Файл: Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение гимназия 25.docx

МУНИЦИПАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ «гимназия №25»

(МБОУ «гимназия № 25»)

Индивидуальный итоговый проект

«Актуальность использования гидроплана в современных условиях»

Работа ученика 10 класса «М»

Фонталова Артёма Николаевича

Руководитель проекта

Анастасия Владимировна Кожемяко

учитель физики

Работа допущена к защите «_____» _______________ 20____г.

Подпись руководителя проекта ____________________(__________________)

Иркутск

2023 г

Оглавление

Введение

Гидросамолеты - это самолеты, которые способны взлетать и садиться на воду. Они также известны как поплавковые самолеты самолеты-амфибии или гидропланы. Они универсальны и работают там, где обычные самолеты работать не могут, например, в отдаленных местах с ограниченной инфраструктурой или над водоемами. Используются с начала 1900-х годов и играют важную роль в различных областях, включая транспортировку, спасательные операции и военные действия.

Актуальность темы: Гидросамолеты становятся все более актуальными в современном обществе благодаря своей способности предоставлять уникальные варианты транспортировки, способствовать экономическому росту в отдаленных районах, предлагать уникальные туристические возможности и смягчать воздействие авиаперевозок на окружающую среду. Гидросамолеты являются средством передвижения в места, куда не могут добраться традиционные коммерческие авиалинии, такие как отдаленные острова и прибрежные районы. Они также предлагают живописные и захватывающие туристические впечатления, что может стать привлекательным фактором для путешественников, ищущих уникальных и нестандартных приключений. Кроме того, гидросамолеты могут использоваться для экстренной медицинской эвакуации, поисково-спасательных операций и пожаротушения, обеспечивая критически важную поддержку нуждающимся. А так же гидросамолеты не нуждаются в значительной инфраструктуре, такой как взлетно-посадочные полосы и терминалы аэропортов, что снижает воздействие авиаперелетов на окружающую среду. Дальнейшее развитие и использование гидросамолетов может иметь значительные преимущества для общества и окружающей среды, что делает эту тему все более актуальной.

---

Гипотеза: Растущая актуальность гидросамолетов как вида транспорта приведет к увеличению инвестиций в их развитие и использование, что приведет к расширению транспортных возможностей, увеличению экономического роста в отдаленных районах и снижению пагубного воздействия авиаперевозок на окружающую среду.

Цель проекта: стимулировать изучение потенциала гидросамолетов и инвестиции в их развитие и использование.

Практическая значимость исследования: разработка макета карты труднодоступных населенных пунктов для использования гидроплана на территории Сибири, представление модели гидроплана

Задачи:

1. 
   Предоставить основную информацию о гидросамолетах и их уникальных преимуществах и возможностях.
   
2. 
   Изучить потенциал гидросамолетов и аргументировать инвестиции в их развитие и использование.
   
3. 
   Развеять мифы и предрассудки о гидросамолетах.
   

Методы исследования:

1. 
   Сбор теоретического материала
   
2. 
   Сравнение с другими видами транспорта
   
3. 
   Анализ литературных источников
   
4. 
   Моделирование
   

ГЛАВА 1. Общие представления о гидропланах

1.1. История гидропланов

У гидросамолетов долгая и увлекательная история, начавшаяся в начале 1900-х годов, когда пионеры авиации, такие как Гленн Кертисс и Анри Фабр, начали экспериментировать с самолетами, способными взлетать и садиться на воду. В 1910 году Кертисс построил первый гидросамолет. Реальной же конструкцией гидроплана считается созданный в 1913 году лайнер Григоровича. Летающая лодка получила название М-1 и считается первым в истории развития такого рода самолетов гидропланом.

Во время Первой мировой войны гидросамолеты использовались для разведки, противолодочного патрулирования и бомбардировок. После войны гидросамолеты стали популярным видом транспорта для удаленных и труднодоступных районов. Такие компании, как Pan American Airways и Imperial Airways, использовали гидросамолеты для международных пассажирских перевозок через Атлантический и Тихий океаны.

В 1920-х и 1930-х годах гидросамолеты продолжали совершенствоваться, разрабатывались более крупные и мощные модели. Однако после Второй мировой войны использование гидросамолетов сократилось в связи с появлением более современных наземных самолетов и улучшением инфраструктуры.

