Летателен апарат: Разлика между версии

В [[Ал-Андалус|мюсюлманска Испания]] по времето на управлението на [[Умаяди]] в [[Кордовски халифат|Кордовския халифат]] е регистриран опит за полет на [[арабски]]я учен и изобретател Абас ибн Фарнас.<ref>[http://www.uh.edu/engines/epi1910.htm 'Abbas Ibn Firnas". John H. Lienhard. The Engines of Our Ingenuity. NPR. KUHF-FM Houston. 2004. No. 1910.]</ref>. В 852 година безразсъдният храбрец Армен Фирмен прави крила, изработени от [[плат]], опънати върху дървени подпори. С този изглеждащ като [[чадър]] апарат Армен скача от минарето на Голямата джамия в [[Кордоба (Испания)|Кордоба]] – доколкото апаратът не може да лети, той забавя падането му и храбрецът получава само леки наранявания. Неговото устройство е по-скоро прототип на съвременните [[парашут]]и. Абас ибн Фарнас наблюдава полета. Според други източници Армен Фирмен е светското име на самият Абас ибн Фарнас.

Двадесет и пет години по-късно, през 875 година, на 65-годишна възраст, Фарнас разработва подобрен дизайн, който за първи път включва елементи на управляем полет. Той взима рамка с крила, което вероятно е първият делтаплан, и се спуска от малък хълм, като остава във въздуха няколко минути. По други източници ползва крила от голяма птица за летенето и преминава няколкостотин метра. При кацането си наранява гърба, което може да е причина да почине след 12 години. След полета той заявява, че кацането може да бъде подобрено като се постави опашка.<ref>[[Lynn Townsend White, Jr.]] (Spring, 1961). „Eilmer of Malmesbury, an Eleventh Century Aviator: A Case Study of Technological Innovation, Its Context and Tradition“, ''Technology and Culture'' '''2''' (2), p. 97 – 111 [100 – 101].</ref><ref>[http://www.saudiaramcoworld.com/issue/196401/first.flights.htm Первые полёты {{икона|en}}], ''[[Saudi Aramco World]]'', January-February 1964, pд. 8 – 9.</ref> По някои описания използваното съоръжение прилича и на древен прототип на [[Wing suitуингсют]]. Този му полет очевидно вдъхновява Еймър Малсбъри 100 години по-късно, който успява да лети 200 метра с подобна на делтапланер машина.<ref>[[Lynn Townsend White, Jr.]] (1978). „Eilmer of Malmesbury, An Eleventh Century Aviator“, ''Medieval Religion and Technology'', Chapter 4. Los Angeles: [[University of California Press]].</ref>

[[Файл:Leonardo Design for a Flying Machine, c. 1488.jpg|мини|ляво|МахолетаМахолетът на Леонардо да Винчи]]

Много по-реалистични за технологичните възможности на това време са балоните. Първите по-големи балони, способни да издигат във въздуха хора, се появяват в [[Западна Европа]] през XVIII век, а в края на XIX век са конструирани и първите [[Дирижабъл|дирижабли]], балони със собствено задвижване. През XVII- – XVIII век с откритието на [[водород]]а се появяват и първите водородни балони.<ref name="wings-tom">{{cite book | last1 = Crouch | first1 = Tom | title = Wings: A History of Aviation from Kites to the Space Age | publisher = W.W. Norton & Co | year = 2004 | location = New York, New York | isbn = 0393326209}}</ref> Устройството на дирижаблите се усъвършенства – размерите им се увеличават, конструкцията им включва корав скелет и аеродинамично покритие, отделно от газовия балон. Поредица от инциденти, най-известен от които е този с дирижабъла [[Хинденбург]] през 1937 година, слага край на златния век на дирижаблите.

[[Файл:Ибрахим_паша_майстор_Манол.jpg|дясно|мини|Майстор Манол пред джамията „Ибрахим паша“, съвременен ансамбъл в центъра на [[Разград]]]]

Човечеството винаги е гледало към небето и птиците, които го владеят. Мечтата за полет от хората е вечна. Това е причина и почти всички народи да създават легенди за това. Някои от тях са пряко свързани с исторически личности, но други не са. Със сигурност може да предполагаме, че храбреци, които правят опити, е имало навсякъде. В българската легенда [[майстор Манол]] след като е затворен в минарето, което е построил, си прави крила и отлита. В центъра на [[Разград]] има построен паметник на майстора. Такива легенди има и в руския фолклор, румънския фолклор и други.

