Поворотным пунктом в создании беспилотных крылатых ракет стало испытание в 1912-1913 гг. гиростабилизатора американского инженера Э. Сперри. Таким гиростабилизатором была оборудована летающая лодка Г. Кертисса. В 1914 г. Э. Сперри на этой лодке летал во Франции и официально в Аэроклубе зареги-
38 См.: Новичков Н.Н. Развитие крылатых ракет самолетных схем. Диссертация кандидата технических наук. М.: Институт истории естествознания и техники, 1982.
Создание и применение первых летающих бомб... 37
стрировал свой полет как «первый полет с брошенным управлением». Полеты Э. Сперри доказали существенное повышение устойчивости самолетов, оснащенных гиростабилизаторами. Однако в то время из-за низкого развития радиотехники речь еще не шла об управлении гиростабилизирующими устройствами на расстоянии.
В 1913 г. австрийский инженер К. Варшаловский предложил проект крылатой торпеды. Он предлагал оснастить обычную морскую торпеду крыльями, которые отделялись при ударе о воду. Цель, которую преследовал автор проекта, состояла в том, чтобы увеличить дальность полета морской торпеды авиационного базирования, уменьшить скорость приводнения и перегрузок, а также атаковать авиацией морские цели с безопасной дальности.
Крылатые поверхности располагались в середине корпуса торпеды, воздушный винт - в носовой части, гребной винт и руль высоты - в хвостовой части. После приводнения торпеды крылья отделялись и дальнейшее движение торпеды осуществлялось по воде за счет вращения гребного винта. Боковые поверхности управления регулировали глубину погружения торпеды.
Идея же создания собственно крылатой ракеты впервые была выдвинута французским инженером Рене Лореном. Французский артиллерийский офицер и инженер по образованию, Р. Лорен в 1908 г. предложил конструкцию мотокомпрессорно-го воздушно-реактивного двигателя. Собственно, на основе его Лорен и разработал первый в мире проект крылатой ракеты.
Некоторые историки утверждают, что Рене Лорен выдвинул идею крылатой ракеты еще в 1907 г. Н.Н. Новичков считает, что такого не могло быть по следующим причинам39:
Из-за малого практического опыта и полного отсутствия опыта боевого применения самолета не могло возникнуть необходимости в создании крылатых ракет до конца первого десятилетия ХХ века.
Р. Лорен вряд ли мог начать работу над созданием ракеты, не имея достаточно четких представлений об ее основном элементе - воздушно-реактивном двигателе.
39 Там же.
38______Беспилотные летательные аппараты
После изобретения двигателя Лорену, безусловно, требовалось некоторое время для разработки самой крылатой ракеты.
В 1909 г. Р. Лорен начал рассматривать возможность применения своего реактивного двигателя на летательных аппаратах. В том же году в мае французский инженер выдвинул идею создания крылатых реактивных аппаратов, управляемых с помощью телемеханических устройств.
В начале 1910 г. в журнале «Аэрофиль» («L"Aerophile») Р. Лорен опубликовал первый проект крылатой ракеты. Этот летательный аппарат должен был иметь длину 6 м, диаметр корпуса 0,35 м, крыло небольшого размаха, стартовый вес 79 кг, вес воздушно-реактивного двигателя 35 кг, вес приборов управления 10 кг, вес топлива 10 кг, вес полезной нагрузки 12 кг. Лорен рассчитывал, что его крылатая ракета будет летать со скоростью 200 км/ч. Н.Н. Новичков считал, что на самом деле КР Лорена должна была летать в несколько раз с большей скоростью40.
Могла ли быть в те года построена крылатая ракета Лорена? Вряд ли. Его идеи заметно опередили свое время: высота полета должна была выдерживаться автоматически чувствительными приборами для измерения давления, а управление обеспечивалось гироскопическим стабилизатором, соединенным с сервомоторами, приводящими в движение крыло и хвостовое оперение. Когда автор КР в годы Первой мировой войны предложил реализовать свой проект, французское военное командование посчитало его проект фантастическим.
