устройство для управляемого полёта в атмосфере планеты или космическом пространстве. Полёт Л. а. представляет собой движение над твердой и жидкой поверхностью планеты или в межпланетном пространстве. Л. а. используются для перевозки людей и грузов, выполнения с.-х., строительных и др. работ, для ведения научных исследований и в военных целях. Различают атмосферные и космические Л. а. Атмосферные Л. а. делятся, в свою очередь, на 2 класса: аппараты тяжелее воздуха и аппараты легче воздуха.

Силы, действующие на Л. а. На Л. а. действует притяжение планеты и др. небесных тел, а при полёте в атмосфере - также и сопротивление среды. Действие этих сил преодолевается с помощью подъёмной силы (См. Подъёмная сила) и силы тяги. Подъёмная сила и сила тяги используются также для управления Л. а., т. е. для изменения величины и направления скорости полёта и положения Л. а. в пространстве.

При создании подъёмной силы используются следующие принципы: аэростатический, аэродинамический и газодинамический. Аэростатическая сила, или архимедова сила, образуется из-за разности плотностей газа, заполняющего оболочку аппарата, и атмосферного газа (рис. 1а, 1б,) и приложена к внешней поверхности Л. а. (см. Архимеда закон). Она направлена вертикально вверх. Аэродинамическая сила также приложена к внешней поверхности Л. а. (см. Аэродинамические сила и момент). Образуется из-за перепада давления на поверхности Л. а. при несимметричном обтекании его газообразной средой атмосферы (рис. 2а, 2б, 2в, 2г). Составляющая аэродинамической силы, перпендикулярная направлению полёта, образует подъёмную силу, а составляющая, параллельная скорости полёта и направленная назад, - Аэродинамическое сопротивление (лобовое сопротивление). Отношение подъёмной силы к силе лобового сопротивления называется аэродинамическим качеством. В газодинамическом принципе создания подъёмной силы используется давление газа, действующего на внутреннюю поверхность реактивного двигателя (рис. 3а, 3б).

Сила тяги, создаваемой воздушным винтом (См. Воздушный винт) или реактивным двигателем (См. Реактивный двигатель), численно равна приращению количества движения рабочего вещества, отбрасываемого ими. Винт приводится во вращение двигателем (поршневым или газотурбинным). Реактивные двигатели делятся на воздушно-реактивные и ракетные. При создании тяги с помощью винта и воздушно-реактивного двигателя (См. Воздушно-реактивный двигатель) в качестве рабочего вещества используется атмосферный газ (воздух). Рабочее вещество для ракетного двигателя (См. Ракетный двигатель) транспортируется на самом Л. а., поэтому ракетный двигатель можно применять как на атмосферных, так и на космических Л. а. Если направление силы, создаваемой винтом или реактивным двигателем, наклонено к направлению полёта, то эту силу можно разложить на две составляющие. Составляющую, перпендикулярную направлению полёта, можно рассматривать как подъёмную силу, а составляющую, параллельную направлению полёта, - как тягу. Создание тяги и подъёмной силы связано с затратами энергии. Источником энергии может быть химическое или ядерное горючее, запасённое на борту Л. а. На космическом Л. а. возможно также использование солнечной энергии.

Обычно полёт Л. а. состоит из 3 основных этапов: взлёт (разбег, набор высоты), установившийся полёт (полёт с приблизительно постоянной скоростью), посадка (торможение, спуск до соприкосновения с поверхностью планеты, пробег). Некоторые этапы полёта могут отсутствовать или принимать специфическую форму. Для разбега Л. а. при взлёте обычно используется тяга двигателя, установленного на нём. Взлёт Л. а. может осуществляться также и с помощью дополнительных устройств вне Л. а. (катапульт (См. Катапульта) и т.п. средств). На втором этапе, при установившемся прямолинейном полёте, равнодействующая всех сил, приложенных к Л. а., равна нулю. На третьем этапе полёта скорость постепенно уменьшается до небольшой величины, обеспечивающей безопасную посадку. Для этого необходима сила, почти уравновешивающая силу притяжения, и сила, тормозящая движение по горизонтали.