През XVII век турският пътешественик Евлия Челеби заявява, че през 1630 – 1632 г. той вижда един турски учен Ахмед Чалаби Хезарфена да прелита [[Босфор]]а на машина с крила. Той скача от кулата [[Галата (кула)|Галата]] (височина 55 m) в [[Истанбул]] и прелита на разстояние около 3 километра, като каца от другата страна на Босфора без никакви наранявания.<ref name=Terzioglu>Arslan Terzioglu (2007). „The First Attempts of Flight, Automatic Machines, Submarines and Rocket Technology in Turkish History“, ''The Turks'' (ed. H. C. Guzel), pс. 804 – 810.</ref>

През 1670 година, Франческо де Лана-Терзи публикува работа, коитокоято предлага технология на полет на устройство по-леко от въздуха чрез използване на сфери, в които се създава вакуум, което като цяло трябва да е по-леко от въздуха, и ще повдигне устройството. Той не взема предвид обаче факта, че тези сфери ще бъдат смазани от [[налягане]]то на въздуха.

Всички тези опити представляват в по-голямата си част прототипи на [[делтаплан]], [[планер]]и или [[Wingsuitуингсют]] и допринасят в сравнително малка степен за съвременното развитие на въздушните летателни апарати поради липсата на двигател и независимост от природата.

Експерименти с безмоторни самолети поставят основите на по-късно изобретените по-тежки от въздуха летателни апарати, и от началото на 20 век напредъкът в технологията на двигателите и аеродинамиката прави възможни контролираните полети за първи път. Индустриалната революция, развитието на науката и технологиите са тези, които в рамките на по-малко от век и половина превръща самолета в основатаоснова на съвременния живот. Ето и едни от основните постижения.

[[Файл:Wrightflyer.jpg|мини|250п|ляво|Един от първите полети с екипаж на борда, изпълнен от братя Райт в [[Северна Каролина]] през 1903 г.]]

* На [[29 септември]] [[1913]] г. френскияфренският авиатор Морис Прево (Maurice Prevost) установява световен рекорд със скорост 200 km/h. Това постижение е надминато едва 10 години по-късно. Рекордът е установен със самолет [[моноплан]] ''Депердюсен Монокок'' (Deperdussin Monocoque) на френския конструктор Арман Депердюсен (Armand Deperdussin) (1867 – 1924).

* На [[26 юни]] [[1919]] г. е проведен първи полет с първия целометалически самолет за гражданско въздухоплаване [[Junkers F 13]] на германската фирма ''Junkers & Co''. Редовни полети с този самолет се провеждат от 29 октомври 1919 г. ТаваТова е самолетът обслужвал линиите на първата българска авиокомпания [[Бунавад]].

[[Аеростат]]ите са летателни апарати, по-леки от въздуха, които използват [[плаваемост]]та, за да се придвижват във въздуха, по същия начин, по който [[кораб]]ите се придвижват по [[вода]]та. Те трябва да имат средна [[плътност]], по-ниска от тази на въздуха, и за тази цел конструкцията им включва резервоари с лек газ, като [[хелий]], [[водород]] или нагрят въздух. С това общо понятие са наименувани всички летателни апарати по-леки от въздуха ([[балонибалон]]и, [[Дирижабъл|дирижабли]]), независимо от техните разновидности и различия.

* ПлатфромаПлатформа на крилото

[[Файл:Sts-127 landing.ogv|мини|[[STS-127]], Кацанекацане на космическата совалка, 2009]]

Един от най-модерните летателни апарати създаден от съвременатасъвременната инженерна наука е [[Космическа совалка|космическият кораб за многократно използване (космическата совалка)]]. Совалката се изстрелва от земятаповърхността на [[Земя]]та чрез ракета носител, както и другите космически кораби. Завръщането ѝ става, като след навлизането ѝ в атмосфератаземната на [[Земя]]таатмосферата влиза в режим на плъзгане във въздуха, както при планера, като коефициентът ѝ на плъзгане е 4,5. Включване на двигател е възможно, но на практика не е необходимо. В крайната фаза се използва парашут.

СъсС съвременото развитиеразвитието на материалите и технологиите е свързано и развитието на най-леките съвременни безмоторни летателни апарати. Това са [[делтапланер]]ите, съвременните [[парашут]]иите и свързаните с тях [[парапланеризъм]] и [[уинг суитуингсют]].

Махолетът е въздухоплавателно средство, по-тежко от въздуха, задвижвано от махане с [[крило|крила]]. Летящите птици, [[насекоми]] и [[прилепи]] използват този принцип. Човекът от векове се опитва да имитира техния полет. До настоящия момент се строят махолети със същия размер като птици и насекоми, тъй като създаването на по-големи размери махолети е изправено пред значителни трудности. Тези трудности са породени главно от изключителната сложност на крилото като механизъм. Въпреки това, много опити са предприети за изграждане на махолети за къси разстояния.

