АВИА́ЦИЯ

АВИА́ЦИЯ (франц. aviation, от лат. avis – птица), широкое понятие, связанное с полётами в воздухе аппаратов тяжелее воздуха. Включает в себя технические средства, инфраструктуру и личный состав, функционирует в рамках сложившихся организационных структур и опирается на специальные отрасли знаний. Авиационная техника, наряду с летательными аппаратами, реализующими преимущественно аэродинамический принцип создания подъёмной силы (самолётами, планёрами, автожирами, вертолётами, винтокрылами, беспилотными летательными аппаратами и др.), охватывает также наземные технические средства, обеспечивающие подготовку ЛА к полёту и выполнение полётного задания. Создание авиационной техники возложено на авиационную промышленность, а также на отрасли индустрии соответствующего профиля (изготовляющие авиационные материалы, топливо, радио- и светотехническое оборудование и др.). Личный состав авиации объединяет лётный состав и специалистов, связанных с техническим обслуживанием авиационной техники. Эксплуатацию ЛА обеспечивают сети аэропортов и их основные элементы – аэродромы, центры и пункты управления воздушным движением и др. службы. Авиационная наука базируется на достижениях аэродинамики, газовой динамики, механики полёта, аэронавигации (см. в статье Навигация летательных аппаратов), теории регулирования автоматического, строительной механики, материаловедения, акустики, эргономики и др. наук.

В соответствии с назначением различают гражданскую, государственную и экспериментальную авиацию. Гражданскую авиацию подразделяют на коммерческую, которая выполняет перевозки пассажиров, багажа, грузов, почты и др. авиационную работы за плату, и авиацию общего назначения. В ряде государств к авиации общего назначения относят административные, личные, спортивные, сельскохозяйственные и др. самолёты и вертолёты. Парк летательных аппаратов гражданской авиации включает: магистральные пассажирские самолёты, самолёты местных воздушных линий, самолёты и вертолёты для перевозки грузов, проведения авиационно-химических работ, медицинского обслуживания населения, аэрофотосъёмки и др. работ.

Государственная авиация решает задачи военной, милицейской, таможенной и др. государственных служб. Военная авиация – составная часть вооружённых сил государств. Её назначение – наносить удары по наземным целям, вести борьбу с воздушным и морским противником, осуществлять воздушные переброски войск, вооружений и военной техники, проводить воздушную разведку и др. Военная авиация крупных государств, как правило, включает в себя военно-воздушные силы, а также армейскую и морскую авиацию. Экспериментальная авиация используется для проведения научно-исследовательских работ, испытаний авиационной и др. техники.

Начальный период развития авиации

Первые попытки человека летать самому с помощью искусственных крыльев основывались на подражании полёту птиц. В рукописях Леонардо да Винчи (1475) приведены рисунки двух летательных машин с мускульным приводом, одна из которых как бы «ввинчивается» в воздух с помощью архимедова винта (отдалённый прообраз вертолёта), а другая использует для полёта машущие крылья (махолёт). В 17–18 вв. исследования сопротивления тел, движущихся в жидкости или газе, получили широкое развитие, что было вызвано рядом актуальных проблем (движение маятника, свободное падение тел, баллистика, судостроение и др.). И. Ньютон первым предпринял попытку дать теоретическое объяснение сопротивления, базирующееся на представлениях о механическом (ударном) воздействии частиц жидкости (газа) на поверхность тела. Основополагающие уравнения гидродинамики получены Д. Бернулли, Л. Эйлером и Ж. Лагранжем. Идею вертолёта разработал и экспериментально обосновал М. В. Ломоносов, который в 1754 продемонстрировал собранию Петербургской АН модель «аэродромической машины», предназначенной для подъёма метеорологических приборов и оборудованной для этого двумя противоположно вращающимися крыльями (теперь их называют несущими винтами) с приводом от часовой пружины. Опыты наглядно продемонстрировали образование подъёмной силы (облегчение модели) при вращении винтов, а принцип их противовращения (как один из способов уравновешивания реактивного крутящего момента) впоследствии был использован в реальных конструкциях вертолётов соосной схемы (вертолёты Н. И. Камова).

