Курсовая работа
Введение в специальность вертолетостроение
Содержание
1. История освоения воздушного пространства
2. Вклад отечественных ученых
3. Краткая история вертолетов
4. Основные качества вертолета
5. Легкие многоцелевые вертолеты. Назначение, особенности конструкции. Сравнение отечественных и зарубежных вертолетов этого класса
6. Современное название вертолетостроения
1. История освоения воздушного пространства
История развития авиации и история воздухоплавания фактически являются двумя составляющими одного целого - истории покорения человеком воздушного пространства.
Согласно словаря Ожигова воздухоплавание - это теория и практика передвижения по воздуху на аппаратах легче воздуха. Что касается слова «авиация» то оно было позаимствовано в начале двадцатого века из французского, в который, в своё время, пришло из латинского языка, где avis означало «птица» и используется в значении теория и практика передвижения в атмосфере на летательных аппаратах тяжелее воздуха;
Истории покорения человеком воздушного пространства насчитывает много веков. Условно её можно разбить на следующие основные вехи:
К первым в истории беспилотным летательным аппаратам можно отнести:
- летающий фонарик, изобретение которого приписывается китайскому генералу Чжугэ Ляну жившему в 180-234 г. н. э., (хотя есть данные, что они были известны в Китае ещё в третьем веке до н.э.). Фонарик представлял собой бумажную емкость, в которую устанавливался горящий масляный светильник. Под действием нагретого огнём воздуха светящийся фонарь поднимался вверх, наводя ужас на суеверных врагов генерала. Фактически современные воздушные шары - это результат модернизации летающего фонарика.
В IX веке в мусульманской Испании - Андалусии ученый и изобретатель по имени Аббас ибн Фирнас в возрасте 65 лет разработал и успешно испытал летательный аппарат, состоящий из обтянутых материей корпуса и крыльев. Конструкция аппарата впервые в истории позволила изменять высоту и направление полёта (фактически это был первый в мире дельтаплан). Аббас ибн Фирнас не только сумел продержаться в воздухе около 10 минут, но и осуществил первый в истории управляемый полёт.
В 1763 г. немецкий изобретатель по фамилии Бауэр создал проект первого в истории летательного аппарата с неподвижным крылом и пропеллером, приводимым в действие мускульной силой пилота. До Бауэра изобретатели разрабатывали летательные аппараты с подвижными крыльями (по образцу птиц). Однако этот проект реализован не был.
Первая в мире документированная практическая разработка летательного аппарата тяжелее воздуха была выполнена великим русским ученым М.В. Ломоносовым (1711 - 1765 г.)
Первый в истории воздушный шар, наполненный горячим дымом, поднялся на высоту около 300 м. 5 июня 1783 г. Запуск осуществили французы, братья Жак Этьен и Жозеф Мишель Монгольфье. В их честь шар был назван «монгольфьер». 19 сентября того же года братья подняли в воздух очередной шар. На этот раз на нём поднялись баран, петух и утка. Полет длился 10 мин. При приземлении петух повредил крыло. 21 ноября 1783 г. в окрестностях Парижа в воздух вновь поднялся огромный монгольфьер высотой более 20 м. с двумя людьми на борту. Полет на воздушном шаре продолжался около 40 мин. Шар достиг высоты 1000 м., а затем плавно опустился на землю на расстоянии 9 км от места старта. Первыми воздухоплавателями стали физик Жан Франсуа Пилатр де Розье и маркиз Франсуа Лорен д`Арланд, друзья братьев Монгольфье. С этого момента полёты на воздушном шаре прочно вошли в жизнь покорителей неба.
В 1794 г. французский физик Кутель поднялся на аэростате над укреплениями австрийцев, на недосягаемую для ружей высоту, и составил подробный план вражеских позиций. Это был первый случай использования летательных аппаратов в военных целях.
22 октября 1797 г. над парком Монсо в Париже был совершен первый прыжок с парашютом. Француз Андре-Жак Гарнерен прыгнул с воздушного шара, находящегося на высоте около 800 м.
Первый полет на аэростате, оснащённом паровым двигателем, совершил француз Анри Жиффар в 1852 г. Наличие двигателя в определённой степени позволило влиять на движение аэростата. Таким образом, воздухоплавание перевернуло очередную страницу своей истории. Возник новый вид воздушных аппаратов - дирижабль. К стати это название произошло от французского dirigeable - управляемый.
20 июля 1882 г. самолет Александра Федоровича Можайского с двумя паровыми машинами мощностью 20 и 10 л. с. отделился от земли. Он продержался в воздухе несколько секунд, затем накренился и упал на крыло, что послужило поводом для оспаривания его права считаться родоначальником мировой авиации.
В 1887 г. русский учёный К.Э. Циолковский разработал первый проект жёсткого цельнометаллического дирижабля.
