, включая станцию постановки помех. На «Орионе» установлен двигатель АПД-110/120 разработки компании «Агат» мощностью 120 л. с. и массой 105 кг.

• БПЛА «Орион»
• РИА Новости

По информации разработчика, «Орион» оснащён оптико-электронной системой с телевизионным и инфракрасными каналами, цифровым аэрофотокомплексом высокого разрешения, радиолокационными средствами и аппаратурой пеленгации источников радиоизлучения. Программное обеспечение «Ориона» позволяет обрабатывать собранные данные, формирует для эксплуатанта различные отчёты и донесения.

Кроме корректируемых малогабаритных авиационных бомб КАБ-20, разработанных ФГУП «ЦНИИХМ», беспилотник может быть снаряжен целым рядом различных авиационных средств поражения. Так, на форуме «Армия-2020» он был представлен с авиационной малогабаритной управляемой ракетой Х-50, управляемой планирующей авиационной бомбой УПАБ-50 с боевой частью РСЗО «Град» и корректируемой малогабаритной авиационной бомбой КАБ-50 с боевой частью РСЗО «Град». КАБ-50 была представлена в трёх вариантах с различными типами систем наведения: лазерной, телевизионной и тепловизорной.

Также по теме

Новые возможности: какими будут российские ударные и разведывательные БПЛА «Альтиус» и «Форпост»

Минобороны России и Уральский завод гражданской авиации (УЗГА) заключили контракт на создание разведывательно-ударного беспилотника…

Также на форуме «Армия-2020» сообщалось, что Минобороны и группа «Кронштадт» уже подписали контракт на серийную поставку беспилотников. Первый комплект был передан в войска для опытной эксплуатации в апреле 2020 года.

Министр обороны России Сергей Шойгу 21 декабря на расширенном заседании коллегии ведомства сообщил, что первые беспилотные комплексы «Орион» уже начали поступать в ВКС. 28 декабря агентство РИА Новости со ссылкой на источники в оборонно-промышленном комплексе сообщило, что «Орион» в ходе испытаний впервые провёл пуски управляемых малогабаритных ракет.

«В рамках ведущихся испытаний комплекса вооружения для беспилотных летательных аппаратов беспилотник «Орион» провёл на полигоне эффективную стрельбу управляемыми ракетами по наземным мишеням. Таким образом, данная машина стала первым российским беспилотником, применившим оружие такого типа», — рассказал собеседник агентства.

Кроме того, «Орион» отработал применение управляемых планирующих авиационных бомб. По словам собеседника РИА Новости, массовое поступление этого БПЛА в войска «восстановит паритет с вероятным противником в этом классе техники».

Как отметил в комментарии RT военный эксперт Алексей Леонков, такие беспилотники обычно работают в глубине оперативно-тактического театра действий.

Мультироторные (вертолетные) системы¶

Одним из наиболее массовых БПЛА является мультикоптер. К этой группе
относятся БПЛА, имеющие больше двух несущих винтов. Реактивные моменты
уравновешиваются за счет вращения несущих винтов попарно в разные
стороны или наклона вектора тяги каждого винта в нужном направлении.
Беспилотные мультикоптеры, как правило, относятся к классам мини- и
микро-БПЛА.

Основное назначение мультикоптеров – это фото- и видеосъемка различных
объектов, поэтому они, как правило, оснащаются управляемыми подвесами
для камер. Мультикоптеры также используются в качестве устройств для
оперативного мониторинга ситуации, проведения сельскохозяйственных работ
(например, опрыскивание), для доставки грузов небольшого веса.

Рисунок 8 –“Tricopter” Рисунок 9 –
“+Copter Рисунок 10 – “XCopter”

Рисунок — “Y4Copter” Рисунок — “HexaCopter” Рисунок — “H6Copter”

Рисунок 14 — “Y6Copter” Рисунок 15 — “OctoCopter” Рисунок 16 —
“ButterflyCopter”

Трикоптер – самая простая схема построения мультикоптеров (рисунок —
17). Обычно трикоптер движется двумя винтами вперед, а третий является
хвостовым. Первые два винта имеют противоположные направления вращения и
взаимно компенсируют реактивные закручивающие моменты, у хвостового же
винта пары нет, поэтому для компенсации его реактивного момента ось
вращения этого винта немного наклоняют в сторону, противоположную
направлению закручивания. Это делают с помощью специального сервопривода
и тяги, которые используются для стабилизации или управления положением
аппарата по курсу.