В 1783 состоялись первые полёты людей на летательных аппаратах легче воздуха – аэростатах братьев Монгольфье и Ж. Шарля. В 1799 Дж. Кейли выдвинул концепцию аэроплана (самолёта) – ЛА, который «опирается» в воздухе на неподвижную несущую поверхность (крыло), а для передвижения использует отдельный движитель. В 1853 он построил планёр (безмоторный ЛА самолётной схемы). В 1843 У. Хенсон (Великобритания) получил патент на проект самолёта с паровой машиной и двумя воздушными винтами в качестве движителей. Смелыми новаторскими идеями отличались проекты Н. А. Телешова, который в  1864 запатентовал во Франции и Великобритании модель многоместного пассажирского самолёта с паровой машиной и толкающим воздушным винтом, Н. И. Кибальчича (ракетный летательный аппарат). С. К. Джевецкий в 1892 предложил метод расчёта гребного винта, положенный в основу открытой им теории воздушного винта. К. Э. Циолковский в 1897 построил в Калуге аэродинамическую трубу («воздуходувку») для исследования обтекания воздухом тел различной формы. Выдающаяся роль в развитии отечественной А. принадлежит А. Ф. Можайскому, который более 30 лет своей жизни посвятил созданию первого в России самолёта. Он строил успешно летавшие модели, проводил исследования воздушных винтов, разработал проект самолёта. В 1883 завершил постройку натурного самолёта и в 1885 (по другим данным, в начале осени 1884) предпринял попытку провести лётные испытания, во время которых произошла поломка крыла. В дальнейшем самолёты с паровыми двигателями испытывали Х. С. Максим, французский инженер К. Адер, однако их попытки совершить полёт оказались неудачными. Это была эпоха «попрыгунчиков». Самолёт при встречном ветре подлетал, , но совершать установившийся полёт ещё не мог.

Продолжались изыскания по ЛА вертолётной схемы, сопровождавшиеся постройкой большого числа летающих моделей и расширением проектных проработок. В России оригинальные проекты вертолётов разработаны А. Н. Лодыгиным, Д. К. Черновым, П. Д. Кузьминским, С. С. Неждановским и др. Значительный вклад в развитие научных основ авиации внесли русские учёные. М. А. Рыкачёв разработал экспериментальные методы исследования несущих винтов ЛА вертолётной схемы (1871). Экспериментальный подход к разрешению многочисленных и сложных проблем, встававших на пути зарождающейся авиации, получал всё большее распространение. Особенно большое значение для науки и практики имело создание аэродинамических труб, позволяющих определить характеристики летательных аппаратов посредством испытаний их моделей. Важным результатом фундаментальных исследований 19 в. в области гидродинамики была разработка теоретических основ движения вязкой жидкости и обтекания тел с отрывом струй (А. Навье, Дж. Стокс, Г. Гельмгольц, Г. Кирхгоф, Дж. Рэлей и др.). Экспериментально установленное О. Рейнольдсом существование двух видов течения вязкой жидкости – ламинарного и турбулентного – стало впоследствии играть большую роль при изучении и моделировании обтекания летательных аппаратов. В России в 1880 была опубликована монография Д. И. Менделеева «О сопротивлении жидкостей и о воздухоплавании», ставшая капитальным руководством для русских исследователей и инженеров. В 1891–96 О. Лилиенталь спроектировал, создал инфраструктуру  и облетал несколько планёров (дальность полётов достигала 300 м).

Биплан «Флайер 1» братьев Райт (США).

Полёты на самолётах стали возможными только после установки на них поршневых двигателей внутреннего сгорания (ПД), которые были легче паровых машин. 17.12.1903 братья О. и У. Райт (США) на самолёте «Флайер 1» с бензиновым двигателем внутреннего сгорания выполнили четыре полёта (в последнем полёте самолёт пролетел 260 м за 59 с). В последующие годы авиация начинает быстро развиваться в европейских странах, где пионерами самолётостроения стали А. Сантос-Дюмон, Г. Вуазен, Л. Блерио, Р. Эно-Пельтри, А. Фарман, Э. Ньюпор (все – Франция), А. Ро, Дж. Де Хэвилленд, Ф. Хэндли Пейдж (Великобритания), А. Фоккер (Нидерланды), Г. Юнкерс (Германия), Дж. Капрони (Италия) и др. Вёлся поиск наилучших аэродинамических и конструктивных схем самолётов, которые строили в виде монопланов и бипланов, с открытым (в виде фермы) или c закрытым обшивкой фюзеляжем, с толкающими или тянущими воздушными винтами, с колёсным шасси или с поплавками для взлёта с воды и посадки на неё. Силовую конструкцию (каркас) самолётов выполняли из дерева, крылья обтягивали материей. Авиация стремительно вошла в жизнь: скорость, высота и дальность полётов постоянно возрастали, рекордные достижения стали регистрироваться Международной авиационной федерацией (ФАИ), основанной в 1905. Освоение вертолётов шло с заметным отставанием от самолётов, хотя первые вертолёты, поднимавшиеся на небольшую высоту, были продемонстрированы во Франции ещё в 1907 (один из вертолётов построили Ш. Рише и братья Л. и Ж. Бреге, другой – П. Корню).

Интерес к авиации охватил и Россию. В 1908 основан Всероссийский аэроклуб. В 1910 состоялись первые полёты отечественных самолётов конструкции А. С. Кудашева, И. И. Сикорского, Я. М. Гаккеля. В 1911 Б. Н. Юрьев опубликовал ставшую классической схему одновинтового вертолёта с автоматом перекоса несущего винта. В 1912–13 под руководством Сикорского построены первые в мире многомоторные самолёты «Русский витязь» и «Илья Муромец». Большой вклад в популяризацию авиации внесли М. Н. Ефимов, Н. Е. Попов, С. И. Уточкин, А. А. Васильев, Г. В. Алехнович, П. Н. Нестеров, Е. Н. Крутень, К. К. Арцеулов и др. российские лётчики. С 1909 в ряде высших учебных заведений ввели лекции по А. В 1910 началась подготовка российских военных лётчиков во Франции, а также в отечественных лётных школах. В 1909–11 в России производство самолётов начали осваивать заводы «Дукс» (Москва), «Первое Российское товарищество воздухоплавания С. С. Щетинин и К^о» и Русско-Балтийский вагонный завод (С.-Петербург).

