| ых летат. аппаратов, их двигателей, радиоустройств и авиац. приборостроения, а также инженеров-экономистов для авиапром-сти. Основные профилирующие специальности в А. и.: самолётостроение, вертолётостроение, авиац. двигатели, авиаприборостроение, авиац. электрооборудование.
В СССР в 1969 имелось 7 А. и.: Моск. им. Серго Орджоникидзе и Харьковский (осн. 1930), Казанский и Уфимский им. Серго Орджоникидзе (осн. 1932), Моск. технологический (осн. 1940), Куйбышевский (осн. 1942), Ленингр. авиационного приборостроения (осн. 1945). В Московском, Казанском, Куйбышевском, Ленинградском и Уфимском А. и., кроме дневных, есть вечерние и заочные ф-ты, в Моск. технологическом и Харьковском - вечерние ф-ты. Во всех А. и. имеется аспирантура, всем ин-там предоставлено право принимать к защите канд. диссертации, а Московскому и Казанскому - и докторские. Срок обучения в А. и. от 5 до 6 лет. Окончившим присваивается квалификация инженера-механика, инженера-технолога, радиоинженера, инженера-экономиста и др. И. И. Лебедев.
АВИАЦИОННЫЕ МАСЛА, см. Моторные масла.
АВИАЦИОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ, тепловой двигатель для приведения в движение летательных аппаратов (самолётов, вертолётов, дирижаблей и др.). К А. д. предъявляются весьма высокие требования: макс, мощность (или тяга) в агрегате при миним. массе, относимой к единице мощности (тяги), и миним. габаритных размерах (особенно площади поперечного сечения, от к-рой зависит лобовое сопротивление); миним. расход горючего и смазки на единицу мощности (тяги); надёжность, длительность и простота эксплуатации при дешевизне произ-ва. Процесс развития А. д. проходил несколько стадий. Первым А. д. был паровой двигатель на самолёте А. Ф. Можайского (1885). Последующие А. д. во всех странах конструировались на основе поршневого двигателя внутреннего сгорания. Основными факторами, обусловившими развитие А. д., были необходимость увеличения скорости и грузоподъёмности самолёта, требования к к-рым росли довольно быстро. В качестве базового был выбран бензиновый двигатель как наиболее лёгкий. Его совершенствование велось, с одной стороны, путём всемерного облегчения всех деталей за счёт применения высокопрочных материалов и форсирования рабочего процесса (для чего была разработана конструкция нагнетателя для наддува двигателя), а с другой стороны, повышением кпд воздушного винта (для чего к двигателю,частота вращения к-рого всё увеличивалась, присоединяли редуктор, снижавший частоту вращения винта для обеспечения макс, кпд). К 40-м гг. 20 в. поршневые А. д. достигли предела своих возможностей: на пути дальнейшего повышения скорости самолёта встал звуковой барьер, для преодоления к-рого потребовалось резкое увеличение мощности А. д. Такой скачок стал возможным в результате перехода к газовой турбине и реактивному двигателю.
Различные типы и классы самолётов требуют различных А. д. как по мощности, так и по принципу создания тяги.
[01-PAKET_04-5.jpg]
Поэтому существующие А. д. подразделяются (рис. 1) на винтовые, создающие тягу вращением воздушного винта, реактивные, в к-рых тяга возникает в результате истечения с большой скоростью рабочих газов из реактивного сопла; комбинированные - турбовинтовые двигатели (ТВД) - основная тяга создаётся воздушным винтом, а довольно значит, дополнит. тяга (8-12%)-за счёт истечения продуктов сгорания (рис. 2).
