Энциклопедия авиации. Главный редактор: Г. П. Свищёв. Издательство: Москва, «Большая Российская Энциклопедия»

Число членов экипажа опытного летательного аппарата обычно ограничивается штатным минимумом. Объем полётного задания и время пребывания в воздухе сокращаются, существенно ограничиваются диапазоны скоростей, Маха чисел полёта, высот, углов атаки, крена и скольжения, перегрузок летательного аппарата. Конфигурация самолёта, как правило, существенно не изменяется, шасси убирается не всегда. Взлётная масса летательного аппарата задаётся возможно меньшей (с этой целью топливо в баки заливают в количестве, необходимом только для полёта в течение запланированного времени и безопасного возвращения на свой аэродром).

Время пребывания в воздухе манёвренных и ограниченно-манёвренных самолётов, как правило, не превышает 40—50 мин, неманевренных — 2 ч, вертолётов —25—35 мин. Контрольно-измерительная аппаратура работает в течение всего времени полёта опытного- летательного аппарата — от взлёта и до посадки включительно.

Самолёт при В. п. отрывается от взлетно-посадочной полосы на угле атаки, меньшем на 1—2{{°}} расчётного, что облегчает лётчику управление самолетом в первые секунды после отрыва от взлетно-посадочной полосы, уменьшает потребные для балансировки отклонения рулей. Посадка осуществляется также на уменьшенных углах атаки.

Причина В. б. — острое кислородное голодание организма, которое приводит к развитию ряда приспособительных реакций и патологических нарушений. Приспособительные реакции направлены на сохранение кислородного снабжения жизненно важных органов и выражаются в усиленной деятельности сердечно-сосудистой системы и дыхания, стимулировании гормональной системы и некоторых образований головного мозга. Патологические нарушения отражают повреждающее действие дефицита кислорода на различные системы организма, его органы, ткани и клетки. В первую очередь страдают наиболее чувствительные к влиянию недостатка кислорода функции центральной нервной системы. При этом нарушаются все виды обмена веществ, особенно углеводный, что приводит к недостатку выработки энергии и накоплению в клетках продуктов промежуточного обмена, а также к структурным повреждениям в клетках. Тяжесть и исход В. б. зависят от скорости и размеров нарастания дефицита кислорода, длительности пребывания на высоте, характера и интенсивности выполняемой работы и исходного состояния организма.

Признаки В. б.: учащение пульса и дыхания, одышка при работе, утомляемость, головная боль, тошнота, повышение артериального давления, снижение остроты зрения и слуха, нарушение координации движений. Иногда наблюдаются эйфория, возбуждение, некритическое отношение к себе и к обстановке, Различают коллаптоидную и обморочную формы В. б. Коллаптоидная В. б. развивается при длительном пребывании на высоте 5—7 км. Характеризуется интенсивным нарастанием функциональных нарушений, завершающихся брадикардией (урежением пульса) — резким и стойким снижением артериального давления. Обморочная В. б. возникает при выраженном дефиците кислорода на высоте 8—9 км и проявляется внезапной потерей сознания.

Развитию В. б. способствуют нарушение режима труда и отдыха, принятие алкоголя, заболевания, утомление. Высотную устойчивость человека повышают мероприятия, укрепляющие его физическое состояние. Основное средство лечения В. б. — кислородное обеспечение организма (спуск с высоты, переключение на дыхание кислородом, кислородно-воздушной смесью, карбогеном). В тяжёлых случаях проводится медикаментозное лечение и гипербарическая оксигенация (дыхание кислородом под давлением 200—300 кПа. Профилактику В. б. обеспечивают применением различных технических средств (кислородно-дыхательного оборудования, высотного снаряжения), а также осуществлением полётов в гермокабинах, проведением высотной адаптации при систематических подъёмах в барокамерах и тренировках в горных условиях.

Основные виды В. с. — кислородные маски, высотные компенсирующие костюмы, гермошлемы, высотные скафандры. Выбор вида В. с. определяется лётно-техническими характеристиками летательного аппарата и режимом его полёта.