Л. а. легче воздуха (Аэростат, Дирижабль и др.). Подъёмная сила аппаратов этого класса имеет аэростатическую природу (см. Воздухоплавание). Аэростат развивает лишь подъёмную силу, горизонтальное перемещение его происходит под действием ветра. Управление аэростатом сводится к изменению высоты полёта путём изменения его массы и объёма. Дирижабль имеет воздушные винты, создающие тягу и приводимые во вращение двигателями. Кроме средств управления, применяемых на аэростате, на дирижабле используются аэродинамические органы управления.

Л. а. тяжелее воздуха (Самолёт, Планёр, Вертолёт, Винтокрыл и др.). Подъёмная сила аппаратов этого класса имеет преимущественно аэродинамическую природу. В некоторых случаях используется также газодинамический принцип создания подъёмной силы. Наиболее распространённым Л. а. тяжелее воздуха является самолёт. Его подъёмная сила создаётся в основном Крылом. Значительно меньшая доля приходится на подъёмную силу фюзеляжа и оперения. Рассматриваются проекты самолётов для полётов при гиперзвуковых скоростях, у которых подъёмная сила образуется в основном корпусом. Тяга самолёта создаётся с помощью поршневого, газотурбинного или воздушно-реактивного двигателя. Ракетный двигатель используется на самолёте редко (обычно в качестве ускорителя). На перспективном гиперзвуковом самолёте возможно применение ракетного двигателя как основного средства создания тяги. Для управления самолётом используются аэродинамические органы (рули высоты и направления, Элероны и др.), а также регулирование тяги.

Подъёмная сила крыла изменяется приблизительно пропорционально квадрату скорости полёта. При малых скоростях подъёмной силы крыльев недостаточно для отрыва самолёта от поверхности Земли. Для каждого самолёта существует минимальная скорость, при которой подъёмная сила крыльев равна весу самолёта. Поэтому при взлёте необходим разбег для достижения её, а при посадке - пробег, чтобы погасить её до нуля. Это приводит к необходимости создания аэродромов со взлётно-посадочными полосами. Уменьшение минимальной скорости и соответствующее сокращение длины разбега и пробега самолёта достигается увеличением подъёмной силы крыльев посредством их механизации (см. Механизация крыла), сдува пограничного слоя (См. Пограничный слой) с крыла, обдува крыла струями от винтов и др. способами.

Подъёмная сила может быть создана и на неподвижном Л. а. Для этого его крылья должны двигаться относительно корпуса Л. а. Известны проекты Л. а. с машущими и колеблющимися крыльями (см. Орнитоптер). Применение нашёл вертолёт - Л. а. с несущим винтом, который можно рассматривать как систему крыльев, вращающихся в плоскости, близкой к горизонтальной. Наклоном плоскости вращения несущего винта к направлению полёта создаётся не только подъёмная сила, но и тяга. У винтокрыла подъёмная сила создаётся одновременно несущим винтом и крылом, а тяга - тянущим и несущим винтами. Существуют самолёты с винтами, плоскость вращения которых может изменяться от вертикальной до горизонтальной. Такие самолёты могут совершать вертикальные взлёт и посадку. Использование газодинамического принципа создания подъёмной силы позволяет и реактивному самолёту летать с малыми скоростями и даже "висеть", совершать вертикальные или укороченные взлёт и посадку. Это достигается отклонением вниз струи реактивного двигателя посредством поворотных сопл либо использованием специальных вертикально установленных двигателей.

