Аэроплан

АЭРОПЛАНЪ, летательная машина, получающая подъемную силу, вслѣдствіе движенія плоскости или вогнутой поверхности подъ небольшимъ угломъ. Если мы представимъ какую-либо плоскость, движущуюся подъ малымъ угломъ α къ траэкторіи съ скоростью υ, то эта плоскость будеть встрѣчать сопротивленіе воздуха В, приложенное въ нѣкоторой точкѣ (центръ сопротивленія или давленія); величина R=KSυ²ψ(α), гдѣ K — нѣкоторый коэффиціэнтъ, зависящій отъ формы поверхности, ея физическихъ свойствъ, скорости движенія и принимается обыкновенно = 0,08, S — площадь поверхности въ кв. метр. и ψ(α) — нѣкоторая функція угла α, которая различными авторами дается различно; весьма часто берутъ ψ(α) = Sinα. Сопротивленіе R можно разложить на H — вертикальное и f — горизонтальное. Если скорость движенія такова, что H сдѣлается равнымъ вѣсу всей движущей системы, то наша система окажется какъ бы подвѣшенной въ воздухѣ на нѣкоторомъ уровнѣ во время движенія. Скорость движенія всей системѣ сообщается воздушнымъ винтомъ, приводимымъ въ движеніе какимъ-либо двигателемъ. Если составленная такимъ образомъ система получитъ отъ винта силу тяги, равную горизонтальной составляющей f и сопротивленію перемѣщенія нашего аппарата впередъ, и разовьетъ скорость движенія такую, что вертикальная составляющая сопротивленія H будетъ равна вѣсу всего аппарата, то мы и получимъ летательную машину, называемую аэропланомъ. Чтобы управлять А. въ горизонтальной плоскости, его снабжаютъ вертикальнымъ рулемъ направленія; въ вертикальной плоскости направленіе мѣняется посредствомъ руля высоты. Иногда А. получаетъ колебательныя движенія или кренъ около продольной оси; эти колебанія уничтожаются рулями поперечной устойчивости. На рис. 1 изображена схема А., состоящаго изъ двухъ расположенныхъ одна надъ другою поверхностей A₁B₁ и А₂В₂ (на схемѣ, для простоты, поверхности замѣнены плоскостями), изъ которыхъ каждая даетъ опредѣленную вертикальную поддерживающую силу, равнодѣйствующая которыхъ будетъ приложена въ точкѣ 0 и будетъ OP; поверхности А₁В₁ и А₂В₂ называются поддерживающми. Эти поверхности соединены между собою стойками и проволочными растяжками и поставлены или на колеса или на полозья (какъ на схемѣ, рис. 1). Впереди поддерживающихъ поверхностей, на приподнятыхъ концахъ полозьевъ, укрѣплены двѣ плоскости ab и A₁B₁, вращающіяся на поперечной горизонтальной оси; этими плоскостями (рулями высоты) измѣняется уголъ подъема А. Сзади расположенъ руль направленія. Число винтовъ на А. бываетъ одинъ или два, располагаются они сзади или спереди. По числу поддерживающихъ поверхностей, расположенныхъ одна надъ другой, А. раздѣляются на монопланы (съ одною поддерж. поверхностью), бипланы (съ двумя), трипланы и полипланы (съ тремя и болѣе поддержив. поверхностями). Рули поперечной устойчивости помѣщаются на правомъ и лѣвомъ концахъ поддерживающихъ поверхностей и или состоять изъ части поддерживающей поверхности, вращающейся на поперечной горизонтальной оси, или же сами поддерживающія поверхности искривляются или перекашиваются въ противололожныя стороны, напр., въ правыхъ поверхностяхъ задній край опускается внизъ и уголъ наклона съ направленіемъ движенія, такимъ образомъ, увеличивается, отчего увеличивается и поддерживающая сила въ правой поддерживающей поверхности, а въ лѣвой — наоборотъ. Искривленіе поддерживающихъ поверхностей въ А. было введено впервые бр. Райтъ, а затѣмъ его ввели Блеріо, Сантосъ-Дюмонъ, Эсно-Пельтри, въ А. "Антуанетъ" и др. Для взлета всѣ А. въ настоящее время поставлены на колеса, на которыхъ они сначала катятся по поверхности земли, а затѣмъ, развивъ надлежащую скорость, отдѣляются отъ земли; для спуска же въ настоящее время почти всѣ А. пользуются полозьями, которые треніемъ ускоряютъ остановку А. Матеріаломъ для постройки А. служить ясень, букъ, американская сосна, стальныя трубы, проволока, тросы, стальные башмаки, стяжки и т. д.; поддерживающія поверхности и рули покрываются бумажною матеріею, иногда слегка прорезиненною. Изъ А. разныхъ системъ въ настоящее время пользуются наибольшимъ распространеніемъ бипланы Анри и Мориса Фармана, Соммера и бр. Вуазенъ, а изъ моноплановъ: Блеріо, "Антуанетъ", Пишофа, Телье и др. Бипланы бр. Райтъ стали находить въ послѣднее время все меньше и меньше приверженцевъ. А. Анри Фармана (рис. 2—4) имѣетъ отъ 10 до 17 мтр. ширины и ок. 13 мтр. длины, поддерживающая поверхность отъ 36 до 50 кв. метр. Сзади находится хвостовая коробка, по бокамъ которой расположены два руля направленія; въ А., ширина котораго 17 мтр., помѣщено три руля направленія. Спереди находится монопланный руль высоты, приводимый въ движеніе рукояткою, находящейся въ правой рукѣ авіатора; задняя часть хвоста А₁ (рис. 4) вращается на горизонтальной оси, соединена тягами съ переднимъ рулемъ высоты и поэтому приводится въ движеніе также рукояткою. Такимъ образомъ, руль получается, т. наз. комбинированный, который при меньшихъ размѣрахъ дѣйствуетъ достаточно энергично. Для поперечной устойчивости служатъ крылышки CC₁ приводимыя въ движеніе поворотомъ рукоятки авіатора вправо и влѣво. Сидѣнье авіатора B находится на передней части нижней поддерживающей поверхности; за сидѣньемъ авіатора устанавливаются сидѣнья для пассажировъ; ноги авіатора упираются въ равноплечій рычагъ, служащій для поворота руля направленія. За пассажирами располагаются баки для бензина и масла; винть Шовьера приводится въ движеніе двигателемъ "Гномъ" въ 50 или 70 лош. силъ. Для разбѣга А. имѣетъ двѣ пары колесъ, поставленныхъ подъ поддерживающими поверхностями; оси каждой пары колесъ проходятъ поверхъ полозьевъ, къ которымъ они притягиваются резиновыми тяжами. При спускѣ колеса касаются земли, тяжи растягиваются, и полозья касаются земли и затормаживаютъ движеніе. Въ 1910 г. А. измѣнялся въ двухъ направленіяхъ; съ одной стороны размѣры его увеличивались, чтобы получить большую грузоподъемность, съ другой, для увеличенія скорости, нижняя поверхность уменьшалась, вмѣсто бипланнаго хвоста получился монопланный и, такимъ образомъ, получился гоночный бипланъ и монопланъ Фармана. Наибольшая продолжительность безостановочнаго полета въ 8 ч. 15 м. достигнута на бипланѣ Анри Фармана. Вѣсъ А. 350—500 клгр. А. Мориса Фармана (рис. 5) имѣетъ ширину 11 метр., длину ок. 14 мтр.; поддерживающая поверхность 50 кв. мтр. Руль высоты приводится въ движеніе