Приоритететные направления науки и техники в ссср Авиационная наука и техника
Авиастроение в дореволюционной России имело слабую производственно-техническую базу и находилось в зависимости от иностранного капитала. Однако даже в тех условиях отечественная инженерная мысль нередко опережала зарубежную, а по количеству построенных опытных образцов летательных аппаратов Россия не уступала самым развитым странам Европы. Самолеты «Русский витязь», «Илья Муромец» и другие, созданные на основе проектов русских конструкторов, установили целый ряд высших мировых достижений грузоподъемности, продолжительности и дальности полета.
Великая Октябрьская социалистическая революция открыла новую эру в развитии отечественной авиации. В.И. Ленин считал авиацию одним из величайших достижений века и неоднократно подчеркивал, что Советская Россия должна иметь свой воздушный флот.
В первые годы после победы Октябрьской революции 1917 г. на авиационных заводах налаживалось производство самолетов по трофейным образцам, одновременно приобретались лицензии на постройку самолетов иностранных марок. Советское правительство уделяло большое внимание развитию авиации. В 1918 г. в Москве был основан Центральный аэрогидродинамический институт (ЦАГИ), который возглавил Н.Е. Жуковский. ЦАГИ стал научной базой для строительства самолетов. В 1919 г. был создан Московский авиационный техникум, преобразованный в 1922 г. в военно-воздушную инженерную академию им. Н.Е. Жуковского. На механическом факультете Московского высшего технического училища (МВТУ) было создано аэромеханическое отделение (1925 г.), преобразованное последовательно в аэромеханический факультет, Высшее аэромеханическое училище, а затем в Московский авиационный институт (МАИ) им. С. Орджоникидзе (1930 г.).
В 1920-х гг. были организованы первые КБ по самолетостроению: А.Н. Туполева (в ЦАГИ), Н.Н. Поликарпова и Григоровича (при заводе «Дукс»). Первыми советскими самолетами были АНТ-1, И-1 (1923), АК-1 «Латышский стрелок (1924 г.). Конструкция самолетов была деревянная, с полотняной обшивкой крыльев и оперения. Переход с дерева на металл явился важным этапом в развитии авиации. Была создана специальная комиссия по металлическому самолетостроению (А.Н. Туполев В.М. Петляков и др.). Несмотря на трудности, в 1920-х гг. были созданы первый цельнометаллический самолет ЛНТ-2 (1924 г.) и первый серийный самолет из нового материала – кольчугалюминия АНТ-З, 1925 г. (Слайд 6).
Создание авиационной промышленности явилось одной из главных задач первого пятилетнего плана (1929 – 1932 гг.). Для развертывания научно-исследовательских работ из ЦАГИ были выделены: отдел авиационных материалов, преобразованный затем во Всесоюзный институт авиационных материалов (ВИАМ), винтомоторный отдел (после слияния с авиационным отделом Научно-исследовательского автомобильного и автомоторного института стал Центральным институтом авиационного моторостроения – ЦИАМ). Наряду с крупными КБ А.Н. Туполева и Н.Н. Поликарпова имелись небольшие КБ К.А. Калинина, Д.П. Григоровича, А.И. Путилова, А.С. Яковлева, В.Б. Шаврова, Г.М. Бериева и др. Советские летчики на самолетах отечественных конструкций совершили перелеты, прославившие Советский Союз (В.П. Чкалов, М.М. Громов, В.К. Коккинаки, М.В. Водопьянов, В.С. Гризодубова и др.).
В 1930-х гг. в самолетостроении произошли важные качественные изменения. Существенно улучшились летные данные, решены проблемы флаттера и выхода из штопора, создание Н.Н. Поликарповым самолета И-16 (Слайд 7) положило н ачало распространению в авиации истребителей монопланной схемы – скоростных истребителей. Стали применяться убирающиеся в полете шасси, герметичная кабина, турбокомпрессор для повышения высотности, механизация крыла, усовершенствованная винтомоторная установка, пушка, стреляющая через винт, потайная клепка, новые высокопрочные материалы и т.д. Его появление привело к пересмотру основных представлений о характере действий истребителя, тактике их применения и главных технических требованиях к самолетам этого класса. Словом, И-16 открыл новый этап развития истребительной авиации.
