Самолет

Airbus A380 – най-големият пътнически самолет в света

Boeing 747, съвременен авиолайнер с реактивни двигатели

Самолет (остаряло аероплан – от гръцки: aéros – „въздух“ и -planos – „скитащ“) е въздухоплавателно средство, по-тежко от въздуха, осъществяващо полет в атмосферата с помощта на силова установка и неподвижно крило. Самолетът е способен да се придвижва с висока скорост, използвайки подемната сила на крилото за уравновесяване на теглото, и теглителната сила от силовата установка за уравновесяване на челното съпротивление. Неподвижното крило го отличава от махолета, а наличието на силова установка – от планера.

История

Съществуват много предания от античността, които разказват за полети на хора с въздушни средства, но те са по-скоро плод на мечти. Първите конкретни идеи за летателно средство се зараждат през Средновековието, когато Леонардо да Винчи през 15 век чертае планове на планер и на хеликоптер. Изобретената от него летателна машина той нарекъл орнитоптер. С първия полет на човек (братята Монголфие) в летателно средство по-леко от въздуха (балон), най-голямото предизвикателство става построяването на апарат, който е способен да извършва управляеми полети.

Предистория

През 1853 г. англичанинът Джордж Кайли осъществява първия полет на човек с планер. През 1856 г. французинът Жан-Мари льо Бри прави първия полет, задвижван със сила – планерът му „Изкуственият албатрос“ (L'Albatros artificiel) е теглен от кон по брега. На 28 август 1883 г. американецът Джон Дж. Монтгомъри успява да извърши полет с планер, който може да се управлява. Друг пионер от същото време е германецът Ото Лилиентал, който загива с планера си при катастрофа. Неговите записки по-късно служат за основа на планерите на братя Райт.

Началото на XX век

Първият самолет в света: Flyer на братя Райт, 17 декември 1903 г.

Първата добре документирана машина, която самостоятелно се отделя от земята и прави хоризонтален полет, се нарича „Flyer I“ (Флайър) и е построена в САЩ от братята Орвил и Уилбърт Райт. На 17 декември 1903 г. в 10:35 ч. в Северна Каролина, при мразовит вятър, достигащ 12 m/s, „Flyer“ прелита във въздуха 12 s и изминава 39 m. През този ден братята извършват общо четири полета, най-дългият от които трае 59 s с дължина 279 m. Внезапен силен порив на вятъра преобръща паркирания самолет и го поврежда сериозно; той никога повече не полита. Братята връщат останките у дома, а след време Орвил реставрира „Flyer“ и го заема на няколко музея. От 1948 г. самолетът се намира в Смитсоновия институт (Smithsonian Institution), окръг Колумбия, САЩ. Сега този самолет се съхранява в Националния музей на авиацията и космонавтиката (National Air and Space Museum) в столицата Вашингтон.

Направата на самолета наречен Flyer I (популярен днес като Kitty Hawk) струва по-малко от хиляда долара. Той представлява биплан от тип „патица“ – стабилизаторът за попътно управление се намира в задната част на апарата, а този за надлъжно управление – отпред. Размахът на крилата е 12 m. Общото тегло на самолета е 340 kg. Двигателят е четиритактов с мощност 12 hp, тежи 77 kg и е специално направен за целта от Чарли Тейлър в Дейтън, Охайо. Двете дървени витла имат кпд 80% и са издялкани от братята Райт. Вместо колесник те използват стартов катапулт, състоящ се от пирамидална кула и дървена релса. Пилотът лежи на долното крило.

През 1905 г. самолетът „Flyer III“ демонстрира стабилно и напълно контролирано поведение във въздуха за относително дълго време. Формално погледнато, крилете на „Flyer“ не са съвсем неподвижни, а използват патентованата от братя Райт техника на огъване на задната част на крилото чрез система от лостове, въжета и макари. На практика тази техника е трудна за приложение и потенциално опасна и през 1915 г. повечето самолети вече имат елерони.
Френският конструктор и авиатор Луи Блерио с произведения в неговата фабрика самолет Блерио XI след 37-минутен полет прелита над Ламанш (La Manche) между градовете Кале (Calais) и Дувър (Dover) в Англия. Така след 19 юли 1909 г. вече няма съмнение, че самолетът е ново, бързо средство за транспорт, а Великобритания е шокирана от възможността да се достигне до нейна територия по въздуха.