Винтомоторная авиация

В нач. 20 в. постоянно возрастающие запросы развивающейся авиации привели к созданию новой науки – аэродинамики, фундаментом которой стали основополагающие труды Н. Е. Жуковского и С. А. Чаплыгина (Россия), Л. Прандтля и Т. фон Кармана (Германия) и др. учёных. Под руководством Жуковского организованы аэродинамические лаборатории в Московском университете (1902) и Московском Императорском техническом училище (1910, см. Московский государственный технический университет им. Н. Э. Баумана), в Кучино (под Москвой) в 1904 основан Аэродинамический институт – одна из первых в мире научно-исследовательских организаций такого профиля.

Повышение скорости, высоты и дальности полёта самолётов позволило приступить к использованию их в практических целях, и на рубеже 1-го десятилетия 20 в. в ряде стран организуется военная авиация. Впервые в военных целях авиация использована в Ливии итальянцами во время войны с Турцией (1911), а затем на Балканах в войне Греции и Болгарии с Турцией (1912), причём в составе болгарской армии действовал русский добровольческий авиационный отряд. В России был создан ряд оригинальных удачных образцов самолётов, однако военное ведомство предпочитало закупать их за рубежом и на отечественных заводах заказывало в основном самолёты иностранных моделей. В числе новинок был свободнонесущий (т. е. без наружных элементов крепления крыла) цельнометалличесский моноплан Юнкерса. В военных действиях принимала участие и морская авиация., в т. ч. самолёты корабельного базирования (см. Авианесущий корабль). Но наибольшее распространение получили фюзеляжные бипланы с тянущими винтами, поскольку манёвренности и грузоподъёмности бипланов отдавалось тогда предпочтение перед более высокими скоростными качествами монопланов.

Пассажирский самолёт «Фоккер F. VII-3m» (Нидерланды).

Существенный толчок развитию авиации дала 1-я мировая война. В 1914 воюющие стороны имели в общей сложности ок. 1000 самолётов (Россия – 206), за время войны их было выпущено св. 200 тыс. (потери самолётов у Франции, Великобритании и Германии превысили 116 тыс.). Значительно улучшились лётно-технические характеристики самолётов: скорость возросла от 100–120 до 200–220 км/ч, потолок высоты с 2000–3000 до 6000–7000 м, мощность двигателя от 60–95 до 300 кВт, грузоподъёмность до 2–3,5 т. 1920-е гг. прошли под знаком становления воздушного транспорта. Наиболее известными были самолёты французских фирм «Nieuport», «SPAD», «Farman», английских «Sopwith», немецких «Fokker», «Albatros». После окончания войны практически во всех экономически развитых странах мира появились авиатранспортные компании для перевозки пассажиров, почты, грузов, для чего создавались специальные пассажирские самолёты, а также переоборудовались военные. На европейских линиях широко применялись построенные в Германии пассажирские самолёты Юнкерса и Фоккера. В 1919 фирма «Boeing» (США), ставшая впоследствии крупнейшим производителем воздушных судов, выпустила свой первый самолёт – летающую лодку В-1. В 1923 Х. де ла Сиерва (Испания) построил успешно летавший автожир С-4.

Россия уже в ходе Гражданской войны 1917–22 приступила к восстановлению и укреплению своей А. В 1918 началась национализация авиационной промышленности. Тогда же был основан Центральный аэрогидродинамический институт (ЦАГИ, см. Аэрогидродинамический институт), призванный обеспечить развитие авиационной науки и техники. В 1920 открыто первое в стране высшее авиационное учебное заведение – Институт инженеров Красного Воздушного Флота (впоследствии Военно-воздушная инженерная академия им. профессора Н. Е. Жуковского, с 2008 Военно-воздушная академия им. профессора Н. Е. Жуковского и Ю. А. Гагарина). Первым руководителем этих институтов был Жуковский, который по праву признан «отцом русской авиации». Он сплотил вокруг себя большую группу учеников и последователей (А. А. Архангельский, В. П. Ветчинкин, А. А. Микулин, Б. С. Стечкин, А. Н. Туполев, Юрьев и др.). 1.5.1922 начались полёты на международной авиалинии Москва – Кёнигсберг (пилот И. Ф. Воедило совершил перелёт на пятиместном пассажирском самолёте «Фоккер F. III»). 17.3.1923 учреждено Акционерное общество российского добровольного воздушного флота «Добролёт» (в 1932 переименовано в «Аэрофлот»). Коммерческая компания выполняла задачи по созданию отечественной гражданской авиации, развитию отечественной авиационной промышленности и нужд народного хозяйства – внутренних и международных перевозок пассажиров, почты, грузов и др. работ. 15.7.1923 в России открыта первая регулярная авиалиния Москва – Нижний Новгород. Лётчик Я. Н. Моисеев вылетел из Москвы в 11:00 с Ходынского поля, и примерно через 4 ч первый рейсовый самолёт «Промбанк» («Юнкерс-13») с четырьмя пассажирами на борту совершил посадку. Первым отечественным пассажирским самолётом стал АК-1 [высокоплан (моноплан, крыло которого проходит через верхнюю часть фюзеляжа) деревянной конструкции, с поршневым двигателем мощностью 125 кВт, развивал скорость до 147 км/ч], рассчитанный на перевозку 2–3 пассажиров, созданный в ЦАГИ (1924) под руководством В. Л. Александрова и В. В. Калинина. В 1920-х гг. организуются конструкторские бюро (КБ) Н. Н. Поликарпова, А. Н. Туполева, Д. П. Григоровича, К. А. Калинина. В 1922 получены первые образцы отечественного алюминиевого сплава – кольчугалюминия, что положило начало развитию цельнометаллических конструкций в советском самолётостроении. 9.2.1923 учреждён Совет по гражданской авиации (официальная дата рождения гражданской авиации СССР).

