Страницы
Меню
Метки
Облако меток
Период, длившийся с конца Первой мировой войны до начала 30-х гг., — время интенсивных
поисков в военном авиастроении. Однако принципиально новые конструкции самолётов
разработаны не были. Улучшение лётных данных происходило в основном за счёт увеличения
мощности двигателей.
Революционные перемены произошли лишь в начале 30-х гг. Самой удачной машиной тех лет
стал И-16 (1933 г.) — истребитель-моноплан советского конструктора Н. Н. Поликарпова
(1892—1944). Самолёт имел свободнонесущее крыло, полностью убирающееся шасси; крыло и
фюзеляж с работающей обшивкой (она придавала конструкции дополнительную прочность). Правда, сделана была машина по-прежнему из дерева. И-16 образца 1935 г. развивал скорость 450 км/ч и при этом обладал отличной манёвренностью.
Параллельно с И-16 Поликарпов сконструировал истребители-бипланы И-15, И-152, И-153. Последний, созданный в 1938 г., был оснащён двигателем мощностью 800 л. с. и убирающимся шасси; его скорость достигала 440 км/ч. И-153 стал вершиной развития схемы биплана: дальнейшее увеличение скорости таких самолётов было малореально. Аналогичными характеристиками обладали последние истребители-бипланы других стран: английский «Глостер Гладиатор», американский «Грумман» F3F, итальянский «Фиат» CR.42, японский «Кавасаки» Ki-10.
До середины 30-х гг. истребители-бипланы и истребители-монопланы сосуществовали почти на равных: монопланы превосходили бипланы в скорости, но уступали им в манёвренности. В 1935—1940 гг. положение изменилось. Появились истребители, качественно отличавшиеся от самолётов предыдущего поколения. На новых машинах — свободнонесущих монопланах — стояли мощные (950— 1200 л. с.) двигатели с винтом изменяемого шага, шасси убиралось полностью, кабина пилота была закрыта. Скорость составляла 480—580 км/ч, дальность полёта — 700—1200 км (у японского «Мицубиси» А6М2 — до 3200 км!), а потолок достигал 10000 м. На этих истребителях усилили вооружение. На английских «Харрикейн» и «Спитфайр» установили по 8 пулемётов калибра 7,7 мм, на немецких, французских и советских — 20-мм пушку и пулемёты. В Италии и США сделали ставку на крупнокалиберные (12,7 мм) пулемёты. Причиной усиления вооружения истребителей стал значительный прогресс в защите боевого самолёта. Пилота прикрыли бронеспинкой и бронестеклом, топливные баки сделали протектированными (от лат. protector — «прикрывающий», «защищающий»): когда бак простреливали, вытекающий бензин попадал на особый материал, который разбухал и перекрывал течь. Чтобы исключить взрыв паров бензина, пустое пространство в баке заполняли углекислым газом. В результате таких усовершенствований пара пулемётов обычного калибра против новых самолётов стала неэффективна.
В конце 30-х гг. появились двухмоторные истребители нового поколения. В большинстве это были сравнительно тяжёлые двухместные машины, которые не могли на равных сражаться с более лёгкими «родственниками». Плюсы двухмоторных самолётов заключались в мощном вооружении (это важно для борьбы с вражескими бомбардировщиками) и большей дальности полёта (что позволяло сопровождать свои бомбардировщики). Вскоре круг применения двухмоторных истребителей расширился, и они стали едва ли не самыми универсальными боевыми самолётами. Созданный ещё в 1925 г. А.Н. Туполевым (1888—1972), возможно с использованием опыта немецкой фирмы «Юнкере», бомбардировщик ТБ-1 определил схему многомоторного бомбардировщика на много лет вперёд. Скорость этого двухмоторного цельнометаллического свободнонесущего моноплана достигала 200 км/ч, дальность полёта — 1000 км, масса бомб — 1 т. Через пять лет появился четырёхмоторный ТБ-3, способный при той же скорости и дальности поднять 2 т бомб.
Вплоть до середины 30-х гг. большинство бомбардировщиков являлись в той или иной степени вариациями ТБ-1. Они унаследовали его угловатость и плохую обтекаемость. От истребителей противника их защищали самолёты сопровождения, многочисленные открытые пулемётные турели и прочная конструкция.
К 1935 г. в Советском Союзе выпустили бомбардировщик нового поколения — СБ. Он развивал скорость 420 км/ч и был способен уйти практически от любого истребителя. Чуть позже скоростные бомбардировщики построили в Великобритании («Бленхейм»), Германии (Do 17, Не 111) и Италии (SM.79, «Фиат» Вг.20).
В середине 30-х гг. были созданы пикирующие бомбардировщики. Они сбрасывали бомбы не в горизонтальном полёте, как обычно, а во время крутого, под углом 45—80°, снижения (пикирования). Точность попадания при таком способе существенно выше. Пикирующие бомбардировщики надёжно поражали малоразмерные цели, например мосты, корабли, укреплённые огневые точки противника. Особое распространение эти самолёты получили в палубной авиации, прежде всего для борьбы с кораблями противника — целями не только малоразмерными, но и маневрирующими. Кроме того, пикирующие бомбардировщики позволили организовать эффективную поддержку наземных войск на поле боя. Их вызывали «для работы по конкретным целям»: уничтожить артиллерийские позиции или командный пункт, подавить огневую точку...
