Авиация включает деятельность, связанную с механическими полетами и авиационной промышленностью. К воздушным судам относятся самолеты с неподвижным и винтокрылым крылом, трансформируемые крылья, бескрылые несущие тела, а также летательные аппараты легче воздуха , такие как воздушные шары и дирижабли .
Авиация началась в 18 веке с разработки воздушного шара , аппарата, способного перемещать атмосферу за счет плавучести . Некоторые из наиболее значительных достижений в авиационной технике были достигнуты благодаря управляемому планирующему полету Отто Лилиенталя в 1896 году; Затем большой шаг вперед произошел с постройкой первого самолета с двигателем братьями Райт в начале 1900-х годов. С тех пор в авиации произошла технологическая революция с появлением реактивных самолетов , которые стали основным видом транспорта по всему миру.
Слово « авиация» было придумано французским писателем и бывшим военно-морским офицером Габриэлем Ла Ланделем в 1863 году. [1] Первоначально он получил этот термин от глагола avier (неудачный неологизм , обозначающий «летать»), который сам по себе произошел от латинского слова avis ( «птица») и суффикс -ation . [2]
Существуют ранние легенды о полете человека, такие как истории об Икаре в греческом мифе, Джамшиде и Шахе Кее Кавусе в персидском мифе [3] и о летающем автомате Архита из Тарента (428–347 до н. э.). [4] Позже появляются несколько более заслуживающие доверия утверждения о полетах человека на короткие расстояния, такие как крылатые полеты Аббаса ибн Фирнаса (810–887, записанные в 17 веке), Эйлмера из Малмсбери (11 век, записанные в 12 веке). ) и воздушная Пассарола Бартоломеу Лоуренсу де Гужмана (1685–1724).
Современная эра авиации началась с первого беспривязного полета человека на воздушном шаре легче воздуха, сконструированного братьями Монгольфье , 21 ноября 1783 года . [5] Полезность воздушных шаров была ограничена, поскольку они могли летать только по ветру. Сразу же было признано, что необходим управляемый или дирижабльный аэростат. Жан-Пьер Бланшар управлял первым дирижаблем с человеческим двигателем в 1784 году и пересек Ла-Манш на нем в 1785 году.
Жесткие дирижабли стали первыми самолетами, способными перевозить пассажиров и грузы на большие расстояния. Наиболее известные самолеты этого типа производились немецкой компанией Zeppelin .
Самым успешным дирижаблем был Graf Zeppelin . Он пролетел более миллиона миль, включая кругосветный перелет в августе 1929 года. Однако превосходство цеппелинов над самолетами того периода, имевшими дальность полета всего несколько сотен миль, уменьшалось по мере развития конструкции самолетов. . «Золотой век» дирижаблей закончился 6 мая 1937 года. В том же году « Гинденбург» загорелся, в результате чего погибло 36 человек. Первоначально причиной аварии в «Гинденбурге» считалось использование в качестве подъемного газа водорода вместо гелия. Внутреннее расследование, проведенное производителем, показало, что покрытие, используемое в материале корпуса, является легковоспламеняющимся и способствует накоплению статического электричества в дирижабле. [6] Изменения в рецептуре покрытия снизили риск дальнейших аварий типа «Гинденбург». Хотя периодически предпринимались инициативы по возобновлению их использования, с тех пор дирижабли нашли лишь нишевое применение. [7] Ранее случались и более фатальные катастрофы дирижаблей, например, британский R38 23 августа 1921 года, [8] но «Гинденбург» был первым, запечатленным на кинохронике. [9]
В 1799 году сэр Джордж Кэли сформулировал концепцию современного самолета как летательного аппарата с неподвижным крылом и отдельными системами подъемной силы, движения и управления. [10] [11]
Отто Лилиенталь был первым человеком, совершившим хорошо задокументированные, повторяющиеся и успешные полеты на планерах [12] , тем самым воплотив в жизнь идею « тяжелее воздуха ». В газетах и журналах были опубликованы фотографии планирующего полета Лилиенталя, что благоприятно повлияло на общественное и научное мнение о возможности практического применения летательных аппаратов. Работа Лилиенталя привела к разработке концепции современного крыла. [13] [14] Его попытки полета в Берлине в 1891 году рассматриваются как начало полета человека [15] , а « Лилиенталь Нормальсегелаппарат » считается первым самолетом, находящимся в серийном производстве, что делает Машиненфабрик Отто Лилиенталя в Берлине первым компания по производству самолетов в мире. [16] Лилиенталя часто называют «отцом авиации» [17] [18] [19] или «отцом полета». [20]
Ранние разработки дирижаблей включали двигательную установку с механическим приводом ( Анри Жиффар , 1852 г.), жесткие рамы ( Дэвид Шварц , 1896 г.) и улучшенную скорость и маневренность ( Альберто Сантос-Дюмон , 1901 г.).
