Исследовательская работа "История воздухоплавания"

История воздухоплавания

С О Д Е Р Ж А Н И Е

I. ВВЕДЕНИЕ

1.1. Цели и задачи исследования

1.2. Мечты человечества о полете.

II. ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

2.1 Завещание Леонардо де Винчи

2.2 Попытки покорения воздушного океана на Руси

2.3 Возникновение аэродинамики как науки

2.4 Первые попытки подняться в небо

2.5 Авиастроение в России

2.6. Освоение космоса.

III. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

IV. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

2. Цели исследования:

- Проследить путь развития человечества: от его мечты о полете в небо до воплощения в жизнь;

- Изучить историю создания летательных аппаратов;

ВВЕДЕНИЕ

1.1. Мечты человечества о полете.

Известно, что люди далекого прошлого наделяли своих богов способностью летать и в сказках рассказывается, как Иван-царевич летал на ковре-самолете. Это рассказ о греках, мечтах наших предках научиться летать, как птицы.

От древних греков к нам дошел миф Дедале и сыне его Икаре. Дедал, скрепляя перья нитями и воском, изготовил две пары крыльев. Отец работал, сын его играл около отца: то ловил пух, который взлетал от дуновения ветерка, то мял в руках воск. Наконец, Дедал закончил свою работу и сказал сыну: «Икар, сейчас мы улетим с острова Крит. Будь осторожен во время полета, не спускайся слишком низко к морю, чтобы брызги не мочили твои крылья. Не поднимайся и близко к солнцу: жар его может растопить воск, и тогда крылья рассыплются».

Отец с сыном надели крылья и легко поднялись в воздух. Быстрый полет забавлял Икара, все смелее взмахивал он крыльями, забыв наставления отца, взлетал все выше, все ближе к солнцу. Палящие лучи растопили воск, скрепляющий перья, они выпали и разлетелись по воздуху. Взмахнул Икар руками, но нет больше опоры. Упал он с высоты в море и погиб.

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

2.1. Завещание Леонардо да Винчи

Первые наброски и чертежи летательных аппаратов нам оставил знаменитый художник, ученый, инженер эпохи Возрождения Леонардо да Винчи. В рукописях Леонардо множество рассуждений о полете птиц и возможности полета человека. Из его чертежей видно, что он придумал аппарат, который для взмахов крыльев использовал в работе силу рук и ног человека. Это был «горизонтальный самолет», где человек, лежа должен был «грести» крыльями как веслами. Позднее он сконструировал аппарат, похожий на современный дельтаплан. Леонардо да Винчи придумал конструкцию вертолета и парашюта, их изображения тоже сохранились на чертежах.

В 1519 году Леонардо да Винчи скончался, завещая свою мечту потомкам: «С горы предпримет свой первый полет Великая птица – человек на спине большого белого лебедя, владыка воздуха – победитель всех пределов тяжестей, на крыльях исполинских сверкающих, как снег в лазури неба, наполняя мир изумлением, наполняя все книги свои бессмертным именем, и вечная слава гнезду, где он родился».

2.2. Попытки покорения воздушного океана на Руси

Не надо думать, что только за границей делались попытки покорить воздушный оке­ан. Наши российские Иваны тоже оказались не лыком шиты.

Мужичонка-лиходей —

рожа варежкой —

дня двадцатого апреля

года давшего

закричал вовсю

в Кремле,

на Ивановской,

дескать,

«Дело у него Государево!»

Так описывает поэт Роберт Рождествен­ский случай, который, говорят, имел место в действительности — «Дело Государево» каса­лось постройки крыльев, на которых холоп Ивана Грозного хотел спуститься с кремлевс­кой колокольни.

Полет на самодельных крыльях редко бывал удачным

Правда, в данном случае попытка полета «аки птица» не удалась, поскольку не знал мужичонка даже азов воздушного дела.

Однако никакие запреты не могли уже остановить желание российских людей летать. Покорением Пятого океана интересовались уже не только холопы, но и люди ученые, в том числе «первый русский университет», как его называл А. С. Пушкин, Михаил Васильевич Ломоносов.

2.3. Возникновение аэродинамики как науки

Правильное объяснение феномена полета было дано уже в XVIII—XIX ве­ках, но наука об искусстве летать — аэродинамика — возникла только в первые десятилетия XX века. Отчего птицы, хотя они и тяжелее воздуха, не падают на землю? Дело в том, что в воздухе на нижнюю поверхность их крыльев оказыва­ет действие так называемая подъемная сила, которая превосходит силу тяжести, действующую в противоположном направлении.