Самая известная из подобных машин — немецкий одномоторный (1200 л. с.) самолёт Ju 87 (1939 г.). Он нёс до 500 кг бомб (позже до 1 т); экипаж состоял из 2 человек. Однако невысокая (360 км/ч) скорость позволяла успешно действовать только под надёжной защитой истребителей — в противном случае охотник сам становился лёгкой добычей. К началу 40-х гг. военно-воздушные силы пополнились тяжёлыми бомбардировщиками новой разновидности — высотными. Полёт на большой высоте (8000—9000 м) выгоден сам по себе: увеличивается скорость и дальность, уменьшается вероятность обледенения самолёта. Для бомбардировщика это означало ещё и большую безопасность: зенитный огонь уже не представлял угрозы, а действия истребителей-перехватчиков были сильно осложнены. Появление высотных бомбардировщиков заставило всерьёз заняться разработкой бомбардировочных прицелов. Самым совершенным считался американский «Норден»: он позволял в идеальных условиях с высоты 7000—8000 м попасть в цель размером 15x15 м. Самолёты для поддержки войск на поле боя вынуждены действовать на малой высоте и потому особенно уязвимы для зенитного огня. Штурмовик Ил-2, созданный советским авиаконструктором СВ. Ильюшиным (1894—1977), сочетал в себе ударные возможности (400 кг бомб, реактивные снаряды, 2 пушки калибра 23 мм, 2 пулемёта калибра 7,62 мм) и мощную защиту (бронирование двигателя и кабины пилота спасало даже от 20-мм снарядов). В Великобритании, Германии и США те же задачи решали истребители-бомбардировщики — истребители, на которые при необходимости можно подвесить бомбы и реактивные снаряды (вначале 200—250 кг, к 1944 г. — до 900 кг). Радиолокаторы, появившиеся ещё в 30-х гг., вскоре совершенно изменили характер действий военной авиации. Радиолокационные станции (РЛС), размещённые на земле, могли обнаруживать летящие самолёты и ночью, и в облаках. Тем самым авиация лишалась последней возможности действовать скрытно и появляться внезапно. Позднее более компактные РЛС удалось разместить и на самолётах. Такие станции позволяли обнаруживать и перехватывать воздушные цели или вести поиск кораблей и подводных лодок. А в 1943 г. англичане создали радиолокационный бомбовый прицел, и крупные неподвижные объекты, расположенные рядом с подходящими ориентирами — характерными деталями ландшафта, уже не были в безопасности ни ночью, ни при сильной облачности или в тумане... Когда потребовалось установить РЛС для перехвата самолётов, самым подходящим вариантом оказались тяжёлые истребители. Эти боевые машины имели необходимый резерв мощности и вооружение, а также второго лётчика, без которого было бы крайне трудно обслуживать сложную, громоздкую и капризную аппаратуру. Так появились всепогодные и ночные истребители, ставшие грозой для бомбардировщиков, рискнувших, несмотря на малую скорость и недостаточное вооружение, довериться темноте — своей единственной защите.
Предшественниками авианосцев были обычные торговые пароходы, оборудованные лёгкими ангарами и кранами для подъёма и спуска на воду гидросамолётов. Такие суда использовались в годы Первой мировой войны, в том числе и в российском флоте. Первым настоящим авианосцем стал английский «Фьюриес» (1917 г.). Этот корабль был заложен как лёгкий линейный крейсер, но уже в ходе строительства носовую артиллерийскую башню сняли; вместо неё установили ангар и оборудовали полётную палубу для самолётов. Через год убрали и кормовую башню, а полётную палубу продлили до кормы. С «Фьюриеса» могли взлетать и садиться на его палубу 8 истребителей. Почти одновременно с «Фьюриесом» в состав британского флота вошёл авианосец «Аргус», перестроенный из пассажирского лайнера. Он был почти вдвое меньше «Фьюриеса», но вместительные ангары и сплошная,
При проектировании боевого самолёта необходимо учитывать различные требования. Самолёт должен, во-первых, долго оставаться в строю, т. е. не устаревать морально и не изнашиваться физически (сделать десятки тысяч вылетов); во-вторых, быть универсальным, т. е. способным выполнять разные задачи (иногда в одном вылете). Скажем, есть машины, которые, в зависимости от типа вооружения, могут «работать» и истребителями, и истребителями-бомбардировщиками. Отказ от специализации в пользу многофункциональности — основная тенденция в авиастроении конца XX в. И, наконец, боевая машина должна иметь большой потенциал для модернизации. Это значит, что, с одной стороны, на базе какой-либо машины создают её специализированные варианты. Например, на основе истребителей F-15 и Су-27 созданы ударные самолёты F-15E и Су-34. С другой стороны, самолёт может долго не устаревать за счёт установки новых двигателей, оборудования, вооружения. Так развивались советский МиГ-21 и американский «Фантом».
Что же представляет собой боевой самолёт рубежа II и III тысячелетий? Большинство машин класса «истребитель/истребитель-бомбардировщик» выполнены по традиционной аэродинамической схеме: у них есть крыло и хвостовое оперение. Французские
самолётостроители в истребителе «Мираж» 2000 применили схему «бесхвостка». Шведская
фирма SAAB для многоцелевого самолёта «Вигген» выбрала схему «утка» (горизонтальное
оперение расположено впереди крыла).
Ныне в истребителях ценятся манёвренность и вооружённость, важные в ближнем воздушном
бою; скорость имеет меньшее значение. Так, максимальная скорость американского F-16 или
советского МиГ-29 ниже, чем у самолётов предыдущего поколения — F-4 или МиГ-23. Отсюда
меньшая стреловидность крыла. Горизонтальное оперение состоит из цельноповоротного (без
отдельных рулей высоты) стабилизатора.
Шасси убирается в большинстве случаев в фюзеляж; его конструкция обеспечивает мягкую
амортизацию и поглощение значительных перегрузок при грубой посадке. Кинематика шасси
весьма сложна: стойки при уборке-выпуске зачастую претерпевают замысловатые
трансформации (несколько складываний, сложные повороты), чтобы поместиться в
минимальные объёмы ниш.
При строительстве самолётов по-прежнему применяют алюминиевые сплавы. Однако многие
элементы (рули направления, закрылки, аэродинамические тормоза, различные обтекатели) делают из композитных материалов (на основе
стекловолокна, углеволокна, пластмасс).
