История развития авиации и космонавтики

В то время, в 1900—1910 гг., большое количество других изобретателей совершило (или утверждало, что совершило) короткие полёты.

10 мая  1913 года совершил свой первый  полёт первый в мире четырёхмоторный  самолёт «Русский витязь» авиаконструктора  И. И. Сикорского. Это событие  дало существенный толчок развитию  тяжёлой авиации.

1.4 XX и XXI век

Первая мировая война (1914—1918). Почти сразу, как только был изобретён самолёт, его новые модели стали проектироваться с учётом военного использования. Первой страной, которая использовала самолёты в военных целях, была Болгария — её самолёты атаковали и проводили разведку османских позиций во время Первой Балканской войны 1912-13 гг.. Первой войной, в которой самолётам отводилась важная роль в наступлении, обороне и разведке, была Первая мировая война.

В то время  как идея использования самолёта как носителя вооружения до Первой мировой войны всерьёз не принималась, его использовали в качестве разведчика, для фотографирования позиций противника самолёт всеми крупнейшими государствами, принявшими участие в этой войне. Все основные армии в Европе имели лёгкие самолёты, обычно являвшиеся модификациями довоенных спортивных аппаратов, которые несли службу в разведывательных подразделениях. В то время как ранние самолёты отличались низкой грузоподъёмностью, потом оказалось, что двухместные аппараты имеют большие практические перспективы.

Вскоре  на самолётах появилось вооружение и начались первые воздушные бои, однако установка любого вида фиксированной  огневой точки была проблематичной. Французы первыми решили эту проблему, когда в конце 1914 г. Ролан Гарро  совместил пулемёт с главной осью самолёта.

1918—1939 («Золотой Век»). Годы между Первой и Второй мировыми войнами отмечены существенным прогрессом в технологии самолётостроения. За этот период от самолётов, построенным главным образом из древесины и ткани, конструкторы пришли к почти полностью алюминиевым аппаратам. Развитие двигателей также шло быстрыми темпами, от бензиновых двигателей с водяным охлаждением до роторных и радиальных с воздушным охлаждением, с относительным увеличением мощности двигателя. Движущей силой прогресса стали многочисленные призы за рекорды скорости и дальности.

Первым  аппаратом легче воздуха, пересёкшим Атлантику, стал британский дирижабль R34, который в июле 1919 г. с командой на борту совершил перелёт из Восточного Лотиана, Шотландия на Лонг-Айленд, Нью-Йорк, а затем вернулся в Пулхэм, Англия.  В 1929 г. Джимми Дулиттл разработал пилотажно-навигационные приборы. В 1930-е гг. разработка реактивного двигателя началась в Германии и в Англии.

1939—1945: Вторая мировая война. 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. Первым практически применённым реактивным самолётом стал Heinkel He 178 (Германия), совершивший первый полёт в 1939 г. 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.

1945—1991: Холодная война. 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, которые могли быть переделаны в коммерческие самолеты.

Теперь  наступала эра реактивной авиации. Создалось множество коммерческих самолетов, как отечественных, так  и иностранных, таких как: Ту-104 и Boeing 707.

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).

В 1967г., 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 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.

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 настоящее  время идет поиск альтернативных источников топлива для авиации, а не разработка чего-то нового. Увеличение цен на нефть оказывает сильное  влияние на авиацию. Потребность в обеспечении топливом авиации (особенно военной авиации) привела к увеличению исследований дополнительные источников жидкого топлива, таких как биотопливо. Увеличение производства большого количества жидкого топлива по доступным ценам может быть одним из решений для авиации, но это будет известно только в будущем.

2. История развития космонавтики

Если  говорить про саму идею реактивного  движения и первую ракету, то эта  идея, и ее воплощение родились в  Китае примерно во 2 веке н.э. Движущей силой ракеты был порох. Китайцы сначала использовали это изобретение для развлечений - китайцы до сих пор являются лидерами в производстве фейерверков. А затем поставили эту идею на вооружение, в прямом смысле слова: такой "фейерверк" привязанный к стреле увеличивал дальность ее полета примерно на 100 метров (что было одной третью от всей длины полета), а при попадании цель зажигалась.

В таком  примитивном виде реактивные ракеты просуществовали до 19 века. Только в  конце 19-го века стали предприниматься  попытки математически объяснить реактивное движение и создать серьезное вооружение. В России одним из первых этим вопросом занялся Николай Иванович Тихомиров в 1894 году. Тихомиров стал заниматься этим позже Циолковского, но в смысле реализации продвинулся намного дальше, т.к. он мыслил более приземлено. В 1912 году он представил морскому министерству проект реактивного снаряда. В 1915 подал прошение о выдаче привилегии на новый тип "самодвижущихся мин" для воды и воздуха. Изобретение Тихомирова получило положительную оценку экспертной комиссии под председательством Н. Е. Жуковского. В 1921 по предложению Тихомирова в Москве была создана лаборатория для разработки его изобретений, получившая впоследствии (после перевода в Ленинград) наименование Газодинамической лаборатории (ГДЛ). Вскоре после основания деятельность ГДЛ сосредоточилась на создании ракетных снарядов на бездымном порохе.

Параллельно с Тихомировым над ракетами на твердом топливе трудился бывший полковник царской армии Иван Граве. В 1926 году он получил патент на ракету, которая в качестве топлива  использовала особый состав дымного  пороха. Он стал пробивать свою идею, но эти хлопоты завершились вполне типично для того времени: полковник царской армии Граве был арестован и осужден. Но И.Граве еще сыграет свою роль в развитии ракетной техники в СССР, и примет участие в разработке ракет для знаменитой "Катюши".

