Науку о планеризме создал: Вклад Отто Лилиенталя в развитие авиации

Вклад Отто Лилиенталя в развитие авиации

По преданиям, древнегреческий герой Икар погиб во время полета. Солнце расплавило искусственные крылья, когда он взлетел слишком высоко. В XIX веке мифический подвиг Икара фактически повторил реальный герой – немецкий испытатель Отто Лилиенталь. Инженер построил и поднял в воздух несколько летательных аппаратов. Он стал пионером авиации. Ценой жизни ученый показал, что у полетов на искусственных крыльях есть будущее.

Отто Лилиенталь фактически повторил подвиг Икара

Кто такой Отто Лилиенталь

Карл Вильгельм Отто Лилиенталь родился в 1848 году в городе Анклам на севере Германии. Отец Отто, Карл Густав Лилиенталь, был состоятельным купцом. У Отто Лилиенталя был младший брат Густав, который родился на год позднее. В отрочестве и взрослом возрасте братьев объединяли общие интересы: оба увлекались конструированием летательных аппаратов.

Отто впервые заинтересовался возможностью полетов во время изучения зоологии в школе. Будущий авиатор восхищался строением тела птиц. В детстве он решил, что человек сможет взлететь, если с помощью механизмов повторит принцип работы крыльев пернатых.

После начальной школы Отто Лилиенталь обучался в техническом училище в Потсдаме, работал на машиностроительной фабрике Шварцкопфа. В 1870 году Лилиенталь окончил Берлинскую королевскую академию ремесел. Он стал дипломированным инженером. Во время обучения в училище и академии Отто с братом Густавом конструировал летательные аппараты. Ранние модели не были успешными.

В 1870 году Отто Лилиенталя призвали в армию. Он участвовал во франко-прусской войне. Во время боевых действий Лилиенталь убедился в ненадежности и низкой эффективности воздушных шаров. Немецкие военные легко сбивали французские летательные аппараты. Полеты аэростатов полностью зависели от направления и скорости ветра. Во время взлета пилот не мог с уверенностью сказать, что приземлится в заданном районе.

Наблюдения за воздушными шарами окончательно убедили Лилиенталя в необходимости строить крылатые летательные аппараты. Позднее Отто изложил свои взгляды на воздухоплавание в работе «Полеты птиц как основа искусства воздухоплавания».

Эксперименты Отто Лилиенталя

После завершения войны Отто Лилиенталь вернулся к мирной жизни. В Берлине он открыл мини-завод по выпуску отопительных котлов. Лилиенталь был талантливым инженером. От отца он унаследовал хорошие коммерческие способности, поэтому дела у Отто шли хорошо. У него была возможность уделять много времени опытам с летательными аппаратами: прямо на территории своего предприятия он организовал небольшую авиастроительную мастерскую.

Лилиенталь старался повторить в летательных аппаратах принципы работы птичьих крыльев, поэтому он тщательно изучал механику полетов пернатых. На иллюстрации можно увидеть зарисовку из книги Лилиенталя «Полеты птиц как основа искусства воздухоплавания». На ней ученый начертил схемы поверх журавлиного крыла.

Лилиенталь считал, что секрет полета надо искать в механике крыльев птиц

Во время первых опытов Отто Лилиенталь не старался взлететь. Он выходил на возвышенности, надевал крылья и пытался почувствовать, как они взаимодействуют с ветром.

На одном из холмов в деревушке Лихтенфельд возле Берлина братья Лилиенталь построили стартовую площадку. Здесь Отто испытывал свои самые удачные модели летательных аппаратов. К холму с башней приезжали сочувствующие и просто зеваки. В XIX веке далеко не все верили в возможность полетов, но поглазеть на чудаковатого испытателя приходили многие.

В 1891 году Отто Лилиенталю впервые удалось пролететь на моноплане 25 метров. После первого успеха ученый стал работать еще активнее. За последующие пять лет он спроектировал, собрал и испытал несколько монопланов и бипланов. Он совершил на них более 2 тысяч полетов.

Летательные аппараты Лилиенталя представляли собой планеры. Пилоту приходилось управлять воздушным средством за счет изменения центра тяжести и наклонов туловища. Кстати, аналогичным способом летчики управляют современными дельтапланами.

