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

То же, что самолет.

то же, что Самолёт.

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.

летательный аппарат тяжелее воздуха для полётов в атмосфере с помощью двигателей и неподвижных, как правило, крыльев. Благодаря большой скорости, грузоподъёмности и радиусу действия, надёжности в эксплуатации, высокой манёвренности С. получил наибольшее распространение из всех типов летательных аппаратов (См. Летательный аппарат) и применяется для транспортирования пассажиров и грузов, а также для военных и специальных целей. Историю развития и основные данные С. см. в ст. Авиация.

Классификация самолётов. По назначению различают гражданские и военные С. К гражданским С. относятся: транспортные (пассажирские, грузопассажирские, грузовые), спортивные, рекордные (для установления рекордов скорости, скороподъёмности (См. Скороподъёмность), высоты, дальности полёта и т. п.), туристические, административные, учебно-тренировочные, сельскохозяйственные, специального назначения (например, для спасательных работ, телеуправляемые) и экспериментальные. Военные С. предназначены для поражения воздушных, наземных (морских) целей или для выполнения других боевых задач; подразделяются на истребители-бомбардировщики, бомбардировщики, разведчики, транспортные, С. связи и санитарные. Подробнее см. в ст. Военно-Воздушные Силы, Истребительная авиация, Истребительно-бомбардировочная авиация, Бомбардировочная авиация, Разведывательная авиация, Военно-транспортная авиация.

В основу классификации С. по конструкции положены внешние признаки: число и расположение крыльев и двигателей, форма и расположение оперения и т. п. На рис. 1 показаны основные типы С. В зависимости от числа крыльев различают Монопланы, т. е. С. с одним крылом, и Бипланы - С. с двумя крыльями, находящимися одно над другим. Бипланы, у которых одно из крыльев короче другого, называются полуторапланами. Бипланы манёвреннее монопланов, но имеют большее лобовое сопротивление, что снижает скорость полёта С. Поэтому большинство современных С. выполняется по схеме моноплана. В зависимости от положения крыла относительно фюзеляжа С. делятся на низкопланы, среднепланы и высокопланы. По положению оперения различают С. классические схемы (оперение размещается позади крыла), С. типа "утка" (горизонтальное оперение располагается впереди крыла) и С. типа "бесхвостка" (оперение размещается на крыле). Классическая схема С. может быть с однокилевым оперением, разнесённым вертикальным (многокилевым) оперением и V-образным оперением. В зависимости от типа шасси С. подразделяют на сухопутные, Гидросамолёты и амфибии (гидросамолёты, оборудованные колёсными шасси). По типу двигателей различают винтомоторные, турбовинтовые и турбореактивные С. В зависимости от скорости полёта различают С. дозвуковые (скорость С. соответствует Маха числу (См. Маха число) М < 1), сверхзвуковые (5 > М ≥ 1) и гиперзвуковые (М ≥ 5).

Аэродинамика самолёта. В результате воздействия на крыло воздушного потока возникает аэродинамическая сила R (см. Аэродинамические сила и момент (См. Аэродинамическая сила)). Вертикальная составляющая этой силы по отношению к потоку называется подъёмной силой (См. Подъёмная сила) Y, горизонтальная составляющая - силой лобового сопротивления Q (см. Аэродинамическое сопротивление). Лобовое сопротивление является суммой сил трения воздуха о поверхность крыла Q_тр, давления воздушного потока Q_давл (объединяемых общим название профильного сопротивления - Q_проф = Q_тр + Q_давл) и индуктивного сопротивления Q_инд, возникающего при наличии подъёмной силы на крыле. Q_инд обусловливается образованием на концах крыла вихрей воздуха вследствие перетекания его из области повышенного давления под крылом в область пониженного давления над крылом. При скорости полёта, близкой к скорости звука, может возникать Волновое сопротивление Q_полн. Подъёмная сила С. обычно равна подъёмной силе крыла, лобовое сопротивление - сумме сопротивлений крыла, фюзеляжа, оперения и др. частей С., обтекаемых потоком воздуха, а также сопротивления интерференции (взаимного влияния этих частей) Q_инт. Отношение подъёмной силы к лобовому сопротивлению называется аэродинамическим качеством. Максимальное значение аэродинамического качества современного С. достигает 10-20.

Силовая установка самолёта состоит из авиационных двигателей (См. Авиационный двигатель) и различных систем и устройств - воздушных винтов (См. Воздушный винт), пожарного оборудования, топливной системы, систем всасывания воздуха, запуска, смазки, изменения направления тяги и др. При выборе места установки двигателей, их числа и типа учитывают аэродинамическое сопротивление, создаваемое двигателями, разворачивающий момент, возникающий при отказе одного из двигателей, сложность устройства воздухозаборников, возможность обслуживания и замены двигателей, уровень шума в пассажирском салоне и т. п.