В 1913 г. Рене Лорен выдвинул идею прямоточного воздушнореактивного двигателя (ПВРД) и в том же году описал свое изобретение в статьях, опубликованных в журнале «Аэрофиль». ПВРД является одной из разновидностей воздушно-реактивных двигателей (ВРД). Работа ПВРД заключается в том, что атмосферный воздух, попадая во входное устройство двигателя со скоростью, равной скорости полета, сжимается за счет скоростного напора и поступает в камеру сгорания. Впрыскиваемое топливо сгорает, повышается теплосодержание потока, который
40 Новичков Н.Н. Развитие крылатых ракет самолетных схем. Диссертация кандидата технических наук. М.: Институт истории естествознания и техники, 1982.
Создание и применение первых летающих бомб... 39
истекает через реактивное сопло со скоростью, большей скорости полета. За счет этого и создается реактивная тяга ПВРД. Основным недостатком ПВРД является неспособность самостоятельно обеспечить взлет и разгон летательного аппарата (ЛА). Требуется сначала разогнать ЛА до скорости, при которой запускается ПВРД и обеспечивается его устойчивая работа.
В России первый счётный механизм, основанный на принципе действия русских счётов, создаёт академик В.Я. Буняковский в 1867 г. Первая в мире фирма по производству счётных машин была создана в США Бэрроузом в 1885 г. Она могла уже печатать исходные числа и результаты вычислений. Американец Холлерит в 1888 г. создаёт табулятор, в котором информация, нанесённая на перфокарты, расшифровывалась электрическим током.
В 1895 г. голландский физик Лоренц публикует статью «Опыт теории электрических и оптических явлений», в которой излагает основы электронной теории строения вещества. Практическое развитие теории выразилось в создании электронных ламп, которые использовались в первых вычислительных машинах. Например, созданная в Пенсильванском университете ЭВМ «ЭНИАК» имела 20000 электронных ламп.
В России С. Лаптев, а в США М. Леви независимо друг от друга изобретают растр, способ дробления изображения на точки с помощью специальной сетки. В 1931 г. французский инженер Валтат выдвигает идею использовать двоичную систему счисления при создании счётных машин.
Важным для развития информатики было создание американским математиком Нейманом теории игр, которую стали применять в практике машинного моделирования сложных ситуаций. Позднее (1940 г.) под руководством Неймана в США был разработан первый компьютер MANIAC , а в 1942г. Стибниц сконструировал вычислительную машину с программным управлением «Белл-II».
Американский математик Норберт Винер в 1948 г. опубликовал книгу «Кибернетика, или управление и связь у животных», положившую начало развитию теории автоматов , а также кибернетики - науки об управлении и передаче информации. В этом же году Шеннон в США выпускает книгу «Математическая теория передачи информации», где вводит понятие меры информации. В середине прошлого века создаются первые алгоритмические языки: Фортран (под руководством Бейкуса) для перевода формул на машинный язык, Кобол для обработки коммерческой информации, Бейсик (в Дортмутском колледже США), который первоначально предназначался для вводного курса по информатике. В конце 60-х гг. в Стэнфордском университете создана первая программа, обладающая свойствами искусственного интеллекта (первая экспертная система ). В начале 70-х гг. фирмой «Интел» создан первый микропроцессор - программируемое логическое устройство. В это же время возникает идея цифровой системы связи - подключение терминалов и накопителей к центральным ЭВМ через кабельную телесеть.
В 1975 г. появились первые сообщении о персональных компьютерах (PC) в США, а с 1982 г. американская фирма IBM приступила к их производству. Модели РС постоянно совершенствуются, в настоящее время они являются основой компьютерных сетей и аппаратного обеспечения учреждений и производства.
Итак, даже краткая историческая справка свидетельствуют о том, что изобретение компьютера и создание компьютерных наук - это результат научной и технической мысли учёных многих стран, гениальное достижение коллективного разума человечества.
Задания к § 1.3
ВСЕМИРНАЯ ПАУТИНА
1. Приведены запросы к поисковой системе:
Представьте результаты выполнения этих запросов графически с помощью кругов Эйлера. Укажите номера запросов в порядке возрастания количества документов, которые найдёт поисковая система по каждому запросу.
369 " style="width:276.55pt;border-collapse:collapse">
запрос
Найдено страниц
чай& кофе
чай| кофе
Какое количество страниц будет найдено по запросу «чай»?
 |
_____________________________________________________
Разгадайте числовой кроссворд.
Ответы на вопросы ищите во Всемирной паутине.
По горизонтали
. 1. Год поступления в продажу первой интегральной схемы, выполненной на пластине кремния. 3. Год рождения. 4. Год, предшествовавший году выпуска ОС Windows 3.1.
