Проектная работа «Самолет братьев Райт», 4 класс

Авиацией я увлекся в раннем детстве, возможно, из-за особенно удачной игрушки. Я прочитал много книг, хожу в авиамодельный кружок. Может быть моя профессия будет связана с авиацией. Больше всего меня интересует конструирование. Поэтому я заинтересовался историей авиации. Мне интересно, как появился первый самолет, почему его назвали первым, как и кто его создавал, что нужно для того, чтобы создать что-то такое, что меняет жизнь целого человечества.

Первым считается самолет братьев Райт «Флайер». Что в нем особенного?

Разберемся:

• Братья создали нечто принципиально отличающееся от летательных аппаратов современников, что дало мощный толчок самолетостроению?

• Райт первыми догадались запатентовать аппарат, ничем особенно не отличающийся от остальных?

• Что можно назвать самолетом ?

Рождение авиации

Предыстория авиации началась за тысячу лет до нашей эры с первых китайских воздушных змеев. Воздушный шар первым поднял в небо человека. Но шар летел туда куда нёс его ветер. Позже появился дирижабль - управляемый летательный аппарат легче воздуха с двигателем.

Следующим шагом в истории авиации стало создание планеров.

Отцом современного полета стал английский инженер Джордж Кейли. В последние годы XVIII века сэр Джордж Кэйли провёл первое серьёзное изучение физики полёта. В 1799 он создал схему планера, модель которого совершила полёт через пять лет. Она имела колесное шасси, неподвижное

крыло и подвижное хвостовое оперение для управления. Планер запускался со склона холма, а также тянущим канатом - тогда он взлетал как воздушный змей. Планер выполнил два успешных полета с 10-летним мальчиком. Планеры сэра Джорджа Кейли явились пионерами многих конструкций, которые мы видим в сегодняшних самолетах. Как ни успешны были планеры Кейли, им не доставало одной вещи - двигателя.

Большой вклад в развитие планеров внес немецкий инженер Отто Лилиенталь . Он сконструировал ряд лучших по своему времени планеров, и мог совершать полёты на 25 метров или более. Он строго документировал свою работу, включая фотографии, и по этой причине он считается одним из самых известных ранних пионеров авиации. Если бы Лилиенталь не погиб в 1896 г. во время очередного полета, возможно, приоритет создания самолета принадлежал бы не братьям Райт.

Но планер - это еще не самолет. Планером называется летательный аппарат, поднимающийся в воздух благодаря наличию крыльев. Крылья обтекаются набегающим воздушным потоком и создают подъемную силу. Но взлететь самостоятельно планер не может, потому что у него нет ни мотора ни пропеллера. Примером планера является простой бумажный самолет.

Самолёт (он же аэроплан) - тяжелее воздуха для полётов в атмосфере с помощью двигателей и неподвижным относительно других частей аппарата . Самолёт способен перемещаться с высокой , используя крыла для поддержания себя в воздухе. Неподвижное крыло отличает самолёт от махолета и вертолета, а наличие двигателя - от . От самолёт отличает аэродинамический способ создания подъёмной силы, -давление на нижнюю поверхность самолётного крыла больше чем давлении на верхнюю поверхность.

Первые изобретатели аэропланов выдумывали невероятные конструкции. Большинство из них так и не полетели, но их создатели проделали ценнейшую подготовительную работу для будущего.

В 1840-х годах англичанин Уильям Хенсон сделал маленький паровой двигатель для установки на модель планера, но достоверных сведений о его полете нет. В 70-х годах 19 века француз Феликс дю Темпл построил паровой моноплан , которому удалось слететь вниз с холма, но удержаться в воздухе он не смог.

В России долгое время считали что первый аэроплан был построен русским изобретателем Александром Федоровичем Можайским. В 1880-х он создал и испытал моноплан с двумя паровыми машинами, который по некоторым , ничем не подтвержденным сообщениям якобы смог самостоятельно оторваться от земли. Однако сам "полет" был неудачным: сразу после отрыва самолет потерял скорость и рухнул на крыло. Позднее было доказано, что самолет конструкции Можайского имел втрое меньшую мощность, чем требовалось для полета, и был лишь частично управляем.

