Материалы размещены исключительно с целью ознакомления учащихся ВУЗов, техникумов, училищ и школ.
Главная - Наука - Биология
Пышнов Владимир - Из истории летательных аппаратов

Скачать книгу
Вся книга на одной странице (значительно увеличивает продолжительность загрузки)
Всего страниц: 67
Размер файла: 296 Кб
Страницы: «« « 10   11   12   13   14   15   16   17   18  19   20   21   22   23   24   25   26   27   28  » »»

одноместными. К 1910 г. стала выявляться потребность в двухместных самолетах
для  "катания"  пассажиров, обучения летчиков и, конечно, для  использования
самолетов  в качестве военных разведчиков. Переход  на двухместные  самолеты
был  произведен очень  просто  --  позади  летчика  устанавливали  небольшой
стульчик, на  который  и  садился  пассажир,  примерно,  как  на  мотоцикле.
Естественно, что  не все  самолеты  смогли  возить повышенную  нагрузку,  но
некоторые  из  них оказались достаточно грузоподъемными. Затем  конструкторы
стали   изыскивать  способы  увеличения  грузоподъемности   самолетов  путем
применения более мощных двигателей и увеличения площади крыльев.
     Изучая историю развития  грузоподъемных самолетов, следует  рассмотреть
теоретические  изыскания и  практические мероприятия конструкторов.  Отдавая
должное теоретическим исследованиям, мы должны сказать, что в период  1910--
1920   гг.   они  не  были  эффективны  вследствие  недостаточного  развития
теоретической  аэродинамики  и  ограниченности  проводимых  экспериментов  с
моделями в аэродинамических трубах.
     В периодической  литературе того  времени  можно  было  встретить много
статей, в которых обсуждались различные проблемы самолетостроения и особенно
вопросы,  связанные  с  увеличением  скоростей   и  высот  полета,  а  также
грузоподъемности  и устойчивости  самолетов.  Наиболее интересные в  научном
отношении  работы  печатались  в  журналах:  русском  -- "Воздухоплаватель",
французском   "L'Aerophille"  и  немецком  --  "Z.  F.  М".  Создание  более
грузоподъемных самолетов было связано с увеличением их размеров и повышением
мощности двигателей.  Проблемы масштаба сооружений и машин  были уже изучены
более глубоко применительно к мостам, архитектурным сооружениями и кораблям.
Некоторые  соображения,  взятые  из  этих  областей, были  использованы  при
изучении проблемы создания грузоподъемных летательных аппаратов.
     В журнале "Воздухоплаватель" за 1911 г. была помещена статья известного
летчика  и  инженера Н. А. Яцука  "О максимальной  величине грузоподъемности
аэроплана". В этой статье Н. А. Яцук ссылается на работу Д. И. Менделеева "О
наивыгоднейших  размерах  и  предельной   величине  летающих  машин  тяжелее
воздуха", выполненную  еще  тогда, когда никакого опыта самолетостроения  не
было.  Д.  И.  Менделеев  рассматривал  задачу  об  изменении  характеристик
летательных  аппаратов  определенной  схемы  при  увеличении  геометрических
размеров аппарата в n раз.
     Развивая мысли Д.  И. Менделеева, Н. А. Яцук берет в качестве основного
условия  постоянство  соотношения мощности двигателя и площади крыльев,  что
для   подобных   форм  эквивалентно  постоянству   скорости   полета.  Тогда
развиваемая   подъемная   сила   будет  пропорциональна   площади,   т.   е.
n2;  вес  двигателя,   приходящийся  на   1   л.  с.,  принимался
постоянным,   и   тогда   вес  двигателей  Gдв   тоже  оказывался
пропорциональным   n2.   Что   же   касается   веса   конструкции
Gкон, то  она  принималась пропорциональной  кубу масштаба, т. е.
величине n3. Такое предположение справедливо  при условии полного
подобия конструкции и постоянства напряжений, вызываемых весом грузов, т. е.
двигателей, топлива и  полезной нагрузки. Поставив такое условие, Н. А. Яцук
оговаривается, однако, что оно может оказаться неправильным.
     Из  поставленных условий вытекает такое выражение для величины полезной
нагрузки:

