Розвиток літальних апаратів

1. Автори – Гуцуляк Владислава та
Полатайко Софія
Керівник і розробник – Паньків Р. М.

2. Небо завжди приваблювало людину. Хто з нас в дитинстві не мріяв злетіти ввись і
осягнути небесний простір? Професія льотчика завжди була і залишається однією
з найскладніших і найповажніших. Транспорт посідає одне з головних місць у
нашому житті. А яке значення для нас має повітряний транспорт? Літальні
апарати- це не тільки літаки чи гелікоптери, це пристрої для польотів як і в
атмосфері , так і в космічному просторі. Їх класифікація дуже різноманітна і кожен
з них має певне значення у історії літальних апаратів. Напевне, кожен з літальних
апаратів зробив свій внесок у їх розвиток, що і призвело до сучасних відкриттів у
як у атмосфері, ак і космічному просторі.

4. Дати поняття літальним
апаратам;
Ознайомитися з історією
літальних апаратів;
Розповісти про підіймальні
сили крил літаків.

6. Літальний апарат (ЛА) (Аircraft )— це пристрій чи машина для
польотів в атмосфері та космічному просторі.

7. Історія розвитку авіації продовжується вже більше
двох тисяч років, починаючи з появи
перших повітряних зміїв і стрибків з веж з різними
конструкціями крил, закінчуючи польотами на
перших реактивних літаках, що дозволило
здійснювати польоти на надзвукових,
і гіперзвукових швидкостях. Повітряні змії
в Китаї існували кілька сотень років до нашої ери і
вважаються найбільш ранніми прикладами польоту
за допомогою технічних засобів. Деякі змії були
здатні здійняти людину в повітря. Стародавні китайці
запускали в небо також маленькі ліхтарики,
заповнені гарячим повітрям і бамбукові
вертольоти — іграшки з обертовими
роторами. Леонардо да Вінчі в 15-му столітті мав
мрію про польоти, яка знайшла своє втілення в
декількох раціональних, але ненаукових
конструкціях хоча він рідко намагався збудувати
якісь з них.

9. Стрибки з веж (Jumping from the towers)
Мрія людства до польотів бере початок з далекого
минулого. Найдревніші легенди розповідають про
людей, які робили спроби польотів, прив'язуючи до себе
птахоподібні крила, міцні широкі плащі та інші засоби, і
як правило, стрибаючи з вежі. Грецька легенда
про Дедала і Ікара є однією із найдавніших, інші подібні
легенди існують в Індії, Китаї і Європейські темні століття.
В ті давні часи поняття тяги, стабільності та керування не
були відомі і більшість спроб закінчувалися серйозними
травмами або загибеллю.
У середньовічній Європі, найперший зафіксований
стрибок з вежі датується 852 роком н. е., AD, коли Армен
Ферман здійснив стрибок в Кордові, Іспанія. Він покрив
своє тіло пір'ям стерв'ятників і прикріпив два махових
крила до своїх рук. Згодом його спробу повторив Эйлмер
Малмсберійський та інші, що робили свої спроби багато
століть. Ще в 1811, Альбрехт
Берблінгер побудував орнітоптер і стрибнув з ним
в Дунай у Ульмі.

11. Повітряні кулі (Balloons)
З давніх часів в Китаї було відомо, що гаряче
повітря здіймається вгору, і це було застосовано
при створенні невеликих повітряних кульок,
наповнених гарячим повітрям, які
називаються небесні ліхтарики. Небесний ліхтарик
зроблений з паперу в формі кулі, внизу або
всередині якої розміщується невелика лампадка.
Нібесні ліхтарики, як правило, запускалися у
розважальних цілях під час свят. Відповідно
до Джозефа Нідхема, такі ліхтарики були відомі в
Китаї починаючи з 3-го століття до н. е.. Початок їх
військового застосування відноситься вже до часів
генерала Чжуге Лян (180—234 н. е., історична
назва Kongming), який, як свідчиться,
використовував їх для залякування військ
противника.
Також є докази, що китайці, використовуючи
повітряні кулі вирішували проблему повітряної
навігації ще за сотні років до 18-го століття.