Слово «самолет» - «avion» пришло в язык от французского изобретателя Клемента Адера. Он создал летательный аппарат «авион» с паровым двигателем, двумя винтами и крыльями, как у летучей мыши. За 13 лет до братьев Райт - авион «Эол», названный в честь греческого бога ветра, поднялся в воздух, пролетел 50 метров и врезался в деревья. Через семь лет Адер создал новый паровой авион, который взлетел и пролетел 300 метров. Самолет развалился при посадке, а полет был неконтролируемым. Адер отказался от своего проекта, который хранили в секрете до публикации сообщений о полете братьев Райт. В отличие от их самолетов авион Адера взлетал, но не садился.

Американец Лэнгли конструировал модели аэропланов на паровом ходу. Модели успешно летали . На строительство полномасштабной версии правительство США даже выделило 50000 долларов, но при первом же запуске «Аэродром», так назывался его самолет, рухнул в воду и разбился.

Братья Райт

Приоритет изобретения и постройки первого в мире самолета признается за братьями Уилбером и Орвиллом Райт.

Уилбер и Орвилл родились в семье епископа. Как-то раз отец привез домой игрушку с крылышками, которая с помощью закрученной резинки поднималась в воздух. В поздние годы они говорили, что их игры с этой игрушкой зажгли искру интереса к полётам. Вот как бывает важно подарить ребенку интересную игрушку!

Необходимые технические знания братья Райт приобрели, работая многие годы в своём магазине, где продавали печатные прессы, велосипеды, двигатели, и другие механизмы. В свободное от работы время братья мастерили планеры собственной разработки. Все планеры братьев-изобретателей имели по два крыла, расположенных одно над другим. Летчик размещался поверх нижнего крыла. Лежа на специальном подвижном помосте, он имел возможность перемещать свое тело относительно крыла, отклоняя рули аппарата. Они совершили более тысячи успешных полетов на своих планерах. Братья были очень дружны. Они всегда вместе обсуждали свои мысли и идеи. Братья по-видимому являлись первой командой авиастроителей, которая проводила серьезные исследования одновременного решения проблем управления и двигателей. Братья не имели инженерного образования, но понимали, что без расчетов обойтись нельзя и взялись за учебники. Они считали что надёжный метод практического управления - ключ к успешному и безопасному полёту. Братья Райт таким образом резко отличались от более опытных современных им авиаторов, которые строили мощные двигатели, прикрепляли их к корпусам летательных аппаратов, не имеющих органов управления, и пытались подняться в воздух без предварительных лётных испытаний. Изучая работы Отто Лилиенталя, братья Райт обнаружили, что его метод баланса и управления путём перемещения веса тела пилота был очень ненадёжен.

Основываясь на наблюдениях, Уилбер заключил, что птицы изменяют угол окончаний своих крыльев, чтобы заставить своё тело повернуть вправо или влево. Братья решили, что это также будет хорошим способом для поворота летающего аппарата - создать «крен» или «наклон» в сторону поворота, точно так же как это делают птицы и точно так же, как велосипедисты: с таким опытом братья были хорошо знакомы. Кроме того, очень важно, как они рассчитывали, что этот метод позволит восстановить равновесие, если боковой ветер наклонит летательный аппарат в одну сторону (боковой баланс). Они долго ломали голову, как достигнуть того же самого эффекта с искусственными крыльями и, в конечном счете изобрели метод - перекос крыла. С помощью тонкой проволоки задний край крыла отгибался вверх или вниз. Когда концы крыльев скручивались в воздушном потоке, самолет накренялся и выполнял разворот. Этот метод управления креном успешно применялся на многих других первых самолетах. Позднее, когда скорости полета возросли, для управления креном стали применять более элегантное решение - элероны. Также для большего контроля управления поворотом братья придумали и применили подвижный задний вертикальный руль.

Таким образом, братья Райт смогли контролировать планер по трём осям перекосом крыла - крен(продольная ось), носовым элеватором - тангаж (поперечная ось) и хвостовым рулём - рыскание (вертикальная ось).С помощью нового метода управления Райт впервые достигли истинного контроля своим аппаратом, что стало важнейшим изобретением в истории авиации.

Братья Райт были создателями многих методов исследований, используемых и теперь в авиационной индустрии. Они даже построили собственную аэродинамическую трубу и создали большое количество устройств для измерения подъемной силы. Они произвели основные испытания в аэродинамической трубе на 200 крыльях различных форм и профилей. Ключевым открытием была эффективность более длинных и более узких крыльев: они имели лучшее аэродинамическое качество.