Космические Л. а. (Автоматическая межпланетная станция, искусственный спутник Земли (См. Искусственные Спутники Земли), Космический корабль и др.). Из-за большого своеобразия различных этапов космического полёта и для уменьшения массы космического Л. а. делается составным. Он состоит обычно из следующих автономных частей: стартовой ракеты, орбитального или межпланетного корабля, аппарата, спускаемого на поверхность планеты. Стартовая ракета разгоняет Л. а. до скорости, равной или превосходящей орбитальную. Управление ракетой осуществляется изменением значения и направления действия тяги ракетных двигателей, а при наличии на планете атмосферы - также посредством аэродинамических рулей. Орбитальным и межпланетным кораблями управляют с помощью ракетных двигателей. При дальних межпланетных перелётах ракетный двигатель целесообразно применять также для дополнительного разгона межпланетного корабля с целью уменьшения продолжительности перелёта. Эффективность использования рабочего вещества в двигателе тем выше, чем больше скорость истечения газа из него. В ракетных двигателях поток газа разгоняют путём его нагревания за счёт сжигания химического горючего и последующего расширения в сопле. Разрабатываются двигатели для космических Л. а., в которых поток газа разгоняется до более высоких скоростей, чем в ракетном двигателе (плазменный двигатель (См. Плазменные двигатели), Электростатический ракетный двигатель). На окончательном этапе полёта космического Л. а. производится его торможение ракетным двигателем. Если планета лишена атмосферы, то ракетным двигателем пользуются вплоть до соприкосновения с её поверхностью. Если же планета имеет атмосферу, то используются также аэродинамические силы. Применение подъёмной силы позволяет снизить перегрузки, неблагоприятно действующие на человека. Управление Л. а. при спуске путём изменения его подъёмной силы позволяет повысить точность посадки. Рассматриваются проекты перспективных космических аппаратов, которые смогут взлетать с поверхности Земли и садиться на её поверхность подобно самолёту.

Лит. см. при статьях Авиация, Воздухоплавание и Космонавтика.

В. Я. Боровой.

Рис. 1а. Схема, поясняющая аэростатический принцип создания подъёмной силы. На схеме: р - давление воздуха; ρ - плотность воздуха; g - ускорение силы тяжести; h - высота аэростата; Об. - оболочка аэростата. Стрелками показано распределение давления на поверхности летательного аппарата, окружённого воздухом.

Рис. 2а. Схема, поясняющая аэродинамический принцип создания подъёмной силы крылом дозвукового самолёта. На схеме: ρ - давление воздуха; α - угол атаки крыла; V - скорость полёта; У - подъёмная сила; Р - тяга; НВ - несущий винт; ПВ - плоскость вращения несущего винта. Стрелками показано распределение давления на поверхности крыла.

Рис. 2в. Схема, поясняющая аэродинамический принцип создания подъёмной силы несущим винтом вертолёта. На схеме: ρ - давление воздуха; α - угол атаки крыла; V - скорость полёта; У - подъёмная сила; Р - тяга; НВ - несущий винт; ПВ - плоскость вращения несущего винта. Стрелками показано распределение давления на поверхности крыла.

Рис. 3а. Схема, поясняющая газодинамический принцип создания подъемной силы. На схеме: 1 - компрессор; 2 - форсунки для распыления топлива; 3 - камера сгорания; 4 - газовая турбина; 5 - газодинамические рули, отклоняющие струю газов и, следовательно, изменяющие направление тяги двигателя.

Рис. 1б. Внешний вид дирижабля.

Рис. 2б. Внешний вид самолёта Ту-124.

Рис. 2г. Внешний вид вертолёта Ми-10.

Рис. 3б. Внешний вид самолета с вертикальным взлетом и посадкой.

аппарат, предназначенный для полёта в космос или в космосе, например ракеты-носители (космические ракеты), искусственные спутники Земли (ИСЗ) и др. небесных тел. Наименование КЛА - общее, включает различные виды таких аппаратов, в том числе использующие и нереактивный принцип движения (например, Солнечный парус и др.). Ракеты-носители (космические ракеты) являются средством достижения необходимой скорости для осуществления космического полёта КЛА, которые можно разделить на 2 основные группы: а) околоземные орбитальные КЛА, движущиеся по геоцентрическим орбитам, не выходя за пределы сферы действия Земли (ИСЗ); б) межпланетные КЛА, которые в полёте выходят за пределы сферы действия Земли и входят в сферу действия Солнца, планет или их естественных спутников. При этом различают автоматические КЛА (автоматические ИСЗ, искусственные спутники Луны - ИСЛ, Марса - ИСМ, Солнца - ИСС и т. п., автоматические межпланетные станции - АМС) и пилотируемые (космические корабли-спутники, обитаемые орбитальные станции, межпланетные космические корабли). Большая часть указанных типов КЛА уже создана; ведётся разработка межпланетных кораблей для полёта и высадки на др. планеты, транспортных космических кораблей многократного использования и др.