[[Файл:Skybird.gif|мини|Орнитоптер в полет.]]

Интересът към махолетите се дължи на факта, че на теория те биха могли да имат вертикално излитане и кацане подобно на [[хеликоптер]]ите, а в хоризонталния си полет да се доближават до самолетите. Въпреки това, с прилагането на съвременни методи на изчисление се показва, че крилата са още по-малко ефективни, отколкото роторароторът на хеликоптера. Това се дължи на факта, че оста на хеликоптера прави пълен кръг, без да прави възвратно-постъпателно движение. Крилото, в началото и в края на цикъла неизбежно трябва да спре. В този момент [[скорост]]та му по отношение на въздуха и следователно подемната му сила е нула. Също така е изчислено, че на този принцип е невъзможно да се построи машина, по-тежка от 50 килограма. Това се вижда от данните от авиационните статистики, които се прилагат към съвременните структурни материали.

Според някои източници има данни за построяването на летателен апарат по-тежък от това, който е способен да се придвижва от човек.прелита 145 метра за 19,3 сек. Тъй като процентапроцентът на мускулната маса в ръцете на човека е много по-малка от тази в краката му, във всички случаи апарата се движи чрез крака. Канадският апарат Snowbird, издигнал се във въздуха на 2 август 2010 година в присъствието на представител на Международната авиационна федерация, прелита 145 метра за 19,3 сек. При това трябва да се спомене, че излитането става с помощта на автомобил, който го тегли до отделянето от земята.

Хеликоптерът е по-тежък от въздуха летателен апарат, който излита и каца вертикално, има възможността да увисва във въздуха и да се движи във всички направления, включително и да прави завои. Необходимите за полет подемна сила и тяга се създават от един или няколко носещи [[въздушен винт|въздушни витла]], задвижвани от един или няколко двигателя. Винтът на опащкатаопашката служи за [[Механично равновесие|уравновесяване]] на реактивния момент на носещия винт и за управление. Има и други схеми за уравновесяване като използването на две противоположновъртящи се витла, използването на две или четири витла, въртящи се в противоположни посоки за компенсиране на момента.

[[Файл:MH-53J Pave Low III.jpg|мини|200px|Сикорски S-65]]

Първият работещ вариант на съвремениясъвременния хеликоптер е построен от авиоконструктора от руски произход [[Игор Сикорски]] през 1939 година. Оттогава хеликоптерът или въртолетътвертолетът са усъвършенствани многократно и са основно въздушно летателно средство.

Друг вид от тази категория е [[автожир]]аът. Това е летателен апарат по-тежък от въздуха, притежаващ двигател и витло за създаване на тяга напред, както и едно или повече носещи витла, които свободно се въртят около вала си. Съгласно това определение се вижда, че носещите винтове не се въртят от двигател, а се върти от потока на въздуха при движение напред. При това се създава и подемната сила на летателното средство.

[[Файл:Helios Prototype flying wing.jpg|мини|Летящо крило [[Helios Prototype]], задвижвано от слънчева енергия в момент на отделяне от земята, 14 юли 2001.]]

За задвижването на апаратите по-тежки от въздуха е необходимо да се влага определена механична енергия, която да осигууряваосигурява подемната сила. Тя може да е:

* [[Мускулна енергия на човека]]: това са– така нареченинаречените [[махолет]]и, при които от мускулната енергия на човека се задвижват крила, подобниподобно на птиците. По-ефективен вариант е конструкция, наподобяваща хеликоптерахеликоптер, като чрез предавка мускулната енергия се предава на подемното витло.

* [[ДВГ]] Това е– най-използваният вид. Най-често задвижването се извършва чрез едно или повече витла.

* [[Слънчева енергия]]- – разработката на този вид източник на енергия наред с намаляването на разхода на течни горива и с това намаляването на емисиите на [[въглероден диоксид]] дава възможност в бъдеще да се създаде постоянно намиращ се във въздуха витлов самолет, без да е необходимо да се презарежда.

* [[Ракетен двигател]] – Това е единственият двигател в момента, който се използва за задвижване на космическите кораби. Тъй като при него компонентите за изгарянето (гориво и окислител) се намират в летателния апарат, самолетите [[ракетоплан]]и преминават височината от 100 км и извършват суборбитални полети.

{{Основна|воененВоенен самолет}}

[[Файл:Kremlin Tupolev Tu-160.jpg|мини|Руският [[Ту-160]] – стратегически бомбардировач.]]