штурваломъ, передвигаемымъ впередъ и назадъ, руль направленія — поворотомъ того же штурвала. Для поперечной устойчивости имѣются крылышки, управляемыя особыми педалями. Авіаторъ закрытъ, помѣщаясь въ небольшой кабинкѣ. А. поставленъ на два колеса и, кромѣ того, впереди имѣются полозья. А. снабженъ деревян. винтомъ Шовьера и двигателемъ Рено или "Гномомъ". На этомъ А. Табюто 30 дек. 1910 г. сдѣлалъ непрерывный полетъ въ 7 ч. 45 м. и прошелъ 585 клм. Общій вѣсъ аппарата во время полета 630 клгр. А. Соммера во многомъ похожъ на А. Анри Фармана. А. бр. Вуазенъ (рис. 6) одинъ изъ первыхъ французскихъ А.; на немъ начали летать А. Фарманъ и Делагранжъ. Существенное отличіе его отъ А. Фармана, это — вертикальныя перегородки между поддерживающими поверхностями, отсутствіе полозьевъ и рулей поперечной устойчивости. Въ послѣднее время онъ значительно измѣненъ, и къ концу 1910 г. и началу 1911 г. имѣлись три модели, существенно отличающіяся другъ отъ друга; сняты вертикальныя перегородки и добавлены рули высоты. А. начала 1911 г. не имѣетъ хвоста, а рули направленія и высоты вынесены на довольно большой фермѣ впередъ. А. бр. Райтъ (рис. 7) въ 1908 г. пользовался большою извѣстностью, но въ послѣднее время другіе А. его превзошли, и потому онъ сталъ пользоваться меньшимъ распространеніемъ. Ширина его 12,5 метр., глубина поддерживающихъ поверхностей 2 мтр., сзади расположенъ двойной руль направленія, спереди — двойной руль высоты; поперечная устойчивость достигается искривленіемъ поддерживающихъ поверхностей. А. раньше былъ поставленъ только на полозья, въ послѣднее время ему прибавили еще 3 колеса и, кромѣ того, сзади руля направленія добавили стабилизаторъ. Для управленія авіаторъ имѣетъ въ лѣвой рукѣ рычагъ отъ руля высоты и въ правой также рычагъ, поворотомъ котораго впередъ и назадъ поворачивается руль направленія, а поворотомъ вправо и влѣво — производится искривленіе поддерживающихъ поверхностей. Сзади поддерживающихъ поверхностей расположены два деревян. винта, приводимыхъ въ движеніе двигателемъ въ 24 лош. силы Райта, конструированнымъ фирмою Барриканъ и Марръ. Къ концу 1910 г. бр. Райтъ свой А. передѣлали: руль высоты перенесенъ спереди назадъ, поставленъ двигатель "Гномъ" и сдѣланы нѣкоторыя другія измѣненія. Въ измѣненномъ видѣ А. далъ значительно лучшіе результаты и возможность достигнуть высоты болѣе 3.000 метр. А. Блеріо XI. Наибольшимъ распространеніемъ изъ моноплановъ пользуется монопланъ Блеріо. А. Блеріо XI (рис. 8) имѣетъ 8 мтр. ширины, поддерживающія поверхности его по площади 14 кв. мтр. На концѣ основной средней фермы укрѣплена плоскость устойчивости, по концамъ которой находятся рули высоты Ga, руль направленія Gd находится сзади; поперечная устойчивость достигается искривленіемъ поддерживающихъ поверхностей. Для управленія авіаторъ передъ собою имѣетъ штурвалъ, какъ въ автомобилѣ, наклоненіемъ котораго впередъ и назадъ достигается наклонъ руля высоты, наклоненіе вправо и влѣво производитъ искривленіе поверхностей; рулъ направленія приводится въ движеніе ногами. А. имѣетъ деревян. винтъ Шовьера, приводимый въ движеніе двигателемъ Анцани, а въ послѣднее время почти исключительно "Гномомъ" въ 50 или 100 лош. силъ. Аппаратъ этого же типа, но увеличенный Блеріо XI-bis служитъ для подъема пассажира. На рис. 9 изображенъ Блеріо XI—2-bis, въ которомъ нѣсколько измѣнена хвостовая часть, а средняя ферма обтянута матеріею для уменьшенія сопротивленія. На этихъ А. достигнута высота выше 3.000 мтр. и скорость до 115 клм. Блеріо XII построенъ для двоихъ и для полученія большой скорости. Въ началѣ 1911 г. Блеріо выпустилъ Блеріо XIII для подъема 8—9 пассажировъ. Этотъ А. имѣетъ руль высоты впереди, какъ у Анри Фармана, а винтъ помѣщенъ сзади поддерживающихъ поверхностей, какъ это сдѣлано и въ А. Пишофа. А. "Антуанеть". Этотъ А. (рис. 10—12) имѣетъ 13—15 мтр. ширины, поддерживающія поверхности трапецеобразной формы, поддерживающая поверхность 50—60 кв. м. На хвостовой части имѣются горизонтальныя плоскости устойчивости St и вертикальная D а также двойной руль направленія D₁ и треугольный руль высоты D₂. Средняя ферма треугольнаго сѣченія, передняя ея часть обшита деревомъ; въ передней части стоитъ двигатель въ 50 или 100 лош. силъ системы "Антуанетъ", приводящій въ движеніе металлическій винтъ тоже системы "Антуанетъ". Въ настоящее время ставятъ на А. двигатели системы E. N. V. и "Гномъ" и винтъ Шовьера. По бокамъ сидѣнья авіатора находятся два маховичка, которыми приводятся въ движеніе руль высоты и искривляются поддерживающія поверхности; руль направленія вращается рычагомъ, передвигаемымъ ногами. Подъ переднею частью А. на особой металлической стойкѣ, расположена ось съ двумя пневматическими колесами; впереди колесъ выступаетъ деревян. костыль, предохраняющій винтъ отъ поломки при соприкосновеніи съ землей. Общій вѣсъ А. 450—500 клгр. Наибольшую извѣстность А. доставили полеты на немъ авіатора Латама. Но надо имѣть въ виду, что полеты на этомъ А. требуютъ большой практики, а обученіе на немъ — продолжительнаго времени, поэтому въ послѣднее время распространеніе пользованія А. значительно уменьшилось. А. Теллье весьма похожъ на Блеріо XI; ширина его 11 мтр., поддерживающая поверхность 14 кв. мтр.; двигатель Панаръ-Левассора въ 35 лош. силъ съ 4 цилиндрами. Винтъ деревянный, двухлопастной системы Теллье. По своимъ полетамъ А., несмотря на сравнительно несильный двигатель, далъ хорошіе результаты. Надо замѣтить, что въ послѣднее время число А. во всѣхъ странахъ растетъ весьма быстро, такъ что перечислить всѣ образцы ихъ представляетъ затрудненія. А. въ военномъ дѣлѣ могутъ примѣняться, какъ лучшее развѣдочное средство, средство сообщенія и для метанія бомбъ. Болѣе подробныя свѣдѣнія о примѣненіи А. будутъ изложены въ ст. Военное воздухоплаваніе.

Рис. 1. Схема аэроплана бр. Райтъ.

Рис. 2. Боковой видъ аэроплана Анри Фармана.

Рис. 3. Бипланъ А. Фармана.

Рис. 4. Бипланъ А. Фармана. (Видъ спереди).

Рис. 5. Бипланъ М. Фармана.

Рис. 6. Аэропланъ бр. Вуазенъ (видъ сбоку).

Рис. 7. Аэропланъ бр. Райтъ.

Поручикъ Рудневъ на "Фарманѣ", Съ фотографіи К. К. Булла.

Поручикъ Стаценко на "Блеріо"

Рис. 8. Блеріо XI.

Рис. 9. Блеріо XI—bis

Рис. 10. Монопланъ "Антуанетъ" (видъ сверху).

Рис. 11. Моноплапъ "Антуанетъ" (видъ сбоку).

Рис. 12. Монопланъ "Антуанетъ" (видъ спереди).