"Университетские субботы": почему самолеты летают?

Завкафедрой аэродинамики Владимир Ципенко - почему самолет летает

В Московском государственном техническом университете гражданской авиации прошла лекция о летательных аппаратах. Занятие провел заслуженный деятель науки России, профессор и доктор технических наук Владимир Ципенко в рамках проекта "Университетские субботы". Видеозапись мероприятия представило сетевое издание M24.ru.

Проект "Университетские субботы"

Проект "Университетские субботы" - это новая форма интеллектуального досуга для всей семьи, способствующая усвоению учебных предметов и профессиональной ориентации школьников. Проект стартовал в Москве в сентябре по инициативе столичного департамента образования.

В рамках программы ведущими профессорами московских вузов проводятся лекции, деловые игры, семинары, научно-ознакомительные экскурсии. Большое внимание уделено дисциплинам естественнонаучного цикла: физике, астрономии, биофизике, химии, математике, биологии, географии и информатике. В программе принимают участие более 20 вузов: МГУ им. М.В. Ломоносова, МЭИ, МГТУ им. Н.Э. Баумана, Российский государственный университет нефти и газа им. И.М. Губкина, НИТУ "МИСИС" и другие.

Занятия проводятся бесплатно для всех желающих, необходимо только зарегистрироваться на сайте вуза. График проведения занятий опубликован на сайтах Департамента образования и вузов, участвующих в программе.

Московский государственный технический университет гражданской авиации

Что изучают в лаборатории динамики и аэродинамики полета

Московский государственный технический университет гражданской авиации (МГТУ ГА) (бывш. Московский институт инженеров гражданской авиации — МИИГА) — государственное высшее учебное заведение в Москве в Головинском районе. Основан в 1971 году. Ведущее высшее учебное заведение страны по подготовке авиационных специалистов эксплуатационного профиля для гражданской авиации. МГТУ ГА является базой Учебно-методического объединения вузов России в области эксплуатации авиационной и космической техники.

В начале июля 1971 года был объявлен первый набор студентов на 1 курс дневного отделения абитуриентов только мужского пола на следующие специальности: эксплуатация самолетов и авиадвигателей, техническая эксплуатация авиационного радиооборудования, техническая эксплуатация авиационных приборов и электрооборудования самолетов.

Уже в следующем году институту стали выделяться для учебных целей самолеты, вертолеты и необходимое оборудование, средства на строительство нового учебного здания рядом с институтом и жилого дома для преподавателей и сотрудников. К концу 70-х заметный рост произошел в изобретательской и рационализаторской работе. В институте действовало 4 общественных патентных бюро. Активному развитию института способствовала помощь МГА и предприятий отрасли в оснащении его учебной базы новыми типами самолетов (Ту-154М, Ил-62М, Ил-86 и т.д.), авиационным и радиоэлектронным оборудованием, вычислительной техникой и техническими средствами обучения.

Институт по праву гордится тем, что в нем работали крупные ученые: три заслуженных деятеля науки и техники РСФСР (И.С. Голубев, И.М. Синдеев, Б.Е. Авчинников) и три лауреата Ленинской премии (В.Ф. Рощин, П.А. Агаджанов, А.И. Уткин). К середине 80-х годов в институте сформировались 8 крупных научных школ, возглавляемых профессорами, докторами наук В.И. Васильевым, В.Г. Воробьевым, А.И. Козловым, В.И. Кривенцевым, А.А. Кузнецовым, Н.Н. Смирновым, В.П. Фроловым, В.Г. Ципенко.

