Текст книги "Как устроен самолет и как он летает"

Автор книги: А. Жабров

сообщить о нарушении

Текущая страница: 2 (всего у книги 3 страниц)

КАКИМИ ПРИБОРАМИ ОБОРУДОВАН САМОЛЕТ

Полет на воздушной машине с ее громадной скоростью требует большого внимания от летчика. Чтобы облегчить управление самолетом и мотором, на самолете всегда имеется ряд приборов (рис. 14).

Рис. 14. Внутренность кабины летчика. Впереди – контрольная доска с приборами. Наиболее важные из них следующие: 1 Часы. 2 Контакт. 3 Счетчик оборотов мотора. 4 Альтиметр. 5 Указатель скорости полета. 6 Указатели давления в бензиновом и масляном баках. 7 Указатели количества бензина и масла имеющихся в баках. 8 Компас. 9 Карта. В центре рисунка виден рычаг управления (ручка) а ниже виден ножной рычаг руля направления. Слева на борту видны рычажки для управления мотором.

Скажем немного о главнейших из них.

Летчик должен всегда знать, на какой высоте он летит. Для этого служит прибор, который называется альтиметром. Альтиметр – это то же самое, что барометр, о котором многие слышали. Барометр показывает изменение атмосферного давления Но так как с высотой воздух становится реже, давление его падает, то такой прибор, следовательно, может легко показывать и высоту. Летчик поднимается, и стрелка альтиметра медленно ползет и показывает ему высоту в метрах.

Есть еще прибор барограф, который устроен на том же основании, что и альтиметр, но он сам записывает высоту полета на особом бланке в виде кривой линии.

Летчику чрезвычайно важно бывает иногда знать скорость своего полета. Есть прибор, который указывает, сколько километров в час делает в данный момент самолет. Устройство этого прибора сложно, но оно основано на действии потока встречного воздуха: чем быстрее летит самолет, тем больше сила потока встречного воздуха (ветра), а это особым образом и действует на прибор.

Этот прибор называется указателем скорости.

Для ориентировки полета в воздухе летчик часто пользуется компасом, особенно необходим он бывает при больших перелетах или при полетах над облаками, когда не видно земли, а также при ночных полетах. Устройство авиационного компаса сложнее, чем обыкновенного земного, так как приходится применять меры, чтобы на магниты компаса не влияла железная масса мотора, находящегося почти рядом.

Когда землю видно и на пути полета имеются, как говорят, ориентировочные пункты, например железная дорога, реки, озера, деревни, города и. д., то летчик пользуется картой. Карта устроена в особом картодержателе так, что летчик может всегда видеть то место на карте, где он действительно сейчас пролетает. Карта нужна летчику при каждом полете вне аэродрома. Бывают на самолетах, особенно на больших, приборы, которые называются креномерами. Креномер показывает, куда накренился самолет. Сущность устройства креномера та же, что и обыкновенного уровня, которым например пользуются плотники, если уровень хоть чуть чуть наклонить, то пузырек воздуха передвигается в обратную сторону. Вот такой же примерно уровень и представляет креномер на самолете. Конечно, на самолете перед летчиком должны быть часы.

Для управления мотором служит прежде всего контакт, – это выключатель электрического тока, о котором уже говорилось. Летчик должен в каждый момент знать, сколько оборотов делает мотор в минуту. Для этого служит счетчик оборотов. Стрелка этого прибора показывает все время летчику, как работает мотор. При малейших его капризах она начинает скакать, а если мотор незаметно начинает «сдавать», то и это тотчас же прибор показывает.

Чтобы бензин из бака поступал в мотор (через карбюратор), в бак автоматически накачивается воздух, который давит на поверхность бензина и гонит его по трубочкам в карбюратор. Если почему либо давление будет недостаточно (испортится помпа) то бензин не будет поступать в нужном количестве и мотор может «сдать» а то и во все стать. Поэтому есть прибор – указатель давления, он показывает летчику какое сейчас давление в баке.

Такие же указатели бывают иногда и для масла.