Рисунок — Пример Трикоптера

Квадрокоптер – самая распространенная схема построения мультикоптеров.
Наличие четырех жестко зафиксированных роторов дает возможность
организовать довольно простую схему организации движения. Существуют две
таких схемы движения: схема «+» и схема «х». В первом случае один из
роторов является передним, противоположный ему – задним, и два ротора
являются боковыми. В схеме «х» передними являются одновременно два
ротора, два других являются задними, а смещения в боковом направлении
также реализуются одновременно парой соответствующих роторов (рисунок
18) Алгоритм управления частотами вращения винтов для схемы «+»
несколько проще и понятнее, чем для схемы «х», однако последняя
используется все же чаще из-за конструктивных преимуществ: при такой
схеме проще разместить фюзеляж, который может иметь вытянутую форму,
бортовая видеокамера имеет более свободный обзор.

Рисунок — Геоскан 401

Гексакоптеры и октокоптеры, имеющие соответственно по 6 (рисунок — 19) и
8 (рисунок — 20) моторов обладают гораздо большей грузоподъемностью по
сравнению с квадрокоптерами. Они также способны сохранять устойчивый
полет при выходе из строя одного двигателя

Такие аппараты отличаются
также гораздо меньшим уровнем вибраций, что особенно важно для
видеосъемки

Самолеты братьев Райт

Первый подробно зафиксированный полет человека на управляемой машине, оснащенной двигателем, состоялся 17 декабря 1903 года. 

За рычагами управления сидел, точнее лежал, владелец небольшого завода по производству велосипедов Орвилл Райт. За 12 с он преодолел дистанцию в 37 м. В тот же день его младший брат и партнер по бизнесу Уилбур смог за 1 мин пролететь 260 м.

Почтовая марка Кот-д’Ивуара с изображением братьев Райт, создателей первого управляемого самолета

Летательный аппарат братьев назывался «Флайер» («Летун»). Он был оснащен бензиновым двигателем мощностью 12 л. с. Размах крыла составил 12,3 м, а общая площадь крыльев — 47,4 м2. Машина представляла собой биплан, имела еловый каркас, обтянутый муслиновой тканью, и весила около 270 кг.

Братья впервые применили схему перекашивания крыла для автоматического выравнивания машины. Она, таким образом, стала первой управляемой относительно всех трех осей. Пилот в машине лежал и воздействовал на крылья движениями бедер. Перед ним находились два рычага: один — для регулирования высоты, второй — для управления двигателем. Последний через цепные передачи приводил в движение два пропеллера диаметром 2,6 м.

Мемориал в честь братьев Райт в США

В сентябре 1904 года братья испытали следующую модель — «Флайер-2». Ее вели уже два двигателя мощностью по 15 л. с., а для старта использовалась катапульта. В 1905 году появился «Флайер-3», который мог находиться в полете более получаса и преодолевать около 40 км. Можно сказать, что это была первая в мире крылатая машина, подходящая для серьезного практического применения. Так был сделан важный шаг от эпохи попыток полета к эпохе самих полетов.

«Флайер» над землей. Снимок сделан 17 декабря 1903 года

«Флайер» в трех проекциях

Hughes H4 Hercules

Чем удивительна эта летающая конструкция, кроме наличия восьми винтовых двигателей? Она вошла в историю как самая большая летающая лодка с рекордным и по сей день размахом крыла в 98 метров.

В период Второй мировой войны немецкие субмарины терроризировали торговый флот. Всего за 7 месяцев 1942 года они потопили около 700 различных кораблей. На море было небезопасно — и это послужило толчком к созданию «Геркулеса», который мог бы защитить грузы и людей от гибели, переправляя их по воздуху.

Кораблестроитель Генри Кайзер предложил создать проект летающей лодки, а миллиардер и по совместительству авиаконструктор Говард Хьюз решил воплотить эту идею в реальность.

В фюзеляже такой махины могли поместиться более 700 солдат с оружием и около 60 тонн груза. Самолет было необходимо построить с минимальными затратами сырья, поэтому главным материалом стало дерево. «Геркулесу» дали прозвище «еловый гусь». Предполагалось, что он будет перебрасывать войска и грузы в Европу. Строительство самолета было начато в 1943 году, а завершилось в 1947-м.