Почему современные самолеты могут летать на больших скоростях

Результаты исследований этих школ нашли практическое воплощение при выполнении работ по организации межмашинного обмена в информационно-вычислительных сетях гражданской авиации; оптимизации процессов эксплуатации и автоматизированных средств контроля авиационного и радиоэлектронного оборудования воздушных судов; созданию теоретических основ и практических методов применения радиополяриметрии в задачах обнаружения и различения слабоконтрастных малоподвижных радиолокационных целей; снижению затрат топлива за счет оптимизации траекторий полета воздушных судов; созданию автоматизированной системы контроля распределительных устройств бортовых электросистем; управлению эффективностью процесса технической эксплуатации летательных аппаратов и формированию программ их технического обслуживания и ремонта по состоянию; созданию решетчатых (полипланных) складывающихся крыльев; математическому моделированию динамики полета воздушных судов в нормальных и особых условиях полета, а также созданию нетрадиционных летательных аппаратов-вертостатов.

В октябре 2012 года Министр транспорта Российской Федерации Михаил Соколов поручил Росавиации проработать вопрос присоединения МГТУ ГА к Московскому государственному университету путей сообщения (МГУПС) в рамках создания на базе МГУПС Федерального университета транспорта в Центральном федеральном округе.

Сегодня МГТУ ГА является ведущим высшим учебным заведением России по подготовке авиационных специалистов эксплуатационного профиля для гражданской авиации. В его структуре 5 факультетов, 9 отраслевых научно-исследовательских лабораторий, Центр переподготовки и повышения квалификации кадров воздушного транспорта РФ. Университет имеет два филиала в Иркутске и Ростове-на-Дону, а также 5 авиационных технических колледжей в городах Егорьевске, Иркутске, Кирсанове, Рыльске и Троицке. Всего в университете и его филиалах работают свыше 680 профессоров, доцентов и преподавателей, из которых 330 человек, в том числе 56 докторов и 170 кандидатов наук, ведут подготовку по программам высшего профессионального образования. Обучение курсантов по программам среднего профессионального образования проводят 350 преподавателей.

Подробнее о вузе можно узнать на его официальной странице, а также в Twitter и Facebook.

Термины и имена, упомянутые в лекции

Гравитация (притяжение, всемирное тяготение) — сила взаимного притяжения, действующая между всеми материальными телами. В 1682 году Ньютон открыл закон всемирного тяготения: все тела притягиваются друг к другу, сила всемирного тяготения прямо пропорциональна произведению масс тел и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Гравитация - фундаментальное взаимодействие в природе, которому подвержены все тела, имеющие массу. Главным образом гравитация действует в масштабах космоса. Термин гравитация используется так же, как название раздела в физике, изучающего гравитационное взаимодействие.

Аэростат - летательный аппарат легче воздуха, использующий для полета подъемную силу заключенного в оболочке газа (или нагретого воздуха) с плотностью меньшей, чем плотность окружающего воздуха.

Дирижабль – аэростат с двигателем.

Фюзеляж - корпус летательного аппарата. Связывает между собой крылья, оперение и (иногда) шасси. Фюзеляж самолета предназначен для размещения экипажа, оборудования и целевой нагрузки. В фюзеляже может размещаться топливо, шасси, двигатели.

Исаак Ньютон (1642-1727) - английский физик, математик, механик и астроном, один из создателей классической физики. Автор фундаментального труда "Математические начала натуральной философии", в котором он изложил закон всемирного тяготения и три закона механики, ставшие основой классической механики. Разработал дифференциальное и интегральное исчисления, теорию цвета и многие другие математические и физические теории.

Джеймс Клерк Максвелл (1831-1879) - британский физик, математик и механик. Шотландец по происхождению. Максвелл заложил основы современной классической электродинамики (уравнения Максвелла), ввел в физику понятия тока смещения и электромагнитного поля, получил ряд следствий из своей теории (предсказание электромагнитных волн, электромагнитная природа света, давление света и другие). Один из основателей кинетической теории газов (установил распределение молекул газа по скоростям). Одним из первых ввел в физику статистические представления, показал статистическую природу второго начала термодинамики ("демон Максвелла"), получил ряд важных результатов в молекулярной физике и термодинамике (термодинамические соотношения Максвелла, правило Максвелла для фазового перехода жидкость — газ и другие). Пионер количественной теории цветов; автор принципа цветной фотографии. Среди других работ Максвелла — исследования по механике (фотоупругость, теорема Максвелла в теории упругости, работы в области теории устойчивости движения, анализ устойчивости колец Сатурна), оптике, математике.