В 1939 г. ЦК ВКП(б) и правительство приняли постановление «О реконструкции существующих и строительстве новых самолетных заводов»; был организован Народный комиссариат авиационной промышленности. Конструирование самолетов поручили КБ А.А. Архангельского, С.В. Ильюшина, С.А. Лавочкина, А.И. Микояна, В.М. Петлякова, П.О. Сухого. В результате теоретических и экспериментальных исследований (в аэродинамических трубах и других установках) были определены более совершенные формы многих элементов самолетов, обеспечивающие малое лобовое сопротивление, хорошие пилотажные и взлетно-посадочные качества; построены истребители ЛаГГ-3, МиГ-3, Як-1, бомбардировщики Пе-2, Пе-8, Су-2, Ил-4, штурмовик Ил-2 с высокими летно-техническими характеристиками. Пе-8 (другие обозначения ТБ-7 и АНТ-42 – фото (Слайд 8)) – советский четырехмоторный тяжелый бомбардировщик дальнего действия (иногда классифицируется, как стратегический) периода Второй мировой войны. Использовался, в основном, для стратегических бомбардировок тылов противника. С бомбовой нагрузкой в 2000 кг, при полной заправке топливом максимальная дальность полета Пе-8 составляла до 5460 км. В особых случаях дальность полета могла быть и большей. Например, для организации перелета В.М. Молотова в Англию и США в 1942 г. на самолет были установлены дополнительные баки и кислородные баллоны.
В о время полета на высоте 10000 – 11000 м самолет был мало уязвим для истребителей противника. Даже будучи полностью загружен горючим и бомбами, самолет быстро набирал максимальную высоту полета, легко выполнял виражи с креном до 50° в условиях, когда другие самолеты (в том числе истребители) могли с трудом удерживаться на курсе без выполнения какого-либо маневра, даже на минимальной скорости.
Высокая маневренность машины на высотах до 10000 м обеспечивало прицельное бомбометание и малую уязвимость для огня зенитной артиллерии.
Пе-8 обладал мощным оборонительным вооружением, состоявшим из двух 20-мм пушек ШВАК, размещенных в двух точках (сверху фюзеляжа и в корме машины), двух крупнокалиберных 12,7-мм пулеметов УБТ, размещенных в задних частях поддвигательных гондол, и двух 7,62-мм пулеметов ШКАС, установленных в точке на носу машины. Вкупе с большой высотностью, столь внушительное оборонительное вооружение позволяло экипажам Пе-8 выполнять полеты без истребительного прикрытия.
Экипаж: 8 – 12 человек, максимальная взлетная масса: 35 т, максимальная скорость на высоте 6360 м: 443 км/час, мог использовать бомбы до 5 т.
Первый удар по Берлину на самолетах Пе-8 был нанесен 10 августа 1941 года, а 29 апреля 1943 года на Кенигсберг была впервые сброшена 5000-килограммовая бомба. При этом на Пе-8 впервые, раньше чем в США и Англии, были подняты 5-тонные бомбы. Пе-8 применялись в стратегических бомбардировках для принуждения Финляндии к выходу из войны в 1944 г. В ряде случаев Пе-8 эффективно применялись для ударов по целям в прифронтовой полосе, в частности в Курской битве.
Пе-8 стал первым высотным скоростным бомбардировщиком дальнего действия, который полностью отвечал требованиям времени. Немецкая промышленность практически не выпускала серийно самолеты такого класса. Лучшие английские и американские дальние бомбардировщики по всем летно-техническим параметрам уступали Пе-8, особенно в первой половине Второй мировой войны.
В годы Великой Отечественной войны МиГ-3 (фото (Слайд 9)) использовался главным образом как высотный истребитель-перехватчик. Его основные качества – большой потолок (12 тыс. м) и скорость, достигавшая на высотах более 7 тыс. м 640 км/час (это была тогда наивысшая в мире скорость, достигнутая на серийных самолетах), позволяли нашим летчикам успешно вести бои с вражескими бомбардировщиками и разведчиками. Этот одномоторный, одноместный, высотный истребитель-перехватчик по маневренности был лучше других истребителей. На момент принятия на вооружение МиГ-3 был одним из лучших перехватчиков мира.
