Как изменились летательные аппараты за 230 лет?

Человечество с давних времён стремилось реализовать мечту о полёте. В VI веке в Китае был задокументирован полёт человека с использованием воздушного змея, в IX веке в Кордовском халифате был совершён первый управляемый полёт на дельтаплане, а в Европе в XV веке проекты летательных аппаратов разрабатывал Леонардо да Винчи — но ни один из них не был реализован на практике. Активно покорять воздух человечество начало в конце XVIII века, когда в Европе появились первые аэростаты — воздушные шары.

​Легче воздуха

В 1783 г. Жан-Франсуа Пилатр де Розье и маркиз д'Арланд впервые пролетели 8 км на воздушном шаре разработки братьев Монгольфье, наполненном горячим воздухом. После этого неуправляемые аэростаты, т. е. воздушные шары, которые перемещаются по воле ветра, не только стали популярным развлечением в Европе, но и успешно использовались в военных целях во время Гражданской войны в США и Франко-прусской войны в Европе. В XIX веке учёные сосредоточились на создании управляемого воздушного шара (дирижабля) — и в 1852 г. француз Жиффар совершил первый полёт на дирижабле, оснащённом паровым двигателем. С появлением двигателя внутреннего сгорания дирижабли начали активно использоваться как для транспортного сообщения, так и в военных целях.

Вершиной развития дирижаблей стали «цеппелины» — сигарообразные воздушные корабли с жёстким корпусом, внутри которого находились баллоны с водородом, обеспечивающим подъёмную силу. Благодаря им Германия вступила в Первую мировую войну с самым мощным воздухоплавательным флотом: цеппелины могли преодолеть расстояние в 2–4 тыс. км со скоростью до 90 км/ч и обрушить на врага тонны бомб. Период между двумя мировыми войнами стал «золотым веком» дирижаблей: гиганты, зачастую оборудованные роскошными каютами, ресторанами и прогулочными палубами, могли совершать трансконтинентальные перелёты и нести тонны грузов. Однако они обладали меньшей скоростью и низкой боевой эффективностью по сравнению с быстро развивающимися самолётами, что и привело к закату эры дирижаблей накануне Второй мировой войны. Ещё одной проблемой того времени было использование взрывоопасного водорода, что привело к ряду катастроф, включая катастрофу одного из крупнейших пассажирских дирижаблей «Гинденбург» в 1937 году. Современные аэростаты используют для создания подъёмной силы более безопасный гелий и применяются, в первую очередь, в развлекательных и научных целях.

Самолёты и вертолёты

Основу строительства самолётов — аппаратов тяжелее воздуха, чья подъёмная сила создаётся за счёт набегающего на крыло потока воздуха — создали эксперименты с планерами на рубеже XIX–XX веков. Многие изобретатели того времени применяли различные конструктивные решения, чтобы достичь управляемого полёта, но общепризнанный успех пришёл к братьям Райт. Американцы Орвилл и Уилбер Райт сумели разрешить целый комплекс проблем, связанных с конструкцией планера, двигателя и механизмов управления самолётом, и 17 декабря 1903 г. в Северной Каролине совершили первый задокументированный полёт самолёта. Приблизительно в это же время, в 1907 году, в воздух поднялся и первый пилотируемый вертолёт, сконструированный Полем Корню.

Практически сразу самолёты начали оцениваться с точки зрения военного применения, а начавшаяся вскоре Первая мировая война дала мощный толчок развитию военной авиации. В конце 1914 г. Ролан Гарро совместил пулемёт с главной осью самолёта, что позволило эффективно вести огонь во время полёта, и вскоре над Европой развернулись первые воздушные бои. В 20–30 годы всё активнее применяется алюминий вместо дерева как основной материал корпуса, развиваются пилотажно-навигационные приборы, а также стремительно развиваются самолётные двигатели — вплоть до появления первых реактивных двигателей в 1930-ых годах. Вторая мировая война потребовала не только усовершенствования конструкций самолётов, но и методов их производства — к концу войны их производили десятками тысяч в год. Эта производственная база стала основой стремительного развития коммерческой авиации в послевоенный период.

Эра реактивной авиации

Первыми серийными коммерческим реактивным самолётами стали американский Avro C102 Jetliner (1949 г.) и британский De Havilland Comet (1951 г.), причём «Кометы» начали использоваться на коммерческих рейсах британской авиакомпании BOAC уже в 1952 г.

В 1956 году советский «Аэрофлот» стал первой авиакомпанией в мире, осуществлявшей регулярные перевозки на реактивных самолётах Ту-104. А с появлением Boeing 707 и  Boeing 747 коммерческие перевозки стали по-настоящему массовыми. В 1975 году «Аэрофлот» начал выполнять рейсы на Ту-144, первом сверхзвуковом пассажирском самолёте, а в 1976 году British Airways начали трансатлантические рейсы на сверхзвуковом самолёте «Конкорд». Впрочем, век сверхзвуковой пассажирской авиации оказался недолог и прекратился к началу XXI века. Широкое применение реактивные сверхзвуковые самолёты нашли в военной сфере — от истребителей до бомбардировщиков дальнего действия.

Ракеты и ракетопланы

Первые ракеты появились в III веке в Китае вместе с изобретением пороха. Первоначально они использовались для фейерверков и развлечений, но вскоре начали применяться и в военном деле. В Европу ракеты попали благодаря походам монголов в XIII веке. В XIX веке активно применялась ракетная артиллерия, пока ей на смену не пришли более точные нарезные артиллерийские орудия. Однако эпохой ракетостроения стал XX век, когда ракеты стали рассматриваться как средство межпланетных полётов и началось научное изучение принципов реактивного движения. Пионером теории реактивного движения стал Константин Циолковский, спроектировавший ракету для межпланетных сообщении в 1903 г. Аналогичные исследования проводили в 1920-е годы немецкий учёный Герман Оберт и американский учёный Роберт Годдард.

Работы Циолковского, Оберта и Годдарда стали основой для развития ракетной техники в СССР, Германии и США. В СССР был создан Реактивный институт, который в 1933 году создал принципиально новое оружие — реактивные снаряды, применявшиеся во время войны в легендарной «Катюше», и первые зенитные ракеты «ГИРД». В Германии разработку ракет вело Немецкое общество межпланетных сообщений, где работал и Вернер фон Браун, создавший в 1934 году опытную ракету А-2, а в 1942 году баллистическую ракету А-4. В 1944 году эта баллистическая ракета начала применяться под военным наименованием «Фау-2». Её военное применение подтолкнуло СССР и США к активной разработке баллистических ракет в послевоенный период, во время «холодной войны». В 1957 г. в СССР под руководством Сергея Королёва была создана первая в мире межконтинентальная баллистическая ракета «Р-7», способная нести ядерный заряд, и в том же году она была использована для запуска первого в мире искусственного спутника Земли — так началась эпоха космических полётов с использованием ракет. В США в 1950–1960-е годы были созданы экспериментальные ракетопланы, в том числе первый в мире суборбитальный пилотируемый космоплан North American X-15, который в 1967 году установил рекорд скорости самолёта в XX веке — 7297 км/ч. Ракетопланы стали основой для создания «космических челноков» — многоразовых космических кораблей «Спейс Шатлл» (США, 1981 г.) и «Буран» (СССР, 1988 г.).