История БПЛА, Основы аэродинамики

• До начала XXI века БПЛА были в основном самолётного типа и военного назначения из-за высокой стоимости электроники.  

• Появление доступных микропроцессоров и миниатюрных датчиков привело к созданию автопилотов и мультикоптеров.  

• К началу 2010-х годов беспилотники массово распространились среди граждан.  

• Идея доставки грузов с помощью беспилотников возникла во время военных действий в труднодоступной местности.  

• Первая воздушная бомбардировка с использованием беспилотников состоялась в 1849 году во время революции в Австрийской империи.  

• Австрийский артиллерист Франц фон Хатиус предложил использовать аэростаты с гранатами для бомбардировки Венеции.  

• Конструкция включала аэростат, наполняемый горячим дымом, и гранату с запальной трубкой и фитилём.  

• Первые попытки были успешными, и к августу было изготовлено около двухсот аэростатов.  

• В 1898 году Никола Тесла представил прототип радиоуправляемого транспортного средства на выставке в Нью-Йорке.  

• Лодка управлялась дистанционно без проводов, команды передавались радиосигналами.  

• Это была первая радиоуправляемая модель, предшественница современного беспилотного транспорта.  

• Братья Райт совершили первые полёты на самолёте «Флайер-1» в 1903 году.  

• Винтокрылые аппараты, такие как «Джайроулейн», позволили зависать в воздухе и осуществлять вертикальный взлёт и посадку.  

• «Джайроулейн» братьев Бриге и Шарля Рише взлетел на 60 см, а «Джайроулейн-2» совершил несколько полётов перед разбитием.  

• В 1917 году доктор Питер Купер и Элмерс Перри изобрели гирокомпас, который позволил самолёту удерживать заданное направление полёта.  

• Учебный самолёт «Кетис Н-9» стал первой беспилотной летающей бомбой с гирокомпасом.  

• Воздушная торпеда Кетеринга, разработанная с нуля, была первым прообразом современной крылатой ракеты.  

• Георгий Батизат разработал первый стабильно летающий вертолёт в 1922 году.  

• Вертолёт Батизата имел шесть винтов для управления тягой и поворотом.  

• Игорь Сикорский создал первый серийный вертолёт «Сикорский АР-4» в 1942 году, что стало началом классической одновинтовой схемы вертолётов.  

• В 1935 году в Великобритании создан первый радиоуправляемый самолёт-мишень De Havilland DH.2B Queen Bee.  

• Самолёт имел две кабины: в передней мог размещаться пилот, в задней — аппаратура радиоуправления.  

• Всего было построено около 380 экземпляров.  

• De Havilland Queen Bee считается «матерью всех дронов».  

• Технологии, использованные в Queen Bee: взлёт с катапульты, специальная раскраска управляющих поверхностей, система автоматической беспилотной посадки.  

• Вторая мировая война стимулировала развитие систем телеуправления для танков, самолётов-бомбардировщиков и других видов техники.  

• Нацистская крылатая ракета V-1 стала первым успешным боевым применением беспилотных летательных аппаратов.  

• V-1 оснащена пульсирующим воздушно-реактивным двигателем, позволяющим преодолевать расстояние 250–400 км.  

• Система управления включала механический программируемый автопилот и командные приборы на борту.  

• Первое боевое применение состоялось в 1944 году при бомбардировке Лондона.  

• В 1958 году разработан летающий джип Kethis Wright VZ-7 для армии США.  

• Аппарат мог разгоняться до 51 км/ч и подниматься на высоту 60 м, перевозить одного пассажира или около 100 кг груза.  

• Проект был закрыт из-за неудовлетворённости военных.  

• Современные военные БПЛА делятся на разведывательные, ударные и многоцелевые.  

• Израильские ВВС разработали БПЛА Scout в 1978 году для передачи оперативной информации в реальном времени.  

• MQ-1 Predator — ударный БПЛА, разработанный в США, способный поражать наземные цели.  

• Основные векторы развития: повышение автономности, увеличение тяговооружённости, снижение радиолокационной заметности.  

• Экспериментальный самолёт Northrop Grumman X-47B демонстрирует высокую степень автономности, включая автоматическую посадку на палубу авианосца и дозаправку в воздухе.  

• В России разработан тяжёлый ударный БПЛА «Охотник» нового поколения.  

• В сентябре 2019 года «Охотник» выполнил первый совместный полёт с истребителем Су-57 для отработки взаимодействия.  

• Аэродинамика изучает движение воздуха и механическое взаимодействие между воздушным потоком и обтекаемыми телами.  

• Закон Бернулли: в участках течения жидкости, где скорость больше, давление меньше, и наоборот.  

• При переходе жидкости с участка трубы с большим сечением на участок с меньшим скорость течения возрастает, жидкость движется с ускорением.  

• Крыло в авиационной технике — несущая поверхность с профилированной формой, создающая аэродинамическую подъёмную силу.  

• В полёте крыло подвергается влиянию четырёх главных сил: силы тяжести, подъёмной силы, силы тяги винта и силы сопротивления воздуха.  

• Подъёмные силы противодействуют силе тяжести и варьируются в зависимости от количества энергии, затрачиваемой на движение вперёд.  

• Сила тяги винта противодействует силе сопротивления воздуха.  

• При прямом и горизонтальном полёте силы взаимно уравновешивают друг друга.  

• Изменение любой силы приводит к изменению курса и направления полёта.  

• Лобовое сопротивление направлено параллельно набегающему потоку и возникает вследствие разности давления впереди и за крылом, а также трения воздуха в ПС крыла.  

• Подъёмная сила объясняется уравнением Вернули и возникает при обтекании тела воздушным потоком.  

• Опыты в лабораториях показали, что при набегании воздушного потока частицы воздуха обтекают тело, создавая спектр обтекания.  

• При обтекании плоской пластинки под прямым углом подъёмная сила не возникает.  

• Впереди пластинки создаётся подпор, а сзади — разряжение, что приводит к завихрениям.  

• При обтекании пластинки под острым углом давление под ней повышается, а над ней — понижается.  

• Аэродинамическая сила направлена в сторону меньшего давления, назад и вверх.  

• Угол атаки определяет отклонение аэродинамической силы от вертикали.  

• Выпуклая верхняя часть крыла увеличивает путь, который проходят верхние струйки воздуха, что приводит к увеличению скорости верхних струек и разности давлений.  

• Разность давлений создаёт аэродинамическую силу, составляющей которой является подъёмная сила.  

• Подъёмная сила зависит от угла атаки, кривизны профиля, площади крыла, плотности воздуха и скорости полёта.  

• Полная аэродинамическая сила крыла включает подъёмную силу и лобовое сопротивление.  

• Точка приложения полной аэродинамической силы называется центром давления крыла.  

• Аэродинамическое качество показывает, во сколько раз подъёмная сила больше лобового сопротивления.  

• Лопасти воздушного винта имеют аэродинамический профиль, и при его вращении возникает аэродинамическая сила.  

• Образование аэродинамической силы объясняется третьим законом механики.  

• Воздушный винт захватывает и отбрасывает массу воздуха, которая, сопротивляясь отбрасыванию, толкает винт вместе с летательным аппаратом в сторону.