Авиастроение — отрасль общего машиностроения развивающаяся на базе предприятий авиационной промышленности — направление межгосударственной состязательной научно-технической и производственной деятельности, обеспечивающая необходимые условия для создания и внедрения в серийное производство, в установленные сроки, перспективных летательных аппаратов (ЛА) различного назначения, используемых в пределах земной атмосферы и удовлетворяющих требованиям заказчика. Определяет собой ряд направлений совместной научно-технической и производственной деятельности различных предприятий: учебных, научно-исследовательских, проектных, лётно-испытательных, промышленных предприятий общего машиностроения (включая предприятия авиационной промышленности), а также различных предприятий смежных отраслей промышленности. Развитие авиастроения стимулируется текущими потребностями обеспечения обороноспособности и экономического развития государств и достигается взаимодействием и прогрессом в областях развития авиационной науки, техники, технологии производства, накапливаемым опытом наземной и лётной эксплуатации опытных и серийных ЛА различного назначения. Достижения в областях авиастроения имеют принципиальное значение в обеспечении обороноспособности, геополитического и технико-экономического суверенитета — в первую очередь для экономически развитых государств. В государствах с жёсткой централизацией управления экономикой, в общей структуре производственных элементов авиастроения — предприятия авиационной промышленности являются исполнительным базисом опытного и серийного производства. Виды производственной деятельности в области авиастроения подразделяется на следующие направления: дирижаблестроение, самолётостроение, вертолётостроение, авиадвигателестроение и т. д.
Истоки Стремление летать. В истории древнего мира известна особая категория людей одержимых мечтой летать и всемерно стремящихся добиться её осуществления путём создания искусственных летательных средств. Мечта о полёте всех древних народов отражена в религиозных представлениях, сказках, легендах и поверьях в которых — боги, ангелы и демоны — наделены крыльями. С позиции Христианства — стремление человека обрести крылья может быть неверно истолковано как проявление гордыни или своеобразное проявление страстности (неуёмного интереса) — якобы подтверждающей притчу о Первородной повреждённости человеческой души… Так или иначе, с древних времён человек, в своём стремлении летать, и при этом — полностью осознавая потенциальную опасность любого полёта для своей жизни — стал изобретать и создавать всевозможные летательные средства, которые вполне соответствовали опытными образцами авиационной техники своего времени… В древних легендах и сказках, люди наделяя крыльями представителей добра и зла — подсознательно определили основной фактор, определяющий необходимые и достаточные условия для прогрессивного развития в первую очередь боевых, а также и транспортных летательных средств. Широко известный древний миф о полёте Икара, определяет, отнюдь не амбициозную, а целевую спасательную функцию созданных Дедалом — летателных средств (крыльев), при этом содержит весьма подробное описание их устройства (наличие кривизны его профилей, размеры перьев), технологии изготовления крыльев, инструкции выполнения взлёта с возвышенности. Актуальность легенды о падении Икара абсолютно не утрачена, она на все времена определила незыблемое правило строжайшего исполнения в полёте всех предписаний и инструкций разработчика и испытателя летательного средства. Первые попытки выполнить полёт на собственноручно изготовленных крыльях — свидетельство проявления незаурядных творческих способностей, ремесленного мастерства и личной отваги пилотов древней истории. Их полёты не прерывались трагически, если пилот благоразумно ограничивал себя малой высотой старта или кратковременными планирующими подлётами при разбеге. Об этом упоминается, например в найденные в Чудском монастыре рукописи Даниила Заточника (XIII в.), которая, независимо от различных толкований, определённо свидетельствует о том, что древние пилоты многократно совершали короткие планирующие полёты на искусственных крыльяхВ. А. Попов Основы авиационной техники. Оборонгиз. Москва 1947 г. стр. 441—442.
В XII—XIII вв. предпринимались попытки создать летательные средства реализующие аэродинамический принцип создания подъёмной силы используя неподвижное (распластанное) крыло для осуществления «планирующего» полёта и комбинированный аэродинамический принцип осуществления «гребного» полёта (использование машущих крыльев в качестве средства создания подъёмной силы и движителя). С учётом того, что на данный момент не обнаружено каких-либо документальных подтверждений свидетельствующих о каких-либо теоретических изысканиях (рисунков и расчётов) сопровождающих процессы создания конкретных древних летательных средств — был сделан определённый вывод о том, что все древние летательные средства создавались исключительно методом копирования крыльев видов птиц и поэтому не внесли какого либо вклада в теорию полёта и не послужили базовыми образцами для последующих научно-технических изысканий в областях создания перспективных образцов авиационной техники реализующей аэродинамический принцип полётаВ. А. Попов Основы авиационной техники. Оборонгиз. Москва 1947 г. стр.442.
В начале XIV в., в 1306 г. в Китае, впервые в мире был изготовлен и выпущен в полёт летательный аппарат реализующий аэростатический принцип получения подъёмной силы — воздушный шар наполненный горячим дымом.
Примерно в XII—XIII вв. в Европе впервые узнали о широком применении в китайской и монгольской армиях (для устрашения противника и в качестве сигнальных средств) привязных летательных аппаратов, использующих для полёта аэростатический принцип создания подъёмной силы (воздушных змеев особой конструкции) — впервые созданных в Китае и заимствованных в Монголии. Наиболее сложные в конструктивном отношении «змеи» представляли собой наполняющиеся ветром, полые длинные оболочки сложной конфигурации, подкреплённые лёгким каркасом, и внешне подобные сказочным существам — «летающим драконам» — в виде толстой змеи с короткими лапами и зубастой пастью. Технология изготовления и техника применения «драконов» была отработана на высоком уровне. От воздушных «драконов» впоследствии произошло имя нарицательное «воздушный змей» для всех — аналогичных по принципу создания подъёмной силы привязных летательных аппаратов, различного конструктивного исполнения — создаваемых в XIII—XIV вв.
