Відкриття паровоза та літака

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Відкриття паровоза

паровоз літак авіація

Перший в світі паровоз був сконструйований англійським інженером Річардом Тревітіком в 1804 році. Історія паровоза суміщає в собі дві історії: історію рейкового шляху і історію локомотива. Причому перший виник набагато раніше другого. Про застосування дерев'яних рейок в гірській справі пише ще Себастьян Мюнстер в своїй книзі, що вийшла в 1541 році. У XVIII столітті рейки стали виготовляти з чавуну, а на початку XIX століття - з м'якого заліза (чавун унаслідок своєї крихкості, швидко руйнувався). Довгий час залізничні колії споруджувалися тільки на копальнях, але потім набули поширення пасажирські дороги з кінною тягою. Перша така рейкова дорога була збудована у 1801 році в Англії між Уондсвортом і Кройдоном. Що стосується локомотива, то він міг з'явитися на світло лише після великого винаходу Уатта. Як тільки парова машина набула деякого поширення, знайшлося багато винахідників, що прагнули пристосувати її для потреб транспорту, - наприклад, використовувати парову машину як двигун для саморушного воза. Першу спробу в цьому роді зробив помічник Уатта Мердок. Він раніше інших зрозумів, що двигун паромобіля повинен відрізнятися по конструкції від стаціонарної парової машини. Для того, щоб віз окрім себе самого міг перевозити корисний вантаж, двигун повинен бути компактним, легким і могутнім. Перш за все, Мердок запропонував підвищити тиск в циліндрі до 3-3,5 атмосфер (тоді цей тиск вважався дуже високим). Він також вважав необхідним відмовитися від конденсатора і випускати відпрацьовану пару «на вихлоп» в атмосферу.

У 1786 році Мердок спорудив модель парового візка, що працювала. Проте Уатт віднісся до дослідів свого помічника дуже холодно, і Мердоку довелося залишити свої експерименти. На щастя, при дослідах Мердока в Редрете був присутній тямущий і допитливий підліток - Річард Трівайтік. Побачене справило на нього величезне враження, і, подорослішавши, він присвятив своє життя створенню парових саморушних транспортних машин. Почав Трівайтік з того, на чому зупинився Мердок. Спочатку він сконструював паровий двигун підвищеного тиску, що працював «на вихлоп» без конденсатора. Потім в 1801-1803 роках він побудував декілька парових возів, які вельми успішно бігали по поганій дорозі з Кемборна до Плімут.

По суті, це були перші в історії автомобілі. Але до винаходу пневматичних шин їздити на таких машинах могли тільки ентузіасти. Хороших доріг було мало, і ніякі ресори не рятували машину і її водія від жорсткого трясіння. До того ж всі ці споруди були дуже громіздкими і важкими для того, щоб пересуватися по грунтових дорогах. Тоді у Трівайтіка виникла ідея поставити паровий автомобіль на рейки. У 1804 році він створив свій перший паровоз. Цей паровоз представляв собою циліндровий паровий казан, що покоївся на двох осях. Топка розташовувалася попереду під димарем, так що тендер (віз з вугіллям, де сидів кочегар) доводилося причіплювати попереду паровоза.

По багатьом показникам цей перший в історії паровоз мав дивовижні характеристики. Так, при власній вазі в 5 т він транспортував із швидкістю 8 км/год п'ять вагонів загальною вагою 25 т. Порожнім він рухався зі швидкістю 26 км/год. Трівайтік не був упевнений, що тертя між колесами і рейками буде досить для поступальної ходи паровоза. Тому зовнішня частина колеса, що видавалася за рейки, утикалася головками цвяхів, які вдавлювалися в бруси, укладені паралельно рейкам. Втім, дуже скоро Трівайтік переконався, що потреби в цих додаткових пристосуваннях немає: паровоз міг чудово пересуватися по гладких рейках і тягнути за собою декілька вагонів. Не дивлячись на свої хороші ходові якості, перший паровоз не викликав до себе інтересу. Річ у тому, що Трівайтіку доводилося демонструвати своє дітище на Мертір-тідвілськой кінній залізниці. Важкий паровоз постійно ламав чавунні рейки. Було очевидне, що для нього доведеться будувати спеціальні шляхи. Проте господарі копалень, яких Трівайтік хотів зацікавити паровозом, не хотіли вкладати гроші в будівництво нової дороги і відмовилися фінансувати винахідника. У подальші роки Трівайтік сконструював і побудував ще декілька паровозів.