Принцип управления дельтапланом не отличается от способа управления летательными аппаратами Отто Лилиенталя

По сравнению с дельтапланами у первых моделей искусственных крыльев Лилиенталя был существенный недостаток. Пилот надевал их на плечи. Из-за этого центр тяжести смещался вперед. Летательный аппарат не мог долго держаться в воздухе: он пикировал и садился или падал на землю. В дельтаплане пилот висит на подвеске, которая смещена вниз и назад. Это улучшает аэродинамику аппарата.

Отто Лилиенталь постоянно улучшал конструкцию летательных аппаратов. Он менял форму и размах крыльев, экспериментировал с оперением, использовал для стабилизации аэродинамики дополнительное крыло. Он стал первым конструктором, который собрал биплан. В 1892 году Отто пролетел на одном из своих аппаратов около 200 метров.

Успехи и неудачи последних лет

Успешные полеты на расстояния более сотни метров привлекли к работам испытателя внимание прессы, общества и других специалистов. Лилиенталь даже наладил серийное производство самой удачной модели планера. Один из образцов у немецкого инженера приобрел русский ученый Николай Егорович Жуковский. Воздушный аппарат в настоящее время можно увидеть в Научно-мемориальном музее Жуковского.

Кроме российских коллег, с Лилиенталем общались авиаторы из других стран. В их числе Пильчер из Великобритании, Геринг и Ленгли из США. А знаменитые братья Райт считали Отто Лилиенталя своим учителем.

Отто Лилиенталь во время испытательного полета в 1895 году

Немецкий инженер не смог реализовать несколько перспективных идей. Например, он пытался оснастить планеры газовым двигателем. Но аппарат не поднимался в воздух из-за высокой массы и несовершенной аэродинамики.

Также Лилиенталь работал над безопасностью пилотов. Он испытывал парашют, который должен был страховать пилота, и летательный аппарат от неконтролируемого падения. Кроме того, Отто создал жесткий каркас, который защищал летчика от увечий в случае падения. Эта идея ученого была удачной, но он не успел смонтировать каркасы на всех своих планерах. Это стоило ему жизни.

Слишком близко к Солнцу

Отто Лилиенталь погиб во время очередного испытательного полета в Берлине. 10 августа 1896 года он проверял возможности нового биплана. Особенностью модели была возможность произвольно управлять высотой полета.

Первые секунды эксперимента прошли спокойно. Но Отто увлекся, когда начал тестировать руль управления высотой полета. Он резко поднялся на 30 метров над землей. Порыв ветра опрокинул биплан, и летательный аппарат с ученым рухнул на землю. Отто Лилиенталь умер спустя несколько часов после инцидента. Сразу после падения он потерял сознание и до конца оставался в беспамятстве.

По легенде, ученый все-таки пришел в себя перед кончиной. Он сказал близким последнюю фразу: «Жертвы неизбежны». Ученый действительно пожертвовал жизнью, чтобы открыть людям небо.

Отто Лилиенталь похоронен в одном из пригородов Берлина.

Наследие Лилиенталя

Отто Лилиенталь получил от авиаторов неформальный титул короля планеров. Он считается первым человеком, который предсказал возможность планирования на летательных аппаратах, которые тяжелее воздуха. Более того, Лилиенталь лично сконструировал планеры, совершил несколько тысяч полетов и задокументировал свои эксперименты. Работы немецкого ученого стали мощным импульсом для разработок других авиаторов.

Аэропорт имени Отто Лилиенталя в Берлине

Именем Отто Лилиенталя назван аэропорт в Берлине. А в Анкламе работает музей, посвященный жизни и научной деятельности великого инженера. В музее есть несколько экспозиций:

• выставка, посвященная мечтам человечества летать. Посетители музея могут ознакомиться с документами и артефактами разных эпох и народов;
• экспозиция личных вещей Отто Лилиенталя и его брата Густава. Она посвящена жизни ученого;
• выставка планеров Лилиенталя. В музее экспонируются реконструированные модели летательных аппаратов инженера.

Отто Лилиенталь часто выполнял испытательные полеты на публике. Его работа привлекала внимание фотографов. Благодаря этому сохранились десятки фотографий великого авиатора во время экспериментов. С помощью фото энтузиасты смонтировали видеореконструкцию одного из полетов Лилиенталя.