Кислородная маска (рис. 1) предназначается для подачи в дыхательные пути кислородно-воздушной смеси или чистого кислорода под давлением, равным или превышающим внешнее давление. Герметическое прилегание маски к лицу и фиксация её на шлемофоне (защитном шлеме) обеспечивается обтюратором и системой крепления. В зависимости от способа подачи кислорода для дыхания используются маски открытого, полузакрытого, закрытого типа и маски с избыточным давлением. Маски открытого и полузакрытого типов (КМ-15 и КМ-19) с непрерывной подачей кислорода применяются в полётах на высоте до 8—10 км. Они безотказны в работе, просты по устройству и в эксплуатации, однако неэкономичны по расходу кислорода. Маска закрытого типа (КМ-16) используется с кислородными приборами типа «следящие лёгочные автоматы», подающими кислород только при создании разрежения в маске во время вдоха. Маска снабжена клапанами, которые обеспечивают необходимую направленность потоков вдыхаемого кислорода (газовой смеси) и выдыхаемого газа. Применяется в полётах на высоте до 12 км длительно (до нескольких ч) и на высоте до 13,5 км кратковременно (несколько мин). Маски с компенсированным клапаном выдоха и компенсатором натяга (КМ-32 и КМ-34) поддерживают избыточное давление, которое превышает внешнее давление примерно на 10 кПа. Без высотного компенсирующего костюма такая маска используется в полётах на высоте 15 км, а с костюмом — до 20 км.

Высотный компенсирующий костюм (рис. 2) служит для поддержания исходных параметров тела при дыхании под избыточным давлением путём создания регулируемого внешнего давления. Он предупреждает чрезмерное растяжение лёгких и грудной клетки, смешение органов брюшной полости и депонирование крови в конечностях, вызываемые повышенным внутрилёгочным давлением. Костюм представляет собой подогнанный к телу с помощью шнуровки комбинезон из прочной ткани, обеспечивающей паро- и воздухопроницаемость, имеет пневматические устройства для натяжения ткани по периметру туловища и конечностей, в результате чего создастся давление на тело. В сочетании с гермошлемом (рис. 3), компенсирующими перчатками и носками применяется в полётах на высоте до 30 км и более. Костюм имеет относительно небольшие массу и габариты (по сравнению со скафандром), обеспечивает достаточную подвижность.

Длительность использования костюма с избыточным давлением лимитируется жёсткостью оболочки, значительно ограничивающей и затрудняющей дыхание и движения, а также неравномерностью давления на тело, из-за чего возможны локальные нарушения циркуляции крови и возникновение болевых ощущений.

Высотный скафандр представляет собой герметичную одежду с регулируемой газовой средой. Основные элементы скафандра; многослойный костюм из наружной, силовой, газонепроницаемой и теплозащитной оболочек, шлем, перчатки, крепёжные замки и шланги. Давление, газовый состав, температура и влажность воздуха регулируются системой наддува и кондиционирования. В скафандрах вентиляционного типа при подаче кислорода в шлем и воздуха в подскафандровое пространство происходит удаление углекислого газа и влаги. В скафандрах регенерационного типа кислород поступает в шлем из баллонов, а очистка выдыхаемого воздуха от углекислого газа, паров воды и других примесей осуществляется поглотителем. В таких скафандрах циркуляция газовой смеси по замкнутому контуру «скафандр — поглотительный патрон» обеспечивается вентилятором. Из-за больших габаритов, массы, необходимости постоянной вентиляции, затруднения и ограничения движений при избыточном давлении скафандр в авиации используется только в длительных стратосферных полётах.

Рис. 1. Кислородные маски: а — полузакрытая; б — закрытая; в — с избыточным давлением; 1 — полость маски; 2 — шланги выдоха; 3 — дыхательный мешок; 4 — шланг подачи кислорода; 5 — клапан вдоха; 6 — компенсированный клапан выдоха; 7 — компенсатор натяга.

Рис. 2. Высотный компенсирующий костюм; а — вид спереди; б — вид сзади; 1 — шнуровка; 2 — кольца; 3 — оболочка костюма; 4 — застежки-молнии, 5 — шланг натяжного устройстве; 6 — шланг противоперегрузочного устройства; 7 — камере натяжного устройства; 8 — соединительная трубка натяжного устройства; 9 — тесьма крепления гермошлема.

Рис. 3. Гермошлем с высотными костюмами: 1 — каска: 2 — подшлемник; 3 — шейная часть: 4 — вентилирующий костюм; 5 — компенсирующий костюм.