Существует множество конкурирующих претензий на самый ранний полет с двигателем, тяжелее воздуха. Первый зарегистрированный полет с двигателем был выполнен Клеманом Адером 9 октября 1890 года на его полностью самоходном самолете с крылом летучей мыши Ader Éole . Сообщается, что это был первый пилотируемый полет на механизированном самолете тяжелее воздуха на значительное расстояние (50 м (160 футов)), но на небольшую высоту над уровнем земли. [21] [22] [23] Семь лет спустя, 14 октября 1897 года, Avion III Адера был безуспешно испытан перед двумя чиновниками французского военного министерства. Отчет об испытаниях не публиковался до 1910 года, поскольку они составляли военную тайну. В ноябре 1906 года Адер заявил, что 14 октября 1897 года совершил успешный полет, достигнув «непрерывного полета» на высоту около 300 метров (980 футов). Хотя в то время эти утверждения были широко распространены, позже они были дискредитированы. [24] [25]
Братья Райт совершили первый успешный полет управляемого и устойчивого самолета с двигателем 17 декабря 1903 года. Этот подвиг стал возможен благодаря их изобретению трехосного управления [26] и собственной разработке двигателя с достаточной мощностью для весовое соотношение . [27] Всего десять лет спустя, в начале Первой мировой войны , самолеты с двигателями тяжелее воздуха стали практичными для разведки, артиллерийского обнаружения и даже атак на наземные позиции.
Самолеты начали перевозить людей и грузы, поскольку конструкции стали больше и надежнее. Братья Райт подняли в воздух первого пассажира, Чарльза Фурнаса, одного из своих механиков, 14 мая 1908 года. [28] [29]
В 1920-х и 1930-х годах в области авиации был достигнут большой прогресс, включая первый трансатлантический перелет Алкока и Брауна в 1919 году, одиночный трансатлантический перелет Чарльза Линдберга в 1927 году и транстихоокеанский перелет Чарльза Кингсфорда Смита в следующем году. Одним из наиболее успешных проектов этого периода был Douglas DC-3 , который стал первым авиалайнером , который выгодно перевозил исключительно пассажиров, положив начало современной эре пассажирских авиаперевозок. К началу Второй мировой войны во многих городах были построены аэропорты, и имелось множество квалифицированных пилотов. Во время Второй мировой войны Ханс кон Охайн разработал один из первых реактивных двигателей, а в 1939 году он совершил первый в мире полет на реактивном двигателе. [30] Война принесла в авиацию множество инноваций, в том числе первый реактивный самолет и первый жидкостный двигатель. заправленные ракеты .
После Второй мировой войны, особенно в Северной Америке, произошел бум авиации общего назначения , как частной, так и коммерческой, поскольку тысячи пилотов были освобождены от военной службы и появилось много недорогих транспортных и учебных самолетов, излишков войны. Такие производители, как Cessna , Piper и Beechcraft, расширили производство, чтобы обеспечить легкие самолеты для нового рынка среднего класса.
К 1950-м годам развитие гражданских самолетов выросло, начиная с de Havilland Comet , хотя первым широко используемым пассажирским самолетом был Boeing 707 , поскольку он был гораздо более экономичным, чем другие самолеты того времени. В то же время турбовинтовые двигатели начали появляться для небольших пригородных самолетов, что позволило обслуживать маршруты небольшого объема в гораздо более широком диапазоне погодных условий.