Первым в истории профессиональным пилотом принято считать немецкого инженера Отто Лилиенталя (1848-1896 г.) В период с 1891 по 1896 г. им было совершено около 2000 вылетов. Для полётов он использовал модели планеров собственной конструкции. В августе 1896 г. Лилиенталь во время одного из полетов сломал себе позвоночник и в тот же день умер.
2 июля 1900 г. совершил первый полет дирижабль, созданный немецким конструктором Ф. фон Цеппелином. Дирижабли этой конструкции были известны под названием «Цеппелин» и использовались как транспортные и пассажирские воздушные средства, а так же в военных целях. В 1936 г был построен последний пассажирский цеппелин «Гинденбург». Совершив 63 полета, через год эксплуатации он сгорел при посадке в течение 10 сек.
14 декабря 1903 г. состоялся первый успешный полет самолета «Флайер» сконструированного американскими конструкторами братьями Уилбуром и Орвиллом Райт, с двигателем внутреннего сгорания. Продолжительность первого полёта составила всего 3,5 секунды. 17 декабря самолёт произвёл 4 взлёта. Во время самой удачной попытки «Флайер» пролетел около 250 м., продержавшись в воздухе уже 59 сек. Уилбер и Орвилл Райты вошли в историю авиации как пионеры воздушного пространства, положившие начало освоению неба пилотируемыми летательными аппаратами тяжелее воздуха. С этого момента полёты на летательных аппаратах легче воздуха стали постепенно отходить на второй план.
В ноябре 1906 г. братья Габриэль и Шарль Вуазен во Франции открыли первое в мире предприятие по выпуску летательных аппаратов с двигателями. Первый заказ был на аппарат с машущими крыльями. Опыт оказался неудачным. Но, начиная с 1907 г. фирма стала выпускать самолёты собственной конструкции и в конечном итоге они составили основу французский авиации.
14 мая 1908 братья Райт совершили первый полёт самолёта с двумя людьми на борту, пассажиром был Чарли Фёрнас, а 8 июля 1908 г. в Милане в воздух поднялась в Тереза Пельте. Она и стала первой женщиной-пассажиром поднявшаяся на борт самолёта. Пилота звали Леон Делагранж.
В начале 1910 г. В воздух поднялся двухмоторный аэроплан, создателем которого являлся русский инженер Б. Г. Луцкой. Это было первое в истории удачное испытание многомоторного самолёта.
В 1913 г. американцем Элмером Сперри был изобретен автопилот.
В этом же году русский инженер Игорь Иванович Сикорский создал первый в мире 4 моторный, тяжелый бомбардировщик «Илья Муромец».
В 1915 году Игорь Иванович Сикорский создал истребитель С XVI - который стал первым в мире серийно выпускаемым истребителем.
15 сентября 1956 г. советская компания «Аэрофлот» первой в мире приступила к регулярным перевозкам пассажиров и грузов на реактивных самолётах Ту-134.
В 1956 г. на Парижском авиасалоне был представлен первый в мире реактивный транспортный самолет Do.31 с вертикальным взлетом.
На этом история авиации не завершена. Я уверен, что в неё будет вписано еще много замечательных страниц.
2. Вклад отечественных ученых
В создании и развитии аэродинамики большую роль {3} сыграли отечественные ученые. Основы этой науки были заложены в нашей стране работами М.В. Ломоносова и других выдающихся ученых.
Великий русский ученый академик М.В. Ломоносов (1711—1765) успешно разрабатывал кинетическую теорию газов и начал делать опыты в области, которую мы теперь называем аэродинамикой. Так, в феврале 1754 г. он доложил конференции Академии наук в Петербурге об изобретенной им летательной машине, о которой в протоколе конференции от 1 июля того же года было записано: «Высокопочтенный советник Ломоносов показал машину, названную аэродромической*, выдуманную им и имеющую назначением при помощи крыльев, приводимых в движение заведенной часовой пружиной, нажимать воздух (отбрасывать его вниз) и подниматься в верхние слои атмосферы для того, чтобы исследовать состояние верхнего воздуха метеорологическими приборами, прикрепленными к этой аэродромической машине». Таким образом, Ломоносов первый построил летательный аппарат тяжелее воздуха типа вертолета (геликоптера), который только в наше время получил широкое распространение.
В 1871 г. русский морской офицер М.А. Рыкачев, впоследствии академик, опубликовал статью под заглавием «Первые опыты над подъемной силой винта, вращаемого в воздухе». Эти опыты, предпринятые с целью получения исходных данных для расчета вертолета, блестяще подтвердили закон пропорциональности сопротивления воздуха квадрату скорости и характерной площади тела, сформулированный основоположником механики Ньютоном (1643—1727).
Вопросами сопротивления воздуха движущимся в нем телам с успехом занимался великий русский химик Д.И. Менделеев (1834—1907). Он опубликовал в 1880 г. свой замечательный для того времени труд «О сопротивлении жидкостей и воздухоплавании», в котором на основе опытов, проведенных в лаборатории Петербургского университета, был-экспериментально подтвержден квадратичный закон сопротивления и пропорциональность силы сопротивления плотности среды при падении тел.