Гражданская авиация

Гражданская авиация.

Авиация (от лат. Avis – «птица») появилась в начале ХХ в. сначала на самолеты смотрели как на любопытную диковинку; они были скорее модным увлечением, чем обычным средством передвижения. За столетие роль крылатых машин в жизни людей резко изменилась, усовершенствовалась конструкция. Сегодня по воздуху перевозят сотни миллионов пассажиров, десятки миллионов тонн грузов и почты. Самолёты тушат пожары, обрабатывают сельскохозяйственные поля, проводят научные исследования. Существуют санитарные, спасательные, спортивные машины. Воздушные корабли имеют разные скорости и размеры. Есть сверхзвуковые лайнеры и неторопливые «кукурузники», работающие в сельском хозяйстве; мощные «грузовики» и частные (в основном легкомоторные) самолёты. Строят (иногда собственными руками) сверхлегкие летательные аппараты – порой это машины с гибким крылом, часто без кабины, рассчитанные на одного, реже на двух человек.

Каковы же вехи того пути, который прошла авиация? 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Первые  успехи. 

О полете человек  мечтал с давних пор. Сначала образцом для подражания были птицы, однако попытки  построить летательный аппарат  с машущим крылом оказались неудачными.

Опыты с воздушными змеями указывали энтузиастам верный путь: змеи превратились в планеры. На роль изобретателя самолёта есть немало претендентов – Адэр, Лэнгли, Х. Максим, А.Ф. Можайский. Но, как сказал один из пионеров авиации, изобрести аэроплан – почти ничего, построить – уже кое-что, испытать его в полёте – всё!

Первый полёт  аэроплана состоялся 17 декабря 1903 г. в американском местечке Китти-Хок в Северной Каролине. (Специалисты уточняют: первый пилотируемый установившийся управляемый полет.) Изобрели, построили и испытали воздушную машину американцы – братья Уилбер и Орвилл Райты. В конце 1906 г. поднялся в воздух первый европейский аэроплан конструкции Альберто Сантос-Дюмона (1873-1932), и центр развития авиации постепенно переместился во Францию. Всё новое и лучшее в авиации появлялось тогда именно здесь: технические решения; фирмы, строившие самолеты; школы пилотов. Каждый год проводились конкурсы и соревнования авиаторов. Когда в 1908 г. Райты отправились в показательное турне по Европе, им уже пришлось соревноваться с французами.

Полёт У. Райта на планёре. 1902 г. 

В то время наука  о летательных аппаратах только зарождалась. Теоретики бросались из одной крайности в другую, подчас отрицая даже саму возможность создания самолёта.  Поэтому конструкторы действовали во многом по наитию. Тем не менее авиация за первые пять лет (1904-1908 гг.) проделала огромный путь: улучшилась конструкция самолетов, росло понимание основ аэродинамики, совершенствовалось искусство пилотирования.

К 1910 г. самолёты обрели все главные компоненты: фюзеляж, крыло, оперение, шасси и силовую  установку (двигатель с воздушным  винтом).

Сложились три  основные конструктивные схемы самолёта. Моноплан  (фр. Monoplan) имел одно крыло, которое крепилось сверху или снизу фюзеляжа; мотор и винт находились впереди, за ними сидел лётчик (или лётчики), сзади размещалось оперение.

У биплана (от фр. Biplan) было два крыла: одно под другим. В бипланах, где фюзеляж заменяла ферма (так называемые ферменные бипланы, или схема «Фарман») крылья соединялись с оперением металлическими трубами либо деревянными брусьями. Двигатель в такой машине  был с толкающим винтом, и ставили его над задней кромкой крыла; экипаж размещался на нижнем крыле, без кабины – благо скорости едва превышали 50 км/ч. Руль высоты нередко располагали на ферме впереди пилота, а стабилизатор и рули направления – сзади. Впоследствии на ферменных бипланах появилась кабина (небольшая гондола).

В 1903 г. самолёт  Райтов был оснащен «лёгким» (80 кг) мотором, мощность которого едва достигала 16 л.с. пятью годами позже появились 50- и даже 70-сильные моторы. В те годы очень популярен был ротативный  (от лат. Roto – «вращаюсь») двигатель: вокруг вала, крепившегося неподвижно к мотораме самолёта, вращались цилиндры и картер вместе с пропеллером (поэтому всё устройство хорошо охлаждалось) первые самолеты могли находиться в воздухе до 1,5 ч, а их скорость составляла около 70 км/ч.

То была романтическая  эпоха. Европа буквально помешалась на авиации, и каждое новое достижение вызывало бурю восторженных откликов. Редакции газет и состоятельные люди учреждали призовые фонды, из которых выплачивали вознаграждения  лучшим пилотам и конструкторам. Вот два рекорда тех лет. 25 июля 1909 г. француз Луи Блерио перелетел Ла-Манш на самолете «Блерио» XI. 29 сентября 1913 г. его соотечественник Морис Прево на «Депердюссене» развил небывалую скорость – 204 км/ч!