Полёт КЛА делится на следующие участки: выведения - КЛА сообщается необходимая космическая скорость в заданном направлении; орбитальный, на котором движение КЛА происходит в основном по инерции, по законам небесной механики; участок посадки. В ряде случаев КЛА снабжаются ракетными двигателями, позволяющими на орбитальном участке изменять (корректировать) траекторию движения или тормозить КЛА при посадке. Для современных КЛА, использующих химические ракетные двигатели, протяжённость участков полёта с работающими двигателями (выведение, коррекция, торможение) значительно меньше, чем участков орбитального полёта.

Ракета - единственное доступное средство для полётов в космическое пространство. Максимальная скорость ракеты зависит от скорости истечения реактивной струи, определяемой видом топлива и совершенством двигателя, и отношения массы топлива к общей (начальной) массе ракеты, т. е. от совершенства конструкции ракеты, а также от массы полезного груза. Скорость истечения реактивной струи из двигателя при современных химических топливах составляет 3000-4500 м/сек; при этом одноступенчатая ракета рациональной конструкции практически не способна развить скорость, необходимую для космического полёта (около 8 км/сек). Поэтому распространены составные ракеты (См. Составная ракета), у которых в полёте, по мере расходования топлива, отделяются части конструкции (топливные баки, двигатели). Основные ракеты, применяемые в космонавтике (ракеты-носители), имеют от 2 до 4 ступеней. Конструктивные схемы этих ракет весьма разнообразны; их отличительная особенность - малая относительная масса конструкции (вместе с двигательной установкой обычно не превышает 10-12\% от массы топлива). Создание такой конструкции с высокой жёсткостью и прочностью - сложная техническая задача. Ракета работает в очень напряжённых режимах статических и динамических нагрузок, поэтому необходимо максимальное использование прочности материалов, конструктивное совершенство отдельных узлов при значительных размерах конструкции в целом. В состав оборудования ракеты входит ряд систем и агрегатов для управления в полёте, разделения ступеней, наддува топливных баков, регулирования подачи топлива к двигателям и др. Двигательные установки космических ракет, как правило, состоят из нескольких двигателей, работа которых синхронизируется.

Полёт ракеты по заданной траектории, стабилизацию её относительно центра масс, управление двигателями (регулирование тяги, включение и выключение), выдачу команд на разделение ступеней обеспечивает система управления. Она представляет собой сложный комплекс приборов и агрегатов (гироскопических, электронных, электромеханических и др.) и в ряде случаев включает бортовую электронную вычислительную машину. Космические ракеты - одно из крупнейших достижений современной науки и техники; создание ракетно-космических комплексов требует высокого уровня развития многих отраслей науки и техники - металлургии, химии, радиоэлектроники, вычислительной техники и многого др.