13. Повітряні кулі (Ballons)
1783 рік став переломним для повітроплавання і авіації: між 4 червня і 1 грудня
вперше п'ять важливих подій в авіації сталося у Франції:
•4 червня, Брати Монгольф'є продемонстрували свій непілотований аеростат наповнений
гарячим повітрям в Анноне.
•27 серпня, Жак Шарль і брати Роберти (Les Freres Robert) запустили першу в світі повітряну
кулю заповнену воднем, з Champ de Mars, Париж.
•19 жовтня, Монгольф'є запустив перший пілотований аеростат, прив'язану повітряну кулю
з людиною на борту, в Парижі. Авіаторами були вчений Пілатр де Розьє, менеджер
виробництва Жан-Батист Равельйон, і Жиру де Віллет (Giroud de Villette).
•21 листопада, Монгольф'є запустив перший апарат в вільний політ з людьми на борту.
Король Людовик XVI спочатку ухвалив, що першими пілотами стануть засуджені злочинці,
але Пілатр де Розьє, разом з Франсуа д'Арландом, попросили надати їм честь здійснити
цей політ. Вони пролетіли 8 км. на кулі, яка наповнювалася гарячим повітрям від спалення
дров.
•1 грудня, Жак Шарль і Ніколя-Луї Роберт запустили пілотовану кулю наповнену воднем
з саду Тюїльрі в Парижі, зібравши при цьому 400,000 натовпу, що спостерігали за подією.
Вони здійнялися на висоту приблизно 550 м. і приземлилися при заході сонця в Нель-ла-
Валле, здійснивши політ, який тривав 2 години і 5 хвилин, і здолавши 36 км. Після того як
Robert приземлився Чарльз вирішив здійнятися сам. Цього разу він швидко набрав висоту
до 3,000 метрів, де він знов побачив сонце, відчув сильний біль в вухах, і після того більше
ніколи не літав знову.

15. 17-18 століття
Італійський винахідник, Тіто Лівіо Бураттіні, який був запрошений до свого
двору Польським королем Владиславом IV до Варшави, збудував модель літака із
чотирма планерними крилами в 1647. Описувалося, що це було "чотири пари
крил прикріплених до виробленого 'дракона'", і що ця модель успішно піднімала
кота в 1648, але до польотів людини справа не дійшла. Бураттіні запевняв, що
"лише незначні пошкодження" можливі при посадці цього апарату. Його "Дракон
Волант" вважається "найбільш витонченим і складним літаком, з тих що
будувалися до 19-го століття".

17. • за типом використовуваного двигуна;
• за призначенням ЛА;
• за будовою фюзеляжу та інших частин апарату;
• за способом керування;
• за вантажопідйомністю.
• Пілотні та безпілотні;
• Одно- і багаторазового використовування;
• Науководослідні, пасажирські вантажні, сільськогосподарські, військові, спортивні;
• Аеростатичний ЛА – у якого піднімальна сила утворюється внаслідок різниці щільності
атмосферного газу і газу, що наповнює оболонку (напр. аеростат, дирижабль);
• Аеродинамічний ЛА – піднімальна сила створюється крилом (літак, планер,
екраноплан) чи несним гвинтом (вертоліт, автожир, гвинтокрил).

18. Повітряні кулі і дирижаблі:
1 — аеростат Монгольф'є;
2 — аеростат Шарля;
3 — аеростат Бланшара;
4 — аеростат Жіффара;
5 — вільний аеростат Жіффара;
6 — аеростат Дюпюі де Лом;
7 — аеростат Генлейна;
8 — аеростат Ренара і Кребса.

20. Вертолі́т (Гелікоптер- Helicopter )— літальний апарат, важчий за повітря.
Підйом і переміщення в повітрі забезпечується гвинтом, що обертається в
горизонтальній площині. Переміщення забезпечується нахилом у відповідному
напрямку тримального гвинта. Оскільки гвинт, що обертається, створює значний
обертальний момент, цей момент необхідно компенсувати.
Класифікація вертольотів

22. Автожир — літальний апарат важчий за повітря, який утримується в повітрі завдяки
гвинту, що розміщений над фюзеляжем і вільно обертається від дії зустрічного повітряного
потоку (явище авторотації).
Класифікація автожирів
•В залежності від розташування маршового гвинта:
•з тягнучим гвинтом (історично перші апарати);
•з штовхаючим гвинтом (найбільш поширені в даний час).

