История авиации

Биплан Flagg, 1933.

После Первой мировой войны опытные лётчики—истребители стремились продемонстрировать свои новые навыки. Многие американские пилоты стали выступать в летающих цирках, гастролируя по небольшим городам по всей стране и демонстрируя свои полётные навыки и организовывая перевозки пассажиров. В конечном счёте эти лётчики стали объединятьсяи проводить более организованные авиашоу. Авиационные шоу перемещались по всей стране, показывая воздушные гонки и акробатические трюки. Воздушные гонки подстегнули развития двигателя и развитие корпуса — например, Кубок Шнейдера привёл к созданию более быстрых и более обтекаемых проектов монопланов, наилучшим из которых стал Supermarine S.6B, прямой предшественник Spitfire. Денежные призы увеличивали конкуренцию среди пилотов и конструкторов и значительно ускоряли прогресс. Амелия Эрхарт была, возможно, наиболее популярной из участников многочисленных авиашоу. Она была также первой женщиной, которая ставила рекорды вроде перелёта через Атлантику и Ла-Манш.

Первым аппаратом легче воздуха, пересёкшим Атлантику, стал британский дирижабль R34, который в июле 1919 с командой на борту совершил перелёт из Восточного Лотиана, Шотландия на Лонг-Айленд, Нью-Йорк, а затем вернулся вПулхэм, Англия. К 1929, технология дирижаблестроения продвинулась до весьма высокого уровня; дирижабль Граф Цеппелин в сентябре и октябре начал первые трансатлантические рейсы. Тем не менее эра дирижаблей завершилась в 1937 после катастрофы цеппелина Гинденбург. После известной катастрофы наполненного водородом Гинденбурга в Лэйкхёрсте, Нью Джерси, дирижабли перестали использоваться, несмотря на то, что большая часть людей в этой катастрофе выжила. Гинденбург, а также более ранняя катастрофа дирижабля Winged Foot Express 21 июля 1919 в Чикаго, в которой погибло 12 гражданских лиц, отрицательно повлияли на репутацию дирижаблей как надёжных летательных аппаратов. Заполненные взрывоопасным газом дирижабли редко горели и терпели аварии, однако их катастрофы причиняли намного большие разрушения по сравнению с самолётами того времени. Общественный резонанс от катастрофы дирижабля был несравнимо выше, чем от катастроф самолётов, и активная эксплуатация дирижаблей была прекращена. Возможно, этого бы не случилось, если бы компания Цеппелина имела доступ к достаточному количеству гелия. В то время наибольшими запасами гелия располагали США, однако немецкая компания в то время едва ли могла рассчитывать на поставки гелия из США.

Самолёт DeHavilland, 1930-е

В 1929 Джимми Дулиттл разработал пилотажно-навигационные приборы.

В 1930-е началась разработка реактивного двигателя началась в Германии и в Англии. В Англии Фрэнк Уиттл запатентовал разработанный им реактивный двигатель в 1930 и в течение десятилетия работал над его усовершенствованием. В Германии Ханс фон Охайн запатентовал свою версию реактивного двигателя в 1936 и начал работу над его усовершенствованием. Эти два человека работали независимо друг от друга, и к концу Второй мировой войны и Германия, и Великобритания строили реактивные самолёты.

1939—1945: Вторая мировая война

См. также: Список самолётов Второй мировой войны

Вторая мировая война привела к необходимости резкого увеличения темпов усовершенствования самолёта и производства. Все страны, вовлеченные в войну разрабатывали, модернизировали и производили самолёты и авиационное вооружение, при этом появились новые типы самолётов, например, дальние бомбардировщики. Эскорты истребителей стали необходимы для успеха тяжёлых бомбардировщиков, значительно снижая потери в борьбе против вражеских истребителей.

B-29 Superfortress, тяжёлый бомбардировщик

Первым практически применённым реактивным самолётом стал Heinkel He 178 (Германия), совершивший первый полёт в 1939 (Coanda-1910 по сообщением совершил первый короткий непреднамеренный полёт 16 декабря 1910). Первая крылатая ракета (Фау-1), первая баллистическая ракета (Фау-2) и первая управляемая ракета Bachem Ba 349 были также разработаны в Германии. Тем не менее, применение реактивных истребителей было ограничено из-за их небольшого количества (что также было отягощено нехваткой пилотов и топлива в конце войны), Фау-1 был недостаточно эффективен в связи с медленной скоростью и уязвимостью, Фау-2 был недостаточно точен для поражения военных целей, хотя был эффективен при бомбардировке городов.