В 1928 году была запущена ракета, топливом для нее служил порох Тихомирова. В 1930 году на имя Тихомирова выдан патент на рецептуру такого пороха и технологию изготовления шашек из него.

2.1 Американский гений

За рубежом  проблемой реактивного движения одним из первых занялся американский ученый Роберт Хитчингс Годдард. Годдард в 1907 году пишет статью "О возможности перемещения в межпланетном пространстве", которая по духу очень близка работе Циолковского "Исследование мировых пространств реактивными приборами", правда Годдард пока ограничивается только качественными оценками и никаких формул не выводит. Годдарду тогда было 25 лет. В 1914 году Годдард получает патенты США на конструкцию составной ракеты с коническими соплами и ракеты с непрерывным горением в двух вариантах: с последовательной подачей в камеру сгорания пороховых зарядов и с насосной подачей двухкомпонентного жидкого топлива. С 1917 года Годдард ведет конструкторские разработки в области твёрдотопливных ракет различного типа.. С 1921 Годдард переходит к экспериментам с жидкостными ракетными двигателями. Именно эти ракеты на жидком топливе стали первыми прародителями космических ракет-носителей. 16 марта 1926 года Годдард проводит успешный запуск простейшей ракеты с вытеснительной подачей (топливо - бензин, окислитель - жидкий кислород).

Роберт  Годдард был человеком трудного, сложного характера. Он предпочитал  работать скрытно, в узком кругу  доверенных людей, слепо ему подчинявшихся. Весьма характерен ответ Годдарда от 16 августа 1924 года советским энтузиастам  исследования проблемы межпланетных полетов, которые искренне желали, установить научные связи с американскими коллегами. Ответ совсем короткий, но в нем весь характер Годдарда:

"Уважаемый  сэр! Я рад узнать, что в России  создано общество по исследованию  межпланетных связей, и я буду рад сотрудничать в этой работе в пределах возможного. Однако печатный материал, касающийся проводимой сейчас работы или экспериментальных полетов, отсутствует. Благодарю за ознакомление меня с материалами. Искренне ваш, директор физической лаборатории Р.Х. Годдард".

Интересным  выглядит отношение Циолковского к  сотрудничеству с зарубежными учеными. Вот отрывок из его письма к  советской молодежи, опубликованного  в "Комсомольской правде" в 1934 г.:

"В  1932 году крупнейшее капиталистическое Общество металлических дирижаблей прислало мне письмо. Просили дать подробные сведения о моих металлических дирижаблях. Я не ответил на заданные вопросы. Я считаю свои знания достоянием СССР".

Таким образом, можно сделать вывод, что ни с  той, ни с другой стороны не было никакого желания сотрудничать. Ученые очень ревностно относились к своей работе.

2.2 Споры о приоритете

Теоретики и практики ракетной техники в  то время были совершенно разобщены. Это были те самые "... не связанные  друг с другом исследования и опыты многих отдельных ученых, атакующих неизвестную область вразброд, подобно орде кочевых всадников", о которых, применительно, правда, к электричеству, писал Ф. Энгельс. Роберт Годдард очень долгое время ничего не знал о трудах Циолковского, равно как и Герман Оберт, работавший с жидкостными ракетными двигателями и ракетами в Германии. Столь же одинок был во Франции один из пионеров космонавтики, инженер и летчик Робер Эсно-Пельтри, будущий автор двухтомного труда «Астронавтика».

Разделенные пространствами и границами, не скоро  узнают они друг о друге. 24 октября 1929 года Оберт раздобудет, наверное, единственную во всем городке Медиаше  пишущую машинку с русским  шрифтом и отправит в Калугу письмо Циолковскому. "Я, разумеется, самый последний, кто стал бы оспаривать Ваше первенство и Ваши заслуги по делу ракет, и я только сожалею, что не раньше 1925 г. услышал о Вас. Я был бы, наверное, в моих собственных работах сегодня гораздо дальше и обошелся бы без тех многих напрасных трудов, зная ваши превосходные работы",- открыто и честно писал Оберт. А ведь нелегко написать так, когда тебе 35 лет и ты всегда считал себя первым.

В фундаментальном  докладе, посвященном космонавтике, француз Эсно-Пельтри ни разу не упомянул Циолковского. Популяризатор науки писатель Я.И. Перельман, прочитав работу Эсно-Пельтри, написал Циолковскому в Калугу: "Есть ссылка на Лоренца, Годдарда, Оберта, Гомана, Валье,- но ссылок на вас я не заметил. Похоже, что автор с Вашими трудами не знаком. Обидно!" Через некоторое время газета «Юманите» довольно категорически напишет: "Циолковского по справедливости следует признать отцом научной астронавтики". Получается как-то неловко. Эсно-Пельтри пытается все объяснить: "...я предпринял все усилия для того, чтобы получить их (работы Циолковского.- Я.Г.). Для меня оказалось невозможным получить хотя бы маленький документ до моих докладов 1912 года". Улавливается некоторое раздражение, когда он пишет, что в 1928 году получил "от профессора С. И. Чижевского заявление с требованием подтвердить приоритет Циолковского". "Мне думается, я полностью удовлетворил его",- пишет Эсно-Пельтри.

Американец  Годдард за всю жизнь ни в одной  из своих книг, ни в статьях никогда  не называл Циолковского, хотя получал  его калужские книги. Впрочем, этот трудный человек вообще редко ссылался на чужие работы.