Русские ученые XX века
Шрифт:
На основе гетероструктур созданы мощные высокоэффективные светоизлучающие диоды, используемые в дисплеях (то есть экранах компьютеров), лампах Освещения в автомобилях и светофорах. В гетероструктурных солнечных батареях, которые широко применяются в космической и наземной энергетике, достигнуты рекордные по эффективности преобразования солнечной энергии в электрическую.
Создатели русской авиации
Первый полет на самолете собственной конструкции совершили в 1903 году американские изобретатели Уилбер и Орвилл Райт. И сразу же повальное увлечение полетами на самолетах охватило весь мир — сначала США, потом Францию,
Такому прорыву в самолетостроении предшествовали долгие годы расчетов ученых и отчаянных попыток отдельных смельчаков поднять «крылатые чудища» в воздух. Полеты не удавались, пока не была изобретена нужная форма крыла, обладающая подъемной силой.
При движении поток воздуха обтекает верхнюю и нижнюю поверхности крыльев. Сверху получается некоторое разрежение, а снизу — повышенное давление воздуха. Вот их разность и составляет подъемную силу крыльев, которые опираются о воздух и обеспечивают полет. Пока самолет находится на земле, подъемная сила крыльев отсутствует. При включении двигателя самолет начинает все быстрее двигаться, возникает подъемная сила, самолет отрывается от земли и взлетает. Весь
полет вплоть до посадки подъемная сила удерживает самолет в воздухе.
Первые конструкции самолетов создавали изобретатели-самоучки. Им еще не была знакома аэродинамика — наука, в которой изучаются законы движения газа (например, воздуха) и силы, возникающие на поверхности обтекаемого газом тела. Не знали создатели и теории расчетов прочности конструкции своих самолетов. Поэтому самолеты часто разваливались в воздухе и терпели катастрофы.
Существуют два типа конструкций самолетов: бипланы с двумя парами крыльев и монопланы с одной парой крыльев. Все первые конструкции самолетов представляли собой бипланы, внешне похожие на неуклюжие этажерки. Кабины они не имели, и пилот располагался прямо внутри этой этажерки. Благо скорость первых самолетов была очень мала и набегающий в полете поток воздуха не мешал пилоту.
За первые несколько лет авиация прошла большой путь. Возникло понимание основ аэродинамики. К 1910 году у всех самолетов уже был фюзеляж, крылья, хвостовое оперение, шасси и двигатель с воздушным винтом, который и обеспечивал движение самолета.
Создателем аэродинамики стал русский ученый Николай Егорович Жуковский, который как бы подсмотрел ее, наблюдая полет и парение птиц. Он сделал расчеты подъемной силы крыльев и создал теорию воздушного винта.
Одним из первых русских авиаконструкторов был Игорь Иванович Сикорский. Еще в детстве он построил действующую модель геликоптера (или вертолета, как теперь принято его называть в нашей стране). В 1909—1910 годах он построил свои первые несовершенные геликоптеры. Если самолет совершает полет за счет подъемной силы, которая действует на его крылья после достижения при разбеге определенной скорости, то у вертолета эта подъемная сила возникает при вращении несущего винта с вертикальной осью. Поэтому вертолету, в отличие от самолета, не нужен аэродром со взлетно-посадочной полосой. Для вертикального взлета и посадки ему нужна только маленькая площадка, например лужайка, крыша здания или палуба корабля.
Однако при вращении несущего винта кабина вертолета в соответствии с третьим законом Ньютона (действие равно про-
тиводействию) стремится вращаться в противоположном направлении. Для противодействия этому вращению есть два пути.
Первый путь заключается в том, что на хвосте фюзеляжа вертолета размещается рулевой винт с горизонтальной осью вращения. Он-то и не дает вращаться кабине.
Второй путь заключается в том, что вертолету создают подъемную силу не один
Страсть к авиации захватила И. И. Сикорского на всю жизнь. Еще будучи студентом в Киеве, он увлекся строительством легких самолетов и сам, не имея диплома летчика, испытывал их в полете. Позднее он перешел к строительству более крупных самолетов и в 1911—1912 годах создал самые большие тогда в мире «Русский витязь» и «Илья Муромец».
Они уже были оборудованы просторными застекленными кабинами со всеми удобствами и могли перевозить несколько человек на большие расстояния. Так, на самолете «Илья Муромец» был осуществлен, правда с несколькими промежуточными посадками, перелет Петербург — Киев.
Во время Первой мировой войны самолет «Илья Муромец» стал первым бомбардировщиком. Строил И. И. Сикорский в те годы и первые самолеты-истребители. В 1917 году И. И. Сикорский был вынужден эмигрировать в США, где сначала строил самолеты, в том числе гидропланы, взлетающие с воды и садящиеся на воду. А затем, перед началом Второй мировой войны, он начал строить вертолеты, которые поначалу сам и испытывал. Он использовал при этом одновинтовую схему вертолета, которую увидел еще в 1912 году на Московской авиационной выставке. Создателем ее был студент Борис Юрьев, будущий академик. Эту одновинтовую схему И. И. Сикорский применял во всех своих вертолетах. Основанная им фирма «Игорь Сикорский» в наши дни является одним из крупнейших в мире производителей военных и гражданских вертолетов.
Одним из первых русских авиаконструкторов стал Дмитрий Павлович Григорович (1883—1938), выпускник МВТУ имени Н. Баумана, создавший первые самолеты — летающие лодки М-5, М-9. Они принимали участие в Первой мировой и
Гидросамолет — летающая лодка М-5
Гражданской войнах. Позднее он разрабатывал истребители И-2, И-5 (совместно с Н. Н. Поликарповым) и ИП-1, вооруженный пушками.
Другим выдающимся русским авиаконструктором стал Андрей Николаевич Туполев. Увлек его на всю жизнь занятиями авиацией профессор Высшего технического училища Н. Е. Жуковский, студентом которого он был. Сначала А. Н. Туполев, как и многие будущие авиаконструкторы, строил планеры и сам их испытывал.
Н. Е. Жуковский вооружил А. Н. Туполева и других своих студентов — энтузиастов авиации знаниями в области аэродинамики и расчетов прочности конструкций самолетов. Они построили первую в России аэродинамическую трубу для продувки моделей строящихся самолетов и создали Центральную аэрогидродинамическую лабораторию (известную всему миру как ЦАГИ). Так была создана научная база для развития русской авиации.
Андрею Николаевичу Туполеву за его долгую жизнь конструктора удалось решить целый ряд основных задач самолетостроения — вместо дерева и материи применить для строительства самолетов легкий и прочный сплав — дюралюминий, доказать несомненные преимущества МОНОПЛа- Дмитрий Павлович
на над бипланом, создавать все Григорович более крупные военные и гражданские самолеты с герметическими кабинами, рассчитанные на перевозку большого числа людей и многотонных грузов и способные летать в стратосфере. Он одним из первых осуществил переход от поршневой авиации к реактивной и сумел в своих моделях перешагнуть сверхзвуковой порог скорости. Таким образом, А. Н. Туполев стал выразителем целой эпохи в самолетостроении — от ее младенчества до сегодняшней зрелости. Он посвятил свою долгую и нелегкую жизнь любимой авиации без остатка.