Современный военный авиационный двигатель — турбореактивный, оснащённый форсажной
камерой. Он развивает до 6000—8000 кг тяги в обычном режиме и 10 000— 12 500 кг — на
максимальном форсаже. На многих боевых машинах (F-14, F-15, F-18, «Торнадо», МиГ-29, Су-
27) стоят два двигателя, однако одномоторная компоновка также остаётся популярной (F-16,
«Мираж» 2000, «Вигген»).
У первых самолётов число приборов на борту не достигало и десятка. По мере усложнения
техники оно стало стремительно расти, и, когда перевалило за сотню, уследить за показаниями
всех устройств оказалось невозможно. Теперь информация выводится в цифровом и
графическом виде на многофункциональные дисплеи. Второстепенные данные появляются на
экране лишь в случае отклонения от нормы. Основные лётные параметры, состояние
вооружения, маркер прицела проецируются на лобовое стекло, поэтому пилот может
одновременно отслеживать скорость и высоту, наблюдать за окружающей обстановкой и
применять оружие. Системы спутниковой навигации, которыми оснащают современные самолёты, способны определить их местоположение с точностью до нескольких десятков
метров.
Лётчик уже давно управляет не собственно рулевыми поверхностями, а лишь
исполнительными механизмами (чаще всего гидравлическими цилиндрами), которые и
отклоняют рули, стабилизаторы и элероны. На самых современных машинах действует
электронное управление. Пилот, отклоняя ручку, заставляет её вырабатывать аналоговый или
цифровой сигнал. Тот поступает по проводам в декодирующее устройство, и оно даёт команду приводному гидроцилиндру. Такая система позволяет запрограммировать действия самолёта на случай каких-либо нарушений — например, компенсировать отклонением рулей отказ двигателя (или даже потерю киля или части крыла в бою).
Катапультное кресло — устройство, позволяющее пилоту экстренно покинуть самолёт, в том числе неподвижный и находящийся на земле (сиденье класса «0-0», т. е. для нулевой скорости и высоты). По команде на катапультирование руки и ноги пилота обхватываются фиксаторами, после чего следует отстрел фонаря (прозрачного колпака) кабины, и ракетный двигатель выбрасывает кресло на безопасное расстояние (чтобы не задеть хвостовое оперение). Затем кресло отлетает прочь, и лётчик опускается на парашюте на землю. Включается радиомаяк, по которому поисково-спасательная группа ищет пилота.
Радиолокационная станция предназначена для поиска, обнаружения и сопровождения целей. Она позволяет «видеть» ночью, в тумане и дымке. На истребителе установлен радиолокатор для перехвата воздушных целей. Бомбардировщики-ракетоносцы используют РЛС для атаки наземных или морских объектов. Может быть установлена ещё одна радиолокационная станция — для получения «картинки» местности при полёте на предельно малых высотах. Современные РЛС обнаруживают цель размером с истребитель на расстоянии до 100 км.
Существенный недостаток радиолокационной станции — возможность обнаружить её излучение. Заметив, что ведётся наблюдение, самолёт-цель может предпринять ответные меры или выйти из-под атаки. Этого недостатка лишён ИК-локатор, реагирующий на инфракрасное (тепловое) излучение. Поскольку ИК-локатор (называемый иногда тепловизором) сам ничего не излучает, а лишь принимает инфракрасные лучи, исходящие от цели, то засечь его невозможно. Однако по дальности действия тепловизор существенно уступает РЛС.
Современное авиационное вооружение разнообразно. Есть традиционное — обычные бомбы
(50— 1500 кг), зажигательные (напалмовые) баки и неуправляемые авиационные ракеты
калибра 57—210 мм. Однако основное оружие — управляемое. Оно позволяет наносить
точные, «хирургические» удары. Это ракеты «воздух — воздух», поражающие воздушные
цели, а также управляемые ракеты и корректируемые авиабомбы, предназначенные для ударов
по наземным объектам.
Ракеты «воздух — воздух» разделяются на две группы в зависимости от типа излучения,
используемого системой самонаведения. ИК-ракеты реагируют на тепловое (инфракрасное)
излучение цели и предназначены для ближнего боя (300—16000 м). Первые образцы
реагировали на высокотемпературное пятно реактивного сопла. ИК-ракеты последнего поколения стали всеракурсными. Их система наведения способна реагировать на нагретые трением о воздух кромки крыла или нагретые двигателем участки фюзеляжа. Сейчас используются американская AIM-9L «Сайдуиндер» и советские Р-60 и Р-73 (великолепная всеракурсная ракета с
целеуказателем на шлеме пилота, не имеющая аналогов в мире).
Другие ракеты используют радиолокационный принцип наведения. Обычно РЛ-ракеты
применяются для стрельбы на средние и большие расстояния (до 50—80 км и 150—200 км
соответственно). К ним относятся американские AIM-7M «Спэрроу», АГМ-120 AMRAAM и
советские Р-24, Р-77.
ИК-ракеты позволяют атаковать скрытно, в то время как РЛ-ракеты требуют постоянного
облучения цели радиолокационной станцией. ИК-ракеты можно применять в условиях сильных
радиопомех (когда РЛ-ракеты не способны осуществить захват и сопровождение цели). Но они
реагируют на солнце, и их достаточно легко «обмануть» ИК-ловушками, которые отстреливает
преследуемый самолёт, если лётчик понял, что попал под огонь.
В управляемом вооружении, предназначенном для поражения целей на земле или воде (ракеты
и корректируемые авиабомбы), используются другие способы наведения — телевизионное (ТВ)
или лазерное. При ТВ-наведении «картинка» с телекамеры, установленной на ракете,
передаётся на экран в кабине самолёта, и лётчик-оператор вручную наводит ракету на цель.