Активное развитие сфера водных воздушных судов получила в 30-40 годы. В это время активный толчок роста получила реактивная авиация, а гидросамолеты надежно заняли эконишу, т.к. были более экономичными.

---

Реактивным экземпляром, названным удачным, считают наработку конструкторского бюро Бериева, названную А-40 «Альбатрос». Кроме того, в это же время была разработана такая популярная модель гидросамолета, как Бе-200. Они оба не уступали по своим характеристикам сухопутным вариантам. И по сей день машины востребованы и продолжают развиваться, чтобы быть более эффективными при работе с водой и в не особенно оснащенных с точки зрения инфраструктуры местностях.

1.2. Опровержение основных мифов о гидропланах

Существует несколько предрассудков о гидросамолетах, которые могут способствовать негативному отношению к этому виду транспорта. Одно из распространенных заблуждений заключается в том, что гидросамолеты небезопасны или неустойчивы по сравнению с традиционными самолетами. Это не так, поскольку гидросамолеты проходят те же строгие правила и стандарты безопасности, что и другие самолеты. Кроме того, гидросамолеты специально разработаны для взлетов и посадок на воду, что делает их очень устойчивыми и маневренными в водной среде.

Еще одно предубеждение относительно гидросамолетов заключается в том, что они шумные и нарушают экологию. Хотя гидросамолеты и производят шум, они не громче других самолетов аналогичного размера и мощности. Кроме того, гидросамолеты могут работать в районах, где нет традиционных аэропортов и взлетно-посадочных полос, что может помочь уменьшить воздействие воздушного транспорта на чувствительные экологические зоны.

Некоторые люди также могут рассматривать гидросамолеты как роскошь или ненужный вид транспорта, предназначенный только для богатых людей или туристов. Однако гидросамолеты могут оказывать важнейшую поддержку при экстренной медицинской эвакуации, поисково-спасательных операциях и тушении пожаров, что делает их жизненно важным ресурсом для нуждающихся сообществ.

В заключение следует отметить, что предрассудки о гидросамолетах часто основаны на неверных представлениях и непонимании их преимуществ и потенциального использования. Гидросамолеты разработаны для обеспечения безопасности, стабильности и экологичности, и могут оказать важнейшую поддержку сообществам и отраслям, которые полагаются на эффективные варианты транспортировки.

1.3. Типы гидропланов

Гидросамолеты бывают разных форм и размеров, в зависимости от их предназначения. Некоторые гидросамолеты предназначены для коммерческих целей, например, для перевозки пассажиров или доставки грузов, другие используются в военных целях, например, для разведки или патрулирования.

---

Сегодня специалисты делят гидропланы по особенностям их конструкции. В числе таких:

Летающая лодка: такой лайнер имеет нижнюю часть, как у лодки, за счет чего может достаточно быстро перемещаться по разным водным поверхностям

Самолет-амфибия: такой вариант, как отмечают специалисты, успешно соединяет в себе разные типы гидропланов. Лайнер имеет шасси для передвижения по земле, подушку для приводнения, есть и варианты с подводными крыльями

Поплавковый гидросамолет: вариант, который может быть, как обычным, так и специально выстроенным, имеющим несколько поплавков, помогающих ему передвигаться по поверхности воды, а также удерживаться на ней во время стоянки

Самыми популярными моделями гидропланов сегодня являются амфибии, т.к. они более широки по своим возможностям за счет комбинирования шасси и поверхностей для приводнения.

1.4. Самый большой гидроплан в мире

Хьюз H-4 Геркулес (англ. Hughes H-4 Hercules) — транспортная деревянная летающая лодка, разработанная американской фирмой Hughes Aircraft под руководством Говарда Хьюза. Этот 136-тонный самолёт, первоначально обозначенный как НК-1, был самой большой когда-либо построенной летающей лодкой, а размах его крыла и поныне остаётся рекордным — 98 метров. Он был предназначен для транспортировки 750 солдат при полном снаряжении. В начале Второй мировой войны правительство США выделило Хьюзу 13 миллионов долларов на изготовление прототипа летающего судна, но к окончанию военных действий летательный аппарат готов не был, что объясняется нехваткой алюминия, а также упрямством Хьюза, стремившегося создать безупречную машину. Самолёт Hercules, пилотируемый самим Говардом Хьюзом, совершил свой первый и единственный полёт только 2 ноября 1947 года, когда поднялся в воздух на высоту 21 метр и покрыл приблизительно два километра по прямой над гаванью Лос-Анджелеса. После длительного хранения самолёт был отправлен в музей Лонг-Бич, Калифорния. В настоящее время является экспонатом музея Evergreen International Aviation в McMinnville, Oregon, куда был перевезён в 1993 году. Но давайте обо всем по порядку ...