23. Літак — літальний апарат важчий за повітря для польотів в атмосфері за допомогою
двигуна і нерухомих крил (крила). Літак здатний переміщатися з високою швидкістю,
використовуючи підйомну силу крила.
Літак складається з п'яти обов'язкових елементів:
• Крило
• Силова установка
• Шасі
• Хвостове оперення
• Фюзеляж

26. Космічний апарат (КА) — технічний пристрій, що використовується для виконання
різноманітних завдань у космічному просторі, а також проведення дослідницьких та
іншого роду робіт на поверхні різних небесних тіл.
Розрізняють такі класи космічних апаратів:
• штучні супутники Землі — загальна назва всіх космічних апаратів, що обертаються
навколо Землі по геоцентричній орбіті;
• автоматичні міжпланетні станції (космічні зонди), що застосовуються для вивчення
далекого космосу;
• автоматичні або пілотовані космічні кораблі, що використовуються для доставки
вантажів і людей на навколоземну орбіту (а в майбутньому, — і на орбіти інших планет),
та для їх повернення;
• орбітальні станції — пілотовані апарати, призначені для довгострокового перебування
та роботи людей на орбіті Землі або іншої планети;
• спускні апарати — призначені для доставки людей і/або апаратури з околопланетної
орбіти або міжпланетної траєкторії на поверхню планети з м'якою посадкою;
• планетоходи — автоматичні лабораторні комплекси або транспортні засоби, призначені
для переміщення поверхнею планет і інших небесних тіл.

28. Найголовнішою є класифікація ЛА за принципом польоту. Таким чином ЛА класифікуються:
• Апарати, які рухаються в гравітаційному полі Землі (долають силу тяжіння).
• Апарати вільного польоту — апарати, на які не впливає гравітація (космічні зонди).

29. Як зазначають Г. А. Нікітін та Е. А. Баканов, сучасні ЛА, важчі за повітря, поділяються на три
групи:
• Перша (основна), до якої належать апарати, в яких піднімальна сила
створюється нерухомо розташованим відносно апарата крилом (планери,
літаки і літаки-снаряди).
• Друга – безкрилі керовані реактивні снаряди-ракети. Вони майже весь політ
здійснюють за інерцією (закон вільно кинутого тіла) за винятком невеликої
ділянки (чи ділянок) траєкторії з працюючим двигуном. Цю ділянку називають
активною.
• Третя – гвинтоносійні апарати (вертольоти, автожири), підіймальна сила в яких
утворюється внаслідок обертання несучого гвинта.
ЛА першої і третьої груп можуть пересуватися лише у досить щільних шарах атмосфери.
Можливі комбінації ЛА першої з другою і першої з третьою групами – це літаки
вертикального зльоту та посадки і вертольоти з крилом (гвинтокрили).

31. Принцип польоту визначається тим, яким чином і за рахунок чого створюється підйомна
сила. В наш час технічне значення мають наступні принципи польоту, в яких підйомна сила
визначається:
• Аеростатичний — архімедовою силою, яка дорівнює силі тяжіння витисненої тілом маси
повітря;
• Аеродинамічний — реактивною силою за рахунок відкидання вниз частині повітря, що
оточує тіло при його русі, тобто визначається силовим впливом повітря на рухається тіло.
• Інерційний — силою інерції, політ тіла здійснюється за рахунок початкового запасу
швидкості або висоти, тому такий політ називають також пасивним.
• Ракетодинамічний — реактивної силою за рахунок відкидання частини маси летить тіла.
Згідно з законом збереження імпульсу системи виникає рух за відділення від тіла з будь-
якою швидкістю деякої частини його маси.
• В безповітряному просторі літальний апарат може здійснювати інерційний політ або на
інших фізичних принципах (наприклад, за допомогою сонячного вітрила, на площу якого
тисне зоряний вітер, отримати прискорення після витка між відносно масивними
планетами (див. Вояджер-2)). «Вояджер-2» —
активний
автоматичний
космічний зонд,
запущений НАСА 1977
для досліджень
дальніх планет
Сонячної системи.

32. Сила, яка переборює силу земного тяжіння, і має назву під'йомної сили. Вектор під'йомної
сили співпадає з вектором сили тяжіння, тобто з вертикаллю, і спрямований у протилежний
бік. Якщо на тіло діє сила, спрямована під кутом до вертикалі, то під'йомною буде проекція
цієї сили на вертикаль. Політ буде можливим за умови, коли під'йомна сила є більшою або
принаймі дорівнює силі земного тяжіння.
Аеростатичний принцип (для рідини це
буде гідростатичний, але основний
наголос на слові статичний), що
базується на законі Архімеда. Згідно до
нього, на тіло, що знаходиться в рідині
(газовому середовищі) діє підэйомна
сила, яка дорівнює вазі витиснутої цим
тілом рідини (газу) ЛА, які
використовують аеростатичний принцип
польоту, мають назву ЛА легше повітря,
а спосіб польоту на них –
повітреплававнням. Його
використовують повітряна куля,
аеростат, стратостат, дирижабль і ін. Схема реалізації аеростатичного принципу
польоту