Лазерная головка наведения ракеты, напротив, сама находит цель по отражённому от неё лучу
лазера. Корректируемые авиабомбы (КАБ) обычно оснащены лазерной системой наведения.
Они не имеют двигателя, поэтому их приходится сбрасывать на большой скорости или с
большой высоты, чтобы обеспечить запас энергии для манёвра.
Для современной войны в воздухе характерно интенсивное применение средств радиоэлектронной борьбы (РЭБ) прежде всего для подавления системы ПВО — зенитных ракетных и артиллерийских комплексов. Даже у самого современного самолёта, лишённого средств РЭБ, в зоне ПВО противника крайне мало шансов выжить. К индивидуальным средствам РЭБ относятся известные еще со времён Второй мировой войны дипольные отражатели (полоски фольги или металлизированное стекловолокно), создающие после рассеивания в воздухе обширные засветки на экранах РЛС, и ИК-ловушки — пиропатроны, выстреливаемые для «отвлечения» ракет с инфракрасным наведением. В военной авиации ответ на вопрос: «Какой самолет лучше —Хили Y?» — далеко не очевиден, а порой очень сложен. Сравнение по таким параметрам, как скорость, потолок высоты, дальность полёта, количество и номенклатура вооружения, сейчас практически потеряло смысл. И если в мирное время боевой самолёт удерживает противника от нападения своими «бумажными» данными и характеристиками, то реальная проверка его качеств происходит только в бою.
Что считать днём рождения военной авиации — дату создания первого военного самолёта, дату
формирования военно-воздушных сил или дату первого боевого вылета? История авиации
помнит время и обстоятельства всех трёх событий.
Полёты братьев Райт на построенном ими аэроплане (см. статью «Гражданская авиация»)
достаточно долго не привлекали внимания военных. Впрочем, и сами Райты не желали до поры
до времени афишировать своё изобретение. Лишь в декабре 1907 г. Министерство обороны
США опубликовало требования, которым должен отвечать военный аэроплан; в частности,
надлежало пролететь немногим более 60 км со скоростью 65 км/ч. В конце июля 1909 г. Орвилл
Райт выполнил эти условия, развив на заданном маршруте скорость 68 км/ч. Высота полёта
едва превышала 50 м. Министерство обороны купило аппарат Райтов за 25 тыс. долларов.
Дополнительная премия — 5 тыс. долларов — была выплачена за скорость.
Конечно, такие достижения могли вдохновить только неисправимых оптимистов, но начало
было положено. Авиационное подразделение появилось в апреле 1910 г. в армии Франции, а
затем и в армиях других европейских государств.
Первый боевой вылет относят к февралю 1911 г. Это произошло в Мексике во время
революции 1910— 1917 гг. Лётчик-гастролёр, зарабатывавший демонстрацией полётов, провёл
в интересах правительственных войск разведку крепости повстанцев. Операция прошла
успешно: пилот
не только получил нужные сведения, но и «подавил систему противовоздушной обороны»
противника. Когда неприятель начал обстреливать самолёт, пилот сбросил в гущу солдат
апельсины и сигареты. Огонь прекратился — весьма элегантная и абсолютно бескровная
победа!
Осенью 1911 г. в Северной Африке между Италией и Турцией началась война, в которой
итальянская армия уже достаточно активно использовала авиацию. 22 октября капитан Пьяцца
провёл разведку по маршруту Триполи — Эль-Азизия. А 1 ноября лейтенант Гавотти сбросил
тяжёлые ручные гранаты на турецкую пехоту. Материальный урон от бомбардировки оказался
незначительным, но моральный эффект был огромен. Спустя два месяца с воздуха посыпались
листовки — в них туркам предлагали капитулировать. А 24 февраля 1912 г. при авиационной разведке впервые применили фотокамеру.
Воздушно-десантные войска (ВДВ) всегда наносят противнику удар с тыла — там, где его не
ждут. Десантно-транспортные самолёты доставляют
вооруженных людей, снаряжение и боевую технику далеко за линию фронта и быстро
разгружают её или сбрасывают на парашютах.
Для подобных операций созданы самолёты особой конструкции, которая отвечает нескольким требованиям. Во-первых, люк грузового отсека должен быть достаточно большим, чтобы могла проехать техника. Во-вторых, выгрузке не должны мешать крыло, оперение и другие части
самолёта. И, наконец, необходимы трапы и рампы — наклонные площадки для въезда и выезда
машин.
Инженеры-конструкторы выбрали для ВДВ высокоплан с задранным вверх хвостовым
оперением, под которым расположен трап-люк почти во всю ширину фюзеляжа. Из-за больших
вырезов в фюзеляже конструкция становится менее прочной, и борт в этом месте усилен
дополнительными балками.
Существует такое понятие, как максимальная неделимая масса груза (предельная масса
единицы техники), которую можно сбросить с самолёта. Известно, что Ил-7б поднимает около
40 т, Ан-22 «Антей» — 60 т (в рекордном полёте — 105 т, но на то он и рекорд), Ан-124
«Руслан» — 120 т, однако сбросить они могут не более 20 т. Почему?
Грузовой отсек транспортных самолётов довольно длинный, люк находится в торце. Например,
нужно сбросить танк. Когда его двигают от места закрепления к люку, устойчивость самолёта
нарушается, центр массы смещается назад, и машина может войти в штопор. С перемещением
20-тонных «гирь» системы управления отечественных транспортников ещё справляются, а
более тяжёлые грузы пока остаются в зоне риска.
Как же сбрасывают грузы, технику и людей? Самый распространённый способ — парашютный.
Многокупольные парашютно-ракетные комплексы обеспечивают мягкое приземление грузов
массой до 40 т. Парашют гасит скорость снижения в лучшем случае до 5—10 м/с, что для
сохранности техники недостаточно. Поэтому платформы, на которые помещается груз,
оснащают или амортизаторами, сминающимися при ударе, или упругими надувными
«подушками». Чаще, чем «подушки», используют твердотопливные тормозные двигатели (не
случайно такие комплексы называют не только парашютными, но и ракетными). Двигатели
закрепляют на платформе; около самой земли они срабатывают и гасят скорость практически
до нуля.