В глазах многих самолёт был лишь игрушкой для  людей, любящих острые ощущения. Тем  не менее авиация начала служить  человеку, когда ей едва исполнилось  семь лет. 18 февраля 1911 г. некий Генри Пеккет впервые перевёз на самолёте почту. Произошло это не в Европе, а в далёкой от технических новшеств Индии. Уже через четыре дня Пеккет и капитан У.Дж. Уиндхэм объявили об открытии регулярной почтовой линии. 4 июля того же года можно считать днём рождения грузовых воздушных перевозок: тогда пилот срочно доставил заказчику коробку с лампами от компании «Дженерал электрик»

В 1913 г. появился первый многомоторный самолёт –  «Русский витязь» конструкции И.И. Сикорского. У этой машины с четырьмя моторами была полностью закрытая (остекленная) кабина для пассажиров и двух лётчиков. Комфорт для самолёта того времени  невероятный, не уступавший по удобству лучшим купейным вагонам. «Русский витязь»  стал последним достижением в  гражданском самолётостроении перед Первой мировой войной.

Между двумя войнами.   

Годы первой мировой войны отмечены значительным прогрессом в самолётостроении, а  её завершение создало благоприятные условия для развития гражданской авиации. Пилоты. Штурманы и механики, уволенные с военной службы, искали применения своим силам на мирном поприще. Авиационные фирмы, лишившиеся военных заказов, были готовы на любую работу. Наконец, высвободилось различное авиационное имущество – вплоть до новых бомбардировщиков. Превратить их в гражданские самолеты не составляло особого труда. Расцвет гражданской авиации был предрешен.

Уже через считанные  недели после окончания войны  открылось регулярное воздушное  сообщение (почтовое и пассажирское) между крупными городами Европы. В  феврале 1919 г. на линию Берлин – Веймар вышли немецкие самолёты, а 22 марта французская авиакомпания «Авиалинии Фарман» связала Париж и Брюссель. Рейс 22 марта стал дебютом французского самолёта F-60 «Голиаф». Его начали строить как тяжелый бомбардировщик, но опоздали и передали в пассажирскую  машину. В мае начались рейсы между Лондоном и Манчестером. В качестве лайнера выступал также бывший бомбардировщик «Хэндли Пейдж-0/400»

Эти французские  и английские «лайнеры» мало отличались друг от друга – двухмоторные бипланы, сделанные из дерева и металла. Экипаж из двух человек сидел в открытой кабине за ветровым козырьком, а пассажиры (от 10 до 14 человека) – в закрытом салоне, который не отапливался и  не защищал от рева двигателей. Почти  не различались и лётные данные: рейсовая скорость достигала 140 км/ч, потолок не превышал 4000 м. лишь по дальности полёта «Голиаф» заметно проигрывал: 400 км против 750-800 км у «англичан».

Такие машины не могли развить высокую скорость и летали на сравнительно короткие расстояния. Главное их достоинство  состояло в другом – в надёжности и основательности, с которой они были сделаны. Именно эти качества помогли в короткие сроки завоевать доверие пассажиров и превратить самолёт из модного увлечения в транспортное средство, правда пока ещё дорогое и не очень комфортное.

В том же, 1919 г. произошло событие, которое открыло  новую эру в истории воздушного транспорта. 25 июня в воздух поднялся моноплан F13 немецкого конструктора Гюго Юнкерса(1859-935). Этот одномоторный самолет для четырех пассажиров и двух лётчиков оказался революционным во всех отношениях. Во-первых, до F13 не знали самолета, который с самого начала создавался бы в качестве пассажирского лайнера. Во-вторых, это был свободнонесущий (т.е. без расчалок и подкосов) моноплан с закрытой кабиной. И наконец, всю его конструкцию изготовили из металла. Фирменные черты всех самолетов Юнкерса того времени – довольно толстое крыло и гофрированная обшивка. Гофрированный (т.е. прокатанный так, что получилась небольшая «гармошка») лист дюраля позволял получить достаточно жёсткую и прочную конструкцию. Оснащенный 185-сильным мотором, F13 развивал скорость около 170 км/ч и мог покрыть 1200 км. Он стал самым популярным самолетом середины 20-х гг.: до 1929 г. выпустили 322 машины.

«Юнкерс» F13. 1919 г.Германия.Фото Lufthansa. 
Этот самолёт способствовал развитию воздушного транспорта  
в 20-х гг. На фотографии представлен поплавковый вариант,  
который работал на авиалиниях вдоль рек Бразилии. 

Следующий шаг  в самолётостроении был сделан в  Голландии. В 1925 г. в США проходил очередной конкурс «Самый надёжный пассажирский самолет». Организовал  его «автомобильный король» Генри  Форд. Наибольший успех здесь достался самолету голландской фирмы «Фоккер». История его создания такова. За несколько недель до начала конкурса инженеры фирмы превратили одномоторный (400 л.с.) пассажирский "Фоккер» F.VIIа в трехмоторный (каждый двигатель по 200 л.с.) "Фоккер» F.VII/3m.новую семерку облетал сам Антони Фоккер.