Първа световна война

Войните в Европа, и най-вече Първата световна война, са причина за началото на експериментите със самолета като оръжие. Отначало силно подценяван и смятан за „играчка“, самолетът се доказва на бойното поле като средство, което е способно да нанася поражения на врага. По това време възниква понятието въздушен ас – определение за пилот, който е свалил пет или повече противникови самолета. Най-известният ас от Първата световна война е германецът Манфред фон Рихтхофен, наричан още Червения барон. От страната на съюзниците най-много регистрирани въздушни победи има французинът Рене Фонк (на френски: René Fonck).

Затишието между войните

През 1919 г. се извършват първите търговски полети – между САЩ и Канада. Първият човек, прелетял сам над Атлантическия океан без междинно кацане, е Чарлз Линдберг. Това става на 20 май 1927 г. През 1930-те години в Германия започва разработката на реактивната турбина, но изминава повече от десетилетие, преди да се появят първите реактивни самолети.

Втора световна война

Самолетът играе ключова роля през Втората световна война, вземайки участие във всички значими битки. Атаката на японците над Пърл Харбър е осъществена единствено от самолети. Битката за Британия е изцяло въздушна кампания. Самолетът е основното оръжие в D-Day, както и при повечето битки в Тихия океан. Множество военни стратегии (германската блицкриг, японските и американски кораби-самолетоносачи, Съюзническата доктрина за „стратегическо бомбардиране“) включват самолета като незаменим участник.

Следвоенно положение

Доставка на мляко с транспортен самолет през Берлинската блокада

Първият документиран свръхзвуков полет е извършен през октомври 1947 г. от Чарлз Йегър (на английски: Charles Yeager) в експериментален самолет Bell X-1, макар някои пилоти на „Spitfire“ да твърдят, че са достигали Mach 1 при пикиране.

Самолетът отново изиграва решаваща роля през 1948 г., когато на 24 юни Съветският съюз спира електроснабдяването и поставя под сухопътна блокада контролираните от САЩ, Великобритания и Франция части на град Берлин – започва Берлинската блокада и периодът на Студената война. В отговор западните страни организират масови редовни превози и доставки чрез транспортни самолети до изолирания град. Извършват се 278 228 полета, които пренасят 2 326 406 тона стоки, храни и суровини, включително над 1,5 млн. тона въглища за електроцентралите. Неуспешната блокада е преустановена от СССР на 12 май 1949 г.

През 1949 г. самолет Boeing B-50 за първи път обикаля земното кълбо без междинно кацане, като за целта е презареждан с гориво във въздуха.

Първият самолет, обиколил света без междинно кацане: Boeing B-50 „Lucky Lady II“, 1949 г.

Налаганото от войната масово производство на самолети довежда до техния излишък в мирно време. Много от годните за експлоатация военно-транспортни самолети (предимно Douglas DC-3) са закупени от различни фирми, биват преоборудвани и се използват като пътнически и транспортни. Основават се множество авиокомпании и въздушният транспорт постепенно става масово използван. Повишават се изискванията за надеждност, безопасност и комфорт. Пилотската кабина, пътническата кабина, а по-късно и товарният отсек биват херметизирани. Това позволява на самолета да лети на по-голяма височина, да среща по-слабо съпротивление на въздуха, като това води до по-голяма средна скорост на движение и по-далечен обхват на действие. Непрекъснатото добавяне на оборудване към самолета (от електроника до тоалетни) неминуемо води до нарастване на неговите маса и размери. Увеличават се изискванията към здравината на пистите и оборудването на летищата.

Първият пътнически самолет с реактивни двигатели е представен през 1952 г. – английският de Havilland Comet. През 1954 г. след серия катастрофи всички самолети от този модел са спрени от полети заради фатален недостатък – в резултат на експлоатацията и умора на метала, корпусът получава пукнатини в зоната на неподходящо конструираните илюминатори.