8. Год рождения Блеза Паскаля. 9. Год рождения Ады Лавлейс.
По вертикали
. 1. Год рождения Леонардо да Винчи. 2. Год, в котором французский инженер Валтат выдвинул идею использования двоичной системы счисления при создании механических счётных устройств.
3. Год ввода в эксплуатацию МЭСМ. 5. Год, в котором был разработан язык программирования Бейсик. 6. Год рождения Евклида (до н. э.).
7. Год рождения Аристотеля (до н. э.)
Имя французского инженера Густава Эйфеля известно всем в связи с башней, возведенной им к всемирной выставке, проходившей в 1889 в Париже. Мало кто знает о других его сооружениях. Но это несправедливо, потому что перед тем как построить свою башню, инженер прошел долгий путь, и некоторые его произведения не менее заслуживают внимания.
Эйфель родился 1832 г. в Дижоне. В 1855 г. окончил Технологический институт в Париже и получил диплом инженера химика. Работать он пошел в железнодорожные мастерские и впоследствии увлекся проектированием железнодорожных мостов. С 1868 Эйфель — хозяин собственного инженерно-строительного предприятия.
В полной мере инженерный талант Эйфеля раскрылся при строительстве железной дороги, которая пересекала Пиренеи — горную цепь, которая отделяет Францию от Испании и Португалии. На своем пути железная дорога встречала глубокие и широкие обрывы, на дне которых бурлили горные реки. Итак, важнейшей задачей было строительство мостов с неслыханно большими пролетами и высокими опорами. Эйфель подошел к проблеме не только как инженер, но и как химик. В его времена стальные конструкции только начинали использовать, вместо более проверенных чугунных. Очень распространенным было мнение, что железо и сталь лучше выдерживают растяжение, чем сжатие. Поэтому их охотно использовали при конструировании сводов, но избегали употреблять в опорах. Мосты с металлическими пролетами очень долго возводили на каменных опорах. Тщательно изучив свойства нового материала, Эйфель пришел к другому выводу. Построенные ним в Пиренеях железнодорожные мосты опираются на ажурные стальные башни.
В 1870 г. предприятие Эйфеля получило заказ на строительство железнодорожного моста через горную реку Дуэро в Португалии. На значительном участке мост не мог иметь никаких опор, потому, протекая в горном ущелье, река Дуэро имела к тому же 15-20 м в глубину. Эйфель с большой точностью рассчитал размеры грандиозного прогона, но строительство моста через Дуэро было лишь ступенькой к созданию более значительного сооружения — железнодорожного моста вблизи города Гараби.
Возведенный в 1883 Гарабитский мост пересекает ущелье с горной рекой Трюер. Он имеет длину 565 м. Центральная его часть представляет собой огромный арочный пролет 165 м длиной.
Эйфелева башня
Железнодорожное полотно проходит над речной долиной на высоте 122,5 м. Мост образуют ажурные стальные конструкции, опоры представляют собой решетчатые башни, которые имеют форму усеченных пирамид. Все здесь строго функционально, все подчинено практическим задачам. Ведь мост должен выдерживать не только собственную гигантскую массу, не только вес поездов, но и мощные горные ветры. Эйфель блестяще выполнил техническое задание, которое стояло перед ним. Когда на Гарабитском мосту стоял поезд весом 405 т, прогиб конструкции составлял всего 8 мм. Но что интересно, это прагматичное сооружение, лишенное особых украшений, оказалось еще и удивительно красивым.
Эйфелева башня
В конце 80-х годов XIX в. французское правительство решило создать к годовщине Великой Французской революции сооружение, которого еще не видел мир. И тогда Эйфель выдвинул проект своей знаменитой башни. Сначала он хотел украсить решетчатую стальную конструкцию скульптурами. Но чем дальше он работал над проектом, тем более понимал, что это будет лишним. Инженер создавал новую эстетику — эстетику «поющих опор». В конечном варианте сооружение почти не имело деталей, которые не несли бы конструктивной нагрузки.
Проект Эйфеля имел много врагов. Группа французской интеллигенции даже направила директору международной выставки письма, в которой протестовала против строительства в центре Парижа этого «чудовища». Под письмом, между прочим, стоит подпись Ги де Мопассана. Но, наверное, французский классик на этот раз не прав.
Статуя Свободы
Башня Эйфеля, имея 312 м высотой, была самым высоким сооружением своего времени, оставив соперников далеко позади.