Чувствительным элементом барометрического В. является преобразователь давления, показания которого пересчитываются в абсолютную барометрическую высоту по уравнениям стандартной атмосферы. Атмосферное (статическое) давление на высоте полёта воспринимается приёмником воздушных давлений, вынесенным за обшивку фюзеляжа. Барометрический В. состоит из герметичного корпуса с упругим чувствительным элементом, воспринимающим давление p, механизма, осуществлявшего преобразование давления в перемещение стрелки, пропорциональное абсолютной высоте H_абс, а также механизма, обеспечивающего ввод давления p_аэр на аэродроме (соответствующего началу отсчёта высоты H_аэр) и приведение показаний высоты к выбранному началу отсчёта (H_отн). Барометрические В. могут заменяться каналами барометрической высоты централизованных систем воздушных сигналов, где вычислительные операции, связанные с преобразованием измеренного давления в высоту, а также учёт поправок на погрешность измерений давления, обусловленную особенностями обтекания самолёта набегающим потоком, осуществляются ЭВМ. Барометрические В. могут использоваться до высоты 30 км. Погрешность измерении составляет от нескольких метров у поверхности земли до нескольких сотен метров при высоте более 20 км.

Схемы барометрического высотомера; 1 — чувствительный элемент; 2, 4 — функциональные преобразователи; 3 — указатель измеренной барометрической высоты; 4 — индикатор введенного давления, 5 — кремальера ввода атмосферного давления на аэродроме.

Наиболее представительной является Парижская авиационно-космическая выставка («Парижский авиационный салон», Франция). Проводится с 1908 1 раз в 2 года (с 1949 — по нечётным годам) в мае — июне. С 1953 местом проведения является аэропорт Бурже. На выставке 1908 наряду с авиационной техникой были показаны образцы автомобильной техники. С 1909 выставка полностью посвящена авиации. СССР впервые принял участке в 1934 (регулярно — с 1965). Летательные аппараты демонстрируются как на стоянках, так и в полёте. Кроме гражданских и военных самолётов, вертолётов и планеров на выставке экспонируются образцы ракетно-космической техники, авиационного вооружения, авиационные и космические силовые установки, показываются достижения в области авиационных конструкций и материалов, технологии, радиоэлектронного оборудования и т. д. В период выставки проводятся симпозиумы и совещания, с 1977 ежедневно издаётся информационный бюллетень «Пэрис шоу дейли». В 1989 в выставке приняли участие 1600 фирм и организаций из 37 стран, было показано более 200 летательных аппаратов. Советский Союз впервые демонстрировал современные боевые самолёты и вертолёты (МиГ-29, Су-27, Су-25 и Ми-28), а также самый тяжёлый транспортный самолёт Ан-225 «Мрия» с расположенным на нём крылатым орбитальным кораблём «Буран». Были показаны новые пассажирские самолёты Ил-96-300 и Ту-204.

Крупная авиационно-космическая выставка проводится в Великобритании в Фарнборо (юго-западнее Лондона) с начала 50 х гг. 1 раз в 2 года (по чётным годам) в сентябре. Ранее проводилась в Хендоне (впервые в 1932). Экспозиция посвящена в основном военной тематике (боевые самолёты, военные вертолёты, управляемые авиационные ракеты, авиационные пушки, бомбы и т. д.). С 1974 выставка стала международной, СССР первый раз принял в ней участие в 1984. В 1990 в выставке участвовало свыше 800 фирм и организаций из 17 стран, было показано 115 летательных аппаратов. Советский Союз демонстрировал транспортный самолёт Ан-225 «Мрия» и истребитель Су-27 (в одно- и двухместной вариантах); был так же снова показан МиГ-29. С 1930 на выставке ежедневно издаётся информационный бюллетень.

Авиационные выставка в Ганновере (ФРГ) проводится с 1956 1 раз в 2 года (по чётным годам) в мае. Выставка посвящена в основном показу самолётов и вертолётов гражданская авиации, значительная часть которых — летательные аппараты авиации общего назначения. В 1990 в выставке приняли участие свыше 400 фирм и организаций из 20 стран, было показано около 140 летательных аппаратов. Участие СССР было нерегулярным.