Для пуска в ход мотора обычно пользуются добавочным магнето, которое называется пусковым магнето. Летчик сообщает ему вращение от руки с помощью рукоятки. Для накачивания воздуха в бак кроме автоматической помпы, действующей от мотора, имеется и ручная помпа на случай порчи первой.

Все приборы расположены на особой доске (контрольная доска) перед летчиком, а такие приспособления, как ручная помпа и пусковое магнето – сбоку от летчика. При ночных полетах приборы освещаются электрическими лампочками

ГИДРОСАМОЛЕТ И АМФИБИЯ

Если сухопутный самолет приспособить так, чтобы он мог подниматься с воды и садиться на воду то получится водный самолет или, как его называют, гидросамолет. Так часто и делают: вместо колес сухопутному самолету приспосабливают большие поплавки (рис. 15), в которых внутри – воздух.

Рис. 15. Гидросамолет на поплавках.

Самолет разбегается на них по воде все равно как на лыжах. Поплавки делаются или из фанеры, покрытой особыми составами, чтобы она не пропускала воду или же из металла дюралюминия. Но чаще гидросамолет строят несколько иначе. Именно вместо обычного фюзеляжа делают лодку формой, похожую и на фюзеляж и на рыбу. К этой лодке прикрепляют крылья с мотором и воздушным винтом и получается летающая лодка (рис. 16).

Рис. 16. Гидросамолет – летающая лодка. Момент взлета.

Такой тип гидросамолета часто бывает удобнее, особенно для подъема и посадки на морской волне. Лодка делается или из дерева и обшивается фанерой, или же из дюралюминия.

В остальном устройство и управление гидросамолетом то же, что и у сухопутного самолета.

Конечно самый удобный самолет был бы такой, чтобы на нем можно было садиться и подниматься и на земле, и на воде. Такие самолеты есть. Это – земноводный самолет, или, как его называют, амфибия (рис. 17).

Рис. 17. Амфибия (земноводный самолет).

Как он устроен?

К лодочному гидросамолету по бокам лодки и выше ее днища пристраиваются особым образом колеса, но так, что летчик в воздухе со своего места может эти колеса с помощью особой рукоятки по желанию выдвинуть. Поднимается, он например с воды, как на обыкновенном самолете, а если хочет сесть на землю, то в воздухе опускает колеса ниже днища лодки. Наоборот, поднявшись на колесах по земле, летчик в воздухе может поднять колеса и сесть на воду. Что это удобно – ясно всякому. Но такие самолеты – амфибии – не получили широкого распространения. Трудно сделать так, чтобы такая машина заменила и хороший сухопутный самолет и хороший гидросамолет.

Однако тут возможны еще большие усовершенствования.

РАЗЛИЧНЫЕ СИСТЕМЫ САМОЛЕТОВ

В общих чертах все самолеты одинаковы, но все же они отличаются друг от друга и своей конструкцией и формой и размерами, и мощностью моторов, и материалом, из которого они сделаны, а также тем – для какой цели данный самолет служит (различные типы).

Самолеты в настоящее время строятся различной конструкции. Есть самолеты с одним рядом крыльев – монопланы (рис. 18), с двумя рядами – бипланы (рис. 5) и реже с тремя рядами – трипланы. Есть самолеты у которых крылья крепятся к фюзеляжу стойками, подкосами и тросами, а есть самолеты и со свободнонесущими крыльями, о которых уже упоминалось. Большинство самолетов строится с фюзеляжем, подобно описанному, но некоторые имеют фюзеляж в виде лодки. У некоторых один мотор и один воздушный винт, а другие имеют их по два (рис. 18) и больше.

Рис. 18. Двухмоторный самолет.

Самолеты строятся теперь самых разнообразных размеров – от громадных машин, весом в несколько десятков тонн, и до маленьких слабосильных авиэток. У больших самолетов размах крыльев достигает до 30–40 метров, а у маленьких он иногда всего – 6–8 метров. Мощность моторов у большого самолета доходит до 6 000 лош. сил, а то и больше, а у авиэток иногда мотор всего в 20 лош. сил и даже меньше. Большие самолеты могут, брать грузу несколько тонн (рис. 19).

