Реферат: История самолетов

А.С.Домников

17 декабря 1903 года неуклюжая этажерка братьев Райт впервые поднялась в воздух. За прошедшие сто лет развития авиации было создано огромное количество типов самолетов, среди них можно выделить несколько десятков выдающихся машин, оказавших большое влияние на развитие авиации и даже на ход мировой истории. Здесь можно назвать и первый многомоторный "Святогор" Сикорского, первый цельнометаллический Юнкерс F-13, герой "битвы за Англию" Спитфайр, великолепный японский "Зеро", "самолет-солдат" Ил-2, "Суперкрепость" B-29, вобравший в себя все достижения авиационной промышленности первой половины XX века, первый реактивный Ме-262, сверхзвуковой "Конкорд", широкофюзеляжный Боинг-747, самолет-невидимка F-117. Этот список можно продолжать еще долго, но даже среди этих славных имен особое место занимает пассажирский самолет фирмы Дуглас DC-3. И это особое место он занимает по праву: никто не может подсчитать точное количество выпущенных в десятке стран самолетов этого типа, серийно выпускавшийся с 1936 года по середину 50-х годов. DC-3 эксплуатируется в некоторых странах до сегодняшнего дня! Американский комитет по безопасности авиационных перевозок выдал этому самолету беспрецедентный бессрочный сертификат летной годности на планер, поскольку конструкция этого самолета имеет неограниченную усталостную прочность. Этот самолет летал во всех странах и на всех континентах, включая Арктику и Антарктику. С помощью DC-3 был налажен "воздушный мост" между Бирмой и Китаем, только благодаря помощи союзников, поступающей по этому мосту Китай смог выстоять в войне с Японией в 1941 - 1945 годы. В самые тяжелые годы Великой Отечественной войны, каждый день с норильского аэродрома "Надежда" вылетали на Урал два самолета ЛИ-2 (лицензионная копия DC-3), груженные катодным никелем. Без этих поставок в то время было невозможно наладить производство броневой стали для танков. В "День D", 6 июня 1944 года, первыми англичанами и американцами, вступившими на землю Франции, были парашютисты, выпрыгнувшие из более чем 1 500 самолетов DC-3. И после войны, во время Берлинского кризиса, когда по приказу Сталина, была установлена блокада Западного Берлина, именно DC-3 обеспечили бесперебойное снабжение крупного города по воздуху. У этого самолета рекордно долгая и славная история, которой и посвящена эта статья.

В 1933 г. фирма Дуглас по заданию американской авиакомпании TWA занялась проектированием самолета, который, имея высокую скорость полета, по пассажировместимости не уступал бы трехмоторным транспортным самолетам.

Так появился двухмоторный Дуглас DC-1, способный перевозить 12 пассажиров с крейсерской скоростью 315 км/ч на расстояние до 1 000км. На самолете были установлены новейшие авиамоторы воздушного охлаждения Райт "Циклон" мощностью по 710 л.с. каждый. Основным его соперником был Боинг 247. В сборочном цехе завода Дугласа в Санта-Монике висел огромный чертеж "247-ого" и, рядом, плакат: "Не копируй его! Сделай лучше!" И инженеры фирмы Дуглас действительно сделали лучше. По сравнению с В-247, DC-1 имел больше пассажирских мест, на крыле были установлены щелевые закрылки, обеспечивающие ту же посадочную скорость при большей нагрузке на крыло.

За опытным DC-1, первый полёт которого состоялся 1 июля 1933, последовал Дуглас DC-2 с новым фюзеляжем, вмещавшим 14 пассажиров. При изготовлении крыла Дуглас использовал метод проектирования подкрепленных оболочечных конструкций, разработанный Д. Нортропом при создании самолёта "Альфа". Многолонжеронное дюралевое крыло DC-2 и последующих конструкций фирмы Дуглас обладало уникально высокой усталостной прочностью. Это способствовало долговечности самолетов с маркой DC. Новые мощные двигатели с винтами нового шага помимо высокой рейсовой скорости обеспечивали хорошие взлетные характеристики. В случае отказа одного мотора самолет мог продолжать полет на высоте более трех с половиной километров, что делало более безопасной эксплуатацию в горных районах.