Первый отечественный серийный самолёт-разведчик – Р-1 Поликарпова (1923). Его учебный самолёт У-2 (По-2) благодаря отличным лётным качествам и уникальным масштабам производства (в 1928–59 построено св. 40 тыс. машин) стал одним из выдающихся ЛА в истории А. На У-2 установлен первый крупносерийный отечественный авиадвигатель воздушного охлаждения М 11 мощностью 73,5 кВт конструкции А. Д. Швецова, нашедший затем широкое применение в легкомоторной авиации. В КБ А. Н. Туполева, входившем в 1922–36 в состав ЦАГИ, впервые в стране начали разрабатывать цельнометаллические самолёты. Созданные в КБ тяжёлые бомбардировщики – двухмоторный ТБ-1 (АНТ-4) и четырёхмоторный ТБ-3 (АНТ-6) – первые в мире тяжёлые самолёты, выполненные по схеме свободнонесущего (без наружных элементов крепления крыла) моноплана. Самолёт И-2бис Григоровича – первый отечественный истребитель, принятый на вооружение, что позволило в 1925 исключить из парка военной авиации иностранные самолёты. В 1920-х гг. началась деятельность А. С. Яковлева как авиаконструктора. На его спортивном самолёте АИР-1 достигнуты в СССР в 1927 первые (неофициальные) мировые рекорды (лётчик Ю. И. Пионтковский). В 1929 Н. И. Камовым и Н. К. Скржинским построен первый в стране автожир КАСКР-1.

Пассажирский самолёт «Дуглас DC-3» (США).

Основная тенденция развития мировой авиации в 1930-х гг. связана с увеличением скорости полёта, главным образом в результате снижения аэродинамического сопротивления ЛА. Самолёты стали строить преимущественно по монопланной схеме с убирающимся в полёте шасси, обтекаемыми капотами двигателей, закрытыми кабинами, гладкой (вместо гофрированной) металлической обшивкой. Разрабатывались более мощные авиационные двигатели, нагнетатели воздуха для наддува двигателя (с целью поддержания его мощности на высоте), воздушные винты с изменяемым в полёте шагом (для более эффективного использования мощности двигателя на различных режимах полёта), радиотехнические системы навигации, автопилоты, противообледенительные системы и др. Созданы первые цельнометаллические пассажирские самолёты монопланной схемы (Боинг 247 и DC-3, США). Боинг 307 стал первым самолётом с наддувом кабины для пассажиров, что позволило пассажирским самолётам летать на большой высоте; однако более распространёнными такие самолёты стали позднее. Лётно-пригодные образцы вертолётов продемонстрированы в Германии (FA 61 Г. Фокке) и США (VS-300 И. И. Сикорского).

Значительному усовершенствованию подверглось вооружение боевых самолётов – начали широко применяться авиационные пушки, повысилась скорострельность пулемётно-пушечного вооружения, увеличилось число огневых точек на самолёте. Получили дальнейшее развитие работы по винтокрылым летательным аппаратам. Опыт, накопленный при постройке, испытаниях и доводке автожиров, сыграл определённую роль в решении проблем создания вертолётов. В ряде стран разрабатывались экспериментальные конструкции вертолётов с последовательным повышением скорости, высоты и продолжительности полёта, устойчивости аппарата и пилотажных качеств. Достигнутый к кон. 1930-х гг. уровень лётно-технических характеристик обеспечил переход к последующему освоению вертолёта в практических целях.

Штурмовик Ил-2 (СССР).