Поршневые А. д. лучших типов, достигшие высокой степени совершенства, обеспечивали скорость самолётов до 750 км/ч. Более высоких скоростей они не могли создавать вследствие большой удельной массы (массы, приходящейся на единицу мощности) и необходимости в воздушном винте, кпд к-рого уменьшается с увеличением скорости полёта. Поршневые А. д. устанавливаются на самолётах с невысокими скоростями полёта, соответствующими 0,2-0,5 М(где М - М-число), т. с. 200-500 км/ч, а также на вертолётах, турбовинтовые А. д.- на самолётах при скоростях полёта, соответствующих 0,5-0,8 М, т. е. 500-800 км/ч и на вертолётах. Первые турбореактивные двигатели (ТРД) (рис. 3), появившиеся в конце Великой Отечественной войны, позволили увеличить скорость до 960 км/ч.
[01-PAKET_04-6.jpg]
Рис. 4. Принципиальная схема двух-контурного турбореактивного двигателя: 1 - первый (внутренний) контур; 2 - второй (внешний) контур.
Удельная масса поршневых А. д. составляет 540-680 г/квт (400-500 г/л.с.); турбовинтовых А. д. 140-400 г/квт (100-300 г/л.с.); если отнести массу не к единице мощности, а к единице тяги, создаваемой воздушным винтом, то уд. масса будет меняться при изменении скорости полёта вследствие изменения кпд винта, в то время как уд. масса турбореактивного А. д. в пределах.скоростей до 750 км/ч практически остаётся постоянной (табл.). Это и делает турбореактивный А. д. наиболее выгодным при больших скоростях полёта.
Примерные значения удельной массы А. д. - массы, отнесённой к единице тяги (г/н) в зависимости от режима работы двигателя
Режим работы двигателя
Винтовые А. д.
ТРД
поршневые
турбовинтовые
Взлётный режим
33
20
17
Крейсерский режим при скорости _ полёта самолёта
360 км/ч
57
35
17
750 км/ч
180
110
17
В 1965-67 появились весьма лёгкие турбореактивные А. д. для самолётов вертик. взлёта и посадки (СВВП). Их уд. масса находится в пределах 6-7 г/н. На основе турбореактивных и турбовинтовых А. д. разработаны т. н. двухконтурные турбореактивные двигатели ДТРД (рис. 4). Их особенностью является создание двух реактивных потоков: одного внутреннего, или центрального, из высокотемпературных продуктов сгорания, поступающих в реактивное сопло из газовой турбины, и второго, концентрически окружающего первый и состоящего из воздуха, к-рый прогоняется компрессором второго контура.
Двухконтурные турбореактивные А. д. применяются на самолётах с дозвуковыми скоростями; благодаря малому расходу топлива они могут успешно конкурировать как с обычными турбореактивными А. д., так и с турбовинтовыми А. д.
Тяга турбореактивного А. д. при сверхзвуковых скоростях полёта возрастает (рис. 5). Уд. массу турбореактивных А. д. за период 1939-67 удалось существенно снизить (рис. 6).
Рис. 5. Изменения тяги Р турбореактивного двигателя в зависимости от М-числа.
[01-PAKET_04-7.jpg][01-PAKET_04-8.jpg]
[01-PAKET_04-9.jpg]
Рис. 7. Сравнительная схема турбореактивного двигателя: ниже осевой линии для дозвуковых (ок. 850 км/ч) и выше осевой линии для сверхзвуковых (ок. 3000 км/ч) самолётов; 1 - воздухозаборник с регулируемыми размерами и формой; 2 - форсажная камера; 3 - сопло с регулируемыми размерами и формой; 4 - воздухозаборник нерегулируемый; 5 - сопло нерегулируемое.
Схемы турбореактивных А. д. для дозвуковых и сверхзвуковых самолётов различны (рис. 7). При сверхзвуковых скоростях полёта темп-pa воздуха и газа в турбореактивных А. д. весьма велика. Воздухозаборник, обеспечивающий наибольшее использование скоростного напора воздуха с миним. потерями, необходимо выполнять с регулируемыми размерами и изменяемой формой. Для увеличения тяги А.д. применяют форсажную камеру. При этом реактивное сопло выполняют также с регулируемыми размерами и формой.