Конструкция самолёта. Основные части - Крыло, Фюзеляж, Шасси и Оперение самолёта. На рис. 2 показана компоновочная схема турбореактивного пассажирского С. Ил-62. Крыло создаёт подъёмную силу при движении С. Обычно неподвижно закрепляется на фюзеляже, но иногда может поворачиваться относительно поперечной оси С. (например, у С. вертикального взлёта и посадки) или изменять конфигурацию (стреловидность, размах). На крыле устанавливаются рули крена (Элероны) и элементы механизации крыла (См. Механизация крыла). Фюзеляж служит для размещения экипажа, пассажиров, грузов и оборудования. Конструктивно связывает между собой крыло, оперение, иногда шасси и силовую установку. Шасси предназначается для взлёта и посадки, а также для передвижения С. по аэродрому. На С. могут устанавливаться колёсные шасси, поплавки (на гидросамолётах), лыжи и гусеницы (у С. повышенной проходимости). Шасси бывают убирающимися в полёте и неубирающимися. С. с убирающимися шасси имеет меньшее лобовое сопротивление, но тяжелее и сложнее по конструкции. Оперение предназначается для обеспечения устойчивости, управляемости и балансировки С.

Системы управления и оборудование. Системы управления С. разделяются на основные и вспомогательные. К основным принято относить системы управления воздушными рулями (См. Воздушные рули). Вспомогательные системы служат для управления двигателями, триммерами рулей, шасси, тормозами, люками, дверями и т. п. Управление С. производится с помощью штурвальной колонки или ручки управления, педалей, переключателей и т. п., расположенных в кабине экипажа. Для облегчения пилотирования и повышения безопасности полёта в систему управления могут включаться Автопилоты и бортовые вычислители (См. Бортовой вычислитель); управление делается двойным. Уменьшение нагрузок, действующих на рычаги управления при отклонении рулей, обеспечивается гидравлическими, пневматическими или электрическими усилителями (называемыми бустерами), устройствами сервокомпенсации (См. Сервокомпенсация). Управление С. в случае, когда воздушные рули неэффективны (полёт в сильно разреженной атмосфере, на С. вертикального взлёта и посадки), осуществляется газовыми рулями (См. Газовый руль).

Оборудование С. включает приборное, радио-, электрооборудование, противообледенительные устройства (См. Противообледенительное устройство), высотное, бытовое и специальное оборудование, а для военных С. также вооружение (пушки, ракеты, авиационные бомбы) и бронирование. Приборное оборудование в зависимости от назначения подразделяется на пилотажно-навигационное (Вариометры, Авиагоризонты, Компасы, автопилоты и т. п.), для контроля за работой двигателей (манометры, расходомеры и т. п.) и вспомогательное (амперметры, вольтметры и др.). Электрооборудование С. обеспечивает работу приборов, средств управления, радио, системы пуска двигателей, освещения. Радиооборудование включает в себя средства радиосвязи (См. Радиосвязь) и радионавигации (См. Радионавигация), радиолокационное оборудование, системы автоматического взлёта и посадки. Для обеспечения безопасности и защиты человека при полёте на больших высотах служит высотное оборудование С. (системы кондиционирования воздуха, кислородного питания и др.). Удобство размещения пассажиров и экипажа, комфорт обеспечиваются бытовым оборудованием. К специальному оборудованию относятся системы автоконтроля работы оборудования и конструкции С., аэрофотосъёмки (См. Аэрофотосъёмка), оборудование для перевозки больных и раненых и т. п.

Самолёты вертикального взлёта и посадки (СВВП) и самолёты короткого взлёта и посадки (СКВП). Увеличение скоростей полёта С. приводит к росту взлётно-посадочных скоростей, в результате чего длина взлётно-посадочных полос достигает нескольких километров. В связи с этим создаются СКВП и СВВП. СКВП имеют при высокой крейсерской скорости (600-800 км/ч) длину взлётно-посадочной дистанции не более 600-650 м. Сокращение взлётно-посадочной дистанции в основном достигается применением мощной механизации крыла и управления пограничным слоем (См. Пограничный слой), использованием ускорителей на взлёте и устройств для гашения скорости при посадке, отклонением вектора тяги маршевых двигателей. Вертикальный взлёт и посадка СВВП обеспечиваются специальными подъёмными двигателями, отклонением реактивных сопел или поворотом основных двигателей, как правило, турбореактивных (ТРД). Типовые схемы СВВП показаны на рис. 3.

Лит.: Паленый Э. Г., Оборудование самолетов, М., 1968; Курочкин Ф. П., Основы проектирования самолетов с вертикальным взлетом и посадкой, М., 1970; Шульженко М. Н., Конструкция самолетов, 3 изд., М., 1971; Никитин Г. А., Баканов Е. А., Основы авиации, М., 1972; Проектирование самолетов, 2 изд., М., 1972; Шейнин В. М., Козловский В. И., Проблемы проектирования пассажирских самолетов, М., 1972; Schmidt Н. A. F., Lexikon Luftfahrt, В., 1971; Jane's, all the world's aircraft, L.,

1909-.

Г. А. Никитин, Е. А. Баканов.

Рис. 1. Основные типы самолётов.

Рис. 2. Турбореактивный самолёт Ил-62: 1 - передняя стойка шасси; 2 - кабина экипажа; 3 - входная дверь; 4 - фюзеляж; 5 - передний пассажирский салон; 6 - основная стойка шасси; 7 - крыло; 8 - двигатели; 9 - технический отсек; 10 - стабилизатор; 11 - антенна; 12 - киль; 13 - задний пассажирский салон; 14 - буфет; 15 - гардероб.

Рис. 3. Самолёты вертикального взлёта и посадки.