Регулярно проводятся В. а. также в Канне (Франция) — с 1960 1 раз в 2 года (посвящена авиации общего назначения); в Ошкоше (США) — с 80 х гг. (представлена авиация общего назначения, летательные аппараты любительской постройки, а также реставрированные самолёты и самолёты-копии времён Первой и Второй мировых войн); в Рединге (США) — с 30 х гг. (показ авиации общего назначения США); в Кранфилде (Великобритания) — с 1970 (самолеты и вертолёты авиации общего назначения). Международные В. а. стали проводиться в городах Сан-Диего (США), Сантьяго (Чили), Дубай (Объединённые Арабские Эмираты), а также в Китае, Австралии, Японии, ЮАР и других странах.

В. В. Беляев.

высшие военные авиационные учебные заведения (академии и училища) Советских Вооружённых Сил. В 1919 по инициативе профессора Н. Е. Жуковского был учреждён Московский авиационный техникум, преобразованный в 1920 в Институте инженеров Красного Воздушного Флота, а в 1932 — в Академию Воздушного Флота имени профессора Н. Е. Жуковского (см. Военно-воздушная инженерная академия). До 1930 академия была единственным высшим учебным заведением, выпускавшим авиационных инженеров. В 1940 была сформирована Военная академия командного и штурманского состава (ныне Военно-воздушная академия имени Ю. А. Гагарина). В 1956 в Калинине была создана Военная командная академия противовоздушной обороны, которой в 1974 было присвоено имя Маршала Советского Союза Г. К. Жукова. Готовит командные кадры для ПВО страны. Академия является научным центром по разработке проблем оперативного искусства и тактики войск ПВО, включая разработку наиболее эффективных способов применения реактивной истребительной авиации, вопросов совершенствования управления войсками ПВО.

Высшие военные авиационные училища лётчиков и штурманов начали создаваться в 1959 преобразованием средних лётных училищ в высшие. Реорганизация системы подготовки офицерских кадров для военной авиации была вызвана качественными изменениями авиационной техники. Старейшим лётным училищем считается Качинское высшее военное авиационное училище лётчиков имени А. Ф. Мясникова, берущее начало от Севастопольской офицерской школы авиации (Кача), сформированной в ноябре 1910. Подготовка лётчиков (1990) велась в училищах: Балашовском, Барнаульском, Ейском, Качинском, Оренбургском, Сызранском, Тамбовском, Уфимском, Харьковском и Черниговском. В Ворошиловградском и Челябинским училищах готовили штурманов. Воронежское, Иркутское, Киевское, Рижское, Тамбовское и Харьковское высшие военные авиационные инженерные училища готовили инженеров по следующим специальностям: пилотируемые летательные аппараты, двигатели летательных аппаратов, авиационное вооружение и др. Военно-авиационных инженеров по радиоэлектронике готовило Харьковское высшее военное авиационное училище радиоэлектроники. Во многих высших военных авиационных училищах велись научные исследования в области тактики военной авиации, эксплуатационной надежности авиационной техники, безопасности полетов, совершенствования учебных процессов.

В отличие от твёрдого тела при движении жидкости её частицы перемещаются относительно друг друга. В данный момент времени поле скоростей в малой окрестности рассматриваемой точки есть наложение трех движений: однородного поступательного движения со скоростью V; вращения как твердого тела с угловой скоростью {{ω}}/2, где {{ω}} = rotV — вектор вихря или завихренности частицы жидкости, чисто деформационного движения, которое определяет отличие движения частицы жидкости от движения твердого тела и характеризуется тензором скоростей деформаций ||Φ||. Между тензорами ||T|| и ||Φ|| существует определенная связь, которая называется реологическим уравнением жидкости. В аэро- и гидродинамике обычно рассматриваются так называемые ньютоновские жидкости с линейным реологическим уравнением (обобщённый закон Ньютона) ||Т|| = {{λ}}divV + {{μ}}||Φ||, которое представляет собой главные члены реальной связи при бесконечно малых возмущениях. Здесь {{μ}} — динамическая вязкость, которая характеризует вязкие напряжения, связанные со сдвиговой деформацией жидкости. {{ξ}} = {{λ}} + ²/₃{{μ}} — вторая или объёмная вязкость характеризует вязкие напряжения, обусловленные объемным расширением жидкости. Так как для несжимаемой жидкости divV = 0, величина {{ξ}} может играть роль только при движении сжимаемой жидкости; в большинстве аэродинамических задач предполагается, что {{ξ}} = 0({{λ}} = -²/₃{{μ}} — гипотеза Стокса).