А. д. представляет собой автоматич. систему, которая позволяет освободить лётчика от управления двигателем в полёте. Автоматически поддерживаются на заданном уровне давление топлива, температура газов перед турбиной и др. параметры, независимо от высоты полёта.
Дальнейшее развитие А. д. предусматривает следующие осн. направления, на к-рых концентрируются главные усилия конструкторов в разных странах, разрабатывающих А. д.: обеспечение высоких скоростей и больших высот полёта, а также непрерывное повышение грузоподъёмности самолёта, что требует создания А. д., развивающих большую тягу с наименьшим расходом топлива, с малой уд. массой и большим ресурсом работы (т. е. длительностью периода работы двигателя между ремонтами, выражаемого обычно в часах). Для этого приходится повышать темп-ру газа перед турбиной, что ведёт к применению охлаждаемых сопловых и рабочих лопаток. С другой стороны, стремятся снизить расход энергии во всех элементах А. д., для чего требуется повышение кпд компрессоров, турбин, форсажных камер и т. п. Повысить темп-ру газов можно применением жаропрочных материалов (ниобий, молибден) для лопаток турбины и др. деталей, соприкасающихся с высокотемпературными газами. Снижения уд. массы можно достигнуть использованием материалов с низкой плотностью (титановые, бериллиевые сплавы). На крупные пассажирские и транспортные самолёты целесообразно устанавливать двухкон-турные А. д. с форсажной камерой, обеспечивающие большой диапазон скоростей полёта, и двухконтурные А. д. со степенью двухконтурности (т. е. соотношением темп-ры первого и второго контуров) 6-8 для получения больших значений тяги при высокой экономичности.
Лит.: Иноземцев Н. В., Авиационные газотурбинные двигатели. Теория и рабочий процесс, М., 1955; Теория реактивных двигателей, М., 1958; Конструкцияавиационных газотурбинных двигателей, М., 1961; Скубачевский Г. С., Авиационные газотурбинные двигатели. Конструкция и расчет деталей, 2 изд., М., 1965; "Авиация и космонавтика", 1963, № 3, с. 6-13; 1966, № 2, с. 60-64:1967, № 7, с. 57-61.
С. К. Туманский, Г. С. Скубачевский.
АВИАЦИОННЫЙ КОМПАС, аэронавигационный прибор, указывающий пилоту курс самолёта относительно магнитного меридиана (магнитный компас, гиромагнитный компас), заданного направления (гирополукомпас) или направления на радиомаяк (радиокомпас, радиополукомпас) и относительно к.-л. небесного светила (астрономический компас).
АВИАЦИОННЫЙ ТЫЛ, составная часть тыла вооруж. сил гос-ва; включает тыловые соединения, части и учреждения. А. т. предназначен для материального инж.-аэродромного, аэродром-но-тех. и мед. обеспечения ВВС. Осуществляет снабжение авиац. частей и соединений всеми видами материальных средств, хоз.-бытовое обслуживание личного состава, стр-во новых и восстановление непригодных для полётов аэродромов, аэродромно-тех. обеспечение полётов авиации, а также проведение сан.-гигие-нич., лечебно-эвакуационных и противо-эпидемич. мероприятий.
М. Н. Кожевников.
АВИАЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ ИНСТИТУТ всесоюзный научно-исследовательский (ВИАМ), создан в 1932 в Москве на базе отдела испытания авиац. материалов Аэрогидродинамического института. Ин-т разрабатывает конструкционные, коррозионно-стойкие, жаропрочные, износостойкие стали и сплавы, пластмассы, герметики,уплотнительиые, тепло-звукоизоляционные и др. материалы. Ин-т занимается также теоретич. и экспериментальной разработкой проблем легирования и прочности сплавов, вопросами защиты металлов от коррозии, созданием методов механич. испытаний и неразрушающего контроля качества сплавов и неметаллич. материалов. При ВИАМе имеется аспирантура. Издаёт "Труды", тематич. сборники. Награждён орденом Ленина (1945). А. Т. Туманов.