Рис. 19. Грузоподъемность современного самолета. Этот самолет берет одного бензина 2 800 килограммов (почти 175 пудов). На рисунке видны 20 бочек бензина, приготовленные для наполнения баков самолета.

Авиэтка же рассчитана только на одного человека (рис. 20).

Рис. 20. Авиэтка. Один из самых маленьких самолетов. Мотор – мотоциклетный, всего 12 сил.

Не так давно самолеты строились почти исключительно из дерева и обтягивались полотном, а теперь все больше и больше переходят к постройке металлических самолетов. Тут всего чаще применяется сплав металла алюминия с ничтожными количествами некоторых других металлов. Этот сплав называется дюралюминием. Он легок, прочен и довольно хорошо поддается обработке. Есть самолеты и сплошь из стали, но сталь пока идет меньше, чем дюралюминий. Будущее, конечно за металлическим самолетом.

ВОЕННЫЕ САМОЛЕТЫ

Все строящиеся в настоящее время самолеты разделяются на военные и гражданские. Как тех, так и других есть целый ряд типов. В зависимости от назначения, машине придаются те или иные особенности. Посмотрим на главнейшие типы военных самолетов.

Из военных самолетов очень интересен самолет истребительного типа. Это – обычно одноместная, но очень мощная машина (мотор не меньше 400 лош. сил). Скорость современного истребителя редко меньше 250 километров в час, а высоту 5 000 метров он набирает всего минут в 15, а то и еще скорее. Самолет-истребитель очень поворотлив, и на нем можно кувыркаться в воздухе, как хочешь. Все это позволяет вести на нем воздушный бой. Самолет вооружен двумя пулеметами, которые стреляют вперед «через винт» (рис 21 и 22).

Рис. 21. Современный одноместный самолет-истребитель. Мотор – 460 лош. сил. Скорость около 300 километров в час. Вооружение —2 пулемета, стреляющие «через винт», т. е вперед. (пулеметы видны на рисунке).

Рис. 22. Современный двухместный военный самолет. Мотор – 500 лош. сил. Пулеметы на снимке не видны.

Пулемет особым образом шестеренками соединен с валом мотора и устроен так, что выстрелы происходят тогда, когда лопасть винта прошла или не дошла до линии полета пули. Гашетка для стрельбы находится на ручке, которой летчик управляет самолетом.

Самолет для бомбометания – или бомбовоз – всегда большой мощный самолет (рис. 23).

Рис. 23.

Бомбы обычно прикрепляются под крыльями на особых бомбодержателях. Когда бомбу надо сбросить, бомбометчик только нажимает маленький рычажок, и страшный «чемодан» падает в ту цель, какую наметил летчик. Для защиты бомбовоз вооружен пулеметами.

Самолет-торпедоносец несет под фюзеляжем самодвижущуюся мину. Подлетая к вражескому судну, он сбрасывает мину, которая в воде уже сама движется по направлению к судну, если конечно она правильно была направлена (рис. 24).

Рис. 24. Гидросамолет-миноносец в момент сбрасывания мины.

Самолет разведывательного типа (рис. 25) – обычно двухместная мощная машина, вооружен пулеметами и оборудован аэрофотоаппаратом для фотографирования позиций противника и радиотелеграфом (иногда радиотелефоном).

Рис. 25. Современный двухместный военный гидросамолет разведчик. На рисунке виден задний пулемет.

Здесь нужно заметить, что радио может стоять и на самолетах других типов. Динамо для радио обычно работает от маленького воздушного винта, а роль антенны играет тонкий длинный трос с грузом на конце, спускаемый с самолета.

Есть еще ряд типов военного самолета, но они мало чем отличаются от описанных.

Особенностью всех вообще военных самолетов является их большая мощность, вооружение и специальное оборудование.

ГРАЖДАНСКИЕ САМОЛЕТЫ

В настоящее время область применения самолета все более и более увеличивается. Как средство транспорта, в сельском хозяйстве, в промышленности, в науке – везде самолет находит применение. Конечно самолет, как средство воздушного транспорта, стоит на первом месте.

Почтово-пассажирскими воздушными линиями теперь уже опутана вся Европа и Америка, и с каждым годом число этих линий растет.

