.jpg/1280px-Habicht_(468040905).jpg)
Планер — это летательный аппарат с фиксированным крылом , который поддерживается в полете динамической реакцией воздуха на его подъемные поверхности и свободный полет которого не зависит от двигателя. [1] Большинство планеров не имеют двигателя, хотя мотопланеры имеют небольшие двигатели для продления полета при необходимости путем поддержания высоты (обычно планер полагается на восходящий воздух для поддержания высоты), а некоторые из них достаточно мощные, чтобы взлетать самостоятельно .
Существует большое разнообразие типов, различающихся по конструкции крыльев, аэродинамической эффективности, расположению пилота, управлению и предполагаемому назначению. Большинство используют метеорологические явления для поддержания или набора высоты. Планеры в основном используются для воздушных видов спорта : планеризма , дельтапланеризма и парапланеризма . Однако некоторые космические аппараты были разработаны для спуска в качестве планеров, а в прошлом военные планеры использовались в военных действиях. Некоторые простые и знакомые типы планеров — это игрушки, такие как бумажные самолетики и планеры из бальзового дерева .
Glider — это агентная форма существительного глагола to glide . Оно происходит от среднеанглийского gliden , который, в свою очередь, произошел от древнеанглийского glīdan . Древнейшее значение glide, возможно, обозначало стремительный бег или прыжок, в отличие от плавного движения. Ученые не уверены в его первоначальном происхождении, с возможными связями с «slide» и «light»... [2]
Ранние досовременные отчеты о полетах в большинстве случаев трудно проверить, и неясно, было ли каждое судно планером, воздушным змеем или парашютом и в какой степени они были действительно управляемыми. Часто событие регистрируется только спустя долгое время после того, как оно якобы произошло. Отчет 17-го века сообщает о попытке полета поэта 9-го века Аббаса ибн Фирнаса около Кордовы, Испания , которая закончилась тяжелыми травмами спины. [3] Монах Эйлмер из Малмсбери, как сообщает Уильям Малмсберийский ( ок. 1080 - ок. 1143 ), коллега-монах и историк, слетел с крыши своего аббатства в Малмсбери , Англия, где-то между 1000 и 1010 годами нашей эры, пролетев около 200 метров (220 ярдов), прежде чем разбиться и сломать себе ноги. [4] Согласно этим сообщениям, оба использовали набор (перистых) крыльев, и оба объяснили свое падение отсутствием хвоста. [5] Хезарфен Ахмед Челеби , как утверждается, летал на планере с орлиными крыльями над проливом Босфор от Галатской башни до района Ускюдар в Стамбуле около 1630–1632 годов. [6] [7] [8]
Первыми летательными аппаратами тяжелее воздуха (т. е. не воздушными шарами), перевозящими людей, которые были основаны на опубликованных научных принципах, были планеры сэра Джорджа Кейли , которые совершали короткие прыжки на крыльях примерно с 1849 года. После этого планеры были построены такими пионерами, как Жан Мари Ле Брис , Джон Дж. Монтгомери , Отто Лилиенталь , Перси Пилчер , Октав Шанют и Август Мур Херринг, чтобы развить авиацию . Лилиенталь был первым, кто совершил многократные успешные полеты (в конечном итоге общее число которых превысило 2000), и первым, кто использовал восходящий воздух для продления своего полета. Используя планер Монтгомери с тандемным крылом, Дэниел Мэлони был первым, кто продемонстрировал управляемый полет на большой высоте с помощью планера, запущенного с помощью воздушного шара, запущенного с высоты 4000 футов в 1905 году. [9]
Братья Райт разработали серию из трех пилотируемых планеров после предварительных испытаний с воздушным змеем , работая над достижением управляемого полета. Они вернулись к испытаниям планеров в 1911 году, удалив двигатель из одного из своих более поздних проектов.
В межвоенные годы любительское планерное дело процветало в Германии под эгидой Rhön-Rossitten . В Соединенных Штатах братья Швейцер из Элмиры, штат Нью-Йорк, производили спортивные планеры, чтобы удовлетворить новый спрос. Планеры продолжали развиваться в 1930-х годах, и спортивное планерное дело стало основным применением планеров. По мере улучшения их характеристик планеры стали использоваться для полетов по пересеченной местности, а теперь они регулярно пролетают сотни или даже более тысячи километров в день, [10] если позволяет погода.
Военные планеры были разработаны во время Второй мировой войны рядом стран для высадки войск. Планер — Colditz Cock — был даже тайно построен военнопленными в качестве потенциального метода побега в Oflag IV-C ближе к концу войны в 1944 году.