Отличительная особенность большинства КЛА - способность к длительному самостоятельному функционированию в условиях космического пространства. Во многих отношениях (законы движения, тепловой режим и др.) такие КЛА подобны самостоятельным небесным телам, на которых созданы необходимые условия для работы аппаратуры и существования людей. На КЛА имеются системы регулирования теплового режима, энергопитания бортовой аппаратуры, управления движением в полёте, радиосвязи с Землёй. В КЛА с экипажем в герметичной кабине обеспечиваются необходимые условия для жизни и работы человека - осуществляется регенерация атмосферы с регулированием её температуры и влажности, снабжение водой и пищей. Решение проблем жизнеобеспечения (См. Жизнеобеспечение) экипажа особенно сложно для обитаемых орбитальных станций и межпланетных кораблей. Многие КЛА имеют системы для ориентации в пространстве. При ориентации КЛА обычно выполняются определённые функции (научное наблюдение объекта, радиосвязь, освещение солнечных батарей и др.). В зависимости от задачи точность ориентации может составлять от 10-15° до нескольких угловых секунд. Изменение траектории (её коррекция, маневрирование КЛЛ, торможение перед спуском на Землю или др. планету и т. п.) необходимо для реализации любой достаточно сложной схемы космического полёта. Поэтому все пилотируемые КЛА и большинство автоматических КЛА снабжены системой управления движением и бортовыми ракетными двигателями. Специфической задачей является поддержание на борту КЛА требуемой температуры. В отличие от наземных условий, в космическом пространстве между отдельными телами осуществляется только лучистый теплообмен; на КЛА воздействуют внешние тепловые потоки - излучение солнца, земли или др. близкой планеты, обычно переменные (заход КЛА в тень Земли, полёт на различных удалениях от Солнца). В свою очередь, КЛА должен излучать в окружающее пространство определённое количество тепла (зависящее от поглощения внешних тепловых потоков и внутреннего тепловыделения). КЛА обычно имеют радиационную поверхность (часть его оболочки или отдельный радиатор-излучатель), которая за счёт специальной обработки обладает большим собственным излучением тепла при малом поглощении его извне. Изменяя теплоподвод к радиационной поверхности и её собственное излучение (например, с помощью специальных жалюзи), регулируют тепловой баланс КЛА, т. е. его температуру. Для тепловых процессов на борту КЛА характерно отсутствие конвективного теплообмена в связи с состоянием невесомости в полёте; поэтому одна из функций системы терморегулирования - организация внутреннего теплового режима. Проблема энергопитания бортовой аппаратуры КЛА решается в нескольких направлениях: а) использование солнечного излучения, преобразуемого в электроэнергию с помощью солнечных батарей, - способ энергопитания, наиболее широко применяемый на современных КЛА, - обеспечивает длительность работы аппаратуры до нескольких лет; б) установка новых источников тока с высокой энергоотдачей на единицу массы - топливных элементов, вырабатывающих электроэнергию в результате электрохимических процессов между 2 рабочими веществами, например кислородом и водородом (полученная при этом вода может использоваться в системах жизнеобеспечения пилотируемых кораблей); в) применение бортовых ядерных энергетических установок с реакторами и изотопными генераторами. Химические источники тока (аккумуляторы) применяются только на КЛА с малым временем работы аппаратуры (до 1-3 недель) или в качестве буферных батарей в системах энергопитания (например, в сочетании с солнечными батареями). Полёт автоматических и пилотируемых КЛА невозможен без радиосвязи с Землей, передачи на Землю телеметрической и телевизионной информации, приёма радиокоманд, периодических измерений траектории движения КЛА, телефонной и телеграфной связи с космонавтами. Эти функции выполняют бортовые радиосистемы и наземные командно-измерительные пункты (см. Космическая связь). Одна из наиболее сложных проблем космических полётов - спуск КЛА на поверхность Земли и др. небесных тел, когда космическая скорость КЛА должна быть уменьшена до нуля в момент посадки. Возможны 2 способа торможения КЛА: использование тормозящей реактивной силы; с помощью аэродинамических сил возникающих при движении аппарата в атмосфере. Для реализации 1-го способа КЛА или его часть (спускаемый аппарат) должен быть снабжен тормозной ракетной двигательной установкой и большим запасом топлива поэтому спуск с ракетным торможением применяется только для посадки на небесные тела, лишённые атмосферы, например на Луну. Спуск с аэродинамическим торможением более выгоден в весовом отношении и является основным при осуществлении посадки КЛА на Землю. При спуске по баллистической траектории перегрузки достигают 8-10; спуск по планирующей траектории когда на спускаемый аппарат, кроме силы сопротивления, действует и подъемная сила, позволяет уменьшить эти перегрузки в 1,5-2 раза. На участке спуска при движении в атмосфере имеет место интенсивный аэродинамический нагрев спускаемого аппарата. Поэтому он снабжается теплозащитным покрытием, создаваемым на основе керамических или органических материалов, обладающих высокой термостойкостью, малой теплопроводностью. В конце траектории спуска, на высотах в несколько км, скорость движения снижается до 150-250 м/сек. Дальнейшее снижение скорости перед приземлением осуществляется обычно с помощью парашютной системы. На советских кораблях "Восход" и "Союз" применялась система мягкой посадки, позволяющая уменьшить скорость приземления практически до нуля. Конструкция КЛА отличается рядом особенностей, связанных со специфическими факторами космического пространства - глубоким вакуумом, наличием метеорных частиц, интенсивной радиации, невесомости. В вакууме изменяется характер процессов трения, возникает явление т. н. холодной сварки, что требует подбора соответствующих материалов для механизмов, герметизации отдельных узлов и др. Воздействие наиболее мелких метеорных частиц на поверхности КЛА при длительном полёте может вызвать изменение оптических характеристик иллюминаторов, некоторых приборов, радиационных поверхностей и солнечных батарей, что требует специальных покрытий, особой обработки поверхности и др. Вероятность метеорного пробоя оболочки гермоотсеков современных КЛА невелика; для больших космических кораблей и орбитальных станций, совершающих длительный полёт, должна предусматриваться противометеорная защита. Космическая радиация (потоки заряженных частиц в радиационном поясе Земли и при солнечных вспышках) может влиять на солнечные, батареи, детали из органических соединений и др. элементы КЛА, поэтому в ряде случаев на них наносят защитные покрытия. Особые меры принимаются для защиты космонавтов от всплесков космической радиации. Высокая надёжность существенна для всех видов КЛА, особенно при наличии экипажа. Она обеспечивается комплексом мероприятий на всех этапах создания и подготовки к полёту КЛА, включая повышение надежности его элементов, аппаратуры и оборудования, строгий технологический контроль на всех стадиях изготовления, тщательную отработку систем и агрегатов имитацией условий космического полёта, проведение комплексных предполётных испытаний и др. Для повышения надежности на КЛА применяют дублирование, триплирование, резервирование отдельных агрегатов и приборов, а также автоматические схемы распознавания отказов приборов, а также элементов и их замены. См. Космонавтика, Ракета-носитель, Искусственные Спутники Земли, Искусственные Спутники Луны, Искусственные спутники Марса, Искусственные спутники Солнца, Автоматическая межпланетная станция, Космический корабль, Орбитальная станция.