Следующая таблица показывает как количество произведенных самолётов в США значительно увеличилось к концу войны.

1945—1991: Холодная война

D.H. Comet, первый реактивный лайнер, ставший популярным во всём мире. На фотографии самолётКоролевских ВВС Великобритании

Первые полёты в истории человека (1945)

После Второй мировой войны быстро развивалась коммерческая авиация. Первоначально в коммерческих целях использовались бывшие военно-транспортные самолёты. Этот рост был значительно ускорен тем, что после войны существовал переизбыток тяжёлых и сверхтяжёлых бомбардировщиков, таких как B-29 и Lancaster, которые могли быть переделаны в коммерческие самолеты. Транспортный DC-3 также был одним из популярнейших коммерческих самолётов, имевших военное прошлое.

Наступала эра реактивной авиации. Первыми серийными коммерческим реактивным самолётами стали британской De Havilland Comet (январь 1951) и американский Avro C102 Jetliner (первый полёт - сентябрь 1949). В 1952 британская государственная авиакомпания BOAC начала осуществлять регулярные рейсы на «Кометах». В то время этот самолёт был достижением техники, однако его преследовали постоянные проблемы, поскольку квадратная форма окон приводила к трещинам из-за усталости металла (была вызвана циклами герметизации и декомпрессии салона) и привела к нескольким катастрофам. Тщательное расследование выявило причины и со временем проблемы были преодолены — другие модели реактивных пассажирских самолётов встали на крыло.

15 сентября 1956 года — cоветская авиакомпания Аэрофлот стала первой авиакомпанией в мире, которая стала осуществлять регулярные перевозки на реактивных самолётах (Ту-104). Появление Boeing 707 ознаменовало начало массовых коммерческих пассажирских авиаперевозок.

Октябрь 1947 года — Чарльз Йегер на самолёте-ракете Bell X-1 (с ракетным двигателем) превысил звуковой барьер (хотя существуют свидетельства, что некоторые лётчики-истребители, возможно, превышали скорость звука во время войны в процессе бомбометания в пикировании, это был первый управляемый полёт, во время которого было официально зафиксировано превышение скорости звука). 26 декабря 1948 — советский лётчик-спытатель О. Соколовский впервые в СССР достиг скорости звука на реактивном истребителе Ла-176. Дальность полёта также увеличивалась — были совершены беспосадочные полёты на реактивных самолётах из США в Европу и в Австралию (в 1948 и 1952 годах соответственно).

На создание в СССР бомбардировщиков дальнего действия, которые могли доставить ядерное оружие в Европу и Северную Америку, Запад решил ответить созданием самолёта-перехватчика (который мог перехватить и уничтожить бомбардировщики прежде, чем они бы достигли места назначения) — канадское правительство поддержало разработку Avro Canada CF-105 Arrow, для этого и предназначенного. Это был самый быстрый самолет своего времени. Однако в 1955 концепция изменилась и вместо перехватчика НАТО решило производить противовоздушные ракеты с ядерными боеголовками, в результате чего проект CF-105 в 1959 году был свёрнут.

1967 год — X-15 установил рекорд скорости самолёта — 7 297 км/ч (6,1 М). За исключением аппаратов, предназначенных для полёта в космосе, этот рекорд был побит X-43 только в XXI веке (12 144 км/ч (9,8 М)).

Аполлон-11 стартует, доставляя первого человека на Луну

В тот же самый год, когда Нейл Армстронг и Базз Олдрин высадились на Луну, в 1969-м, совершил свой первый полёт Boeing 747. Этот самолет и сегодня — один из самых распространённых крупных (широкофюзеляжных) пассажирских самолётов, и перевозит миллионы пассажиров ежегодно.

В 1975 году Аэрофлот начал регулярные рейсы на Ту-144 — первом сверхзвуковом пассажирском самолёте. В 1976 году British Airways начали трансатлантические рейсы на сверхзвуковом самолёте Конкорд. Несколькими годами ранее военный разведывательный Lockheed SR-71 установил рекорд, когда пересёк Атлантику менее чем за 2 часа.