Паровоз 1808 року був подальшим кроком вперед. Трівайтік прибрав громіздку зубчату передачу. Рух від вертикального циліндра передавався за допомогою простих шатунів з кривошипами на задню вісь. Частина відпрацьованої пари йшла на підігрів води в казані, частина - випускалася через звужений отвір в димар для посилення тяги в топці. Цей вдосконалений паровоз порожнім розвивав швидкість 30 км/год. Проте і ця чудова машина нікого не зацікавила. У 1811 році, остаточно розорившись, Трівайтік повинен був припинити свої досліди. Біда його полягала в тому, що він з'явився зі своїм винаходом дуже рано. Не тільки залізо, але і чавун ще були дуже дорогими. Тому будівництво залізниць здавалося нерентабельним. Високоточних металоріжучих верстатів також було дуже мало. Всі деталі паровоза доводилося робити вручну, їх собівартість була високою. Крім того, йшла війна з Наполеоном, Англія була обмежена континентальною блокадою, і всі проекти, що вимагали великих капіталовкладень, не могли бути реалізовані.

Але, зрозуміло, ніякі труднощі не могли зупинити технічну думку. З'явилися нові винахідники, що узялися за створення паровоза. Довгий час серед механіків було поширено переконання, що гладке колесо не може котитися по гладкій залізній рейці. Прагнучи уникнути цієї уявної небезпеки, деякі винахідники пішли по помилковому шляху. У 1812 році Бленкистон, один з власників Мідлтонськіх вугільних копалень в Йоркширі, проклав невелику залізницю завдовжки 6 км, між Мідлтоном і Лідсом спеціально для паровоза. У тому ж році механік Муррей побудував за проектом Бленкистона паровоз, що володів достатньо хорошими технічними показниками. Він пересувався по звичайних рейках і мав колеса з гладким обіддям. Але рух здійснювався за допомогою зубчатого колеса, що котилося по зубчатій рейці, покладеній поряд з гладкими рейками. Машина мала два парові циліндри. Кривошипи двигунів були зміщені один до одного на 90 градусів. Коли один з них опинявся в мертвій точці, інший в цей час діяв з найбільшою силою. Це був перший паровий двигун подвійної дії, здатний починати роботу з будь-якого положення кривошипа. Паровоз Муррея міг транспортувати 20 т корисного вантажу із швидкістю 6 км/год. З легшим навантаженням він міг брати дуже круті підйоми. Декілька таких паровозів було побудовано для обслуговування копалень, але широкого поширення вони не набули внаслідок того, що мали дуже незначну швидкість, високу ціну і часто простоювали через поломку шляхів. Інший винахідник, Брунтон, в 1813 році спорудив паровоз з двома механізмами, які на зразок ніг повинні були відштовхуватися від землі і рухати машину вперед (при першому ж випробуванні цей паровоз вибухнув, оскільки при розрахунку казана були допущені помилки). Незабаром було доведено, що гладке колесо цілком може рухатися по гладкій рейці. Два винахідники - Блекетт і Хедлей - спорудили спеціальний візок з гладким обіддям, який приводився в рух за допомогою зубчатої передачі людьми, що знаходяться на ній. На візок навантажували залізо, міняючи його вагу. В ході цих дослідів було показано, що тертя провідних коліс візка (тобто тих коліс, які отримували обороти від двигуна) в 50 разів перевищувало тертя коліс, що вільно котилися по рейці. Отже, завдяки упору своїх провідних коліс будь-який локомотив міг тягнути вантаж, що в 50 разів перевищує його зчіпний вантаж (вага, що доводиться на колеса паровоза, спарені з двигуном).

2. Відкриття літака

Літак (аероплан) -- літальний апарат важчий за повітря для польотів в атмосфері за допомогою двигуна і нерухомих крил (крила). Літак здатний переміщатися з високою швидкістю, використовуючи підйомну силу крила. Нерухоме крило відрізняє літак від махоліта, а наявність двигуна -- від планера.

Перші спроби побудувати літак робилися ще в дев'ятнадцятому столітті, зокрема літак був побудований російським інженером Можайським. Проте жодна з цих конструкцій не змогла піднятися в повітря. Причинами цього служили: дуже висока маса і непристосованість тодішніх двигунів (парових машин) до умов авіації, відсутність теорії польоту, у зв'язку з чим літаки будувалися «навмання», відсутність інженерного досвіду у багатьох піонерів авіації.