33. Аеродинамічний принцип польоту (дещо
умовна назва, можна було позначити як газо-
або гідродинамічний, але головний наголос –
на слові динамічний ) базується на основі
другого закону Ньютона про збереження
кількості руху. Наприклад, якщо пластинку
рухати з деякою швидкістю в повітрі (рідині) під
певним кутом, або навпаки, якщо на нерухому
пластинку буде набігати під кутом a (що має
назву кута атаки) потік повітря (рідини), в
результаті їх взаємодії виникне силова дія
потоку на пластинку, а пластинки на потік.
Пластинка буде відкидати потік донизу з
деякою силою, а потік, згідно з третім законом
Ньютона, буде з тією ж силою штовхати
пластинку догори. В нашому прикладі ця сила
буде спрямована перпендикулярно до поверхні
пластинки. І якщо взяти вертикальну складову
частину цієї сили Y, то вона і буде долати силу
ваги G, тобто буде під'йомною силою.

34. Реактивний (від лат. actio – дія; відповідно reactio –
протидія) має ще назви - ракетний,
ракетодинамічний. Цей принцип польоту також
базується на другому законі Ньютона. Але на
відміну від попереднього, у цьому випадку ЛА
відкидає не навколишнє середовище, а частину
маси. Маса може бути взятою з навколишнього
середовища, а може міститися в самому тілі, яке
рухається. Таким чином, реактивний принцип – це
рух під дією сили віддачі, тобто реакції потоку
частинок, які відкидаються від тіла. У конкретному
випадку сутність цього принципу полягає у
відкиданні газів, які мають велику енергію, в
напрямі, що співпадає з напрямом дії сили земного
тяжіння, тобто вертикально донизу.
Реалізація реактивного принципу польоту

35. Балістичний принцип заснований на використанні сили
інерції (перший закон Ньютона). Тому його іноді
називають інерційним. Під'йомна сила у цьому випадку
визначається силою інерції тіла, що летить. Вона
отримується за рахунок вихідного запасу швидкості. Цей
принцип використовують усі космічні апарати і
балістичні ракети (при непрацюючих двигунах на
пасивній дільниці траєкторії). Такі ЛА умовно можна
віднести до космонавтики (за винятком бойових
балістичних ракет).
Звичайно, кожний принцип застосовується у
відповідності до призначення ЛА і умов його
застосування. При наявності певної густини середовища,
у якому відбувається рух, можуть бути використані всі
чотири наведені принципи польоту. Якщо густина
середовища незначна, можуть бути використані тільки
два принципи – реактивний та балістичний, оскільки для
їх здійснення наявність густини середовища не має
значення (і навіть навпаки – у цьому випадку вони
будуть самими ефективними).

36. Повітряна куля ( Balloon) — літальний апарат типу
"легше-за-повітря" (аеростат), в якому для польоту
використовується підйомна сила повітроплавального
газу, або нагрітого повітря. Складається з заповненої
газом оболонки та прикріпленого до неї кошика чи
причепної кабіни. Сучасні повітряні кулі, що
використовуються для демонстраційних та
спортивних польотів, також здебільшого
наповнюються нагрітим повітрям. За допомогою
пропанового пальника повітря нагрівається, і, оскільки
гаряче повітря легше за холодне, куля злітає. Якщо
набрана завелика висота, пілот смикає за спеціальний
шнур, що відкриває отвір у повітряній кулі (а саме у
оболонці) — таким чином, частина гарячого повітря
виходить назовні, і повітряна куля опускається.
Основні недоліки повітряної кулі:
• Повітряною кулею не можна керувати — вона
летить туди, куди її "понесе" вітер.
• Також повітряна куля не здатна перевозити
габаритний і важкий вантаж (це стосується, в першу
чергу, монгольф'єрів)

37. Автожир (autogyro, helicopter) — гвинтокрилий
літальний апарат, важчий за повітря.
Підіймальна сила створюється завдяки ротору,
що розміщений над фюзеляжем і вільно
обертається від дії зустрічного повітряного
потоку (явище авторотації).
Поступальний рух автожира створюється
звичайним повітряним гвинтом, що обертається
з допомогою авіаційного двигуна. Автожири
мають великий діапазон швидкостей (від 30 до
220 км/год), незначний розбіг при зльоті і майже
нульовий пробіг при посадці.
Автожири витіснені з експлуатації
досконалішими гвинтокрилими літальними
апаратами — гелікоптерами. Знання, отримані
при проектуванні й експлуатації автожирів,
допомогли при створенні гвинтокрилів.
Сучасний легкий автожир із кабіною
відкритого типу
Сучасний легкий автожир із кабіною
закритого типу