Свой первый и последний полет летающая лодка совершила 2 ноября 1947 года. Геркулес пролетел 2 километра вдоль побережья Лос-Анджелеса на высоте 21 метр. После этого он сразу стал музейным экспонатом: к сожалению, машина оказалась уже никому не нужной.

Замыслы Леонардо да Винчи

Поставить тягу к полету на научную основу впервые попытался великий итальянский ученый, инженер, живописец, архитектор и скульптор Леонардо да Винчи. Он начал с наблюдений за полетом не птицы, а стрекозы. В результате появился чертеж  машины, которая по принципу работы напоминала современный вертолет.

Предполагаемый автопортрет Леонардо да Винчи

Предполагалось, что летательный аппарат будет подниматься вверх с помощью пятиметрового винта из прозрачной льняной материи. Винт, по замыслу Леонардо, должен был приходить в движение за счет мускульной силы четырех человек.

Современные ученые утверждают, что этой силы не хватило бы, чтобы поднять машину в воздух. Однако аппарат вполне мог взлететь, если бы в конструкции использовалась, например, мощная пружина.

Переключившись со стрекоз на птиц, ученый уделил самое пристальное внимание механике их полета. Приблизительно в 1490 году у да Винчи родилась идея махолета, или орнитоптера, — летательного аппарата, подъемная сила которого создается благодаря маховым движениям крыльев

Леонардо начал с того, что рассчитал силу, необходимую для подъема в воздух человека весом 90 кг. Используя мышцы рук и ног, оснащенных крыльями достаточного размера, человек смог бы взлететь. Оставалось решить, как помочь ему удержаться в воздухе: одной только мускульной силы было недостаточно. Изобретатель думал использовать что-то вроде натянутого лука, а затем и силу раскручиваемой спиральной пружины, но тогда проблемой становилась скорость ее раскручивания.

Так и не найдя разумного решения, ученый оставил мысли о полетах на целых 15 лет, а вернулся к ним с новой идеей: мускульную силу человека должен дополнить ветер. В своих поисках и вычислениях Леонардо пришел к разработке планера — летательного аппарата с плоским крылом, который закреплялся на спине летчика.

Рисунок махолета Леонардо да Винчи

Главная и самая широкая часть крыла оставалась неподвижной, но его края могли перемещаться с помощью тросов, тем самым изменяя направление полета. Наконец, изобретением, дошедшим до наших дней практически в неизменном виде, стала придуманная Леонардо да Винчи модель парашюта. Сам ученый описывал его так: «Если у вас есть достаточно льняной ткани, сшитой в пирамиду с основанием в 12 ярдов (приблизительно 7,2 м.), то вы сможете прыгать с любой высоты без всякого вреда для своего тела».

Ни одна из идей великого ученого при его жизни не была осуществлена. Однако не так давно в английском графстве Суррей нашелся некий энтузиаст, построивший планер по чертежам Леонардо да Винчи и только из тех материалов, которые были доступны в те далекие времена. Оказалось, что машина способна подняться в воздух и продержаться 17 с на максимальной высоте 10 м.

Любительские проекты

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

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

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

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

Применение дронов в повседневной жизни

Возможности гражданских дронов стремительно расширяются.

Где еще нашли применение «мирные» беспилотники:

1. В сельском хозяйстве — для распыления средств борьбы с вредителями и грызунами, оценки степени зараженности растений и зарастания полей сорняками, охраны сельхозугодий.
2. В строительстве — для мониторинга и контроля работ, сравнения текущего состояния объектов с плановой документацией, определения параметров выполненных работ для расчета с подрядчиками, оперативного мониторинга размещения строительной техники, материалов и временных сооружений, оценки аварийных ситуаций.
3. В «беспилотной журналистике» — при подготовке репортажей из мест боевых действий, с массовых мероприятий, спортивных соревнований, для наблюдений за дикой природой.
4. В поиске и спасении людей, потерявшихся в труднодоступных местностях (горах, лесах, океанах), попавших в лавину или провалившихся в пещеру.
5. В медицине — для доставки медикаментов пациентам слаборазвитых стран, людям, оказавшимся в чрезвычайных ситуациях и зонах бедствия.
6. В борьбе с правонарушителями для анализа дорожно-транспортных происшествий, мониторинга толпы на мероприятиях с большим скоплением людей, обследования подозрительных вещей, выслеживания преступников.
7. В науке — при проведении исследовательских проектов для «спасения планеты»: восстановление лесов, отслеживание таяния ледников, составление климатических прогнозов.
8. Для исполнения безумных фантазий, сохранения впечатлений о приятных событиях, уникальных путешествиях и открытиях в фото- и видео-воспоминаниях.