Першим літаком, що зміг самостійно відірватися від землі, і зробити горизонтальний політ, став «Флайер», побудований братами Орвіллом і Вілбером Райт в США. Перший політ літака в історії був здійснений 17 грудня 1903-го року. «Флайер» протримався в повітрі 59 секунд і пролетів 260 метрів. Дітище Райтів було офіційно визнано першим в світі апаратом важче за повітря, яке зробило пілотований політ з використанням двигуна.

Їх апарат був біпланом типу «качка» -- пілот розміщувався на нижньому крилі, кермо напряму ззаду, кермо висоти спереду. Дволонжеронні крила були обшиті тонким небіленим мусліном. Двигун «Флаєра» був чотиритактний, із стартовою потужністю 16 кінських сил і важив всього 80 кілограм.

Апарат мав два дерев'яні гвинти. Замість колісного шасі Райти використовували стартову катапульту, що складається з пірамідальної башти і дерев'яної направляючої рейки. Привід катапульти здійснювався за допомогою падаючого масивного вантажу, пов'язаного з літаком тросом через систему спеціальних блоків.

У Росії практичний розвиток авіації затрималося через орієнтацію уряду на створення повітроплавних літальних апаратів. Ґрунтуючись на прикладі Німеччини, російське військове керівництво робило ставку на розвиток дирижаблів і аеростатів для армії і не оцінило своєчасно потенційні можливості нового винаходу -- літака.

Свою негативну роль відносно літальних апаратів важче за повітря зіграла і історія з «Аеромобілем» В.У. Татарінова. У 1909 р. винахідник одержав 50 тисяч рублів від Військового міністерства для споруди вертольота. Крім того, було багато пожертвувань від приватних осіб. Ті, хто не міг допомогти грошима, пропонували безкоштовно свою працю для втілення задуму винахідника. Росія покладала великі надії на цей вітчизняний винахід. Але затія закінчилася повним провалом. Досвід і знання Татарінова не відповідали складнощі поставленого завдання, і великі гроші були викинуті на вітер. Цей випадок негативно вплинув на долі багатьох цікавих авіаційних проектів -- російські винахідники не могли більше добитися державних субсидій.

У 1909 році російський уряд нарешті виявив цікавість до літаків. Було вирішено відхилити пропозицію братів Райт про покупку їх винаходу і будувати літаки своїми силами. Конструювати літаки доручили офіцерам-повітроплавцям М.А. Агапову, Би.У. Голубеву, Би.Ф. Гебауєру і А.І. Шабському. Вирішили будувати тримісні літаки різних типів, щоб потім вибрати найбільш вдалий. Ніхто з проектувальників не тільки не літав на літаках, але навіть не бачив їх в натурі. Тому не доводиться дивуватися, що літаки терпіли аварію ще під час пробіжок по землі.

Перші успіхи російської авіації датуються 1910 р. 4 червня професор Київського політехнічного інституту князь Олександр Кудашев пролетів декілька десятків метрів на літаку-біплані власної конструкції.

16 червня молодий київський авіаконструктор Ігор Сікорській вперше підняв свій літак в повітря, а ще через три дні відбувся політ літака інженера Якова Гаккеля незвичайної для того часу схеми біплан з фюзеляжем (бімоноплан).

Класифікація сучасних літаків може бути дана за різними ознаками.

За призначенням:

Військові:

- винищувачі;

- винищувачі-бомбардувальники;

- фронтові бомбардувальники;

- ракетоносії;

- штурмовики

- розвідники;

- коректувальники;

- багатоцільові і спеціальні;

- транспортні;

- десантні.

Цивільні:

- пасажирські -- перевезення пасажирів;

- транспортні -- транспортування вантажів;

- поштові -- доставка пошти;

- сільськогосподарські -- обробка сільськогосподарських угідь;

- учбові -- навчання льотного складу;

- спортивні -- заняття авіаційним спортом;

- спеціальні:

- експериментальні -- проведення льотних експериментів;

- санітарні -- надання термінової медичної допомоги;

- геологорозвідувальні -- повітряна розвідка надр;

- та ін.

Размещено на Allbest.ru