Свои отличные летные и эксплуатационные характеристики DC-2 продемонстрировал во время воздушных гонок Лондон-Мельбурн в октябре 1934г. Пассажирский "Дуглас" занял на этих состязаниях второе место, уступив только специально сконструированному гоночному английскому самолету "Комет". Имея на борту 6 человек и 200 кг почты, DC-2 пролетел расстояние от Англии до Австралии за 90 часов и 17 минут. В том же 1934 г. самолет начал выполнять регулярные пассажирские перевозки на внутренних авиалиниях США.

В середине 30-ых годов закончился мировой экономический кризис, ускорился рост промышленного производства. Быстро увеличивался объем воздушных перевозок. В связи с этим конструкторы фирмы Дуглас решили сделать новый шаг в увеличении числа мест на пассажирских самолетах. В результате появился знаменитый самолет DC-3.

Дуглас DC-3, совершивший первый полет 17 декабря 1935 г., внешне мало отличался от предыдущей модели. Однако он мог брать в полтора раза больше пассажиров, чем DC-2. Это было достигнуто увеличением диаметра фюзеляжа. Вследствие этого появилась возможность установить в пассажирской кабине третий ряд кресел, и общее число мест достигло 21. Большие размеры фюзеляжа вызвали некоторое увеличение коэффициента лобового сопротивления, однако благодаря увеличению размаха крыла аэродинамическое качество самолета было больше, чем у В-247. Больший коэффициент аэродинамического сопротивления компенсировался также увеличением нагрузки на крыло (118кг/м2) и применением новой модификации двигателей "Циклон", с большей мощностью (2 х 850 л.с.) В результате крейсерская скорость самолета осталась той же, а дальность полета даже возросла.

Характерной особенностью DC-3 были отклоненные назад консоли крыла. Стреловидность несущей поверхности, конечно, не следует связывать с желанием конструкторов уменьшить волновое сопротивление в полете; эта проблема ещё не возникла. Придание крылу небольшой стреловидности было вынужденной мерой, принятой для повышения запаса продольной устойчивости машины.

Дуглас DC-3 поступил в эксплуатацию летом 1936 г. Благодаря большому числу пассажиров и высокой рейсовой скорости он имел в 2 раза большую транспортную производительность, чем Форд "Тримотор" и в 2 раза меньшую себестоимость перевозок. Неоспоримы были его эксплуатационные преимущества Дуглас DC-3 перед самолетам Боинг В-247. Поэтому не приходиться удивляться, что уже через несколько лет после ввода в эксплуатацию DC-3 стал основным транспортным средством на авиалиниях средней протяженности. С 1936 по 1941 гг. авиакомпании закупили 459 пассажирских самолетов этого типа, в 1938г. на его долю приходилось 95% объема воздушных перевозок в США. Это было "стопроцентное попадание" в запросы нарождающегося рынка авиационных перевозок. Конструкция DC-3, как и у большинства других выдающихся инженерных систем (Фольксваген "Жук", автомат АК-47, танк Т-34 и др.) не содержала каких-либо уникальных инженерных решений, опережающих свое время. Конструкция DC-3 это сочетание высочайшей надежности, долговечности и оптимальных технико-экономических характеристик.

Популярность DC-3, помимо отличных эксплуатационных характеристик, способствовала его высокая надежность и долговечность. Характерен такой пример: один из самолетов, купленный американской авиакомпанией "Истерн Эрлайнз" в декабре 1936г., эксплуатировался 15 лет; за это время он налетал 56782 часа и перевез 213 000 пассажиров, преодолев расстояние почти 14 миллионов километров. Как показывает простой расчет, в течение полутора десятков лет самолет ежедневно находился в воздухе в среднем 10,5 часов. Создание DC-3 сыграло важную роль в развитии пассажирской авиации. Это был первый самолет, дававший доход авиакомпаниям. Таким образом, после начала применения на авиалиниях машин этого типа гражданская авиация стала самоокупаемой отраслью, независящей больше от государственных дотаций. Появление DC-3 явилось завершающим этапом революции в пассажирском авиастроении в первой половине 30-ых годов.