Майкл Фарадей (1791-1867) - английский физик-экспериментатор и химик. Открыл электромагнитную индукцию, лежащую в основе современного промышленного производства электричества и многих его применений. Создал первую модель электродвигателя. Среди других его открытий — первый трансформатор, химическое действие тока, законы электролиза, действие магнитного поля на свет, диамагнетизм. Первым предсказал электромагнитные волны. Фарадей ввел в научный обиход термины ион, катод, анод, электролит, диэлектрик, диамагнетизм, парамагнетизм и др.

Фарадей — основоположник учения об электромагнитном поле, которое затем математически оформил и развил Максвелл. Основной идейный вклад Фарадея в физику электромагнитных явлений заключался в отказе от ньютонова принципа дальнодействия и во введении понятия физического поля — непрерывной области пространства, сплошь заполненной силовыми линиями и взаимодействующей с веществом.

Даниил Бернулли (1700-1782) - швейцарский физик-универсал, механик и математик, один из создателей кинетической теории газов, гидродинамики и математической физики. Он первый выступил с утверждением, что причиной давления газа является тепловое движение молекул. В своей классической "Гидродинамике" Даниил Бернулли вывел уравнение стационарного течения несжимаемой жидкости (закон Бернулли), лежащее в основе динамики жидкостей и газов.

Аэромеханика - наука, раздел механики, изучающий равновесие и движение газообразных сред и механических воздействий этих сред на погруженные в них твердые тела. Также аэромеханика – это совокупность методов определения действующих на летательный аппарат сил и моментов, траекторий полета, летно-технических и пилотажных характеристик летательного аппарата, методов анализа динамики полета летательного аппарата, его устойчивости и управляемости. Аэромеханика подразделяется на аэродинамику и аэростатику.

Аэродинамика наука о законах движения газов и взаимодействии их с твердыми телами. Изучает законы движения воздуха и силы, возникающие на поверхности тел, относительно которых происходит его движение.

Аэростатика — раздел аэродинамики, изучающий условия равновесия жидкостей и газов (преимущественно воздуха) и действие этих сред на погруженные в них тела.

ОКБ "Королева". Полное наименование — Открытое акционерное общество Ракетно-космическая корпорация (РКК) "Энергия" имени С. П. Королева, ранее ОКБ-1, ЦКБЭМ, НПО "Энергия". Ракетно-космическое предприятие, одно из ведущих в ракетно-космической промышленности СССР и России, один из двух (наряду с НПО машиностроения/ОКБ-52) разработчиков полного спектра ракетной и космической техники — ракет-носителей, спутников, автоматических межпланетных станций, пилотируемых космических кораблей, пилотируемых орбитальных станций и их модулей, военных баллистических, крылатых и прочих ракет.

ЦАГИ - Центральный аэрогидродинамический институт им. профессора Н. Е. Жуковского (ФГУП "ЦАГИ") — крупнейший государственный научный авиационный центр России, научно-исследовательский институт.

Крейсерская скорость – наиболее выгодная скорость движения воздушного, морского или речного судна или другого транспортного средства, достигаемая при наименьшем расходе топлива на километр пути.

В авиации это воздушная скорость горизонтального (крейсерского) полета, при которой величина отношения потребной тяги к скорости полета минимальна. Составляет она примерно 30-80% от максимальной скорости и для гражданских воздушных судов не превышает скорость звука (кроме пассажирских авиалайнеров "Конкорд" и "Ту-144"). На крейсерской скорости авиация обычно совершает рейсы по авиамаршрутам.