     Эта  формула  дает  быстрый  начальный  рост  Gпол  по  мере
увеличения  n,  а  затем,  после  достижения некоторого  максимума,  следует
быстрое  уменьшение  Gпол в  результате резкого  увеличения  веса
конструкции. Изобразив эту зависимость графически (рис. 1), мы можем видеть,
что изменение параметра С и показателя степени при весе конструкции m, будет
вызывать  очень значительное изменение  как  максимальной полезной нагрузки,
так   и  соответствующего  ей   масштаба   летательного   аппарата.  Понимая
недостоверность  знаний  об  истинных  значениях  величин  С  и   m,  авторы
исследований, естественно, бывали осторожны в своих выводах.
     На графике,  приведенном на рис.  1, были приняты различные зависимости
весов  конструкции  и двигателей  от масштабного  множителя  n.  В  качестве
исходных  при  n=1  были  приняты  значения  Gдв0/G   =  0,25   и
Gкон0/G=0,3;  тогда Gпол0/G =0,45. На  графике  по оси
ординат  показано относительное изменение полезной  нагрузки, т. е. величина
Gпол/Gпол  0.  Кривая  1   соответствует   росту  веса
двигателя по n2 и веса конструкции по n3.

     Рис. 1. Относительное изменение грузоподъемности самолета при изменении
его размеров  для разных  законов зависимости веса конструкции  от  размеров
самолета.
     В этом случае  максимальная полезная  нагрузка  будет при n=1,67, а при
n=2,5  полезная   нагрузка   становится  равной  нулю   вследствие   резкого
возрастания веса конструкции.
     Кривая 2 относится к  случаю,  когда вес конструкции пропорционален n в
степени  8/3, т.  е.  немного  ниже кубичной. Как видно,  полезная  нагрузка
самолета в этом случае значительно возросла и имеет максимум при n=2,5.
     Кривая  3  была построена  при весе  конструкции,  пропорциональном n в
степени 5/2, и это дало увеличение полезной нагрузки в 5,5 раза по сравнению
с исходным значением.
     Наконец, кривая  4 построена при условии, что вес конструкции  меняется
тоже  пропорционально n5/2, но,  кроме  того, с  ростом  n  запас
мощности понижается так, что вес двигателей будет пропорционален n в степени
5/3.  В  этом  случае максимальная  полезная  нагрузка оказалась увеличенной
более чем в  10  раз по сравнению  с исходной  при  n=1.  Вес самолета будет
увеличен в (5,5)2,  т. е. в 30 раз; относительные параметры будут
такими:            Gдв/G=0,14;             Gкон/G=0,7;
Gпол/G=0,16.
     В последнем случае, хотя и был достигнут максимум полезной нагрузки, но
самолет оказался  очень  неэкономичным из-за  относительной малости полезной
нагрузки.  Мы  привели  рис. 1, чтобы  показать,  какой  эффект  может  дать
изменение показателей степени.
     В той же работе Н. А. Яцук проводит исследование  для случая увеличения
грузоподъемности самолета  при  сохранении  его размеров, но при  увеличении
скорости в m раз. В этой задаче он ссылается на французского ученого А. Сее,
который опубликовал свою работу  в  журнале "L'Aerophille" от 15 января 1910
г.  Александр  Сее был выдающимся ученым того времени,  работавшим в области
летательных  аппаратов.  Им  было  опубликовано  много  интересных  работ  в
журналах "L'Aerophille"  и "La  Technique  Aeronautique", и они, несомненно,
оказали важное влияние на развитие авиационных наук.
     Задача   о   зависимости  грузоподъемности  от  скорости  формально  не
отличается  от рассмотренной выше, но только по кубичному закону меняется не

Страницы: «« « 10   11   12   13   14   15   16   17   18  19   20   21   22   23   24   25   26   27   28  » »»
2007-2013. Электронные книги - учебники. Пышнов Владимир, Из истории летательных аппаратов