Самолеты, запускаемые с ног, летали Лилиенталем и на встречах в Вассеркуппе в 1920-х годах. Однако инновация, которая привела к появлению современных дельтапланов, появилась в 1951 году, когда Фрэнсис Рогалло и Гертруда Рогалло подали заявку на патент на полностью гибкое крыло с жесткой конструкцией. Американское космическое агентство NASA начало испытания различных гибких и полужестких конфигураций этого крыла Рогалло в 1957 году, чтобы использовать его в качестве системы восстановления для космических капсул Gemini . Чарльз Ричардс и Пол Бикл разработали концепцию создания крыла, которое было бы простым в изготовлении, способным к медленному полету и мягкой посадке. Между 1960 и 1962 годами Барри Хилл Палмер использовал эту концепцию для создания дельтапланов, запускаемых с ног, за ним в 1963 году последовал Майк Бернс, который построил кайт-дельтаплан под названием Skiplane. В 1963 году Джон У. Дикенсон начал коммерческое производство. [11]
10 января 1963 года американка Домина Джалберт подала патент США 3131894 на Parafoil , который имел секционные ячейки в форме аэродинамического профиля; открытую переднюю кромку и закрытую заднюю кромку, надуваемую при прохождении через воздух — конструкция с набегающим потоком воздуха . [12] «Парусное крыло» было дополнительно усовершенствовано Дэвидом Баришем для восстановления космических капсул НАСА . Испытания проводились с использованием подъемной силы хребта . [13] После испытаний на горе Хантер , штат Нью-Йорк , в сентябре 1965 года он продолжил продвигать « парение по склону » как летнее развлечение для горнолыжных курортов (очевидно, без особого успеха). [14] NASA создало термин «параплан» в начале 1960-х годов, а «парапланеризм» был впервые использован в начале 1970-х годов для описания запуска скользящих парашютов с помощью ног. Хотя их использование в основном направлено на развлечения, беспилотные парапланы также создаются для военных целей, например, Atair Insect .
Основное применение планеров сегодня — спорт и отдых.
Планеры были разработаны в 1920-х годах для развлекательных целей. Когда пилоты начали понимать, как использовать восходящий воздух, были разработаны планеры с высоким отношением подъемной силы к лобовому сопротивлению . Они позволяли совершать более длительные планеры до следующего источника « подъемной силы », и таким образом увеличивали их шансы пролететь большие расстояния. Это дало начало популярному виду спорта, известному как планеризм , хотя этот термин может также использоваться для обозначения просто нисходящего полета. Такие планеры, предназначенные для парения, иногда называют планерами.
Планеры в основном строились из дерева и металла, но сейчас большинство из них сделаны из композитных материалов с использованием стекла, углеродного волокна и арамидных волокон. Для минимизации сопротивления эти типы имеют фюзеляж и длинные узкие крылья, т. е. высокое удлинение . Вначале были огромные различия во внешнем виде ранних планеров. По мере развития технологий и материалов, стремление к идеальному балансу между подъемной силой/сопротивлением, скороподъемностью и скоростью планирования заставило инженеров разных производителей создавать похожие конструкции по всему миру. Доступны как одноместные, так и двухместные планеры.
Первоначально обучение проводилось короткими «прыжками» на основных планерах , которые представляют собой очень простые самолеты без кабины и с минимальным количеством приборов. [15] С момента начала Второй мировой войны обучение всегда проводилось на двухместных планерах с двойным управлением, но также используются двухместные самолеты с высокими эксплуатационными характеристиками для разделения рабочей нагрузки и удовольствия от длительных полетов. Первоначально для посадки использовались полозья, но сейчас большинство из них приземляются на колеса, часто убирающиеся. Некоторые планеры, известные как моторные планеры , предназначены для полета без двигателя, но могут использовать поршневые , роторные , реактивные или электрические двигатели . [16] Планеры классифицируются FAI для соревнований по классам планерных соревнований в основном на основе размаха и закрылков.
Класс сверхлегких планеров, включая некоторые известные как микролифтовые планеры и некоторые как «воздушные кресла», был определен FAI на основе максимального веса. Они достаточно легкие, чтобы их можно было легко транспортировать, и в некоторых странах на них можно летать без лицензии. Сверхлегкие планеры имеют характеристики, похожие на дельтапланы , но предлагают некоторую дополнительную безопасность при столкновении, поскольку пилот может быть закреплен в вертикальном кресле внутри деформируемой конструкции. Посадка обычно осуществляется на одно или два колеса, что отличает эти летательные аппараты от дельтапланов. Несколько коммерческих сверхлегких планеров появились и исчезли, но большинство современных разработок выполняются отдельными дизайнерами и строителями-любителями.