Откуда берется эта сила, объяс­нил еще в первой половине XVIII века известный математик и физик Бернул­ли. Действие закона Бернулли очень легко наблюдать на опыте. Возьмем, например, листок бумаги и будем дуть на него — дальний край листка немедленно поднимется вверх, словно что-то толкает его снизу. Это «что-то» и есть уже упомянутая подъемная сила. Она возникла вследствие того, что воздух над поверхностью листка движется много быстрее того, что находится под ним.

Но взлететь мало — надо уметь удержать аэроплан в воздухе. Ведь подъем­ная сила сохраняется лишь до тех пор, пока несущая поверхность крыла пра­вильно ориентирована относительно воздушного потока. Нарушится ориента­ция — пропадет подъемная сила, и аэроплан рухнет на землю, словно провалит­ся в яму. Устойчивость — эта главная проблема для любого летающего аппарата тяжелее воздуха. Если он не имеет механизма, обеспечивающего устойчивость, то превращается в игрушку коварного ветра. Опасности подстерегают такую ма­шину на каждом шагу. Любой порыв ветра или неверный маневр пилота может привести к тому, что аэроплан завалится на бок или нос, перевернется и упадет.

К счастью, первые авиаторы имели хотя и смутное, но верное представление об ожидающих их опасностях и сумели до некоторой степени приготовиться к Ним. Первый шаг в небо был сделан с помощью моделей.

2.4 Первые попытки подняться в небо

Прямыми предше­ственниками всех современных самолетов следует, видимо, считать игрушечные аэропланы Пено, которые он строил с 1871 года и запускал с помощью резино­вых моторчиков. При весе в несколько граммов они летали по несколько десят­ков секунд. Эти модели, можно сказать, были первым зримым доказательством того, что аппараты тяжелее воздуха вообще способны летать. В 1872 году Пено пришел к чрезвычайно важному выводу, что для устойчивого полета аэроплана ему необходимо хвостовое оперение. Вскоре ему удалось придать своим аппара­там хорошую устойчивость.

Впрочем, это было только начало. Прошло тридцать лет, прежде чем уда­лось создать самолет, способный поднять в небо человека

В 1894 году огромный самолет с размахом крыльев 31,5 м и весом около 3,5 т попытался поднять в воздух известный изобрета­тель Хайрам Максим. Но при первой же попытке машина разбилась. Максим, потративший на свой опыт 20 тысяч фунтов стерлингов, более не возвращался к сооружению самолетов.

Первым российским самолётом, построенным в натуральную величину, проходившим всесторонние испытания на земле и сделавшим попытку взлететь, был самолёт, спроектированный и созданный выдающимся учёным и инженером Александром Федоровичем Можайским (1825-1890 гг.).

Известный американский астроном Самюэль Лэнгли, получив от правительства США 50 тысяч долларов, в начале 1900-х годов пост­роил несколько больших летательных аппаратов, которые неизменно разбива­лись при каждой попытке подняться в воздух.

Известный немецкий фотограф Оттомар Аншюц сделал серию снимков полета аиста.

Говорят, эти снимки попали в 1890 году на глаза Отто Лилиенталю и подтолкнули его к мысли построить планер. Действительно, фотографии Аншюца неоспоримо сви­детельствовали, что в воздухе возможен такой полет, при котором работа, необ­ходимая для передвижения и подъема летательного аппарата, осуществляется не им самим, а воздухом. Несколько фотографий изображали парящих аистов, ко­торых поднимал вверх порыв ветра.

Первый планер Лилиенталя состоял из ивового, обтянутого материей каркаса, образующего округлые, вогнутые наподобие птичьих крылья в два яруса с небольшим хвостом сзади. Весь аппарат весил всего 20 кг. Лилиенталь подвеши­вался к нему, продев руки в два прикрепленных под крыльями ремня, и сбегал с холма навстречу ветру.

Равновесие поддерживалось балансированием тела вперед, назад и в сторону. Первоначально полеты были очень короткие — метров на 15 и производились с небольшого песчаного холма. Потом они стали более продолжительными и происходили с холма высотой 30 м. С 1891 по 1896 год Лилиенталь совершил более 2000 удачных скользящих полетов. В конце концов он мог пролетать более 100 м, находясь в воздухе до 30 секунд.

Эксперименты Лилиенталя привлекли к себе внимание во многих стра­нах. Вскоре у него появились последователи. Но в августе 1896 года, во время одного из своих полетов, подхваченный резким порывом ветра, Лилиенталь упал с высоты 15 м и сломал позвоночник. В тот же день он умер.

В дальнейшем большое влияние на развитие летательных аппаратов оказали опыты американца Октава Шанюта. Первые его планеры были построены по образцу планеров Лилиенталя.