В 1930-е гг. в СССР активно расширялась сеть аэроклубов, сыгравших большую роль в подготовке лётных кадров, организовывались новые учебные заведения, КБ и научно-исследовательские организации авиационного профиля. Вводились в строй новые самолётостроительные и авиамоторные заводы, строились экспериментальные и опытные ЛА, на которых проверялись новые научно-технические идеи и конструкции. В этот период под руководством А. Н. Туполева созданы гигантские для того времени самолёты АНТ-14 «Правда» (первый полёт в 1931) и АНТ-20 «Максим Горький» (первый полёт 17.6.1934 продолжительностью 35 мин совершил экипаж во главе с лётчиком-испытателем М. М. Громовым; экипаж 20 чел., персонал 8 чел., пассажиры 72 чел.; скорость 220-260 км/ч; дальность полёта 1200 км; практический потолок 7500 м; мощность 8 × 900 л. с. = 8 × 662 кВт =5296 кВт). Оригинальными техническими решениями отличались самолёты, построенные по проектам Г. И. Бакшаева, Р. Л. Бартини, В. Н. Беляева, П. Д. Грушина, К. А. Калинина, А. С. Москалёва, И. В. Четверикова, Б. И. Черановского, В. А. Чижевского и др. В ЦАГИ начались работы по автожирам и вертолётам. В создании этих ЛА принимали участие И. П. Братухин, Б. Н. Юрьев, Н. И. Камов, М. Л. Миль, В. А. Кузнецов, Н. К. Скржинский, А. М. Черёмухин и др. В СССР первый экспериментальный вертолёт (ЦАГИ 1-ЭА) построен в 1930. В 1932 Черёмухин достиг на нём высоты 605 м, значительно превысив официальный мировой рекорд, равный тогда 18 м. Для укрепления обороноспособности страны в СССР началось крупносерийное производство истребителей И-15, И-16, И-153 (Поликарпова), бомбардировщиков ТБ-3 и СБ (Туполева), гидросамолётов МБР-2 (Г. М. Бериева) и др. самолётов. Парк пассажирских самолётов промышленность постоянно пополняла новыми машинами: АНТ-9 и АНТ-35 А. Н. Туполева, К-5 Калинина, «Сталь-2» и «Сталь-3» А. И. Путилова, ХАИ-1 И. Г. Немана, Ли-2 (лицензионный DC-3) и др. В кон. 1930-х гг. началось серийное производство созданных новых боевых самолётов: бомбардировщиков ТБ-7 (Пе-8) и Пе-2 В. М. Петлякова, бомбардировщика ДБ-3Ф (Ил-4), истребителей ЛаГГ-3 С. А. Лавочкина, В. П. Горбунова и М. И. Гудкова, МиГ-1 и МиГ-3 А. И. Микояна и М. И. Гуревича, Як-1 А. С. Яковлева, многоцелевого самолёта Су-2 П. О. Сухого, бомбардировщиков Ар-2 А. А. Архангельского и Ер-2 В. Г. Ермолаева, штурмовика Ил-2 «Летающий танк» С. В. Ильюшина (самого массового боевого самолёта в истории А.; начало эксплуатации с 1941, один поршневой двигатель, выпускался в одноместном – лётчик, и двухместном вариантах – лётчик и воздушный стрелок, скорость до 414 км/ч, практический потолок 5500 м; построено ок. 36 180 самолётов различных модификаций). В Авиационного мотостроения институте, в КБ В. Я. Климова, А. А. Микулина, А. С. Назарова, А. Д. Швецова создавались авиадвигатели повышенной мощности и надёжности. 1930-е гг. ознаменовались многими замечательными достижениями советских лётчиков, в числе которых спасение челюскинцев (её участники – лётчики А. В. Ляпидевский, С. А. Леваневский, В. С. Молоков, Н. П. Каманин, М. Т. Слепнёв, М. В. Водопьянов, И. В. Доронин стали первыми в стране Героями Советского Союза), первая арктическая воздушная экспедиция, выдающиеся перелёты экипажей В. П. Чкалова, М. М. Громова, В. С. Гризодубовой, рекордные полёты В. К. Коккинаки, А. Б. Юмашева и др. авиаторов.

До начала Великой Отечественной войны советская военная авиация выдержала испытания в боях у озера Хасан и на Карельском перешейке, а также у реки Халхин-Гол (здесь советская авиация впервые и успешно применила ракетное оружие класса «воздух – воздух»). Советские лётчики отважно сражались в небе Испании и Китая. За годы 2-й мировой войны общее производство самолётов в мире составило более 750 тыс. Основными боевыми самолётами Германии были истребители Ме 109 («Мессершмитт») и FW 190 («Фокке-Вульф»), бомбардировщики Не.111 («Хейнкель»), Ju87 и Ju88 («Юнкерс»). Для бомбардировки английских городов применялись самолёты-снаряды Фау-1 с пульсирующим воздушно-реактивным двигателем и баллистические ракеты Фау-2 (см. Фау). В начальный период войны, несмотря на чрезвычайно сложные условия, связанные с перебазированием многих авиационных заводов в восточные районы страны, авиационная промышленность наращивала выпуск боевых машин, и уже в 1942 СССР превзошёл Германию по годовому производству самолётов.

Бомбардировщик Боинг B-29 (США).