Движение вязкой жидкости описывается системой уравнений, которые выражают сохранения законы и могут быть записаны как в интегральном, так и в дифференциальном виде. Формула их записи зависит от способа исследования движения жидкости — методом Лагранжа или методом Эйлера, Ниже всюду используется эйлерова форма записи уравнений. Эта система уравнений включает в себя неразрывности уравнение, Навье-Стокса уравнения и уравнение энергии. В общем случае она замыкается уравнением состояния движущейся среды и зависимостями термодинамических функций и коэффициент переноса (см. Переносные свойства среды) от давления и температуры (энтальпии), а её решение должно удовлетворять заданным начальным условиям. Наиболее простой вид система уравнений имеет для несжимаемой жидкости:

divV = 0

{{формула}}

где F — вектор массовой силы, {{ρ}} — плотность, T — температура, e — внутренняя энергия, k — теплопроводность, t — время, D/Dt — полная производная, {{Δ}} — оператор Лапласа, здесь и ниже Ф — диссипативная функция (см. Энергии уравнение). В отличие от движения идеальной жидкости, для которого имеет место обратимости теорема, уравнения динамики вязкой жидкости описывают необратимый процесс. Необратимость процесса движения связана с диссипацией энергии, то есть переходом части механической энергии в теплоту. Это доказывается вычислением работы A сил, приложенных к поверхности элементарного объёма жидкости, для несжимаемой жидкости имеем

{{формула}}

Таким образом, работа, производимая поверхностными и массовыми силами над единицей объёма жидкости в единицу времени, частично идёт на изменение кинетической энергии этого объёма, а другая её часть, равная Ф, соответствует количеству механической энергии, превращающейся из-за действия сил трения в теплоту. Интегрирование Ф по всему пространству, занятому движущейся жидкостью, позволяет определить общие потери энергии в единицу времени. Этот результат можно использовать, например, для расчёта гидродинамического сопротивления тела, движущегося в жидкости, если известно поле скоростей соответствующего течения. Анализ уравнений динамики вязкой жидкости значительно упрощается для некоторых классов течений, когда в силу их вырожденности и ряда упрощающих предположений задача сводится к решению системы обыкновенных дифференциальных уравнений. Это так называемые точные решения. Наиболее обширный класс точных решений имеет место для несжимаемой жидкости, например, течение Гагена — Пуазейля (см. Ламинарное течение) течение Куэтта (рис. 1), возникающее при движении в вязкой жидкости одной бесконечной плоскости (верхняя на рис. 1) с постоянной скоростью u{{_ω}} параллельно другой находящейся на расстоянии h от неё при наличии градиента давления dp/dx, характеризуемого параметром {{p}}, равным p = -h²(2{{μ}}u{{_ω}})(dp/dx). Для этого течения зависимость скорости и жидкости от поперечной координаты у имеет вид:

{{формула}}

Для сжимаемой жидкости число точных решений невелико. Простейшим примером является одномерная задача о переходе потока совершенного газа в отсутствие массовых сил из одного однородного состояния (при x{{→}}-{{∞}}) в другое однородное состояние (при x{{→}} + {{∞}}), при этом приведенные скорости потока {{λ}}₁ = u₁/a₁, при x{{→}}-{{∞}} и {{λ}}₂ = u₂/a₁, при x{{→}} + {{∞}} (u₁, u₂ — скорости потока соответственно при x{{→}}-{{∞}} и при x{{→}} + {{∞}}, a₁ — критическая скорость звука при x{{→}}-{{∞}}) связаны соотношением {{λ}}₁*{{λ}}₂ = 1. Аналога такому течению для несжимаемой жидкости не существует, а для идеальной сжимаемой жадности ему соответствует переход сверхзвукового потока в дозвуковой через прямую ударную волну (рис. 2). Полученное решение позволяет оценить толщину ударной волны {{δ}}: {{δ}}/l = ({{λ}}₁ + l)/({{λ}}₁—1), где l — длина свободного пробега молекул. Следовательно, с увеличением скорости набегающего сверхзвукового потока ({{λ}}₁{{→λ}}_max = [({{γ}} + 1)/({{γ}}-1)]^1/2, {{γ}} — показатель адиабаты) нарушается предположение механики сплошной среды: {{δ}}/l > > 1, и для анализа структуры ударной волны необходимо пользоваться уравнениями, описывающими разреженных газов динамику.