В начальный период войны союзники не сразу осознали, какую опасность представляют из себя немецкие подводные лодки. Опыт Первой Мировой был благополучно забыт, что повлекло за собой просто катастрофические потери в торговом флоте. Если в 1939-1940 гг. количество потопленных немцами судов не выходило за рамки приемлемых норм потерь, то в 1941-1942 гг. Krigsmarine устроили настоящий террор в Атлантике. Положение удалось стабилизировать только к концу 1942 г., да и то, путем глобального увеличения флотилий кораблей прикрытия. Тем не менее, угроза со стороны подводных лодок не была устранена. В такой ситуации был найден вполне предсказуемый вариант - грузы можно перебрасывать не только по воде, но и по воздуху. Главная проблема состояла лишь в том, что ни одна из сторон на тот момент не имела самолёта с достаточной грузоподъёмностью. Заказ на строительство многотонного деревянного самолета-амфибии с размахом крыльев почти в сто метров был получен от американского правительства в 1942 году. Была заявлена цель: построить судно для грузопассажирских перевозок таким образом, чтобы потратить как можно меньшее количество стратегического сырья. То есть: изготовить самолет предстояло не из металла, а из дерева. Самолет предназначался для транспортировки грузов и войск в помощь воюющей Европе: традиционный водный путь в определенный период ведения военных действий оказался недоступным из-за мощного развития у вражеской стороны подводных лодок.

---

Рабочая документация была разработана достаточно быстро, чего нельзя сказать о темпах постройки самолёта. Начавшись в 1943 г. строительство было полностью завершено в середине 1947 г. На это повлияло несколько причин, начиная от завершения войны (и как следствие - отсутствие интереса в дальнейших работах по НК-1 со стороны военных) и заканчивая различными судебными разбирательствами против Хьюза.

Эта огромная летающая лодка состоит из корпуса, свободнонесущего крыла и восьми радиальных двигателей (моторы марки Pratt& Whitney, по 3000 л.с. каждый). Имеет вертикальное и хвостовое оперение, фиксированные поплавки крыла. Вся конструкция состояла из клееной древесины (несмотря на прозвище, в строительстве использовалась не ель, а береза).

Физические параметры самолета-амфибии были следующими: длина – более 66 метроввысота – 24 метраразмах крыльев – 98 метров масса – 136 тоннмаксимальный вес груза – 59 тоннмаксимальное количество пассажиров – 700 человек

Летные характеристики (предположительные): максимальная скорость – 378 км/часкрейсерская скорость – 282 км/чдальность полёта – 5634 кмвысота полета – 7165 м

При всех своих небывалых размерах, для управления этим самолетом требовался экипаж всего в 3 человека. Корпус самолета был разделен на два отсека: полетная палуба для размещения людей и большой грузовой отсек. Для сообщения между отсеками установлены винтовые лестницы. Ниже грузового отсека располагались топливные баки, разделенные водонепроницаемыми переборками.

Летающая лодка Хьюза и Кайзера должна была стать крупнейшим из когда-либо построенных самолетов (на самом деле, она оказалась в семь раз больше любого самолета, построенного до него) и стала самым удивительным авиапроектом всех времен. Довести строительство до конца позволило только мужество и самоотверженность Говарда Хьюза и его небольшой команды единомышленников, несмотря ни на что не отказавшихся от работы и все-таки отправивших «Геркулеса» в его единственный исторический полет.

В какой-то момент жестко обозначились противоречия между руководителями проекта, Хьюзом и Кайзером: Генри Кайзер предлагал ограничиться 70-тонным аппаратом, чтобы уложиться в срок и предоставить заказчику готовый продукт; однако Хьюз настаивал на большем – 200-тонном самолете, потребовавшем куда больших вложений времени и денег. Генри Кайзер отказался от дальнейшего участия в проекте, а Говард Хьюз все более увлекался идеей, внося все новые предложения и улучшения, которые еще более затягивали окончание строительства.

---