В период Великой Отечественной войны бронированный штурмовик Ил-2 (Слайд 10) являлся уникальной боевой машиной, не имевшей аналогов ни в одной из воевавших тогда стран. За время Второй мировой войны самолетов этого типа было выпущено больше, чем любого другого (36163 машины). Являясь основной ударной силой советской авиации, штурмовик Ил-2 сыграл выдающуюся роль в войне и оказал заметное влияние на ход боевых действий на советско-германском фронте.
Практика Первой мировой войны, а также последующих локальных конфликтов показала, что низко летящие истребители или разведчики, которые пытались использовать в качестве штурмовиков, несли большие потери от ружейного и пулеметного огня наземных войск. Поэтому довольно быстро стало ясно, что штурмовик должен иметь эффективное бронирование и одновременно обладать мощным наступательным вооружением. Попытки построить такой самолет предпринимались неоднократно и в разных странах. Однако успехов в этом деле все не было. Между тем роль авиации в борьбе с наземными войсками неуклонно возрастала и потребность в штурмовике ощущалась все острее.
Впервые решить эту задачу удалось С.В. Ильюшину. В основе его проекта лежали последние достижения советской науки и техники. Мощный авиационный мотор, штампуемая неоднородная броня (позволявшая изготовлять броневые детали сложной поверхности, а бронекорпуса обтекаемой формы с «работающей», а не «навесной» броней), бронестекло (необходимое для защиты экипажа), скорострельные авиационные пушки и реактивные снаряды стали главными слагаемыми успеха будущего Ил-2.
Появление Ил-2 на фронтах явилось полной неожиданностью для противника. Несмотря на то, что тактика использования бронированных штурмовиков еще не была отработана, они стали наносить серьезные потери противнику и деморализующе действовали на фашистов, прозвавших вскоре Ил-2 «черной смертью». С большим успехом подразделения Ил-2 действовали против бронетанковых и мотомеханизированных частей противника.
В годы войны, несмотря на трудности, возникшие вследствие эвакуации, авиационная промышленность успешно снабжала фронт самолетами. Появились легкие, маневренные, хорошо вооруженные истребители, штурмовики и бомбардировщики (Як-3, Ла-5, Ил-6, Ил-8, Пе-3, Ту-2 и др.).
После войны в военной и гражданской авиации наметился переход от поршневых двигателей к реактивным. В СССР разработка воздушно-реактивных двигателей (ВРД) была начата еще в конце 1930-х гг. (Б.С. Стечкин создал теорию ВРД). В 1943 – 1944 гг. А.М. Люлька разработал проект первого советского турбореактивного двигателя (ТРД). Проводились эксперименты с применением жидкостного ракетного двигателя (ЖРД) – полеты ракетоплана РП-318 в 1940 г. (С.П. Королев) и самолета БИ-1 (А.Я. Березняк и А.М. Исаев) в 1942 г. Применение ТРД обеспечило быстрый прогресс авиации. Созданием самолетов МиГ-9 и Як-15 (1946 г.) было положено начало практическому применению реактивных двигателей в советской авиации.
С 1947 г. началось серийное производство реактивных истребителей. МиГ-15 (Слайд 11) стал первым советским реактивным истребителем. Начало его производства относится к 1946 г., первый опытный образец был создан к концу декабря 1947 г. Первый серийный самолет совершил свой первый полет в конце 1948 г., и уже зимой 1948 – 1949 гг. такими самолетами стали оснащаться военные части. Полностью первые строевые подразделения были сформированы к концу 1949 г.
Строительством МиГов занимались восемь советских военных заводов. Всего в Советском Союзе было создано более 11 тысяч таких самолетов. Но помимо этого, самолеты МиГ-15 производились и в странах социалистического лагеря – в Польше и Чехословакии. Истребители активно шли на экспорт и в развивающиеся страны, такие как Китай, КНДР, Сирию, Египет, а также страны Варшавского договора.
При практической дальности полета 1330 км самолет способен был развивать скорость до 1076 км/ч у земли и 1044 км/ч в небе.
Велись работы по снижению веса конструкции и улучшению аэродинамического качества самолетов, снижению потерь на охлаждение и т.д. Создание стреловидного крыла – важный этап в развитии реактивной авиации. Большое значение для развития авиационной науки имело получение в аэродинамической трубе с перфорированными стенками рабочей части околозвуковой скорости потока с непрерывным переходом через скорость звука. Особенно важными для практики были результаты исследований аэродинамики стреловидных крыльев и крыльев малого удлинения, а также устойчивости и управляемости самолетов с крыльями и оперением новых форм, что в сочетании с использованием ТРД обеспечило достижение околозвуковых скоростей, а в дальнейшем и значительно превышающих их.