Пассажирский самолет (рис. 26, 27) становится доступным средством сообщения.

Рис. 26. Внутреннее устройство современного пассажирского самолета (продольный разрез). 1 Мотор. 2 Места летчика и механика. 3 Кабина на 9 пассажиров. 4 Электрические лампочки. 5 Уборная. 6 Багажное отделение.

Рис. 27. Кабина современного пассажирского самолета.

Например на наших воздушных линиях стоимость перелета на самолете такая же, что и в мягком вагоне поезда. Но задача дня – еще значительно снизить стоимость полета.

Пассажирские самолеты делаются самых различных размеров и конструкций. На рис 26 хорошо видно устройство пассажирского самолета. Пассажиры сидят в удобных креслах, пассажирская кабина освещается электричеством, а иногда и отапливается, есть помещение для багажа и уборная. На больших самолетах бывает иногда даже буфет с горячими закусками. Очень часто на пассажирском самолете есть радио.

Пассажирский самолет редко имеет больше 10–12 мест. Это объясняется двумя причинами: во-первых, постройка и уход за большим самолетом много сложнее, а во-вторых, очень большие самолеты пока еще невыгодны. В самом деле воздушное сообщение еще не настолько развито, чтобы все места на большом самолете всегда были заняты. Но лететь по расписанию надо, поджидать пассажиров не станешь. Полет и так стоит дорого, а если, скажем, из 30 мест только 10 будут заняты, то полет принесет большой убыток.

Чаще всего пассажирские самолеты рассчитаны человек на 8-10, но в последнее время уже начинают строить и очень большие самолеты, которые могут перевозить десятки пассажиров.

Особенно удобны самолеты для перевозки почты. Большие грузы пока еще перевозятся мало вследствие дороговизны.

Есть санитарные самолеты для перевозки раненых и больных. Есть самолеты легкого типа для путешествий (туризма). Есть спортивные самолеты. Есть самолеты для борьбы с вредителями и много других, но их типы мало отличаются от описанных.

ПРИГОТОВЛЕНИЕ САМОЛЕТА К ПОЛЕТУ

Итак, мы разобрали – почему самолет летает, как он устроен, какие бывают самолеты. Но как же производится самый полет? Что делает летчик, чтобы управлять этой прекрасной машиной? Как эта машина то спокойно и смирнехонько летит по прямой, то вдруг начинает выделывать в воздухе такие «номера», что даже с земли смотреть страшно? Но посмотрим сначала, как самолет приготовляется к полету.

Когда самолет выведен из ангара (ангаром называется помещение, где хранится самолет), то летчик садится на свое место, а механик приступает к запуску мотора. Летчик привязывается к сидению широким ремнем (на всякий случай). Под колеса машины подкладываются деревянные козелки, которые должны удержать самолет при пробе мотора на месте (рис. 28).

Рис. 28. Приготовление самолета к полету. Запуск мотора.

Пока механик в последний раз осматривает – все ли в исправности, и заливает немного бензину в цилиндры мотора, летчик проверяет управление и приборы. Затем механик, взявшись за лопасть винта, несколько раз провертывает вал мотора, чтобы поршни в цилиндрах задвигались и залитый в них бензин хорошо бы смешался с воздухом, всасываемым через впускные клапаны. Затем механик спрашивает летчика:

– Вы готовы?

Получив утвердительный ответ, он, поудобнее взявшись за конец лопасти винта, говорит громко:

– Контакт!

Этим коротким восклицанием механик просит, чтобы летчик включил контакт, т. е. повернул бы выключатель электрического зажигания.

Летчик включает контакт и в это время громко говорит:

– Есть контакт!

Механик, который уже раньше приготовился (рис. 29) теперь сильно и быстро дергает за лопасть и отскакивает от винта, особенно если мотор сразу «заберет».

Рис. 29. Проба мотора на месте.

Иногда эту операцию приходится повторять несколько раз кряду, пока мотор не пойдет.

Итак, мотор запущен. Летчик регулирует его обороты, постепенно прибавляя «газ» (горючей смеси), вслушиваясь в работу мотора и проверяя его по приборам (рис. 29), но вот мотор достаточно прогрет и работает «на ять» Можно лететь.