В общем случае интегрирование уравнений динамики вязкой жидкости представляет собой сложную математическую задачу и может быть проведено только численно. Разработанные методы численного анализа позволяют решать задачу об обтекании тела при таких Рейнольдса числах, когда силы трения и инерции имеют одинаковый порядок во всём поле течения; при этом проведение расчётов сопряжено с очень большими затратами машинного времени. Однако в предельных случаях малых (Re{{→}}0) и больших (Re{{→∞}}) чисел Рейнольдcа исследование В. ж. т. можно значительно упростить. В первом случае, который соответствует, например, движению сильновязких жидкостей, силы внутреннего трения значительно больше инерционных сил, и в результате соответствующих упрощений приходим к более простым Освена уравнениям. При больших числах Рейнольдса силы трения в основной части потока пренебрежимо малы и становятся соизмеримыми с инерционными силами лишь в тонком пристеночном (пограничном) слое жидкости. В этом случае задача об обтекании тела потоком вязкой жидкости распадается на две самостоятельные задачи: задачу об обтекании тела потоком идеальной жидкости, описываемую Эйлера уравнениями, и задачу о расчёте течения вязкой жидкости в пограничном слое, описываемую уравнениями Прандтли. Поскольку движение самолётов и других летательных аппаратов происходят, как правило, при больших числах Рейнольдса, то этот подход позволяет успешно решать многие практические вопросы, связанные с расчётом аэродинамических характеристик и аэродинамического нагревания летательного аппарата.

Рис. 1. Распределение скоростей жидкости в течении. Куэтта в зависимости от значения параметре p.

Рис. 2. Изменение приведённой скорости {{λ}} = u/{{α}}₁, одномерного потока вязкого сжимаемого газа с начальными параметрами: {{γ}} = 1,4; число Прандтля Рг = 3/4; {{λ}}₁ = 2,0 при прохождении через прямую ударную волну; {{ξ}} — продольная координата в условных единицах.

Гаагская конвенция 1970 о борьбе с незаконным захватом воздушных судов. Участниками конвенции по состоянию на 1990 являлись 142 государства (СССР с 1970). Г. к. 1970 заключена в целях предотвращения актов незаконного захвата воздушных судов, принятия соответствующих мер для наказания преступников. Конвенция считает лицо, находящееся на борту судна во время его полёта, совершившим преступление, если оно захватило воздушное судно путём насилия, угрозы или запугивания, либо осуществило контроль над таким судном, либо пыталось совершить такое действие, либо было соучастником лица, его совершившего (ст. 1). Государства — участники Г. к. 1970 обязуются принимать в отношении лиц, совершивших такие преступления, суровые меры наказания.

Конвенция предусматривает правила, при которых государства-участники могут устанавливать свою юрисдикцию над таким преступлением и любыми другими актами насилия в отношении пассажиров или экипажа, совершёнными предполагаемым преступником. Процессуальные меры, которые могут принимать государства (заключение под стражу, предварительное расследование фактов, обеспечение контакта задержанного лица с представителем государства его гражданства, уведомление государства регистрации и другие государств о факте и причинах задержания и другие), во многом аналогичны соответствующим нормам Токийской конвенции 1963.

Важное значение имеет статья 7 конвенции, предусматривающая, что государство — ее участник, на территории которого оказался предполагаемый преступник, в случае, если оно не выдаёт такого преступника другому государству, обязано без каких-либо исключений и независимо от того, на какой территории совершено преступление, передать дело своим компетентным органам для уголовного преследования. Эти органы принимают решение по делу в соответствии с законом своего государства. Г. к. 1970 устанавливает неотвратимость выдачи преступника или его наказания, когда любое из действий, упомянутых в статье 1, совершено или близко к совершению, государства принимают все надлежащие меры для восстановления или сохранения контроля законного командира над воздушным судном. Пассажирам и экипажу должно быть оказано содействие в скорейшем продолжении следования к месту назначения, а воздушное судно и груз должны быть возвращены законным владельцам.