Классификация летательных аппаратов

Летательный аппарат — это какое-либо техническое устройство, которое предназначается для полетов в воздушном или космическом пространстве. В общей классификации различают аппараты легче воздуха, тяжелее воздуха и космические. В последнее время все более широко развивается направления конструирования смежных аппаратов, особенно создания гибрида воздушно — космического аппарата.

ЛА классифицироваться могут и иначе, например по следующим признакам:

• по принципу действия (полета);
• по принципу управления;
• по предназначению и сферам применения;
• по типу двигателей, установленных на ЛА;
• по конструктивным особенностям, касающимся фюзеляжа, крыльев, оперения и шасси.

Кратко о летательных аппаратах.

1. воздухоплавательные ЛА. Считаются летательные аппараты легче воздуха. Воздушная оболочка наполнена легким газом. К ним относятся дирижабли, аэростаты и гибридные ЛА. Вся конструкция данного типа аппаратов всецело остается тяжелее воздуха, но из за разности плотностей газовых масс в и вне оболочки, создается разность давлений и как итог — выталкивающая сила, так называемая сила Архимеда.

2. ЛА, использующие аэродинамическую подъемную силу. Данный тип аппаратов считается уже тяжелее воздуха. Подъемная сила у них создается уже за счет геометрических поверхностей — крыльев. Крылья начинают поддерживать ЛА в воздушной среде только после того как вокруг их поверхностей начинают образовываться воздушные потоки. Таким образом крылья начинают работать после достижения ЛА определенной минимальной скорости «срабатывания» крыльев. На них начинает образовываться подъемная сила. Поэтому, например, чтобы подняться самолету в воздух или опуститься из него на землю, нужен пробег.

• Планеры, самолеты, экранолеты и крылатые ракеты — это аппараты, у которых подъемная сила образуется при обтекании крыла;
• Вертолеты и им подобные агрегаты, у них подъемная сила образуется за счет обтекания лопастей несущего винта;
• ЛА, имеющие несущий корпус, созданный по схеме «летающее крыло»;
• Гибридные — это аппараты вертикального взлета и посадки, как самолеты, так и винтокрылы, а также устройства совмещающие качества аэродинамических и космических ЛА;
• Аппараты на динамической воздушной подушке типа экраноплан;

3. космические ЛА. Эти аппараты созданные специально для работы в безвоздушном пространстве с ничтожной гравитацией, а так же для преодоления силы притяжения небесных тел, для выхода в космическое пространство. К их числу относятся спутники, космические корабли, орбитальные станции, ракеты. Перемещение и подъемная сила создается за счет реактивной тяги, путем отбрасывания части массы аппарата. Рабочее тело так же образуется благодаря преобразованию внутренней массы аппарата, которая до начала полета еще состоит из окислителя и топлива.

Самые распространенные летательные аппараты — это самолеты. При классификации они подразделяются по многим признакам:

На втором месте по распространенности находятся вертолеты. Они также классифицируются по разным признакам например, по количеству и расположению несущих винтов:

• имеющие одновинтовую схему, которая предполагает наличие дополнительного рулевого винта;
• соосная схема — когда два несущих винта находятся на одной оси друг над другом и вращаются в разные стороны;
• продольная — это когда несущие винты находятся на оси движения друг за другом;
• поперечная — винты располагаются по бокам от фюзеляжа вертолета.

1,5 — поперечная схема, 2 — продольная схема, 3 — одновинтовая схема, 4 — соосная схема

Кроме того вертолеты можно классифицировать по назначению:

• для пассажирских перевозок;
• для боевого применения;
• для применения в качестве транспортных средств при перевозке грузов различного назначения;
• для различных сельскохозяйственных нужд;
• для потребностей медицинского обеспечения и поисково-спасательных работ;
• для применения в качестве воздушно-крановых устройств.