АВИАЦИЯ (франц. aviation, от лат. avis-птица), летание на аппаратах тяжелее воздуха в околоземном воздушном пространстве. В 60-е гг. 20 в. в А. применяют самолёты, вертолёты, планеры. Различают А. гражданскую, осуществляющую перевозки людей и грузов, и военную (см. Гражданская авиация, Военно-воздушные силы). Гражданская А. включает: транспортную, санитарную, учебно-спортивную и спец. назначения (сельскохозяйственную, аэрофотосъёмки, связи, геол. разведки, разведки рыбных промыслов и др.). Для обеспечения регулярного грузопассажирского движения по авиалиниям гражданская А. располагает: парком турбореактивных, турбовинтовых и винтомоторных самолётов и вертолётов; службами управления и радиотехнич., метеорологии., светотсхнич. (наземными и бортовыми) средствами обеспечения полётов; аэродромами и аэропортами.
Начальный период развития А. Практически А. начала развиваться лишь в 20 в. Но мечта человека подняться в воздух существовала на протяжении мн. веков и нашла своё выражение в сказках и легендах народов мн. стран мира. Изображения крылатого человека встречаются в наскальных рисунках пещерных людей. Известен др.-греч. миф о Дедале и его сыне Икаре, поднявшихся к Солнцу на крыльях из птичьих перьев, скреплённых воском. В древности и в ср. века в Китае и др. странах для воен. целей применялись воздушные змеи. Итал. художник, учёный и инженер Леонардо да Винчи оставил эскизные наброски летат. аппаратов, приводимых в действие мускульной силой, вертолёта с механич. приводом, предложил идею парашюта. Великий рус. учёный М. В. Ломоносов в 1754 построил модель вертолёта с пружинным заводом и практически доказал осуществимость полёта такого аппарата.
В конце 19 в. предпринимаются попытки создания безмоторных летат. аппаратов тяжелее воздуха - планеров; производятся первые теоретич. изыскания в этой области. Значит, вклад в теорию и практику летания внёс нем. учёный О. Лилиенталь. С 1891 по 1896 он спроектировал, построил и облетал неск. планеров. Изобретение и быстрое развитие паровой машины в 19 в. привело к попыткам создания самолётов с паровым двигателем. В России мор. офицер А. Ф. Можайский в 1881 получил патент на такой летат. аппарат, названный им воздухо-летательным снарядом (рис. 1). В 1885 его аппарат был построен, но потерпел аварию при взлёте. В 1894 в Англии конструктор X. Максим построил гигантский самолёт с паровой машиной, также потерпевший аварию при взлёте. Франц. изобретатель К. Адер пытался летать на аппарате с крылом, напоминавшим крыло летучей мыши. "Авьон" Адера пролетел (1897) неск. десятков м и разбился. Построить б. или м. удачную конструкцию не удавалось из-за несовершенства двигателей: паровые машины были слишком тяжелы и не могли удовлетворить требованиям А.
Совершенствование двигателей внутр. сгорания, нашедших широкое применение к концу 19 в. в первую очередь в автомобилях, сделало возможным создание лёгкого и в то же время достаточно мощного авиац. двигателя. Первыми поставили на самолёт двигатель внутр. сгорания амер. механики братья У. и О. Райт (рис. 2). 17 дек. 1903 состоялся первый успешный полёт их самолёта с двигателем, работавшим на керосине. Продолжая работать над своим самолётом, братья Райт добились к 1908 устойчивого управляемого полёта продолжительностью до 1,5 ч. Вслед за ними в Европе, гл. обр. во Франции, один за другим строят самолёты А. Сантос-Дюмон, Ф. Фербер и др. 25 июля 1909 франц. конструктор-лётчик Л. Блерио на своём самолёте монопланной схемы "Бле-рио-XI" перелетел через пролив Ла-Манш из Франции в Англию (рис. 3). В России в 1909-14 появился ряд оригинальных самолётов конструкции Я. М. Гаккеля (рис. 4), Д. П. Григоровича, В. А. Слесарева, И. И. Стеглау. В 1910 Б. Н. Юрьев спроектировал первый в России вертолёт. В 1913 совершил свой первый полёт тяжёлый самолёт И. И. Сикорского "Русский витязь". Популяризации и развитию отечеств. А. способствовали полёты рус. лётчиков М. Н. Ефимова, Н. Е. Попова, Г. В. Алех-новича, А. В. Шиукова, Б. И. Российского, С. И. Уточкина и др. 9 сент. 1913 рус. лётчик П. Н. Нестеров на самолёте "Ньюпор-4" уверенно осуществил "мёртвую петлю", назв. впоследствии петлей Нестерова.