Пассажирские  самолеты первых послевоенных лет были не очень надежны. Форсированные  военные двигатели, которые стояли на них не обладали большим ресурсом, а внезапное изменение погоды, например встреча с грозовым фронтом, могло оказаться от самолета роковым. Меньшей зависимости от погоды и технических неполадок хотели пассажиры, а значит, и авиакомпании. Полуторакратный прирост мощности позволял «семёрке» при необходимости быстрее взлетать, а в случае неудачного захода на посадку спокойно увести лайнер на второй круг. Отказ одного двигателя не вёл к неминуемой катастрофе: на двух других летчик мог довести машину до аэродрома или, по крайней мере, выбрать место для вынужденной посадки. Одним словом, понятия «безопасный пассажирский самолет» и «трехмоторный лайнер» стали почти синонимами.

«Фоккер» F.VIIb/3m. 1925 г. Голландия. Фото KLM. 
Фоккеровская «семёрка» благодаря дешевизне и надёжности 
стала одним из самых популярных пассажирских самолётов  
конца 20-х — начала 30-х гг. 

Сравнивая F13 и F.VII, можно заметить особенности компоновки и технологии производства самолётов, характерные для фирм «Юнкерс» и «Фоккер». Принципиально разными были выбранные материалы – «Юнкерс» был верен цельнометаллической конструкции (более надежной и долговечной, но не требующей высокой квалификации рабочих и более дорогой), а «Фоккер» оставался приверженцем смешанной (основа фюзеляжа – ферма из стальных труб, обшивка – фанера и полотно, крыло – с деревянным и фанерной обшивкой). Благодаря простоте и дешевизне голландский самолёт стал «хитом» фирмы в конце 20-х гг. (выпущено около 150 машин) и производился во многих странах по лицензии (ещё около 50 аэропланов). По образцу F.VII были созданы новые самолеты, самым знаменитым из которых стал американский «Форд» 4-АТ. Конструкторы удачно соединили в нем принцип компоновки «Фоккера» с материалом и технологией «Юнкерса». «Форды» отличались высокой надежностью и долголетием (один из лайнеров выполнял регулярные рейсы еще в начале 70-х гг. !). Около 200 машин «Форд» 4-АТ и его увеличенного варианта 5-АТ составляли основу самолётного парка американских авиакомпаний почти 10 лет.

В конце 20-х, а  особенно в 30-х гг. были популярны  пассажирские гидросамолёты – самолёты на поплавках вместо колёс – и  так называемые летающие лодки, в  которых основной большой поплавок и фюзеляж представляют единое целое. Главное их достоинство – возможность  использовать естественные, идеально гладкие и не требующие ухода  взлетно-посадочные «полосы», длина  которых практически не ограничена. 12 июля 1929 г. в первый полёт отправилась гигантская 12-моторная летающая лодка немецкой фирмы «Дорнье».  Однако машина оказалась слишком тяжелой, поэтому ей не удалось подняться выше 420 м. Впрочем, со многими остановками она все же сумела перелететь из Германии в США (Нью-Йорк).

Между тем авиационная  наука двигалась вперед, и тот, кто пользовался её достижениями, добивался впечатляющих результатов. Оказалось, что скорость можно существенно увеличить, если уделить больше внимания сопряжению крыла с фюзеляжем, подобрать капоты для моторов, обтекатели для стоек и колёс и шасси. «Вылизанный» по этим принципам, небольшой пассажирский высокоплан «Вега» (1927 г.) фирмы «Локхид» легко держал на маршруте 250 км/ч, а максимальная скорость перевалила за 300 км/ч.

7 марта 1932 г.  в воздух поднялся новый лайнер  «Юнкерса» — Ju 52/3m. Его конструкция принципиально не отличалась от F13, за исключением того, что три двигателя, каждый по 660 л. с, были тщательно закапотированы, колёса «обулись» в большие каплевидные обтекатели и появилась мощная механизация задней кромки крыла. Пассажиры и члены экипажа Ju 52 — всего 20 человек — могли рассчитывать на скорость 250 км/ч. Надёжный и неприхотливый, самолёт стал самым «продаваемым» авиалайнером европейской конструкции за весь предвоенный период. Но во многих отношениях он оказался «последним». Последний для компании «Юнкере» самолёт с гофрированной обшивкой, последний массовый трёхмоторный лайнер с неубирающимся шасси...

К началу 30-х  гг. помимо магистральных лайнеров в гражданской авиации сформировалась ещё одна категория машин —  самолёты местных линий. Они отличались меньшей дальностью полёта, небольшим  числом мест (в то время от 6 до 8), коротким разбегом/посадкой и невысокой (даже для небольших авиакомпаний) ценой. Британская фирма «Дэ Хэвилленд» в 1932 г. выпустила удачный двухмоторный деревянно-полотняный биплан DH 84 «Дрэгон», а позже — его вариант DH 89 «Дрэгон Рапид». Благодаря отличной аэродинамике «Дрэгон Рапид» смог со слабенькими 200-сильными двигателями удерживать на маршруте скорость 225 км/ч. До войны авиакомпании закупили более 300 машин обеих модификаций.