В отличие от планера, дельтаплан может подниматься в воздух, взлетать и приземляться исключительно с помощью ног пилота. [17]
В дельтаплане форма крыла определяется конструкцией, и именно это отличает их от другого основного типа летательных аппаратов, запускаемых с ног, парапланов , технически Класса 3. Некоторые дельтапланы имеют двигатели и известны как дельтапланы с двигателем . Из-за общности деталей, конструкции и дизайна авиационные власти обычно считают их дельтапланами, хотя они могут использовать двигатель в течение всего полета. Некоторые летательные аппараты с гибким крылом, сверхлегкие трехколесные самолеты , имеют колесное шасси и поэтому не являются дельтапланами.
Параплан — это свободно летающий летательный аппарат, запускаемый ногами. Пилот сидит в подвесной системе, подвешенной под тканевым крылом. В отличие от дельтаплана, крылья которого имеют каркасы, форма крыла параплана формируется давлением воздуха, поступающего в вентиляционные отверстия или ячейки в передней части крыла. Это известно как крыло с набегающим потоком воздуха (похожее на конструкцию меньшего парашюта). Легкая и простая конструкция параплана позволяет упаковывать и переносить его в больших рюкзаках, что делает его одним из самых простых и экономичных способов полета. Крылья соревновательного уровня могут достигать коэффициента планирования до 1:10 и скорости полета около 45 км/ч (28 миль/ч).
Как и планеры и дельтапланы, парапланы используют восходящий воздух (термики или подъем хребта) для набора высоты. Этот процесс является основой большинства любительских полетов и соревнований, хотя также проводятся соревнования по высшему пилотажу и «соревнованиям по приземлению на месте». Запуск часто осуществляется путем бега трусцой вниз по склону, но также используются и запуски с помощью лебедки за тягачом. Парамотор — это крыло параплана, приводимое в действие двигателем, прикрепленным к спине пилота, и также известное как параплан с двигателем . Разновидностью этого является параплан , у которого двигатель установлен на колесной раме, а не на спине пилота.
Планеры, дельтапланы и парапланы могут путать . Парапланы и дельтапланы — это планирующие летательные аппараты, запускаемые с помощью ног, и в обоих случаях пилот подвешен («висит») под подъемной поверхностью. «Дельтаплан» — это термин для тех, у которых планер содержит жесткие конструкции, тогда как основная структура парапланов гибкая и состоит в основном из тканого материала.
Военные планеры использовались в основном во время Второй мировой войны для перевозки войск и тяжелого оборудования (см. Планер пехоты ) в зону боевых действий, включая британский Airspeed Horsa , российский Polikarpov BDP S-1 , американский Waco CG-3 , японский Kokusai Ku-8 и немецкий Junkers Ju 322. Эти самолеты буксировались в воздух и большую часть пути к цели военно-транспортными самолетами, например, C-47 Dakota , или бомбардировщиками, которые были отнесены к второстепенным задачам, например, Short Stirling . После освобождения от буксира вблизи цели они приземлялись как можно ближе к цели. Преимущества перед парашютистами заключались в том, что тяжелое оборудование можно было высадить, а войска быстро собирались, а не рассредоточивались по зоне высадки. Планеры рассматривались как одноразовые, что привело к их строительству из обычных и недорогих материалов, таких как дерево, хотя некоторые из них были извлечены и использованы повторно. К моменту Корейской войны транспортные самолеты также стали крупнее и эффективнее, так что даже легкие танки можно было сбрасывать на парашютах, из-за чего планеры вышли из употребления.
Даже после разработки самолетов с двигателем, планеры строились для исследований, где отсутствие силовой установки снижает сложность и стоимость строительства и ускоряет разработку, особенно там, где испытываются новые и плохо понятые аэродинамические идеи, которые могут потребовать значительных изменений в планере. Примерами могут служить дельта-крылья, летающие крылья, подъемные тела и другие нетрадиционные подъемные поверхности, где существующие теории не были достаточно развиты для оценки полномасштабных характеристик.
К безмоторным летающим крыльям, созданным для аэродинамических исследований, относятся летающие крылья Хортена , уменьшенная версия планера реактивного летающего крыла Armstrong Whitworth AW52 .