Следующим шагом к созданию самолета было оснастить планер силовой установкой. Подробное описание нужного двигателя Уилбур и Орвилл разослали на восемь машиностроительных заводов в США и не получили ни одного ответа. Тогда они в очередной раз решили положиться на себя и с помощью механика из своей мастерской сделали двигатель по собственным чертежам. Бензиновый 4х цилиндровый мотор весил 90 килограмм, а мощность приближалась к 12 лошадиным силам. Двигатель приводил в движение два пропеллера разработки Райтов. Чтобы вес двигателя был достаточно низким, его основные части были сделаны из алюминия, что было редкостью в то время.

Новый аппарат, названный «Флайер-1», был построен в 1903 году. Самолет был во много раз больше всех планеров, созданных ранее Райтами. Стоимость постройки «Флайера-1» составила менее тысячи долларов. На постройку пошли деньги их небольшой велосипедной фирмы. Продемонстрируем устройство первого самолета братьев Райт. Мотор был установлен так, чтобы уравновешивать массу пилота. Велосипедные цепи соединяли валы пропеллера с мотором. Сдвоенный вертикальный руль контролировал и изменял направление полета. Сдвоенный горизонтальный руль изменял высоту полета.

Самолет братьев Райт «Флаер-1» имел аэродинамическую схему, позже названную «утка» , потому что рули высоты у него располагались перед крыльями. Изобретатели опасались что двигатель не сможет поднять аппарат в воздух. Самолет разгоняли по рельсовой направляющей длиной около 20 метров с помощью катапульты. В качестве посадочных приспособлений были применены загнутые полозья типа саночных.

17 декабря 1903 года на пустынном пляже Китти Хоук произошло историческое событие - Орвилл Райт на самолете «Флаер-1» совершил первый полет, преодолев 37 метров за 12 секунд. С этого полета ведет отсчет вся мировая моторная авиация. В четвертом полете в тот же самый день Уилбер пролетел 260 метров за 59 секунд. Полеты были засвидетельствованы четырьмя свидетелями и являются первыми хорошо задокументированными.

Приоритет братьев Райт как изобретателей самолёта оспаривается различными людьми и организациями. В то время, в десятилетие 1900-1910, большое количество других изобретателей совершило короткие полёты. Однако, недостаток фотографических или документальных свидетельств делает информацию о полёте труднопроверяемой. Некоторые историки отдают право первенства Альберто Сантос Дюмону. В 1906 году Дюмон совершил полет в Париже на глазах у комиссии аэроклуба Франции и пролетел 60 метров. Это был первый полет самолета в Европе, а , как доказывают бразильцы , и первый в мире. Согласно установленным критериям летательный аппарат тяжелее воздуха должен был оторваться от земли, совершить полет на глазах экспертов и благополучно сесть не используя никаких наземных приспособлений (рельсы, катапульты и т.д). Полет Сантоса Дюмона полностью отвечал всем этим требованиям, а первый полет братьев Райт не совсем, но к этому времени в Дейтоне они давно уже поднимались в воздух без монорельсов.

Однако именно братья Райт получили патент на «Летающую машину». Важность патента заключалась в регистрации нового метода управления летающей машиной, вне зависимости от наличия двигателя. В тексте описана техника перекоса крыла, и отдельно подчёркивается возможность использования других методов в целях контроля крена. Эта концепция является центральной идеей патента. Патент также описывает управляемый хвостовой вертикальный руль и передний элеватор, используемый для подъёма и снижения.

С тех пор в большинстве стран мира признаётся приоритетизобретения и постройки первого в мире самолёта способного к полёту, а также совершение первого управляемого полёта человека на аппарате тяжелее воздуха с двигателем 17 декабря 1903 года. Два года спустя братья смогли развить проект в первый практически эксплуатируемый самолёт. Несмотря на то, что братья Райт не были первыми, кто построил и совершил полёт на экспериментальном самолёте, они были первыми, кто могли управлять таким полётом в воздухе, что сделало возможным дальнейшее развитие самолётостроения.

Таким образом, я считаю, что самолет братьев Райт справедливо назван первым самолетом в истории. Ещё я понял, какие качества помогли им. Это целеустремленность, верность мечте, способность постоянно упорно учиться, оригинальность мышления. А ещё их дружба, согласие, взаимопонимание. Роль вовремя поданной и грамотно составленной заявки на патент также неоспорима. Даже устремляясь высоко в небо, не стоит забывать о земле.