Союзники СССР использовали бомбардировщики: Хэндли Пейдж «Галифакс» (начало эксплуатации с 1939, четыре ПД, построено 6176 самолётов), Авро «Ланкастер» (начало эксплуатации с 1942, четыре ПД, построено ок. 7400 самолётов) и Де Хэвилленд «Москито» (начало эксплуатации с 1941, два ПД с компрессорами наддува, построено ок. 7780 самолётов) – все Великобритания; Боинг В-17 «Летающая крепость» (начало эксплуатации с 1938, цельнометаллический тяжёлый бомбардировщик, четыре ПД, построено ок. 12 700), Консолидейтед B-24 «Либерейтор» (начало эксплуатации с 1941, четыре ПД, построено ок. 18 480 – самый массовый бомбардировщик в истории авиации) и В-29 «Суперфортресс»  (начало эксплуатации с 1944, четыре ПД, построено ок. 4000 самолётов всех модификаций; в августе 1945 эти самолёты сбросили атомные бомбы на японские города Хиросима и Нагасаки) – все США. Истребительная авиация союзников состояла из самолётов: Хокер «Харрикейн» (начало эксплуатации с 1937, одномоторный, одноместный, максимальная скорость на высоте 5486 м – 526 км/ч, практический потолок 10 970 м, построено ок. 14 500 самолётов различных модификаций), Супермарин «Спитфайр» (начало эксплуатации с 1937, одномоторный, одноместный, максимальная скорость на высоте 5669 м – 582 км/ч, практический потолок 10 485 м, построено ок. 20 351 самолётов различных модификаций) – все Великобритания; Локхид Р-38 «Лайтнинг» (начало эксплуатации с 1941, два ПД,  одноместный, максимальная скорость на высоте 7620 м – 660 км/ч, практический потолок 13 410 м, построено ок. 10 000 самолётов), Белл P-39 «Аэрокобра», двигатель располагался сзади кабины пилота и был связан с воздушным винтом длинным валом (начало эксплуатации с 1941, один ПД, одноместный, крейсерская скорость 528 км/ч, практический потолок 9600 м, построено ок. 9580 самолётов), Р-40, Р-47, Норт Американ Р-51«Мустанг», первый самолёт, который имел ламинарное крыло, что давало ему дополнительную подъёмную силу, снижало потребление топлива и увеличивало дальность полёта (начало эксплуатации с 1942, один ПД, одноместный, крейсерская скорость 580 км/ч, практический потолок 12 741 м, построено ок. 17 000 самолётов) – все США и др. США, Великобритания, Япония использовали также и палубную авиацию.

В СССР за годы войны вошли в строй новые образцы боевых самолётов: истребители Як-7 — самый массовый советский истребитель (начало эксплуатации с 1941, один ПД, одноместный, крейсерская скорость 590 км/ч, практический потолок 10 000 м, построено ок. 6400 самолётов различных модификаций), Як-9 – самый массовый советский истребитель времён Великой Отечественной войны (начало эксплуатации с 1942, один ПД, одноместный, крейсерская скорость 570 км/ч, практический потолок до 10 750 м, построено 16 769 самолётов различных модификаций), Як-3 – ОКБ Яковлева; Ла-5 (начало эксплуатации с 1942, один ПД, одноместный, скорость 580–648 км/ч, практический потолок до 11 200 м, построено ок. 9900 самолётов различных модификаций) и Ла-7 – один из лучших серийных фронтовых истребителей конца 2-й мировой войны (начало эксплуатации с 1944, один ПД, одноместный, скорость 599–670 км/ч, практический потолок до 11 100 м, построено ок. 5900 самолётов различных модификаций) – ОКБ Лавочкина; штурмовик Ил-10, создан путём глубокой модернизации штурмовика Ил-2 (начало эксплуатации с 1945, один ПД, одноместный, скорость до 551 км/ч, практический потолок до 7250 м, построено ок. 6160 самолётов) – ОКБ Ильюшина; бомбардировщик Ту-2 (А. Н. Туполева). Под руководством А. Я. Березняка и А. М. Исаева создан опытный истребитель-перехватчик БИ-1 с ЖРД (1-й полёт в 1942, лётчик Г. Я. Бахчиванджи). Необходимость значительного увеличения выпуска авиационной техники потребовала применения поточной и поточно-конвейерной сборки самолётов и двигателей, а также других высокопроизводительных технологических процессов. В период Великой Отечественной войны авиационная промышленность СССР выпустила св. 125 600 самолётов. В ходе войны произведено св. 3 млн. боевых самолёто-вылетов, в результате которых противник понёс большие потери в живой силе и технике. В воздушных боях и ударами с воздуха по аэродромам уничтожено 57 тыс. вражеских самолётов. 2420 авиаторов были удостоены высокого звания Героя Советского Союза, 65 из них – дважды, а А. И. Покрышкин и И. Н. Кожедуб стали трижды Героями Советского Союза.