Лит.: Александров С. Г., Федоров Р. Е., Советские спутники и космические корабли, 2 изд., М., 1961; Космическая техника, пер. с англ., М., 1964; Справочник по космонавтике, М., 1966; Пилотируемые космические корабли, пер. с англ., М., 1968; Инженерный справочник по космической технике, М., 1969; Левантовский В. И., Механика космического полета в элементарном изложении, М., 1970; Космонавтика, 2 изд., М., 1970 (Маленькая энциклопедия); Освоение космического пространства в СССР. Официальные сообщения ТАСС и материалы центральной печати. 1957-1967 М., 1971.

К. Д. Бушуев.

АЭРОПЛ'АН, аэроплана, ·муж. (от ·греч. aer - воздух и planos - странствующий). Летательный аппарат тяжелее воздуха, самолет.

летательный аппарат, опирающийся в полете на крылья и движущийся с помощью силовой установки. Самолеты, управляемые летчиком (или летчиками), перевозят полезную нагрузку, т.е. грузы, пассажиров, вооружение или специальное оборудование, такое, как фотооборудование для воздушного картографирования. Самолет иногда называют аэропланом, так как на нем установлены несущие плоскости - крылья.

Аналогичную крыльям форму, согласованную с направлением полета, имеют и поверхности хвостового оперения. Хвостовое оперение включает в себя два основных элемента - вертикальную поверхность для управления рысканием (движением в поперечной плоскости) и горизонтальную поверхность для управления движением тангажа (кабрированием или пикированием в вертикальной плоскости). Вертикальное хвостовое оперение состоит из неподвижной поверхности, называемой килем, и рулевой поверхности, называемой рулем направления. Неподвижная часть поверхности горизонтального хвостового оперения называется стабилизатором, а подвижная часть - рулем высоты. Управление относительно оси крена (продольной оси самолета) осуществляется с помощью элеронов, размещаемых на крыльях вблизи их концов. Некоторые самолеты не имеют горизонтального хвостового оперения; такие компоновки называются "бесхвостками". Их рули высоты размещают непосредственно в системе крыла; они могут использоваться и в качестве элеронов, которые называются в этом случае элевонами. Иногда руль высоты устанавливают впереди крыла; такая компоновка самолета называется "уткой". На рисунке приведены различные компоновочные схемы самолетов.