В последнюю четверть XX века прогресс в авиации замедлился. Более не было революционных результатов в скоростях полёта, расстояниях и технологии, развитие в этот период осуществлялось в основном в области авионики. Но были и достижения в разных областях: например, в 1979 году Gossamer Albatross стал первым аппаратом, приводимым в действие мускульной силой человека, пересёкшим пролив Ла-Манш, в 1981 космический самолёт Спейс Шаттл совершил свой первый орбитальный полет (доказывав, что большой аппарат может подняться в космос, обеспечить поддержку жизнеобеспечения в течение нескольких дней, повторно войти в атмосферу на орбитальной скорости, а затем приземлиться на взлётно-посадочной полосе подобно обычному самолёту), в 1986 Дик Рутан и Джина Игер совершили кругосветный полёт на самолёте без дозаправки и не приземляясь. В 1999 Бертран Пиккард стал первым человеком, который облетел Землю на воздушном шаре.

XXI век

В начале XXI века, в развитии дозвуковой авиации наметилась тенденция на создание дистанционно управляемых или полностью автономных транспортных средств. Был создан целый ряд беспилотных летательных аппаратов. В апреле 2001 беспилотный самолёт RQ-4 Global Hawk пролетел от авиабазы Эдвардс в США до Австралии без остановок и дозаправок. Это — самый длинный перелёт между двумя пунктами, когда-либо совершённый беспилотным самолетом, время полёта составило 23 часа и 23 минуты. В октябре 2003 первый состоялся полностью автономный трансатлантический перелёт управляемого компьютером самолёта.

Concorde G-BOAB на хранении в лондонском аэропорту Хитроупосле окончания полётов этого типа самолётов. Этот самолёт находился в воздухе 22,296 часов с первого своего полёта в 1976 до последнего полёта в 2000.

В коммерческой авиации начало XXI века отмечено прекращение эксплуатации Concorde. Сверхзвуковые полёты оказались коммерчески несостоятельны, поскольку переход звукового барьера без негативных последствий был возможен только над океаном. Кроме того, Concorde имел слишком большой расход топлива и мог перевозить ограниченное количество пассажиров.

Нефтяной кризис и поиск альтернативных видов топлива

Первое столетие полётов с двигателем требовало роста производства жидкого топлива из нефти, и таким образом развитие авиации является символом эры нефти, в это время добыча и потребление нефти возрастали по экспоненте. В то время как другие важнейшие виды транспорта (автомобильный, железнодорожный, водный) также зависят от жидкого топлива, авиация зависит в значительно большей степени, так как другие доступные источники энергии (например,электрические батареи) недостаточно практичны для полётов.

С 2003 по 2008 годы цены на нефть выросли в 6 раз. В отличие от предыдущих кризисов, такое большое увеличение цены на нефть на этот раз не было связано с какими-либо существенными сокращениями поставок нефти или снижения её мировых запасов, а скорее с невозможностью стран-экспортёров нефти увеличить её добычу в достаточной мере, чтобы удовлетворить растущий спрос со стороны новых крупных потребителей нефти — быстрорастущих экономик, таких какКитай и Индия. Ряд исследователей считает, что пик нефти, возможно, уже прошёл, или его достижение будет неизбежным, а значит цены на нефть могут продолжать увеличиваться, возможно в течение многих лет, и до беспрецедентных уровней.

Увеличение цен на нефть оказывает сильное влияние на гражданскую авиацию. К частности из-за его высокого расхода топлива в расчёте на 1 пассажира Concorde обладал слабой конкурентоспособностью даже тогда, когда нефть была относительно дешева. Дозвуковые реактивные лайнеры использует меньше топлива в пассажира, но топливная составляющая представляет собой существенную долю цены на билет, а топливные ценовые надбавки делают пассажирские перелёты более дорогими.[24][25] Тем временем прогресс в технологиях, таких как видеоконференция, уменьшает стоимость виртуальной альтернативы по сравнению с физическом присутствием, что имеет особое значение для бизнеса. Некоторые эксперты нефтедобывающей промышленности, такие как Мэтью Симмонс призывают к более широкому применению таких технологий вместо использования транспорта.

Потребность в обеспечении топливом авиации (особенно военной авиации) привела к увеличению исследований дополнительные источников жидких топлив для авиации, таких как биотопливо. Увеличение производства большого количества жидких топлив по доступным ценам может быть одним из решений для авиации, если мировое нефтяное производство действительно фактически достигает максимума и входит в фазу необратимого снижения, как предсказано теорией Хабберта.

Высокие цены на топливо могут стимулировать развитие самолётов схемы «летающее крыло» в связи с их их более высокой топливной эффективностью