ВЗЛЕТ, ПОЛЕТ И ПОСАДКА САМОЛЕТА

Мотор испробован. Но прежде чем лететь, надо еще отрулить на старт (когда самолет едет по земле, то говорят самолет рулит). Летчик ставит мотор на малый газ, механики убирают из-под колес козелки и слегка придерживают самолет за концы крыльев. Летчик направляет машину на старт, и самолет медленно ползет по земле, чтобы через несколько минут гордо взмыть в поднебесье.

На старте (место взлета) самолет разворачивают против ветра, так как взлет против ветра легче (вспомни, читатель, про змей). Затем, когда дежурный по старту дает разрешение подниматься (обычно – отмашка белым флагом), то летчик, зорко взглянув кругом, дает полный газ и наклоняет ручку вперед, чтобы поднять хвост. Самолет бежит по земле, все увеличивая скорость. Подъемная сила крыльев растет. Вот, наконец, она уже больше веса самолета, и он плавно отделяется от земли. Положения, которые занимают при взлете ручка управления и руль глубины, видны из рис 30.

Рис. 30. Взлет самолета. На рисунке показано, какие положения занимают при взлете последовательно рукоятка управления и руль глубины.

Но когда самолет отделился от земли, подъемная сила крыльев все еще увеличивается, правда, до некоторого предела. Благодаря этому самолет может не только лететь горизонтально, но и забирать высоту. При подъеме летчик держит ручку слегка отклоненной назад (рис. 30), чтобы руль глубины был несколько приподнят.

Когда летчик достиг желаемой высоты (время от времени он взглядывает на альтиметр), он сбавляет оборотов мотора настолько, чтобы самолет не стремился подниматься, но и не опускал носа. Это обычно средние обороты при которых всего приятнее лететь горизонтально.

В полете летчик следит за приборами его внимание непрерывно схватывает все касающееся полета в воздухе и на земле. Его зрение, слух и мышцы говорят ему, все ли в порядке и нет ли какой-нибудь опасности. В случае ее летчик немедленно должен принять правильное решение.

Перед спуском летчик выбирает сверху место посадки и сбавив обороты мотора (по-ставив его на малый газ) слегка наклоняет машину носом вниз и начинает спускаться. Во время спуска он непрерывно прикидывает, как ему лучше сесть, куда лучше повернуть, как удобнее зайти, чтобы выйти против ветра при подходе к земле и т. д. Это называется расчетом на посадку. От правильности расчета на посадку зависит в громадной степени сама посадка. Неправильный расчет часто ведет к поломке машины (аварии) а иногда и к катастрофе.

Но вот земля наконец близка, машина планирует (рис. 31) с почти остановленным мотором против ветра.

Рис. 31. Планирование и посадка самолета.

Приближается самый ответственный момент. Самолет со своей громадной скоростью должен коснуться земли, на которой могут оказаться всякие неровности и кочки. Ясно, что чем меньше будет скорость самолета в момент прикосновения его колес к земной поверхности, тем легче и безопаснее будет посадка.

Когда до земли остается несколько метров, летчик начинает понемногу тянуть ручку назад или как говорят «выбирать на себя». От этого руль глубины плавно поднимается и самолет начинает лететь горизонтально. Но так как мотор не работает и винт не тянет, то скорость самолета все уменьшается, а следовательно уменьшается и подъемная сила его крыльев.

Летчик все продолжает выбирать ручку на себя, нос самолета поднимается, а хвост опускается все ниже. Наконец подъемной силы не хватает для поддерживания машины в воздухе, и она мягко касается колесами земли (рис. 31).

Небольшой пробег по земле – и машина останавливается. Летчик прибавляет немного оборотов мотору и рулит к ангару. Навстречу ему бегут механики.

Полет окончен.

ВИРАЖИ И ФИГУРНЫЙ ПОЛЕТ

Всякий знает, что если привязать к бечевке камень, а затем, взяв за другой конец бечевки, создать камню быстрое вращательное движение, то бечевка натянется, а камень будет описывать правильные круги. Если вместо камня привязать маленькое ведрышко, полное воды, то при быстром вращении вода из него не выльется, хотя моментами ведрышко будет находиться «вверх ногами».