Самолет снабжен силовой установкой и этим отличается от скользящих или парящих планеров, не имеющих силовой установки. Авиационные двигатели делят на два класса, в каждый из которых входит большое число разнообразных типов и модификаций. Это жидкостные ракетные двигатели (ЖРД) и воздушно-реактивные двигатели (ВРД). Как ЖРД, так и ВРД создают тягу, выбрасывая горячие газы из сопла. Горячие газы ЖРД образуются при сгорании ракетного топлива, состоящего из двух компонентов: горючего и окислителя. Все топливо для ракетного двигателя размещается непосредственно на летательном аппарате; тяга такого двигателя не зависит от скорости и слабо зависит от высоты полета. К ВРД относятся прямоточные воздушно-реактивные двигатели (ПВРД), турбореактивные двигатели (ТРД), турбовинтовые двигатели (ТВД) и турбовинтовентиляторные двигатели (ТВВД). Все эти двигатели создают тягу посредством выбрасывания ускоренных и разогретых масс воздуха, прошедшего через двигатель. Энергия, необходимая для ускорения реактивной воздушной струи, получается в результате сгорания топлива в кислороде воздуха, поступающего в двигатель из атмосферы через воздухозаборник. В некоторых системах, таких, как ПВРД и ТРД, продукты сгорания непосредственно перемешиваются с воздухом реактивной струи, тогда как в других системах, таких, как ТВД и ТВВД, они разделяются. Тяга ВРД всех типов существенно падает с увеличением высоты полета (т.е. с увеличением разрежения), однако запас топлива для самолета с ВРД намного меньше, чем для самолета с ЖРД, поскольку в последнем случае и окислитель хранится на борту самолета. В перспективных ядерных силовых установках теплота, генерируемая в ядерном реакторе, нагревает реактивную струю в ракетном двигателе или подводится к воздушной струе ВРД; однако при малой массе ядерного топлива масса системы защиты от ядерных излучений будет очень большой, и поэтому широкое применение ЯРД на самолетах будущего все же маловероятно.

Конструкция самолета должна удовлетворять противоречивым требованиям и определяться в результате компромисса. Для выполнения различных задач требуются различные самолеты. Например, самолет, предназначенный для сверхзвукового полета, должен иметь удлиненный фюзеляж хорошо обтекаемой формы, очень тонкие крылья и поверхности хвостового оперения, позволяющие минимизировать возрастание силы лобового аэродинамического сопротивления в сверхзвуковых течениях (вследствие появления "волнового сопротивления"). Такие тонкие тела имеют, как правило, большую площадь поверхности, что приводит к увеличению сопротивления трения обшивки и соответствующему уменьшению аэродинамического качества (отношения подъемной силы к силе сопротивления). (При низком аэродинамическом качестве для самолета с заданной массой требуется более мощная силовая установка, и для перевозки той же полезной нагрузки на заданное расстояние потребуется больше топлива, что приводит в конечном счете к увеличению размеров и массы самолета.)

Первые успешные полеты на самолете были осуществлены братьями Райт в 1903. В период с 1910 по 1920 в Европе быстро совершенствовались конструкции самолетов, в основном военного назначения. Гражданская авиация интенсивно развивалась в период с 1930 по 1940. Однако наибольшие успехи в проектировании и производстве самолетов были достигнуты во время Второй мировой войны, когда военные самолеты стали одним из основных видов оружия. Развитие авиации в послевоенное время превратило самолет в главное транспортное средство для перевозки грузов на большие расстояния. См. также АВИАЦИОННАЯ СИЛОВАЯ УСТАНОВКА; АВИАЦИОННО-КОСМИЧЕСКИЕ КОНСТРУКЦИИ; АВИАЦИЯ ВОЕННАЯ; АВИАЦИЯ ГРАЖДАНСКАЯ; ПЛАНЕР; РАЙТ.