Слово "вездесущий" связано с рядом самолетов, широко использовавшихся в ходе Второй мировой войны, но наиболее "вездесущим" из всех, должно быть, был Дуглас С-47, он же С-53 он же R4D , он же "Скайтрейн", "Скайтрупер", "Дакота", "Гуней Берд". Используйте любое название, которое вам нравиться для этого превосходного транспортного самолета военного времени, произведенного в большом количестве, чем любой другой в этой категории. За период серийного производства, закончившегося в 1945 г. выпустили почти 11 000 машин. Какое бы из названий вы не выбрали, оно будет ассоциироваться со словом "надежный". В этом секрет популярности этого самолета и продолжительного срока его службы.

Как было сказано ранее, в августе 1936 г., DC-3 начал поступать в эксплуатацию в американские авиакомпании для внутренних перевозок. Он имел большую вместимость и повышенные летные характеристики, что сделало его привлекательным для армии США, которая очень скоро уведомила фирму "Дуглас" относительно изменений конфигурации, необходимых для повышения эффективности использования самолета в военных операциях. Они включали использование более мощных двигателей, усиление задней части фюзеляжа для создания больших грузовых люков и укрепления пола кабины для размещения тяжелых грузов. Многое из основной проектной работы уже было закончено фирмой "Дуглас" при разработке прототипа грузового самолета С-41, с установкой двигателей "Твин Уосп" фирмы "Пратт-Уитни" мощностью 1200л.с..

В 1940 г., когда армия США начала выдавать контракты на поставку нового транспортного самолета под обозначением С-47, компания была готова, чтобы выполнить новые требования и начать серийное производство. Единственной серьезной проблемой был недостаток производственных мощностей в Санта Монике , где заводские цеха уже были загружены европейскими заказами на легкий бомбардировщик DB-7. В результате производство С-47 началось на новом предприятии в Лонг-Бич, Калифорния.

Основная конструкция первоначального серийного варианта С-47, 953 экземпляра которого были построены в Лонг-Бич, осталась фактически неизменной в течение всего периода производства. Экипаж состоял из пилота и второго пилота - штурмана (в передней кабине) и третьего члена - радиста, находящегося в отдельном отсеке. Наиболее важная часть, кабина, могла быть оборудована для ряда задач. Для основного грузового варианта с максимальной нагрузкой 2722 кг предусматривались шкивы и блоки для подъема груза и крепежные кольца для фиксации его в полете. Другие варианты предусматривали транспортировку 28 полностью вооруженных парашютистов (на складных сидениях ковшеобразного типа вдоль бортов кабины) или 18 раненых на носилках и медицинский персонал из трех человек. Под фюзеляжем могли быть установлены узлы крепления и механизм сброса парашютных контейнеров (до 6 штук), имелись также приспособления под фюзеляжем двух трехлопастных винтов.

Первые С-47 начали поступать в ВВС армии США в 1941 г. Поначалу они поставлялись медленно и в малом количестве, поскольку новая производственная линия в Лонг-Бич еще не вышла на режим максимальной мощности. Со вступлением США во Вторую мировую войну в декабре 1941 г. была сделана попытка ускорить производство, но тем не менее пришлось реквизировать для службы в ВВС США DС-3, действовавшие на американских авиалиниях или находящиеся в постройке для поставки гражданским заказчикам.