38. Вертоліт або гелікопте́р (Helicopter)—
літальний апарат, важчий за повітря. Підйом
і переміщення в повітрі забезпечується
гвинтом, що обертається в горизонтальній
площині. Переміщення забезпечується
нахилом у відповідному напрямку несного
гвинта.
Оскільки гвинт, обертаючись, створює
значний обертальний момент, цей момент
необхідно компенсувати.
Переважно використовується дві схеми
компенсування обертального моменту —
два горизонтальні співвісні гвинти
однакового розміру, які обертаються у
протилежних напрямках, та схема, де
обертальний момент великого
горизонтального несного гвинта
компенсується меншим вертикально
розміщеним повітряним гвинтом або
струменевою системою керування типу
NOTAR(система компенсації реактивного моменту від
несного гвинта і керування гелікоптером по рисканню,
що використовується замість кермувального гвинта).
Український гелікоптер КТ-112
Український гелікоптер Skyline SL-231

39. Гвинтокрил(rotor-winged aircraft or helical
wing) — аеродинамічний літальний
апарат, в якому підіймальна сила
створюється завдяки комбінованій несній
системі, побудованій на одному або двох
несних ґвинтах та крилі. У міжнародній
термінології поширені назви гіродин,
геліплан.
Згідно з «Авіаційними правилами України»
(АПУ) гвинтокрил — це літальний апарат,
важчий за повітря, який переміщується за
допомогою силової установки і
підтримується в повітрі за рахунок
взаємодії повітря з одним або декількома
несучими гвинтами

40. Літа́к (застар. Аероплан)(Airplane) —
літальний апарат важчий за повітря для
польотів в атмосфері за допомогою
двигуна та нерухомих крил (крила). Літак
здатний переміщатися з високою
швидкістю, використовуючи підйомну
силу крила. Нерухоме крило відрізняє
літак від махольота, а наявність двигуна
— від планера.
Схема керування типового літака

41. Космічний апарат (КА)( Spacecraft (SC)) -
технічний пристрій, що
використовується для виконання
різноманітних завдань у космічному
просторі, а також проведення
дослідницьких та іншого роду робіт на
поверхні різних небесних тіл. Засобами
доставки космічних апаратів на орбіту
служать ракети-носії або літаки.
Космічні апарати, одним з основних
завдань яких є транспортування людей
або устаткування у верхній частині
земної атмосфери — так званому
ближньому космосі, також називають
«космічними літальними апаратами»
(КЛА).
Ракета-носій «Зеніт-3SL»

43. Перший штучний супутник ЗемліУкраїнський штучний супутник «Січ-1»
Орбітальна станція «Мир» «Спейс Шаттл»

44. В загальному, усі літальні апарати можна поділити на дві групи: повітряний транспорт та
космічний. Проведене дослідження дозволяє зробити низку висновків, а саме, що літальні
апарати у світі стають високотехнологічними, наукоємними. Якщо ж говорити про глобальні
перспективи розвитку такого транспорту, то звісно ,провідні позиції будуть займати
повітряні перевезення.( Це, що стосується повітряного транспорту). Повітряний транспорт
гратиме усе більш помітну роль в життя суспільства і взагалі цивілізації. Хронологія розвитку
космічного туризму вказує на очевидний факт: дана тема зріє в надрах людської цивілізації і
починає набувати масового характеру. Факт зацікавленості та допуску до розвитку
космічного туризму свідчить про початок довгого шляху в сфері розвитку навколоземних
космічних подорожей. Незважаючи на всі складнощі, з якими доводиться стикатися
«піонерам» космічного туризму, галузь поступово розвивається.
Найбільший літальний апарат Найшвидший космічний апарат

45. За змістом:
- Між предметний;
За кількістю учасників :
-Парний;
За тривалістю:
- Короткочасний;
За кінцевим результатом:
- Теоретичний;
За характером контактів:
- Зовнішній ( за межами школи);
За межами реалізації:
- місце розробки ( вдома).

46. • http://powerpointbase.com
• https://www.google.com
• https://uk.wikipedia.org !
• http://www.oblrada.pl.ua
• http://aerospace.klasna.com/
• https://allref.com.ua/
• http://tourlib.net/
• https://utc-aviator.com/