Л а-160 (1947 г.) – первый советский экспериментальный самолет со стреловидным крылом (Слайд 12). 26 декабря 1948 г. тридцатидвухлетний летчик-испытатель Олег Соколовский на опытном фронтовом истребителе Ла-176 в испытательном центре в Саки впервые в мире превысил скорость звука и достиг скорости 1105,0 км/ч, что соответствовало числу М=1,021. Такая скорость превосходила официальные мировые рекорды, установленные к этому времени лучшими реактивными самолетами зарубежной авиации и зарегистрированные ФАИ. Ла-176 стал вторым пилотируемым летательным аппаратом после американского ракетоплана Х-1. Последний взял этот важный рубеж на год раньше, в октябре 1947 г., но он не был классическим самолетом и взлетал не с земли, а с бомбардировщика-носителя. Звуковой барьер, к покорению которого так стремился С.А. Лавочкин, как и вся советская боевая авиация, был взят.
В 1950-х гг. благодаря успехам в аэродинамике и двигателестроении авиация стала сверхзвуковой. Первый советский серийный сверхзвуковой самолет МиГ-19 имел скорость до 1450 км/ч.
Н а воздушном параде в Домодедове (1967 г.) были продемонстрированы новейшие образцы боевой авиационной техники, среди них сверхзвуковые: истребитель МиГ-21, многоцелевой Як-28, истребитель-бомбардировщик Су-7, стратегический бомбардировщик-ракетоносец М-50 (В.М. Мясищев).
Были впервые показаны самолеты вертикального взлета и посадки, такие как ЯК-41 (Слайд 13) – ЯК-141, созданный с использованием задела ЯК-41) и истребители с изменяемой геометрией крыла в полете. К середине 1960-х гг. скорость полета самолетов достигла 3000 – 3500 км/ч, потолок – свыше 30 км, дальность – свыше 10 тыс. км (с дозаправкой горючего в воздухе она стала еще больше).
М иГ-31 (Слайд 14) – первый советский боевой самолет четвертого поколения.
Предназначен для перехвата и уничтожения воздушных целей на малых, предельно малых, средних и больших высотах, днем и ночью, в простых и сложных метеоусловиях, при применении противником активных и пассивных радиолокационных помех, а также ложных тепловых целей. Группа из четырех самолетов МиГ-31 способна контролировать воздушное пространство протяженностью по фронту 800 – 900 км. Совершил свой первый полет 16 сентября 1975 г.
С у-37 (Слайд 15) – многофункциональный сверхманевренный всепогодный истребитель поколения «4++» большого радиуса действия, предназначенный для завоевания господства в воздухе и нанесения ударов по наземным целям. Создан на базе истребителя Су-35 (первый полет совершен 28 июня 1988 г.).
Т у-160 (Слайд 16) – советский сверхзвуковой стратегический бомбардировщик-ракетоносец с изменяющейся стреловидностью крыла.
Является самым крупным в истории военной авиации сверхзвуковым самолетом и самолетом с изменяемой геометрией крыла, самым мощным и самым тяжелым боевым самолетом в мире, обладает крупнейшей среди бомбардировщиков максимальной взлетной массой и боевой нагрузкой. Среди пилотов получил прозвище «Белый лебедь». На вооружении с 1987 г.
С у-47 «Беркут» – российский палубный истребитель (Слайд 17). Имеет крыло обратной стреловидности, в конструкции планера широко используются композиционные материалы. После распада СССР и кризиса в стране в 1990-х гг., государственное финансирование с проекта было снято, и он продолжался только благодаря собственному финансированию ОКБ «Сухой».
С у-39 (Слайд 18) – штурмовик, разработанный в конце 1980-х гг., предназначенный для применения в любое время суток.
Самолет представляет собой дальнейшее развитие специализированного противотанкового варианта штурмовика Су-25Т. Самолет может также эффективно уничтожать корабли в прибрежных зонах, транспортную и фронтовую авиацию противника.