Развитие А. в нач. 20 в. шло вслепую, наугад. Первые самолёты строились эмпирически, без к.-л. расчётов. Науч. базы для самолётостроения практически не было. Всё это приводило к большому количеству аварий и катастроф.
Однако учёные мн. передовых стран мира в 19 - нач. 20 вв. начали теоретич. и экспериментальные изыскания в области А.: в США - С. Ленгли и О. Шанют, в Англии-Дж. Кейли, во Франции-А. Эйфель, в Германии-Л..Прандтль и др. Решающий вклад в дело развития аэродинамич. науки внесли рус. учёные проф. Н. Е. Жуковский и его ученик акад. С. А. Чаплыгин. В 1902 при Моск. ун-те по инициативе Жуковского была построена первая в России аэродинамическая труба, а в 1904 организован аэродинамич.
ин-т в Кучино под Москвой. Жуковский впервые ввёл в аэромеханику эксперимент как метод исследования. К нач. 1-й мировой войны он опубликовал работы, посвящённые теории полёта самолёта, устойчивости и др. проблемам А. ("К теории летания", 1890; "О парений птиц", 1891; "О присоединённых вихрях", 1906, и др.). Труды Жуковского и др. учёных в России и за рубежом позволили начать конструирование самолётов на науч. основе.
А. в годы 1-й мировой войны. 1-я мировая война, начавшаяся в 1914, дала резкий толчок развитию А.: были показаны широкие возможности применения самолётов в воен. целях. Вначале ими пользовались наряду с аэростатами для разведки и корректировки арт. огня, в дальнейшем стали вооружать пулемётами и бомбами. Для борьбы с бомбардировщиками и разведчиками создавались спец., небольшого размера вооружённые пулемётами самолёты-истребители. Первое место в развитии тяжёлых самолётов заняла Россия. Построенный в 1913 тяжёлый 4-мо-торный самолёт Сикорского "Илья Муромец" (рис. 5) не имел равных в мире; он поднимал до 800 кг бомб, был вооружён 3-7 пулемётами и имел экипаж 8 чел. Впервые построенные в России и широко применявшиеся в боевых действиях на море летающие лодки Григоровича М-5 (1915) и М-9 (1916) были лучшими гидросамолётами своего времени. Наиболее известными иностр. самолётами периода 1-й мировой войны были франц. самолёты "Фарман", "Вуазен" и "Нью-пор", англ. "Сопвич", нем. "Фоккер", скорости к-рых достигали 90-120 км/ч. Воен. самолёты в России строились гл. обр. по франц. образцам.
Одновременно с развитием авиац. техники учёные России и др. стран проводили теоретич. исследования и эксперимент, работы в области аэродинамики и прочности самолёта. Науч. труды Жуковского ["Динамика аэропланов в элементарном изложении" (ст. 1, 1913; ст. 2, 1916), "Вихревая теория гребного винта" (1912) и др.] оказали огромное влияние на развитие мировой авиац. науки. Жуковский вооружил конструкторов методом расчёта лётных данных самолётов. Его ученик В. П. Ветчинкин работал в области теории самолёта и воздушного винта, расчёта их прочности. Чаплыгин продолжал развивать теорию крыла. Его труд "О газовых струях" (1902) намного опередил подобные работы учёных стран Зап. Европы и США. Проводились исследования моделей |