С 1960-х годов стали доступны планеры из композитных материалов и более тихие и эффективные двигатели, а Concorde обеспечивал сверхзвуковые пассажирские перевозки более двух десятилетий, но наиболее важные долгосрочные инновации произошли в приборно-аппаратном обеспечении и управлении. Появление полупроводниковой электроники, системы глобального позиционирования , спутниковой связи , а также все более маленьких и мощных компьютеров и светодиодных дисплеев кардинально изменило кабины авиалайнеров и, во все большей степени, самолетов меньшего размера. Пилоты могут гораздо точнее ориентироваться и просматривать местность, препятствия и другие ближайшие самолеты на карте или с помощью синтетического зрения даже ночью или в условиях плохой видимости.
21 июня 2004 года SpaceShipOne стал первым частным самолетом, совершившим космический полет , открыв возможность создания авиационного рынка, способного покинуть атмосферу Земли. Между тем, необходимость декарбонизации авиационной промышленности для борьбы с климатическим кризисом привела к увеличению исследований самолетов, работающих на альтернативных видах топлива, таких как этанол , электричество , водород и даже солнечная энергия , при этом летающие прототипы становятся все более распространенными.
Гражданская авиация включает в себя все невоенные полеты, как авиацию общего назначения , так и регулярный воздушный транспорт .
Существует пять основных производителей гражданских транспортных самолетов (в алфавитном порядке):
Boeing, Airbus, «Ильюшин» и «Туполев» концентрируются на широкофюзеляжных и узкофюзеляжных реактивных авиалайнерах , а Bombardier, Embraer и «Сухой» концентрируются на региональных авиалайнерах . Крупные сети специализированных поставщиков запчастей со всего мира поддерживают этих производителей, которые иногда обеспечивают только первоначальное проектирование и окончательную сборку на своих заводах. Китайский консорциум ACAC также недавно вышел на рынок гражданского транспорта со своим региональным самолетом Comac ARJ21 . [32] [33]
До 1970-х годов большинство крупных авиакомпаний были флагманскими перевозчиками , спонсируемыми своими правительствами и строго защищенными от конкуренции. С тех пор соглашения об открытом небе привели к усилению конкуренции и расширению выбора для потребителей, а также к падению цен для авиакомпаний. Сочетание высоких цен на топливо, низких тарифов, высоких зарплат и кризисов, таких как теракты 11 сентября и пандемия атипичной пневмонии, привело к тому, что многие старые авиакомпании обратились к государственной помощи, банкротству или слияниям. В то же время процветали лоукостеры, такие как Ryanair , Southwest и WestJet .
Авиация общего назначения включает все нерегулярные гражданские полеты, как частные , так и коммерческие . Авиация общего назначения может включать деловые полеты, чартерный воздушный транспорт , частную авиацию, летную подготовку, полеты на воздушном шаре , парапланеризм , парашютный спорт , планеризм , дельтапланеризм , аэрофотосъемку , дельтапланы с ножным запуском , санитарную авиацию, уборку урожая, чартерные рейсы, отчеты о дорожном движении , полицию. воздушное патрулирование и тушение лесных пожаров.
Каждая страна регулирует авиацию по-разному, но авиация общего назначения обычно подпадает под разные правила в зависимости от того, является ли она частной или коммерческой, а также от типа используемого оборудования.
Многие небольшие производители самолетов обслуживают рынок авиации общего назначения, уделяя особое внимание частной авиации и летной подготовке.
Наиболее важными недавними разработками в области малых самолетов (составляющих основную часть парка самолетов гражданской авиации) стали внедрение современной авионики (включая GPS ), которая раньше использовалась только в крупных авиалайнерах , а также внедрение композитных материалов , чтобы сделать малые самолеты легче и надежнее. Быстрее. Сверхлегкие и самодельные самолеты также становятся все более популярными для использования в рекреационных целях, поскольку в большинстве стран, где разрешена частная авиация, они гораздо дешевле и менее строго регулируются, чем сертифицированные самолеты.
Простые воздушные шары использовались в качестве самолетов наблюдения еще в 18 веке. На протяжении многих лет военные самолеты создавались с учетом постоянно растущих требований к возможностям. Производители военных самолетов конкурируют за контракты на поставку арсенала своего правительства. Самолеты выбираются на основе таких факторов, как стоимость, характеристики и скорость производства.