Все это объясняется действием так называемой центробежной силы, которая всегда появляется при движении тела по кривой линии.

И вот, благодаря этой центробежной силе, на самолете можно проделывать всякие повороты и фигуры.

Петля, или, как ее называют, мертвая петля, переворот через крыло, двойной переворот, или бочка, и наконец штопор – вот главные фигуры, которые теперь должен уметь проделывать на самолете каждый, даже ученик-летчик. Кроме того, летчик должен уметь делать всевозможные повороты, пологие и крутые. Поворот называют виражем. Вираж самолета (рис. 32) всегда очень красив, особенно крутой вираж, когда крылья становятся почти вертикально (вертикальный вираж).

Рис. 32. Вертикальный вираж самолета. Снято с другого самолета.

На маленьком и поворотливом самолете можно быстро делать очень маленькие круги. При вираже летчик всегда дает крен, иначе вираж не выйдет. Попробуйте быстро бегать по маленькому кругу и вам придется все время наклоняться внутрь круга, чтобы не упасть! Вот то же самое и на самолете.

Петля (рис. 33) делается так: летчик разгоняет машину, а затем, действуя рулями (главным образом рулем глубины), задирает самолет «свечкой», пока машина не опишет петлю.

Рис. 33. Петля (мертвая петля).

Ясно, что в некоторый момент летчик оказывается вверх ногами. Если петля сделана правильно, то летчик не выпадет, даже если он не привязан (как не выливается вода из ведрышка), но, конечно, летчик обязательно привязывается. Значит, как видно из рисунка, при полете самолет выходит в ту же сторону, в какую он летел раньше.

При перевороте через крыло (рис. 34) самолет, перевернувшись вверх колесами, переходит на нос и выходит в сторону, обратную той, в какую летел раньше.

Рис. 34. Переворот через крыло.

При бочке самолет перевертывается через крыло вверх колесами и, продолжая вращаться, снова перевертывается через крыло и возвращается таким образом в первоначальное положение (двойной переворот через крыло). При этой фигуре самолет и после нее продолжает полет в ту же сторону, куда летел раньше.

Штопор (рис. 35) заключается в том, что машина падает носом вниз, но при этом она вращается, описывая в воздухе как бы витки штопора.

Рис. 35. Штопор. На рисунке показаны разрывы снарядов, от которых нередко приходится уходить быстрым снижением, напр. путем штопора.

Штопор – одна из самых неприятных фигур. Во время штопора, если смотреть на землю, обязательно сильно кружится голова, пока не привыкнешь. От штопора раньше многие летчики разбивались насмерть, так как не умели из негр выходить, а попадали в него нечаянно, вследствие какой-нибудь ошибки. Теперь штопор делает каждый ученик. У читателя наверное есть два вопроса: 1) зачем нужны все эти фигуры и 2) страшно ли их делать.

Фигурный полет – это не для забавы. Летчик, который умеет кувыркаться в воздухе, так хорошо знает свою машину, что его не испугаешь ничем. Вот, например, раньше потому и разбивались почти всегда от штопора, что не практиковались в нем. Хороший летчик только тот, кто умеет делать все фигуры. Кроме того, в бою летчику, особенно истребителю, приходится так изворачиваться при воздушной атаке или обороне, что ему нередко нужно применить ту или иную фигуру. Летчик на самолете в бою должен себя чувствовать так же, как хороший кавалерист на лошади во время конной атаки. То взметнуться вверх, то камнем ринуться вниз, то вдруг неожиданно сделать такой маневр, чтобы самолет противника оказался в невыгодном положении и чтобы его легко можно было сбить.

Конечно, для летчика, который уже имеет опыт, фигурный полет нисколько не страшен. Для пассажира же, который идет впервые на фигуры, могут быть и неприятные минуты, но и то не всегда. Всего неприятнее из перечисленных фигур – штопор. Фигурные полеты делают только на прочных поворотливых машинах, главным образом на военных самолетах. На пассажирских конечно не только фигуры, но даже и крутые виражи не делаются.