Има различни легенди, свързани с използването на първите летящи апарати като [[хвърчило]]то за военни цели. Американецът Самуел Франклин Коди създава за армията в Англия различни по големина хвърчила, които могат да вдигнат човек на голяма височина за наблюдение на противника.<ref>[http://www.ctie.monash.edu.au/hargrave/cody.html Image collection of Cody's man-lifter kites]</ref> Със създаването на надеждни и достатъчно големи балони и съответно дирижабли, те се използват за наблюдение на противниковите позиции, както и по време на Първата и Втората световна война за изграждане на заградителни съоръжения против летящите нощно време на малка височина самолети. В [[БелорусияБеларус]] се съобщава за разработката на съвременни модерни дирижабли, които да се използват за наблюдение и съобщение. Предполага се, че четири такива съоръжения са достатъчни за покритието на страната.<ref>[http://www.nkau.gov.ua/gateway/news.nsf/NewsALLR/0C3EB2208472D701C2256FF7003205E8 Аэрокосмический портал Украины / Беларусь создает собственный многоцелевой военный дирижабль]</ref>

Но масовотоМасовото използване започва след създаването на първите самолети – първо за разузнавене и транспорт, а след това и за бойни задачи. Специализират се на [[изтребител]]и, [[бомбардировач]]и, [[щурмови самолет]]и и други. Използват се различни видове [[хеликоптер]]и, както и специални [[самолет за вертикално излитане|самолети за вертикално излитане]] и [[конвертоплан]]и. През Втората световна война са използвани и планери, изработени от дърво и плат за еднократно ползване, за пренасяне на войници и военно оборудване през фронтовата линия. При съвременитесъвременните военни самолети едни от основните характеристики са скоростта на летене (измервана в [[число на Мах]]), височина на летене, въоръжение, възможност да се използва при различни климатични условия и други.

Гражданската авиация се използва за транспортиране на пътници, товари, поща, за спасителни операции и други. Най-големите самолети за превоз на пътници и товари са [[широкофюзелажен самолет|широкофюзелажниширокофюзелажните самолети]]. Има различни варианти за транспортиране с по-малки или по-големи самолети, по-бързи самолети за бизнесмени, както и самолети, които да кацат в реки и езера при липса на подготвени [[Летище|летища]] ([[хидроплан]]и).

В света се провеждат различни спортни състезания за различни категории летателни апарати. Това включва балони с нагрят въздух, делтапланери, мотопланери, парашути тип летящо крило, спортни самолети. В Азия се провеждат различни състезания между хвърчила. Писателят от [[Афганистан|афганистански произход]] [[Халед Хосейни]] описва в своят роман „[[Ловецът на хвърчила]]“ традиционно за Азия състезание за хвърчила. Всички видове летателни апарати се използват за състезания. Едно такова състезание за малки моторни самолети е [[Ред Бул Еър Рейс]].

Моделите на летателните апарати се изработват за провеждането на различни видове състезания, за изработването на точни модели на действителни самолети и украса и колекциониране, както и за изследване на аеродинамиката им или за удоволствие. В миналото в България с помощта на държавата са създавани много клубове, в които от деца до възрастни са подпомагани да изучават и работят по изработката на различни по сложност модели, което представлява своеобразна техническа школа. Създаването на сложни радиоуправляеми, снабдени със собствени двигатели модели, е свързано с големи разходи хоби, което не може да си позволи всеки.

Летателните апарати изискват поради различни приченепричинк специални места за излитане и кацане:

* Балони и дерижаблидирижабли – поради големиятголемия си обем, както и зависимостта от въздушните течения.

* Самолети и планери – Изискват дълги писти за излитане и кацане.

* ВъртолетитеВертолетите са най-подходящи за използване в населените места, но изискват открити площадки, както и площадки на високи сгради с необходимата товароносимост.

За да се преодолеят тези проблеми има различни решаниярешения:

[[Файл:VancouverSeaplanes.JPG|мини|Пътнически хидроплани[[хидроплан]]и във Ванкувър]]

* [[Катапулт]]и за ускоряване на самолетите за военни цели, както и различни спирателни устройства, като парашути. По този начин се намаляват дължините на пистите за излитане и кацане. Това е необходимо например да се използва при [[самолетоносач]]ите. Катапулт е използван и при ракетата [[V-1]].

* За военни цели едно от най-добрите решения е разработването на [[самолет с вертикално излитане]].

[[Файл:Wingsuit-01.jpg|мини|дясно|250px|Полет с използването на Винг сют[[уингсют]]]]

Източници отбелязват приноса на българина Асен (Сами) Попов за развитието на летенето с [[Wingsuitуингсют]] {{lang|en|Wingsuit flying}} в Калифорния през 1997 година,. койтоТой допринасяспомага за превръщането на този костюм в ефективно спортно съоръжение. Това усъвършенстване позволява да се намали вертикалната скорост до 30 км/часч при хоризонтално планиране над 300 км/часч.