Boeing 707 е първият успешен реактивен авиолайнер, започващ службата си през 1958 г. с полет от Ню Йорк до Лондон. Модификации на този самолет са в експлоатация и до днес.

Илюшин Ил 96

1958 е годината, през която повече пътници прекосяват Атлантическия океан със самолети, отколкото с кораби.

Краят на XX век

От 1970 г. най-големият авиолайнер в света е Boeing 747. През 2005 г. титлата взима Airbus A380.

Първия полет на свръхзвуков пътнически самолет прави Ту-144 на 31 декември 1968 г – два месеца преди западния му аналог „Concord“. Това са единствените пътнически свръхзвукови самолети. И двата търпят критика заради катастрофи, не постигат търговски успех и са спрени от производство.

Яковлев МС 21

XXI век

Сухой Суперджет 100

Най-бързият самолет в света (Mach 9,6) е безпилотният Boeing X-43. Това е експериментален scramjet за еднократна употреба, разработен от НАСА, като са произведени три броя от него. Първият опит (неуспешен) е проведен през юни 2001 г., когато X-43 излиза от контрол 11 s след старта си от носещия Boeing B-52. Вторият опит е успешен, а третият – на 16 ноември 2004 г., бележи световен рекорд от 11 200 km/h (Mach 9,6) на височина 13 157 m. Най-големият въздушен лайнер в света е Airbus A380.

Конструкция

Основните елементи на един летателен апарат са:

• Крило – при постъпателно движение на самолета крилото създава необходимата за полета подемна сила вследствие възникващата в насрещния въздушен поток разлика в наляганията върху долната и горна повърхност на крилото: налягането върху долната повърхност на самолетното крило е по-голяма, отколкото налягането върху неговата горна повърхност. На крилото се разполагат аеродинамични органи за управление (елерони, елевони и др.), а също механизацията на крилото – тоест устройствата, служещи за управление на подемната сила и съпротивлението на самолета (закрилки, интерцептори и др.).
• Фюзелаж – предназначен е за разполагане на екипажа, пътниците, товара и оборудването, а също за закрепване на крилото, оперението (опашната част), шасито, двигателите и др. под. (фюзелажът е, така да се каже, „тялото“ на самолета). Известни са и самолети без фюзелаж (например от типа „летящо крило“).
• Опашна част (оперение) – това са аеродинамични повърхности, предназначени за осигуряване на устойчивост, управляемост и балансировка на самолета. За управление на самолета в опашната част се разполагат отклоняеми повърхности – аеродинамични кормила (кормило за височина, за направление), или повърхностите на оперението се правят напълно завъртащи се (на много свръхзвукови самолети).
• Шаси – система от опори, необходими за ускоряване на самолета при излитане, за пробега при кацане, а също за придвижване и престоя му на земята. Най-голямо разпространение имат колесните шасита. Известни са конструкции на шасита със ски, поплавъци, плъзгачи. Много съвременни самолети, в частност повечето от самолетите с военно предназначение, а също пътническите самолети, имат прибиращо се шаси.
• Силова установка на самолета, състояща се от двигател (винтов, реактивен) и движител (например, въздушен винт), а също от системи, осигуряващи работата им – създава необходимата тяга, която, като уравновесява аеродинамичното съпротивление, осигурява постъпателното движение на самолета.
• Системи на бордовото оборудване – различно оборудване, което позволява да се изпълняват полети при всякакви условия. Приблизително през последните 30 – 40 години бордовата електроника стана най-„умното“, сложно и скъпо струващо оборудване, надвишаващо по стойност цялата останала конструкция на самолета.

Вижте също

• Авиация
• Механизация на крилото
• Летателен апарат
• Въздушен транспорт
• Вертолет
• Хидроплан
• Авиационен тренажор
• Cessna 172 – най-масовият самолет в историята на авиацията
• Boeing – най-големият производител на самолети в света.

Външни препратки

• ((en)) Aircraft-info.net
• ((en)) Airliners.net
• ((en)) Jetphotos.net
• ((en)) Global Aircraft
• ((en)) Как работят самолетите