Однако парашютный способ имеет свои недостатки. Им нельзя воспользоваться при большой
скорости ветра (груз может быть унесён за много километров) или на малой высоте (это
опасно, когда действует система ПВО противника).
На ровные открытые площадки самоходную технику с хорошей амортизацией и грузы на
платформах можно сбрасывать и без парашютов. Транспортник летит на высоте около 10 м (так
называемый бреющий полёт). Через открытый грузовой люк выпускают небольшой парашют
на длинной стропе, конец которой прикреплён, например, к танку. Парашют наполняется
воздухом и вытягивает груз.
Наиболее «экзотично» выглядит беспарашютное десантирование людей. Самолёт идёт над
полем на предельно малой высоте: между фюзеляжем и грунтом остаётся не более 2 м. Из люка
спускают матерчатые полотнища; они волочатся по земле, и по ним скатываются (в прямом
смысле слова) солдаты.
Наконец высадка позади, и десант вступает в бой. Чем сегодня располагает «крылатая пехота»?
Во-первых, конечно, индивидуальным оружием. Ножи, пистолеты и ручные гранаты у
десантников те же, что и в других войсках, а вот с автоматами, а тем более с винтовками дело
обстоит иначе. От обычных их отличает складной приклад: оружие не должно мешать
десантнику ни в самолёте, ни при спуске на землю. За рубежом разрабатывались специальные
укороченные десантные автоматы и пистолеты-пулемёты, но даже самые удачные образцы
оказались не очень удобны в применении.
Во-вторых, ВДВ используют пулемёты, противотанковые гранатомёты, управляемые ракетные
комплексы, переносные зенитные ракетные комплексы, лёгкие миномёты — словом, оружие,
которое расчёт (два-три человека) может унести на себе. Малогабаритные управляемые ракеты,
запускаемые с переносных станков, Уже к середине Второй мировой войны стало ясно, что лёгкие танки десантных войск не
способны противостоять боевым машинам вдвое большей массы. В Советском Союзе вскоре
после войны были созданы авиадесантные самоходные артиллерийские установки (АСУ-57, а
затем АСУ-85). Они могут отражать танковые атаки, поддерживать десантников огнём и
перевозить их на броне.
В конце 60-х гг. появились БМД — боевые машины десанта. Сегодня в строю уже третья
модель. Они оснащены 73-мм гладкоствольной или 30-мм автоматической пушкой,
противотанковыми ракетами, пулемётами, автоматами, ручными пулемётами, гранатомётами,
переносными зенитными ракетными комплексами. На поле боя БМД должны выполнять две
задачи: «транспортную» и боевую — уничтожать удалённые цели. Однако под обстрелом в них
лучше не ездить: алюминиевая броня плохо защищает даже от пуль.
Наиболее важная из боевых машин десанта — десантный бронетранспортёр БТР-Д. На нём
размещают как всевозможные ракетные комплексы (противотанковые и зенитные), так и
уникальное 120-мм орудие «Нона-С», из которого можно вести огонь обычными снарядами, минами и управляемыми ракетами.
До недавнего времени в России специальной колёсной техники для воздушного десанта не было, но уже сейчас проходит испытания и готовится к серийному производству многоцелевой автомобиль ГАЗ-3937 «Водник». Машина способна идти по бездорожью, преодолевать водные препятствия. На унифицированном шасси, в частично бронированном корпусе, можно устанавливать самое разнообразное оружие.
Начиная с 30-х гг. XX в. неторопливых воздушных гигантов стали вытеснять их более стремительные родственники — самолёты. А когда дирижабли один за другим начали сгорать при авариях, интерес к ним резко упал. Однако к началу 70-х гг. вновь вспомнили о большой грузоподъёмности дирижаблей, низком расходе топлива, практически неограниченной дальности и продолжительности полёта. А ещё о том, что для этих огромных воздушных кораблей не нужны аэропорты со взлётно-посадочными полосами. Достижения в авиационно-космической технике, материаловедении и приборостроении
позволяли создавать всё более совершенные и надёжные управляемые аэростаты, поэтому во
многих странах (в том числе в СССР) стали появляться конструкторские бюро
дирижаблестроения.
Сегодня дирижабли летают в Великобритании, Германии, Франции, США, Японии, Канаде,
Австралии, Китае и России. Несущим газом вместо водорода служит инертный гелий. Это
устранило опасность пожара — главный недостаток воздушных кораблей прошлого.
Дирижабли возвращаются, но... пока только для исследовательских, рекламных и спортивных
полётов. В некоторых странах их используют для патрулирования, проведения полицейских
операций и в качестве ретрансляторов.
Существуют проекты «рабочих» дирижаблей. Например, дирижабли-краны могли бы
доставлять из заводских цехов на место установки гидротурбины и турбогенераторы, мачты
для высоковольтных линий электропередачи, буровые вышки и даже секции жилых домов.
Управляемые аэростаты способны заменить вертолёты в сельском и лесном хозяйстве,
геологоразведке, рыбном промысле и навигации.
Есть проекты дирижаблей — летающих санаториев и больниц. Пассажирские и туристические
дирижабли чрезвычайно удобны для перевозки людей на сравнительно небольшие расстояния,
а неторопливое «плавание» позволит туристам рассматривать достопримечательности с высоты
птичьего полёта.
Первый дирижабль в России построили по проекту А.И. Шабского и назвали его «Учебный».