Авиационная безопасность означает состояние авиационной системы или организации, при котором риски, связанные с авиационной деятельностью, связанной с эксплуатацией воздушных судов или непосредственно поддерживающие ее, снижаются и контролируются до приемлемого уровня. Он включает в себя теорию, практику, расследование и классификацию отказов полета, а также предотвращение таких отказов посредством регулирования, образования и обучения. Его также можно применять в контексте кампаний по информированию общественности о безопасности авиаперелетов.
Авиационное происшествие определяется Приложением 13 Конвенции о международной гражданской авиации как происшествие, связанное с эксплуатацией воздушного судна, которое происходит между моментом, когда какое-либо лицо садится на борт воздушного судна с намерением совершить полет, и до того момента, когда все такие лица высадятся, при котором человек получил смертельную или серьёзную травму, воздушное судно получило повреждение или разрушение конструкции, или воздушное судно пропало или полностью недоступно. [35] Авария, при которой повреждение воздушного судна таково, что его необходимо списать, или при котором самолет разрушен, называется происшествием с потерей корпуса . [36]
Первая авиационная катастрофа со смертельным исходом произошла на самолете Wright Model A в Форт-Майере, штат Вирджиния, США , 17 сентября 1908 года, в результате чего был ранен пилот Орвилл Райт и погиб пассажир, лейтенант корпуса связи Томас Селфридж . Самой страшной авиационным происшествием в истории стала катастрофа в аэропорту Тенерифе 27 марта 1977 года, когда погибло 583 человека, когда два гигантских самолета Boeing 747, эксплуатируемых Pan Am и KLM, столкнулись на взлетно-посадочной полосе в аэропорту Лос-Родеос, ныне известном как Северный Тенерифе.
Авиационный инцидент определяется как происшествие, отличное от авиационного происшествия, связанное с эксплуатацией воздушного судна, которое влияет или может повлиять на безопасность полетов. [36]
Управление воздушным движением (УВД) предполагает связь с воздушными судами, чтобы помочь поддерживать эшелонирование, то есть они гарантируют, что воздушные суда находятся на достаточном расстоянии друг от друга по горизонтали или вертикали без риска столкновения. Диспетчеры могут координировать отчеты о местоположении, предоставляемые пилотами, или в районах с интенсивным движением транспорта (например, в США) они могут использовать радар для определения местоположения самолетов.
Чтобы стать авиадиспетчером в Соединенных Штатах, обычно требуется степень младшего специалиста или степень бакалавра в рамках Инициативы по обучению университетских специалистов в области воздушного движения. FAA также требует обширной подготовки, а также медицинских осмотров и проверок анкетных данных. Некоторые диспетчеры обязаны работать в выходные, ночные и праздничные смены. [37]
Обычно существует четыре различных типа УВД:
УВД особенно важно для самолетов, летающих по правилам полетов по приборам (ППП), когда они могут находиться в погодных условиях, не позволяющих пилотам видеть другие воздушные суда. Однако в зонах с очень интенсивным движением транспорта, особенно вблизи крупных аэропортов, самолеты, летающие по правилам визуального полета (VFR), также обязаны следовать инструкциям УВД.
Помимо отделения от других самолетов, УВД может предоставлять пилотам прогнозы погоды, разделение местности, помощь в навигации и другие услуги, в зависимости от их рабочей нагрузки.
УВД не контролирует все рейсы. Для большинства рейсов VFR (Правил визуального полета) в Северной Америке не требуется связываться с УВД (если только они не проходят через оживленную зону терминала или не используют крупный аэропорт), а во многих регионах, таких как северная Канада и малые высоты в северных В Шотландии услуги управления воздушным движением недоступны даже для полетов по ППП на меньших высотах.
Как и все виды деятельности, связанные со сжиганием , работа самолетов с двигателем (от авиалайнеров до воздушных шаров) выбрасывает в атмосферу сажу и другие загрязняющие вещества. Также производятся парниковые газы, такие как углекислый газ (CO 2 ). Кроме того, существуют воздействия на окружающую среду, характерные для авиации: например,
Еще одним воздействием авиации на окружающую среду является шумовое загрязнение , вызванное, главным образом, взлетом и посадкой самолетов. Звуковые удары были проблемой для сверхзвуковых самолетов, таких как Конкорд .
Английский пионер воздушной навигации и авиационной техники и конструктор первого успешного планера, способного поднять человека в воздух.