Технический музей Берлина: начало эры авиации и модели Отто Лилиенталя.

В отдельном закутке на этаже авиации в техническом музее Берлина, есть экспозиция посвященная Отто Лилиенталю…
Карл Вильгельм Отто Ли́лиенталь (Karl Wilhelm Otto Lilienthal, родился 23 мая 1848, Анклам погиб — 10 августа 1896, Берлин) — немецкий инженер, один из пионеров авиации, объяснивший причины парения птиц. Создал науку о планеризме. Сам строил планеры и совершил на них более 2 тыс. полётов. В 1896 году смелый испытатель разбился.
Посмотрим же, что нам тут будут показывать…

Технический музей Берлина (Deutsches Technikmuseum Berlin (DTMB)).
 Как всегда использую информацию с сайтов
http://www.airwar.ru
http://ru.wikipedia.org/wiki
и других источников найденных мною в инете и литературе.

28-го мая 1848-го года в Померании в местечке Анклам родился Карл Вильгельм Отто Лилиенталь.
Отто Лилиенталя (Otto Lilienthal) часто называют первым в истории летчиком-испытателем. Он совершил более двух тысяч полетов на планерах собственной конструкции, разработал, построил и испытал больше десятка летательных аппаратов. Братья Райт, американские конструкторы и летчики, первыми в мире поднявшиеся в воздух на самолете в декабре 1903 года, считали себя его учениками и последователями. А Николай Жуковский приобрел один из его летательных аппаратов, который сегодня хранится в научно-мемориальном музее, носящем имя знаменитого русского ученого.
Братья Лилиентали были погодками. Одно у них было общее: страсть к полетам. Отец Отто и Густава Лилиенталей, мелкий торговец сукном в провинциальном городке Анклам в Померании, умер рано. Отто было тогда всего двенадцать лет. Техническое училище он окончил с лучшим аттестатом за все время его существования. Образцовым студентом Отто Лилиенталь был и в Берлинской королевской академии ремесел.
Отто и Густав Лилиентали постоянно что-нибудь изобретали, и вовсе не только махолеты, планеры и бипланы. Реализацию многих идей задержала война между Пруссией и Францией. 22-летнего Отто Лилиенталя мобилизовали. Во время осады Парижа осенью и зимой 1870 года у него была возможность понаблюдать за более или менее регулярным воздушным сообщением между столицей, находившейся в кольце блокады, и французскими войсками за ее пределами. Люди, боеприпасы, продовольствие и почта доставлялись в Париж и из Парижа с помощью воздушных шаров. Через кольцо блокады переправили даже французского военного министра.
Однако шары были очень ненадежны. Приходилось полагаться только на воздушные потоки. Точное место посадки почти невозможно было определить заранее. Немцы часто сбивали тихоходные шары с помощью легких орудий, которые механики «оружейного короля» Круппа крепили на турелях, установленных на передвижных платформах.
В общем, Отто лишний раз убедился в том, что необходимо создавать летательные аппараты тяжелее воздуха, имитирующие полет птиц. Знаменитый научный труд Отто Лилиенталя, увидевший свет 130 лет назад, так и назывался: «Полет птиц как основа искусства воздухоплавания». Он во многом определил развитие авиации. Кстати, первое русское издание этой книги (она называлась «Полет птицъ как основа искусства летать») появилось уже в 1903 году. А новейшее переиздание — в 2002 году.

А начиналось все с небольшой мастерской. Причем сначала, в первые послевоенные годы, Отто Лилиенталь работал над другими изобретениями. Проводя опыты с крыльями различной формы, Отто Лилиенталь установил, что существует зависимость между аэродинамическими коэффициентами. Изобретатель построил диаграмму этой зависимости, которую до сих пор называют «полярой Лилиенталя». Но еще важнее были полеты. Изготовив крылья с выпуклым профилем, Отто Лилиенталь в начале девяностых годов XIX века оснастил свой планер также хвостовым стабилизатором и килем. Потом стал разрабатывать бипланы — планеры с парными крыльями, расположенными друг над другом. Такая конструкция позволяла сократить размах крыла, сохранив при этом его несущие свойства.

Реплика Derwitzer Apparat 1891 года постройки. Это первый успешный пилотный летательный аппарат в мире.