Мощность двигателя не превышала 25 л. с, поэтому скорость составляла всего 36 км/ч. В 1909 г. Россия приобретает во Франции у братьев Лебоди аэростат «Лебедь», почти точную копию
дирижабля «Републик». Летом того же года был построен дирижабль «Кречет»;
его основой была наиболее удачная конструкция полужёсткой системы «Патри». Объём
-2
оболочки дирижабля составлял 6000 м , длина — 70 м; два двигателя, мощностью 85 л. с. каждый, позволяли развить скорость до 40 км/ч. После первого полёта «Кречета» (30 июля 1910 г.), показавшего, что он может конкурировать с лучшими европейскими дирижаблями, воздушный аппарат был принят на вооружение российской армии. Осенью 1910 г. на Ижорском заводе был построен второй управляемый аэростат мягкой
-2
системы — «Голубь» (объём 2275 м ). В это же время на московском заводе «Дукс» построили
-2
дирижабль такого же типа — «Ястреб» (объём 2700 м ).
Русский дирижабль мягкой конструкции «Альбатрос» был создан по проекту Б.В. Голубова и
-2
Д.С. Сухоржевского в 1911 г. Крупный по тому времени корабль (объем 9600 м , длина 77 м, с
-2
двумя баллонетами по 1200 м ) имел два двигателя мощностью по 160 л. с, которые позволяли развивать скорость до 68 км/ч. Алюминированная оболочка уменьшала нагрев солнечными лучами несущего газа и служила целям маскировки. К началу Первой мировой войны Россия имела семь дирижаблей отечественной постройки, ещё восемь были приобретены за границей. Самые крупные воздушные корабли поступили на вооружение армии и совершали потом боевые вылеты.
Но для военных целей требовались корабли больших объёмов, и в 1915 г. начались испытания самого крупного отечественного дирижабля — «Гиганта». Воздушный аппарат полужёсткой системы был построен по проекту А. И. Шабского. Он имел объём около 20 000 м3, длину 150 м, четыре двигателя по 215 л. с. каждый. Во время испытаний дирижабль переломился и опустился на землю, но для ремонта оказался непригодным и поэтому был разобран. В это же время пытались построить ещё один крупный дирижабль — «Воздушный крейсер» (объём 32 000 м ) по проекту Б.В. Голубова и Д.С. Сухоржевского. Суммарная мощность его двигателей предположительно должна была составить 2000 л. с. Но строительство этого воздушного аппарата так и не было завершено: техническая отсталость не позволяла ни наладить выпуск мощных двигателей, ни создавать крупные дирижабли. После революции в России возобновилось строительство управляемых аэростатов. В июне 1925 г. совершил первый полёт «Московский химик-резинщик» (МХР) конструктора Н.В. Фомина, построенный на средства рабочих химической промышленности. На собранные — по
инициативе газеты «Комсомольская правда» — средства студенты Высшего аэромеханического
училища под руководством Фомина построили дирижабль (объём 2550 м ), который так и
назвали — «Комсомольская правда». На борт он мог брать 12 человек. Первый полёт состоялся
29 августа 1930 г., а в октябре над Красной площадью в Москве впервые поднялся советский
дирижабль. В 1932 г. воздушный корабль был модернизирован и получил название «СССР В-4»
(В-4).
Созданная в столице организация «Дирижаблестрой» (1931 г.) за короткий срок
сконструировала целый ряд дирижаблей мягкой системы — В-1, В-2, В-3 и первый
управляемый аэростат полужёсткой системы В-5. Дирижабли В-2 и В-4 известны тем, что в марте 1934 г. участвовали в спасении челюскинцев. В этом же году вступает в строй лучший отечественный дирижабль полужёсткой системы «СССР В-6» — «Осоавиахим» (объём 18 500 м , длина 104,5 м, диаметр 18,8 м). Корабль мог брать на борт до 20 пассажиров, имел три двигателя по 270 л. с, позволявшие ему развивать скорость до 113 км/ч. С полезной нагрузкой 8500 кг дальность его полёта составляла 2000 км. В 1937 г. «Осоавиахим» превысил мировой рекорд продолжительности полёта, принадлежавший немецкому гиганту LZ-127 («Граф Цеппелин»), на 11 часов. Вслед за В-6 с верфей «Дирижаблестроя» сходят дирижабли В-7 (1934 г.), В-7-бис (1935 г.), В-8 (1936 г.), В-10 (1937 г.) и В-12 (1942 г.), применявшийся в годы Второй мировой войны. Последними в то время были построены небольшие корабли «Победа» (1944 г.) и «Патриот» (1947 г.) по проекту Б. А. Гарфа.
Полёт аэростатических аппаратов основан на законе Архимеда: если тело легче окружающей
среды, оно движется вверх, а если тяжелее — вниз.
Началом эры воздухоплавания считается день 5 июня 1783 г. Тогда в небо поднялся воздушный
шар, или аэростат (от греч. «аэ'р» — «воздух» и «ста'тос» — «неподвижный»), братьев
Монгольфье.
Простой воздушный шар (так называемый свободный аэростат) летит туда, куда его гонит
ветер. Поэтому усилия изобретателей были сразу же направлены на поиск средств управления
аэростатами. Сначала, по аналогии с плаванием по воде, хотели использовать паруса, рули и
вёсла. Так, в 1784 г. француз Жан Пьер Бланшар поставил на аэростат парус и два весла, а
члены Дижонской академии наук (Франция) изготовили воздушный шар с крыльчатыми
вёслами. Были даже курьёзные решения: австриец Кайзерер в 1801 г. предложил запрягать в
воздушные шары... дрессированных орлов. Немецкий механик Ф. Леппих в 1812 г. пытался
построить «летучий корабль», чтобы бомбить с него войска Наполеона.