В эти же годы начала развиваться реактивная авиация, поскольку возможности существенного повышения скорости самолёта с поршневым двигателем и воздушным винтом (достигшей в годы войны 700–750 км/ч) практически были исчерпаны. Дальнейшее увеличение скорости сопровождается резким ростом аэродинамического сопротивления самолёта и падением кпд воздушного винта вследствие значительного влияния сжимаемости воздуха. Соответственно возрастает потребная мощность силовой установки, однако она не могла быть обеспечена при приемлемых размерах и массе поршневого двигателя. Качественный скачок могли обеспечить реактивные двигатели, выгодно отличающиеся от винтомоторных установок меньшими габаритами и массой, благоприятной зависимостью тяги от скорости полёта.

Эпоха реактивной авиации

В сер. 1940-х гг. началось становление первого поколения реактивной дозвуковой авиации, основным типом авиационного двигателя стал газотурбинный двигатель (ГТД). Уже начиная с конца войны появились первые реактивные истребители, поступившие на вооружение: германские Ме-163В «Швальбе» (поступил на вооружение в 1944) – одноместный истребитель с жидкостным реактивным двигателем (ЖРД),  Ме262 (1944) с турбореактивным двигателем (ТРД), He.162 (1945); британские «Метеор» (1944), «Вампир» (Де Хэвилленд, 1945), «Веном» (Де Хэвилленд, 1952); американские F-80 (1945) и F-84 (1947); советские МиГ-9 (1946) и Як-15 (1946), французский MD.450 «Ураган» (Дассо) (1952). Скорость самолётов достигала 840–1000 км/ч на высотах от 3000 до 9000 м.

Они были оснащены стрелково-пушечным авиационным вооружением, на подкрыльевых пилонах могли нести авиабомбы, неуправляемые авиационные ракеты, подвесные топливные баки массой до 1000 кг. РЛС устанавливались только на ночные/всепогодные истребители. Характерная особенность этих самолётов – прямое крыло планёра. Самолёты, относящиеся ко 2-му поколению дозвуковой авиации, создавались в кон. 1940-х – нач. 1950-х гг. Наиболее известные из них: советские МиГ-15 (1949) и МиГ-17 (1951), американский F-86 (1949), французские MD.452 «Мистер»-II (Дассо, 1952) и MD.454 «Мистер»-IV (Дассо, 1953) и британский «Хантер» (Хокер, 1954). Истребители 2-го поколения имели высокую дозвуковую скорость. Вооружение и оборудование осталось без изменения.

Устанавливаемые на самолётах турбореактивные двигатели (разновидность ГТД) в сочетании со стреловидными и треугольными крыльями самолёта, обеспечивающими меньшее аэродинамическое сопротивление, позволили сначала освоить околозвуковые скорости полёта, а затем преодолеть звуковой барьер (см. Маха число) и достигнуть скорости 2000 км/ч и более (M>1). В СССР первыми серийными реактивными истребителями были МиГ-9 и Як-15 (1946). В октябре 1947 пилот Ч. Йегер на самолёте-ракете Белл X-1 превысил звуковой барьер. В декабре 1948 советский лётчик-испытатель О. В. Соколовский впервые достиг скорости звука на реактивном истребителе Ла-176 (была достигнута максимальная скорость 1105 км/ч). Первые сверхзвуковые истребители – F-100 (США, 1953) и МиГ-19 (СССР, 1954), в числе самолётов, преодолевших рубеж скорости 2000 км/ч, – истребители F-104 (США), Су-7 и МиГ-21 (CCCР). Наряду с реактивными истребителями, началось строительство и реактивных (дальних и стратегических) бомбардировщиков, например, в США – В-47, В-52; в Великобритании – «Вэлиент», «Вулкан», «Виктор»; в СССР – Ту-16 (КБ А. Н. Туполева), М-4, 3М (КБ В. М. Мясищева).

В 1950-е гг. активно развивалась и гражданская авиация. У турбовинтовых пассажирских самолётов скорость полёта превысила 600 км/ч, у реактивных – 800 км/ч. Первые реактивные пассажирские самолёты – D.H.106 «Комета» (Великобритания, первый полёт 1949), Боинг 707 (США, 1954), Ту-104 (СССР, 1955; в сентябре 1956 советская авиакомпания «Аэрофлот» стала первой авиакомпанией в мире, которая осуществляла регулярные перевозки на реактивных самолётах), «Каравелла» (Франция, 1955).

Пассажирский самолёт Ан-12 (СССР).

К первым турбовинтовым пассажирским самолётам относят «Вайкаунт» (Великобритания, 1948), «Фоккер F.27» (Нидерланды, 1955), Ил-18, Ту-114, Ан-12 (СССР, 1957–58). В разработку газотурбинных (турбореактивных и турбовинтовых) двигателей первых поколений в СССР большой вклад внесли КБ А. М. Люльки, В. Я. Климова, А. А. Микулина (и его преемника С. К. Туманского), В. А. Добрынина, А. Г. Ивченко, Н. Д. Кузнецова, П. А. Соловьёва.