Описание

Первый успешный пилотный летательный аппарат в мире, дальность полета до 25 м (Дервитц/Крилов в Бранденбурге). Конструкция была уменьшена в размере во время испытательных полетов.

ЛТХ
Размах крыльев: приблизительно 7 м
площадь: приблизительно 8 м²
Кривизна крыла 1/10 хорды
Длина крыла: 1,7 м
Длина: 3,9 м
Масса: 18 кг

Для полетов братья (Густав помогал Отто) выбрали большой пологий холм в пригороде Берлина. Они построили на его вершине башню с наклонной крышей, с которой Отто обычно и стартовал. По воскресеньям в Лихтенфельд съезжались десятки любопытных. Отто Лилиенталь представлял из себя весьма колоритное зрелище: рослый, с развевающимися кудрями, повязанными на пиратский манер красным платком, в бриджах до колен… В берлинских газетах часто появлялись карикатуры, высмеивающие его и тех, кто приезжает смотреть на этот «ярмарочный аттракцион», но и это было на руку Лилиенталям, поскольку давало дополнительную рекламу.
Так продолжалось до 9 августа 1896 года. В этот день, во время одного из испытательных полетов, Отто Лилиенталь не справился с управлением биплана и упал на землю. Он сломал себе позвоночник и на следующий день скончался. Больше полетов в Лихтенфельде не было. Густав пойти по стопам брата не захотел. Но много позже, в конце двадцатых годов XX века, когда в небо уже давно взлетали тяжелые пропеллерные самолеты, погибшему пионеру авиации поставили здесь памятник. Он изображает летящего Икара.

Махолет Lilienthal Kleiner Schlagflügelapparat (малый аппарат с машущими крыльями 1893-96 годы)

Попытка интегрировать в уже стабильно функционирующий планерный аппарат привод машущего крыла. В проекте был как мускульный, так и моторный привод, в 1894 году был готов и прошел испытания первый газовый мотор. Результаты использования привода машущего крыла с самого начала не были обнадеживающими, тем не менее Лилиенталь не оставлял попытки создать технический аналог взмаха птичьего крыла.

Описание

Фото 66.

ЛТХ
Размах крыльев: 6,8 м
площадь: 12 м²
Длина крыла: 2,5 м
С мотором мотором — Масса: 5,5 кг
(например 10 кг включительно CO2- Бутылка)

За двадцать с лишним лет безостоновочных трудов Отто Лилиенталь изобрёл, построил и опробовал 18 своих аппаратов, сам лично взлетал около двух тысяч раз. У немецкого ученого накопилось множество последователей и людей, считавших себя его учениками. К нему часто приезжали перенимать опыт. Из Америки приезжали последователи Отто, развивающие у себя в стране то же направление в науке Ленгли, Пильчер и Геринг. Позднее, именно Ленгли создал модель первого аэроплана. Лилиенталя это очень подстегнуло, ведь к этому аппарату для парения в воздухе можно было приделать и двигатель. Первый двигатель должен был работать на природном газе и вращать 6 лопастей винта, следующая модель работала по принципу паровой машины на углекислоте, и развивала до 2,5 лошадиных сил. Но мощности обоих моторов недоставало, чтоб разогнать или поднять такую массу в воздух.
С одиннадцатого устройства планеры были с рулями. В 1895 году монопланы превратились в бипланы, то есть крылья удалось разделить, при этом даже увеличив несущие свойства крыльев при уменьшении площади рабочей поверхности. В то же время испытатель ввёл понятие гоширования, для чего он придумал специальные шланги, чтоб во время планирования менять кривизну крыла.

Реплика планера Lilienthal Normalsegelapparat(стандартный планер) 1894 года

На смену промежуточной конструктивной ступени «модель Штельн» приходит «Стандартный планер» — стандартный моноплан. Сохранились слегка отличающиеся по конструкции чертежи «Зайлеровского аппарата» и «модели Ламберт». На сегодняшний день известны имена 9 покупателей. Но уже в 1893 году летательные аппараты были проданы. Четыре стандартных планера сохранились в музеях (Лондон, Москва, Мюнхен (фрагмент), Вашингтон). В этой модели используется «защитная дуга», которая смягчает силу удара при падении. На основе стандартного планера впоследствии был сконструирован и большой биплан.