Первый научный проект управляемого аэростата создал в 1783 г. французский военный инженер Мёнье. Именно он разработал принципы, по которым в дальнейшем стали строиться управляемые аэростаты: тип движителя — воздушный винт, форма оболочки — удлинённая и неизменяемая. Изобретатель предложил использовать три воздушных винта и расположить их между гондолой и оболочкой (в то время винты не применялись даже на судах). Управлять аэростатом предполагалось с помощью руля. Весь механизм должны были приводить в движение 80 человек. Форма оболочки способствовала уменьшению сопротивления воздуха в полёте. Внутри оболочки, наполненной водородом, предполагалось поместить мягкие ёмкости с воздухом — баллонеты. Когда дирижабль поднимается, атмосферное давление падает, а водород расширяется. Тогда воздух из баллонета нужно было выпустить и таким образом уравнять давление. При спуске воздух надлежало накачать снова. Тем самым обеспечивалась неизменяемая форма оболочки и постоянство давления в ней.
Объём аэростата Мёнье должен был составить 79 000 м , длина — 84,5 м, диаметр — 42 м. В сущности, это был первый проект дирижабля (от фр. dirigeable — «управляемый») — управляемого аэростата с двигателем. Однако свои идеи Мёнье так и не сумел реализовать, и лишь много лет спустя большинство его технических предложений использовали другие изобретатели.
На первых порах серьёзным препятствием для создания управляемого аэростата было отсутствие лёгкого и мощного мотора, позволяющего лететь против ветра. В то время двигатель внутреннего сгорания ещё не изобрели, паровой же двигатель мощностью 50 л. с. имел массу около 5 т. Для подъёма его самого потребовался бы аэростат огромного объёма. Только в 1851 г. талантливому механику Анри Жиффару удалось создать паровой двигатель мощностью 3 л. с. и массой всего 45 кг специально для аэростата. Через год изобретатель построил и сам аэростат. Его оболочка (объём 2500 м , длина 44 м, диаметр 12 м) наполнялась светильным газом. 23 сентября 1852 г. Жиффар поднялся на своём аппарате на высоту 1800 м, пролетел со скоростью 10,8 км/ч небольшое расстояние по прямой и затем совершил посадку. Так началась эпоха управляемого воздухоплавания, а первым дирижаблем стал аэростат Жиффара.
В России над созданием летательного аппарата с электрическими двигателями работал А.Н. Лодыгин.
Не найдя признания на родине, изобретатель в 1870 г. запатентовал свой «электролёт» во Франции. Однако из-за отсутствия средств аэростат не был построен. Занимался вопросами воздухоплавания и Д. И. Менделеев. Он спроектировал два дирижабля, а в 1880 г. по его инициативе был создан VII Воздухоплавательный отдел Русского технического общества. В 1883 г. во Франции конструкторы братья Г. и А. Тиссандье впервые построили дирижабль с электродвигателем. Энергию для него вырабатывали четыре батареи общей массой 200 кг. Максимальная скорость аппарата — 14,4 км/ч. Год спустя появился дирижабль с электрическим двигателем французских офицеров Шарля Ренара и Артура Кребса. Мощность мотора составляла около 8 л. с. при массе 96 кг; аппарат развивал скорость до 21,6 км/ч. Дирижабль Ренара и Кребса пролетел 8 км и приземлился в месте старта. Газеты всего мира писали о триумфальной «победе над воздухом». Этот первый по-настоящему управляемый аэростат назвали «Франция».
Новые возможности для создания управляемых аппаратов открылись после того, как в 1886 г. во Франции и США наладили производство алюминия в промышленных масштабах. В 1897 г. австрийский инженер Д. Шварц построил первый в мире жёсткий цельнометаллический дирижабль из алюминия, ставший прообразом будущих дирижаблей жёсткой системы с бензиновым двигателем. Ещё раньше работу над цельнометаллическим дирижаблем начал К.Э. Циолковский.
В 20-х гг. во время испытаний самолётов с крылом, прикреплённым к нижней части фюзеляжа (тип низкоплан), конструкторы заметили, что подъёмная сила крыла при посадке несколько увеличивается и в результате машина продолжает лететь над полем, как бы не желая садиться. Подобный эффект иногда приводил к авариям: центр давления крыла (точка приложения
подъёмной силы) в этом случае перемещается к его задней кромке и самолёт может
опрокинуться.
Дальнейшие исследования показали, что между крылом самолёта и поверхностью земли воздух
сжимается и становится плотнее. Так возникает дополнительная подъёмная сила, которая и
поддерживает аппарат в воздухе. Открытое явление назвали жранным эффектам (экран —
поверхность земли или воды). В 1922 г. появилась одна из первых работ об экранном эффекте
— статья Б.Н. Юрьева «Влияние Земли на аэродинамические свойства крыла». В 30-х гг.
изучением эффекта занимались В.В. Голубев, Я.М. Серебрийский, Ш.А. Биячуев, Н.А
Черномашинцев.
Параллельно с теоретическими исследованиями велись работы по созданию летательного
аппарата, использующего экранный эффект. Такие машины — в дальнейшем их назвали
экранопланами и экранолётами — казались очень выгодными. Действительно, чем меньше
высота полёта, тем существеннее влияние экрана и, следовательно, выше несущая способность
крыла. Поэтому для экраноплана нужны двигатели в два-три раза менее мощные, чем для
самолёта той же грузоподъёмности. Довольно тяжёлый летательный аппарат достаточно
оснастить обычным автомобильным мотором.
Создать экраноплан, который мог бы летать над пустыней и водой, снегами и льдами, мечтал
известный авиаконструктор и изобретатель П.И. Гроховский. В 1932 г. он разработал проект
экраноплана-амфибии с двумя моторами и с вполне современной аэродинамической
компоновкой. В 1935 г. финский инженер Т. Каарио построил первый аппарат для
экспериментального изучения экранного эффекта.