Но в наше время уже появилось много превышающих нее сооружений.
Однако нет ни одной, которая при таких размерах сохранила бы такое изящество очертаний. В XIX в. башня не имела практического назначения. Она была построена для того, чтобы поражать воображение. Относительно Эйфеля, то он, возводя ее, намеревался воплотить некоторые свои теоретические идеи. В частности, его очень интересовала способность высотного сооружения выдерживать давление ветра. Решая именно эту проблему, он предоставил ребрам башни плавную форму отрезка гиперболы. Некоторое время башню даже собирались демонтировать, но возникновение радио и телевидение предоставило этой постройке практическое значение.
Среди произведений Эйфеля есть еще одно, очень известное, но мало кто знает, что именно он участвовал в его создании. А между тем, Эйфель смонтировал опорный каркас статуи Свободы, которую Франция подарила Америке и которая сейчас является символом этого государства.
Архитектура США 20 века
В XX в. тенденции, заложенные в предыдущий период, получили дальнейшее развитие. В 1903 г. французский архитектор О. Перре построил первый в мире железобетонный жилой дом. Впоследствии бетон становится любимым материалом. Инженеры и архитекторы все больше увлекаются новыми возможностями. Они пытаются донести до людей красоту необычных технических решений. В 30-е годы уже упомянутый нами А. Перре, став преподавателем Специальной школы архитектуры, скажет своим студентам: «Стройте так, чтобы опоры пели».
В последнее десятилетие XIX в. в Америке начинают возводить небоскребы — дома, основу которых составлял стальной каркас, благодаря чему они могли иметь десятки этажей и простираться на сотни метров в высоту. Другим фактором, способствовавшим строительству небоскребов, было применение лифта. Теперь многоэтажные дома перестали быть неудобными. Пионером строительства небоскребов был чикагский архитектор Л. Салливан. Первые постройки этого типа имели декоративные детали, которые делали их похожими на готические соборы. Впоследствии от этой стилизации отказались. В возведенном в 1899 универсальном магазине в Чикаго нет лишних украшений. Художественная выразительность достигается здесь благодаря четким геометрическим формам и грандиозным размерам. Небоскребы продолжали строить течение всего XX в. Чемпионом среди них был ныне печально известный двойной небоскреб Международного торгового центра, построенный в 70-е годы. Высота его башен превышала 400 м. Строились небоскребы и в других странах мира.
Глазго. Школа искусств.. 1897-1909 гг
Архитектор Ч. Макинтош
Д. Адлер и Л. Салливан. Бейярд-билдинг в Нью — Йорке. 1895
Основателем совсем иного архитектурного стиля стал американец Ф. Райт. Если идеи Салливана — порождение большого капиталистического города, в котором каждый клочок земли может давать огромные прибыли и поэтому должен быть использован максимально рационально, то Райт ориентирован на ценности совсем другой Америки. Эта Америка – не известная нам страна больших городов, а воспетая еще Марком Твеном страна небольших городков и ферм, страна, основой существования которой когда-то было право каждого гражданина получить свой участок земли.
Д. Адлер и Л. Салливан. Гарантибилдинг в Буффало. 1895
Ф. Райт создает так называемый «стиль прерий». Его строения сделаны из железобетона, дома не вытягиваются вертикально вверх. Напротив, они образуют горизонтальные элементы. Все сооружение кажется распластанным на почве, иногда оно повторяет формы рельефа. Основанное Райтом направление, которое он развивал в течение всей первой половины XX в., получило название «органической архитектуры», то есть такой, которая сочетает человека с природой. Кульминацией ее развития стал построенный Райтом в 1936 году «Дом над водопадом» в Пенсильвании. Творением этого архитектора также является строение музея Гугенхейма в Нью — Йорке. Это сооружение больше напоминает гигантскую спиралевидную раковину.
Мис ван дер Роэ. Здание компании «ИБМ» в Чикаго. 1973
После Первой мировой войны европейская архитектура становится в целом более прагматичной. Это связано с необходимостью восстанавливать разрушенные города, обеспечить большое количество людей жилой площади. В Германии, которая больше, чем другие западноевропейские страны, пострадала во время войны, в 1924 году сложилась архитектурная школа Баухауз, основателем которой был В. Гропиус. Лозунгом Баухауза было высказывание: « Добрый выглядит то, что хорошо работает ».