ЛТХ
Размах крыльев: 6,7 или 7,1 м
площадь: 13,0 или 13,6 м²
Длина крыла: 2,4/2,5 м
Длина: 4,9 или 5,3 м
Масса: 20 кг

Реплика Kleiner Doppeldecker (малый биплан) 1895 года.

Биплан на базе модели с уменьшенными крыльями. «В этом случае должен получиться тот же результат, как при одиночной поверхности, сила подъема которой удвоилась, но которая, вследствие своей незначительной величины, легко подчиняется перемещениям центра тяжести», — так Лилиенталь описывает свою цель. Результаты оказались убедительными. До нас дошла только нижняя несущая поверхность, которая хранится в Венском Техническом музее.

ЛТХ
Размах крыльев: 6,0 / 5,2 м
площадь: 9,7 / 9,8 м²
Длина крыла: 2,2 / 2,1 м
Длина:4,8 м

Общие виды и модельки

Комнатка с моделями. Тут я ничего распознать не смог…

Более общий вид…

Видимо это инсталляция мастерской?

Интерьер

Игрушка

Корзина воздушного шара

Модельки самолетов

Тушка птички

Это модель самолета?

Ну и рядом восстановлена мастерская по работе с тканью…

сил на планере

сил на планере

Планер — это особый вид летательного аппарата, у которого нет двигателя.
Бумажные самолетики — самый очевидный пример, но и планеры встречаются довольно часто.
ассортимент размеров. Игрушечные планеры, сделанные из пробкового дерева или пенопласта, являются отличным
способ для учащихся изучить основы
аэродинамика.
Братья Райт усовершенствовали конструкцию первого самолета и
получил опыт пилотирования через серию
полеты на планерах.
Эти самолеты были похожи на современные дельтапланов и были
запускается бегом с горки. Более сложные планеры
запускаются с помощью наземных катапульт или буксируются на
Затем самолет с двигателем освобождается, чтобы планировать на большие расстояния и в течение
длительный период времени до посадки. Космический шаттл летает как
планер при входе в атмосферу и посадке (ракетные двигатели используются только
во время взлета).

По сравнению с самолетом с двигателем мы видим
что на планер действуют только три основные силы:
поднимать,
перетащите, и
масса.
Как и прежде, мы
собрали все составные силы вместе и представляют
их одиночными силами, действующими через центр
гравитация или
центр давления.
Потому что планеры не несут топлива
или двигатели, они обычно легче и проще, чем моторизованные
самолет.

Чтобы планер мог летать, он должен создавать подъемную силу.
противостоять его весу. Генерировать
подъемной силы, планер должен двигаться по воздуху. Но движение г.
планер по воздуху создает сопротивление. В летательных аппаратах с двигателем
тяга двигателя противостоит сопротивлению. Планер, однако, не имеет
двигатель для создания тяги. С перетаскиванием
не встречая сопротивления, планер быстро замедляется до тех пор, пока больше не может
создать достаточную подъемную силу, чтобы противостоять весу.

Так как же планер развивает скорость, необходимую для полета?
полет?
Простой ответ заключается в том, что планер обменивает высоту на скорость. Это
обменивает разницу потенциальной энергии с большей высоты на
меньшая высота для производства кинетической энергии, что означает скорость.
Планеры всегда снижаются относительно воздуха в
котором они летят.

Как планеры остаются в воздухе часами, если они постоянно
спуститься?
Ответ заключается в том, что они предназначены для очень
эффективный, спускаться очень медленно. Если пилот сможет обнаружить
воздушный карман, который поднимается быстрее, чем снижается планер,
планер реально может набирать высоту, увеличивая свой потенциал
энергия. Карманы восходящего воздуха называются
восходящих потоков . Восходящие потоки обнаруживаются, когда ветер дует с холма или
гора должна подняться, чтобы перелезть через нее. (Но будьте осторожны! Может быть
нисходящий поток с другой стороны!) Восходящие потоки также можно найти в темное время суток.
массивы суши, которые поглощают больше солнечного тепла, чем легкая земля
массы. Тепло от земли нагревает окружающий воздух, который
заставляет воздух подниматься. Поднимающиеся карманы горячего воздуха называются
термики . Крупные планирующие птицы, такие как совы и ястребы,
часто можно увидеть кружащим внутри термика, чтобы набрать высоту без
взмахивая крыльями. Планеры могут делать то же самое.