Работы по созданию подобных аппаратов велись под руководством Р.Е. Алексеева в
Центральном конструкторском бюро судов на подводных крыльях (город Горький, ныне —
Нижний Новгород). В 1961—1966 гг. здесь построили многоместные экспериментальные
экранопланы серии СМ с поддувом воздушно-газовой струи под крыло. В 1966 г. свой первый
полёт совершил самый большой в мире экраноплан КМ («Корабль-макет») со взлётной массой
540 т и максимальной скоростью полёта 500 км/ч. КМ (за рубежом его называют «Каспийский
монстр») имел десять турбореактивных двигателей ВД-7 с максимальной тягой 13 тс каждый.
Р.Е. Алексеев возглавлял также проектирование таких экранопланов, как «Орлёнок», «Волга-
2», «Стриж», ракетоносец «Лунь».
Разрабатывал летательные аппараты, использующие экранный эффект, и советский
авиаконструктор Р.Л. Бартини. В 1972 г. прошёл испытания экранолёт его конструкции ВВА-
14М.
В США, ФРГ, Японии и Китае начиная с 60-х гг. было спроектировано и построено несколько
лёгких экспериментальных экранопланов и экранолётов.
До середины 90-х гг. XX в. точной классификации этих летательных аппаратов — экраноплан или экранолёт — не существовало, так как для них не требовался
сертификат лётной годности. Создавались такие машины для экспериментов и в военных
целях; коммерческих и пассажирских рейсов они не выполняли.
В конце XX столетия появился Кодекс безопасности для экранопланов, утверждённый
Международной морской организацией (ММО). В соответствии с Кодексом все аппараты,
использующие экранный эффект, делятся на три типа.
Тип А — экраноплан; даже теоретически он не может выйти за пределы экранного эффекта.
Тип В — экранолёт; способен летать за пределами влияния экранного эффекта и даже на
короткое время подниматься на ограниченную высоту.
Тип С — экранолёт; использует экранный эффект только для взлёта и посадки.
Впервые в мире сертификат лётной годности получил экраноплан «Амфистар» (тип А),
созданный в Нижнем Новгороде под руководством Д. Н. Синицына. «Амфистар» оснащён
автомобильным двигателем, имеет автоматическую систему сохранения заданной высоты
полёта. В 1998 г. в Москве успешно прошёл испытания экранолёт (тип В) «Иволга-2» (главный
конструктор В. В. Колганов). В ближайшие годы экранопланы и экранолёты будут выполнять
регулярные коммерческие рейсы в труднодоступных районах земного шара.
Вертолёт может делать то, на что обычный самолёт не способен: вертикально взлетать и приземляться, висеть неподвижно в воздухе и разворачиваться на месте, перемещаться влево-вправо, вперёд-назад. Подъёмная сила создаётся одним или несколькими несущими винтами на вертикальной оси. Несущий винт — главный агрегат вертолётов, однако иногда они оснащаются и крыльями, создающими дополнительную подъёмную силу.
На вертолётах перевозят людей и грузы в районы бездорожья, переправляют терпящих бедствие и больных. С вертолётов обрабатывают сельскохозяйственные угодья, тушат пожары, патрулируют дороги и т. д. При монтажных и строительных работах эти летательные аппараты перемещают на внешней подвеске крупногабаритные грузы и устанавливают их точно в нужное место.
Больше всего в мире вертолётов с одним несущим винтом. На хвосте этих машин установлен рулевой винт значительно меньшего диаметра, чем несущий, и с горизонтальной осью. Двухвинтовые вертолёты принято различать по схеме размещения винтов на корпусе машины: соосной, продольной, поперечной, с перекрещивающимися осями. Вертолёты соосной схемы уже много лет успешно строит российская фирма «Камов». Их несущие винты находятся один над другим, а ось верхнего винта проходит внутри оси нижнего. На вертолётах продольной схемы несущие винты располагаются один за другим. Эти вертолёты выпускала американская фирма «Боинг-Вертол». Когда несущие винты размещаются рядом, поперёк машины, схема называется поперечной. Она использована, в частности, в вертолёте Ми-12, самом большом в мире. В схемах с перекрещивающимися осями винты максимально сближены и установлены с небольшим развалом. Поэтому требуется особо тщательно синхронизировать их вращение, чтобы избежать «схлёстывания» лопастей; отсюда и название таких вертолётов — синхроптеры. Их производит только американская фирма «Каман».
Вертолёты с числом несущих винтов более двух строились очень редко и не выходили из стадии эксперимента. Силовыми установками на вертолётах служат газотурбинные и поршневые двигатели мощностью от 80 до 11 500 л. с. Чтобы повысить безопасность полётов, на вертолётах устанавливают не менее двух двигателей. Они, как правило, располагаются в фюзеляже (корпусе) и передают мощность на несущий винт и другие агрегаты при помощи трансмиссии. Основная часть трансмиссии — главный редуктор, который монтируется непосредственно под несущим винтом и распределяет мощность двигателей между ним, рулевым винтом и прочими агрегатами. Трансмиссия — самый сложный элемент вертолёта, поэтому неоднократно пытались обойтись без неё,
например, размещая на концах лопастей несущего винта реактивные двигатели. Но из-за
большого расхода топлива и сильного шума вертолёты с реактивным приводом так и не нашли
широкого применения. В 50—60-х гг. XX в. для увеличения скорости полёта некоторые
опытные модели вертолётов оснащались дополнительными движителями (например,
реактивными). Эти машины назывались винтокрылами, но в серийное производство не
поступили.
В настоящее время во всём мире известно свыше 500 типов вертолётов. Общее число
выпущенных машин превышает 100 тыс. Их взлётная масса колеблется от нескольких десятков
килограммов до 105 т, грузоподъёмность достигает 40 т, скорость — 400 км/ч, высота полёта —
12 500 м, а дальность — из-за возможности дозаправки в воздухе — практически не
ограничена.
Современные вертолёты способны выполнять почти все фигуры высшего пилотажа и вести
манёвренный воздушный бой.