К началу XV в. в результате поиска возможных средств и способов передвижения по воздуху, сформировалось несколько предполагаемых направлений развития авиационной техники по принципу создания подъёмной силы: аэродинамические летательные средства — с неподвижным крылом; с крыльями приводимыми в движение пилотом; аэростатические летательные средства — привязные (воздушные змеи); заполненные нагретым воздухом оболочки. Успешное развитие и практическое применение этих направлений могло быть обеспечено на основании более углублённых теоретических представлений о процессе осуществления управляемого полёта на основе законов механики — науки, которой в то время ещё не было.В. А. Попов Основы авиационной техники. Оборонгиз. Москва 1947 г. стр.442, 443
Пионеры авиастроения
В августе 1709 года, проживающий в Португалии бразилец Бартоломеу де Гусман — продемонстрировал модель воздухоплавательного аппарата, состоящего из яйцеобразной тонкостенной оболочки с подвешенной под ней маленькой жаровней. В одном из испытаний модель поднялась в воздух на 4 метра. В том же году Гусман приступил к осуществлению проекта «Пассаролы», но о степени его осуществления нет никаких данных. По мнению историков, Б. Гусман является основоположником теории воздухоплавания, основанной на изучения физических явлений природы, и пионером в разработке проекта воздухоплавательного транспортного средства.
В 1731 году подьячий нерехтец (житель Нерехты) Крякутный в Рязани совершил попытку подъёма на тепловом воздушном шаре, однако по мнению большинства современных историков — легенда не подтверждена документально и является сфальсифицированной.
Со второй половины XVIII века научно-технические изыскания в области авиастроения осуществлялись талантливыми энтузиастами с различным социальным статусом и различным образовательным уровнем. Зарождению авиастроения в значительной степени способствовали развивающиеся капиталистические производственные отношенния — всемерно стимулирующие научно технический прогресс в области машиностроения.
В 1765 г. немецкий изобретатель Бауэр, Мельхиор предложил проект самолёта — мускулолёта.
5 июня 1783 г. братья Монгольфье продемонстрировали полёт наполненной дымом сферической оболочки (диаметр около 11,5 м, объём 22000 куб. футов, вес 230 кг) — сшитой из полотна и оклеенной для непроницаемости бумагой. Оболочка плавно всплыла в воздухе до высоты 1500÷2000 м (по оценке очевидцев) и по мере охлаждении заполнявшего её дымного воздуха плавно опустилась на расстоянии около 2 км от точки взлёта. Полёт первого «монгольфьера», как впоследствии стали называть наполненные горячим воздухом аэростаты, был засвидетельствован актом, скреплённым подписями городских властей и направленным во французскую Академию Наук.
В 1783 г. французский изобретатель Жан Батист Мари Шарль Мёнье спроектировал первый в мире управляемый аэростатический летательный аппарат (дирижабль), однако практическое осуществление идеи сдерживалось отсутствием подходящего двигателя.
В 1799 г. английский изобретатель Кейли, Джордж явился автором идеи (концепции) создания ЛА тяжелее воздуха с неподвижным крылом, и отдельным от него движителем — выполнив эскиз аппарата с изображением диаграммы действующих на него сил в полёте. Эскизное изображение содержало в себе все основные части аэроплана нормальной аэродинамической схемы: корпус в виде лодки; неподвижную аэродинамическую несущая поверхность, установленную над корпусом, под некоторым углом; крестообразное хвостовое оперение установленное в кормовой части корпуса; поступательное движение аппарата в полёте должен был обеспечить 2-х вёсельный движитель.
В 1804 г. Дж. Кейли приступил к экспериментальным исследованиям аэродинамических характеристик крыла с использованием ротативной установки, в которой исследуемая аэродинамическая поверхность крепилась к концу рычага, вращающегося вокруг вертикальной оси под действием силы веса опускающегося груза. В ходе экспериментов Кейли измерял зависимость аэродинамической силы действующей на квадратную плоскую пластинку, в зависимости от угла атаки — получив, как было установлено вполне достоверные результаты. В этом же году Дж. Кейли изготовил экспериментальную модель планёра с крылом малого удлинения площадью около 993,5 см². (154 кв. дюймов), которая совершала полёты на расстояние 18-27 м (20-30 ярдов).
В 1808 г. Дж. Кейли изготовил модель планёра с крылом значительного удлинения, сложной формы в плане и искривлённым профилем — испытав её на привязи (подобно воздушному змею) и в свободном полёте.
В 1809 г. Дж. Кейли построил полноразмерный аэроплан: с неподвижным крылом, хвостовым оперением; с движителем в виде машущих крыльев; пилот располагался в вырезе центральной части крыла и при разбеге бежал по земле… В процессе испытаний ЛА выполнял кратковременные подлёты, но — без использования машущих крыльев.
В 1809—1910 гг. Дж. Кейли — впервые в мире, опубликовал свои труды по теории полёта планёра и аэроплана.
В 1816—1817 гг. и в 1837 г. Дж. Кейли опубликовал несколько авторских работ, посвящённых проблеме создания управляемого аэростата (дирижабля), в которых описал свои проекты дирижаблей: с применением машущих и винтовых (пропеллерных) движителей; с разделением корпуса дирижабля на изолированные отсеки; с жёсткой конструкцией корпуса и применением металлической обшивки.