Подъемные тела также были разработаны с использованием немоторизованных прототипов. Хотя идея может быть датирована Винсентом Юстусом Бернелли в 1921 году, интереса к ней почти не было, пока она не стала решением для возвращения космических кораблей. Традиционные космические капсулы имеют слабое управление направлением, в то время как обычные крылатые корабли не могут выдерживать нагрузки при входе в атмосферу, тогда как подъемное тело сочетает в себе преимущества обоих. Подъемные тела используют сам фюзеляж для создания подъемной силы без использования обычного тонкого и плоского крыла, чтобы минимизировать сопротивление и структуру крыла для очень высокого сверхзвукового или гиперзвукового полета, который может возникнуть во время входа космического корабля в атмосферу . Примерами типа являются Northrop HL-10 и Martin-Marietta X-24 .
Планер NASA Paresev Rogallo с гибким крылом был построен для исследования альтернативных методов восстановления космических аппаратов. Хотя это приложение было заброшено, реклама вдохновила любителей адаптировать аэродинамический профиль гибкого крыла для современных дельтапланов.
Самолеты с ракетным двигателем быстро расходуют топливо, поэтому большинство из них вынуждены приземляться без двигателя, если нет другого источника питания. Первым ракетным самолетом был Lippisch Ente , а более поздние примеры включают перехватчик с ракетным двигателем Messerschmitt Me 163. [27] Американская серия исследовательских самолетов, начиная с Bell X-1 в 1946 году и до North American X-15, проводила больше времени в полете без двигателя, чем с двигателем. В 1960-х годах исследования также проводились над несущими корпусами без двигателя и над проектом X-20 Dyna-Soar , но хотя X20 был отменен, эти исследования в конечном итоге привели к созданию Space Shuttle.
Space Shuttle НАСА впервые полетел 12 апреля 1981 года. Shuttle возвращался на скорости 25 Махов в конце каждого космического полета , приземляясь полностью как планер. Space Shuttle и его советский эквивалент, шаттл Буран , были самыми быстрыми самолетами из когда-либо созданных. Недавние примеры ракетных планеров включают финансируемый частным образом SpaceShipOne , который предназначен для суборбитального полета, и XCOR EZ-Rocket , который используется для испытания двигателей.
Большинство немоторных винтокрылых летательных аппаратов являются воздушными змеями, а не планерами, то есть они обычно буксируются за автомобилем или лодкой, а не способны к свободному полету. Они известны как роторные воздушные змеи . Однако были исследованы роторно-крыльевые планеры, «гироглайдеры», которые могли бы снижаться как автожир , используя подъемную силу от роторов для снижения вертикальной скорости. Они были оценены как метод сброса людей или оборудования с других самолетов.
Бумажный самолётик, бумажный самолётик (Великобритания), бумажный самолётик (США), бумажный планёр, бумажный дротик или дротик — игрушечный летательный аппарат (обычно планёр), сделанный из бумаги или картона; практика создания бумажных самолётиков иногда называется аэрогами (яп. камихикоки), в честь оригами, японского искусства складывания бумаги. [28]
Модели планеров — это летающие или нелетающие модели существующих или воображаемых планеров, часто уменьшенные версии полноразмерных самолетов, с использованием легких материалов, таких как полистирол , бальзовое дерево , пенопласт и стекловолокно . Конструкции варьируются от простых планеров до точных масштабных моделей , некоторые из которых могут быть очень большими.
Более крупные модели для открытого воздуха обычно представляют собой радиоуправляемые планеры , которые пилотируются дистанционно с земли с помощью передатчика . Они могут оставаться в воздухе в течение длительного времени, используя подъемную силу, создаваемую склонами и термическими потоками . Их можно поднимать на лебедке в ветер с помощью троса, прикрепленного к крюку под фюзеляжем с кольцом, так что трос будет падать, когда модель находится над головой. Другие методы запуска включают буксировку наверх с помощью самолета с двигателем модели, запуск с катапульты с использованием эластичного троса-резинки и запуск вручную. При запуске вручную более новый стиль «диска» ручного запуска с законцовки крыла в значительной степени вытеснил более ранний тип запуска «копья».
Планирующая бомба — это бомба с аэродинамическими поверхностями, позволяющими осуществлять планирующий полет, а не баллистический. Это позволяет бомбардировщику держаться подальше от цели и запускать бомбу с безопасного расстояния. Большинство типов имеют систему дистанционного управления, которая позволяет самолету направлять бомбу точно на цель. Планирующие бомбы были разработаны в Германии еще в 1915 году. Во время Второй мировой войны они были наиболее успешны в качестве противокорабельного оружия. Некоторые военно-воздушные силы сегодня оснащены планирующими устройствами, которые могут дистанционно атаковать авиабазы с помощью кассетной бомбовой боеголовки.