Экскурсии с гидом

• сил на планере:

• Планирующий полет:

Наверх

Перейти к. ..

Домашняя страница руководства для начинающих

от Тома
Бенсон
Пожалуйста, присылайте предложения/исправления по адресу: [email protected]

Планеры и воздушные змеи — Центр научного обучения

Добавить в коллекцию

Планеры и воздушные змеи имеют крылья для создания подъемной силы. Крылья планера — аэродинамические. Хорошо сделанные воздушные змеи также имеют аэродинамические крылья, что придает им подъемную силу.

Планеры

Планеры — это самолеты без двигателя. На них действуют четыре силы – подъемная сила, вес (гравитация), сопротивление и тяга. Хотя у планеров нет собственной мощности для обеспечения тяги, вес планера создает тягу, чтобы поддерживать его движение по воздуху, летя вниз под небольшим углом снижения.

Планеры максимально тонкие и легкие. Они (и другие самолеты) имеют гладкую форму и обшивку, что позволяет самолету легче скользить по воздуху на более высоких скоростях, уменьшая сопротивление профиля. Поскольку силовая тяга отсутствует, сопротивление должно быть сведено к минимуму.

Подъемная сила — важнейшая сила для планеров. Это создается крыльями, противодействующими весу. Крылья планера длиннее и уже, чем у самолетов с двигателями. Размах крыльев очень велик по сравнению с шириной крыла. Это помогает преодолеть индуктивное сопротивление, которое возникает на законцовках крыла на более низких скоростях.

Вес можно заставить работать на планер или против него. Легкий планер может дольше оставаться в воздухе. Более тяжелый груз может лететь быстрее и дальше. Некоторые планеры несут балластные баки с водой, чтобы увеличить скорость, но пилот может сбросить воду, если хочет облегчить самолет, когда хочет приземлиться.

Планеры обычно запускаются в воздух самолетами с двигателями. Самолеты буксируют планеры с помощью длинного троса (аэробуксировщика). Планеры взлетают раньше самолета с двигателем, потому что их крылья создают большую подъемную силу. На нужной высоте веревка отпускается. Затем самолет и планер поворачиваются в противоположных направлениях, и планер начинает полет без двигателя.

Чтобы оставаться в воздухе в течение более длительного периода времени, пилоты-планеристы часто получают помощь от Матери-Природы. Планер медленно снижается после освобождения от буксировки, но поднимется, если попадет в восходящий воздух:

• Термики — в некоторых местах местность поглощает солнечное тепло быстрее, чем окружающие области. Когда воздух у земли нагревается, он расширяется и поднимается вверх, создавая столб теплого восходящего воздуха.
• Подъем хребта – воздух, ударяясь о гору или хребет, перенаправляется вверх, образуя полосу подъема вдоль наветренной стороны склона.
• Волновой подъем – подобен гребневому подъему, но создается с подветренной стороны гребня ветрами, проходящими над горой и спускающимися вниз, после чего он отскакивает вверх дальше от горы, заставляя планер подниматься вверх.

Воздушные змеи

Воздушные змеи существуют уже более 3000 лет. Это были первые известные летающие объекты, сделанные людьми.

Чтобы летать, воздушный змей должен иметь ветер (движущиеся частицы воздуха). Воздушный змей должен быть расположен таким образом (угол атаки), чтобы ветер разделялся над поверхностью воздушного змея (крыла). Если угол воздушного змея вызывает разницу в давлении воздуха между воздушным потоком над верхней и нижней частью воздушного змея, так что под воздушным змеем создается большее давление, создается сила, называемая подъемной силой. Подъемная сила также создается, когда воздух отклоняется вниз задней кромкой крыла.

Воздушные змеи должны иметь большую поверхность крыла, которая будет становиться выпуклой (выпуклой) на ветру, чтобы ветер скользил по ней. Воздушные змеи должны иметь одинаковый вес с каждой стороны от их центра — одна сторона не должна быть тяжелее другой. Они должны быть легкими и прочными, и их нужно привязывать, чтобы они имели фиксированный угол атаки по отношению к ветру. Хвост важен, потому что он создает дополнительное сопротивление, заставляя кайт указывать в правильном направлении — к ветру.