Искусство полета в подлинном смысле этого слова впервые в истории освои­ли братья Вильбур и Орвиль Райт, владельцы велосипедной мастерской в не­большом американском городке Дейтоне. Они приступили к своим опытам в то время, когда в авиации установился глухой период затишья

Од­нажды, сгибая картонную коробку, он неожиданно подумал, что таким же обра­зом можно изгибать концы крыльев аэроплана — одно вверх, другое вниз — и тем самым избавить его от заваливания в боковую сторону. После этого Райт стали продумывать устройство своего первого планера и выбрали схему, создан­ную Шанютом — биплан с двумя поддерживающими поверхностями, располо­женными одна под другой. Свой первый планер братья построили в 1900 году.

Братья настолько поднаторели в своем искусстве, что стали летать не только по прямой, но и делали довольно сложные повороты. Пора было ставить на планер мотор, превратив его таким образом в самолет.

Будучи людьми деловыми и практичными, Райты получили патент на свое изобретение и продали его за хорошие деньги военному ведомству.

2.5 Авиастроение в России

В 1909 г. В Петербурге был организован завод Первое российское товарищество воздухоплавания (завод С.С. Щетинина), которое можно считать первенцем авиационной промышленности России. На нём были построены в феврале 1910г. Самолёты “Россия-А“ и “Россия-Б“.

В декабре 1918 г. Н.Е.Жуковским при поддержке государства был создан Центральный аэрогидродинамический институт (ЦАГИ). Вскоре, наряду с развитием науки ЦАГИ начал заниматься и практическим самолётостроением

В течение почти сорока лет после своего появления самолет безраздельно господствовал в воздухе.

Между тем часто возникает необходимость в таком летательном аппарате, который обладает подъемной силой, не зависящей от скорости полета, может вертикально подниматься и садиться, а кроме того, способен «зависать» в воздухе.

Значительную лепту в создание вертолета внес русский изобретатель Борис Юрьев.

2.6. Освоение космоса.

Подробное изучение космического пространства

стало возможным только в 17 веке после изобретения телескопа.

С тех пор астрономы применяют все более сложные приборы,

чтобы вглядываться в космические глубины.

В 20 веке ученые начали запускать в космос созданные человеком спутники, а затем научились отправлять для изучения космических тайн и людей.

Советский народ продемонстрировал небывалую победу науки и техники. Наша страна опередила все другие государства мира и первой проложила путь в космос.

Венцом наших побед в освоении космоса явился триумфальный полет советского человека на космическом корабле вокруг Земли.

12 апреля 1961 года в Советском Союзе выведен на орбиту вокруг Земли первый в мире космический корабль-спутник «Восток» с человеком на борту.

Пилотом-космонавтом космического корабля-спутника «Восток» являлся гражданин Союза Советских Социалистических Республик летчик майор Гагарин Юрий Алексеевич.

Подвиг Ю.А. Гагарина так же, как и великий труд множества советских ученых, инженеров, рабочих, подготовивших и обеспечивших этот полет, навсегда останутся в истории нашей планеты.

Осуществление полета человека в космические пространства открыло грандиозные перспективы покорения космоса человечеством.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Увидеть Землю с высоты, с синевы небосвода – было и остается желанием человечества.

Мечты бывают разные и осуществимые и неисполнимые, но мечту о полете человек осуществил за сравнительно короткий период, сделав скачок от деревянных крыльев до полетов суперскоростных лайнеров.

Сегодняшний день невозможно представить без вертолетов, перевозящих тяжеловесные грузы; боевых летающих машин, охраняющих мирное небо России; аэробусов, доставляющих людей с одного континента на другой.

Но каких бы успехов не добились люди, в какие бы немыслимые глубины космоса не отправились, они никогда не забудут тех, кто делал первые шаги в неведомое, кто преодолевал земное притяжение и, рискуя жизнью, изучал и осваивал космос во имя прогресса.

Список использованной литературы

1. К.В. Рыжов. 100 Великих изобретений – М.: издательство «Вече», 2001

2. Сост. Н.П. Ерпылев. Энциклопедический словарь юного астронома –

М., издательство «Педагогика», 1980

3. Серия «Эрудит». Эволюция человека. – М.: ООО «ТД» Издательство

Мир книги», 2006

4. Энциклопедия для детей – М.: «Издательский центр «Аванта+»», 1999

5. Детская энциклопедия. Я познаю мир «Авиация и воздухоплавание» -

М.: ООО «Издательство АСТ», 2002

МОУ Ключевская СОШ им. А.П.Бирюкова

Исследовательская работа

Тема: «От крыльев до космических кораблей»

Подготовила: обучающаяся 9 класса

Дегтярёва Виктория

Руководитель: учитель физики

Дегтярёва С.А.