Поскольку фирма "Дуглас" получила контракты на производство тысяч С-47, стало очевидно, что поточная линия в Лонг-Бич не способна обеспечить выпуск в таком крупном масштабе, поэтому в Тулсе (штат Оклахома) построили вторую сборочную линию. Первой моделью, построенной в Тулсе, стала вторая серийная модификация С-47А, которая отличалась от С-47 в основном установкой 24-вольтовой электрической системы вместо 12-вольтовой. В Тулсе построили 2099 экземпляров, в Лонг-Бич -2832. Из них 962 машины поставили ВВС Великобритании, где их назвали "Дакота" III. Последняя из крупносерийных модификаций С-47В оснащалась двигателями R1830-90 или 90В с двухступенчатыми нагнетателями, позволявшими, в соответствии с требованиями военных, развивать мощность 1050 л.с. на высоте 3990м или 900 л.с. на высоте 5305 м. Это требовалось для действия на Китайско-Бирмано-Индийском театре, в частности - для перелетов через пики Гималаев (высота 5000 м), доставляя необходимые запасы с баз из Индии в Китай. Завод в Лонг-Бич построил только 300 экземпляров модели С-47В, но Тулса поставила 2808 С-47В плюс 133 ТС-47В, которые были оборудованы для обучения штурманов. Великобритания получила 896 С-47В (обозначение в RAF - "Дакота" Mk.IV).

О фантастической живучести этого самолета можно судить по представленной здесь фотографии. Этот C-47 в одном из полетов на островах Тихого океана встретился с японским истребителем-камикадзе. После проведенного тарана, обломки японского самолета рухнули в джунгли, а C-47 благополучно вернулся на свою базу.

Сразу же после триумфального появления в 1936 г. DC-3 на авиационном рынке США, вышло постановление Совета труда и обороны (СТО) о покупке в США образца DC-3, а 11 апреля - постановление о приобретении лицензии на него. При этом было принято решение об организации серийного производства с переводом в метрические меры всех его размеров и толщин материала (округление в большую сторону) и с тщательным пересчетом всех элементов конструкции по нашим нормам прочности (которые и сами были при этом уточнены для гражданских самолетов). От этого масса немного возросла, но безопасность и без того сверхнадежного самолета повысилась. Переработкой чертежей применительно к отечественной технологии и переводом размеров с дюймов на миллиметры руководил В. М. Мясищев; подобную работу не смогли провести фирмы Фоккер и Мицубиси, также закупившие лицензии на производство самолета DC-З и вынужденные проводить лишь сборку самолетов из агрегатов, привезенных из США.

С середины 1938 г. на наших заводах было начато внедрение в серийное производство этого самолета по лицензии с обозначением ПС-84, а с сентября 1942 г.- Ли-2 (по имени главного инженера завода Бориса Павловича Лисунова, руководившего внедрением). Впервые в СССР был применен плазово-шаблонный метод производства для крупной серии. Для нашей страны освоение производства DC-3, наряду с "безлицензионным" освоением после войны производства B-29 (под именем Ту-4), явилось важнейшим этапом вывода авиационной технологии на мировой уровень. Самолет хорошо зарекомендовал себя как пассажирский и транспортный, имел широкое распространение, отличался надежностью, экономичностью и простотой в эксплуатации. Он применялся в Великой Отечественной войне для самых разнообразных перевозок на фронте и в тылу. Самолетов Ли-2 за два десятка лет выпущено у нас 4863 экземпляров. В пилотировании самолет, хотя и не идеален, но прост и приятен. Летчики о самолете Ли-2 говорили: "не надо только мешать ему летать". В первом варианте в самолете было 14 пассажирских мест. Потом, во втором варианте, число пассажирских мест было увеличено до 21. Самолет Ли-2 имел несколько модификаций-вариантов, в которых контуры, размеры и конструкция оставались без изменений (кроме деталей оборудования и вооружения), а менялась лишь нагрузка. Отделки кабины и пассажирских сидений не было, самолеты были транспортные.

Ли-2 (военный вариант) - ночной бомбардировщик с оборонительным стрелковым вооружением. Двигатели АШ-62ИР. Внешне отличался экранированной турелью типа МВ на фюзеляже (для защиты задней полусферы) с пулеметом ШКАС, замененным потом пулеметом УБТ. Два других пулемета ШКАС - в бортах фюзеляжа. Под центропланом - подвеска для двух тонн бомб различного калибра и типа (зажигательных, термитных и др.) вплоть до четырех ФАБ-250. Под консолями крыла иногда подвешивалось несколько снарядов РС. Экипаж два летчика, штурман-радист и стрелок. Нагрузка самая разнообразная - 20 человек, груз. В этом варианте Ли-2 выпускался серийно до конца войны.