Успехи А. в 1950–60-х гг. во многом обусловлены фундаментальными исследованиями советских учёных (М. В. Келдыша, С. А. Христиановича, А. А. Дородницына, В. В. Струминского, Г. П. Свищёва, Г. С. Бюшгенса, Б. С. Стечкина, Г. И. Петрова, А. И. Макаревского, С. Т. Кишкина, А. Ф. Белова и многих др.) в области аэродинамики, устойчивости и управляемости ЛА, газодинамики воздушно-реактивных двигателей, новых конструкционных материалов, прочности авиационных конструкций, флаттера. В 1960-х гг. в связи с увеличением мощностей двигателей в дозвуковых реактивных самолётах возникла необходимость решения задач по снижению шума летательных аппаратов до уровней, обеспечивающих нормальную жизнедеятельность людей, работоспособность систем и оборудования. Это привело к интенсивному развитию самостоятельного раздела науки – авиационной акустики.

В 1950-х гг. началось серийное производство вертолётов, нашедших широкое применение в гражданской и военной авиации. В 1946 получил сертификат лётной годности вертолёт Белл 47 (США). В СССР первыми серийными вертолётами стали Ми-1, Ми-4, Ми-6 (КБ М. Л. Миля), Ка-15 и Ка-18 (КБ Н. И. Камова).

Истребитель МиГ-29 (СССР).

В 1960–70-х гг. авиация развивалась в направлении улучшения лётно-технических характеристик самолётов и вертолётов, а также разработки ЛА новых типов. Первым серийным боевым самолётом, скорость которого достигла 3000 км/ч, стал МиГ-25 (СССР, 1964). Некоторые сверхзвуковые боевые самолёты строили с изменяемой в полёте стреловидностью крыла для получения оптимальных аэродинамических характеристик в широком диапазоне изменения скорости полёта. Первыми серийными самолётами такого типа стали истребитель-бомбардировщик F-111 (США, 1964) и истребитель МиГ-23 (1967). Стремление расширить возможности базирования боевой авиации предопределило создание самолётов вертикального взлёта и посадки «Харриер» (Великобритания, 1966) и Як-38 (1970). Турбореактивные двигатели обеспечили истребителям тяговооружённость (отношение тяги двигателей к взлётному весу ЛА) более 1, повысив их манёвренные характеристики. Такая высокая тяговооружённость характерна и для самолётов с обычным взлётом и посадкой и  реализована при создании самолётов F-14 и F-15 (США), а также отечественных Су-27 и МиГ-29. В 1967 пилот У. Найт на экспериментальном самолёте-ракетоплане X-15 (США), оснащённом ракетными двигателями, установил рекорд скорости в 6,7 Маха (7 273 км/ч). Высота полёта до 107 км. Это был первый и в течение 40 лет единственный в истории пилотируемый гиперзвуковой летательный аппарат-самолёт, совершавший суборбитальные пилотируемые космические полёты. В 2004 на экспериментальном беспилотном аппарате X-43A установлен новый рекорд скорости самолёта в 11 230 км/час.

Родоначальником самолётов большой грузоподъёмности стал широкофюзеляжный (с диаметром фюзеляжа 6 м) Ан-22 «Антей» (О. К. Антонова), рассчитанный на перевозку 60 т груза (в рекордном полёте поднял св. 100 т). 9.2.1969 совершил свой полёт первый в мире дальнемагистральный двухпалубный широкофюзеляжный пассажирский самолёт Боинг 747 (до появления A380 самый большой, тяжёлый и вместительный авиалайнер), который и сегодня один из распространённых пассажирских самолётов. К 1-му поколению широкофюзеляжных самолётов относятся также DC-10, L-1011 (США), А300 (западноевропейского консорциума «Airbus Industrie»), Ил-86 (СССР). Значительная вместимость широкофюзеляжных самолётов (до 400 чел. и более) позволяет снизить перегруженность крупных аэропортов и повысить рентабельность авиаперевозок. 31.12.1968 [на два месяца раньше взлёта аналогичного сверхзвукового британско-французского самолёта «Конкорд» (франц. concorde – согласие)] состоялся первый полёт советского сверхзвукового пассажирского самолёта Ту-144 (его выполнил испытатель ОКБ А. Н. Туполева Э. В. Елян); Ту-144 также является первым в истории пассажирским авиалайнером, преодолевшим звуковой барьер (5.6.1969) на высоте 11 000 м. Следующий рубеж (ок. 2 Маха) самолёт преодолел 25.5.1970, совершив полёт на высоте 16 300 м со скоростью 2150 км/ч. Для высокоскоростного обслуживания отдельных маршрутов Великобританией и Францией совместно создан сверхзвуковой пассажирский самолёт «Конкорд», эксплуатировавшийся в 1976–2003. Разрабатывавшийся в СССР сверхзвуковой пассажирский самолёт Ту-144 находился в опытной эксплуатации в 1977–78. Первым в СССР транспортным самолётом укороченного взлёта и посадки стал Ан-72 (1977). Самостоятельную нишу в авиастроении составили гидросамолёты и амфибии, например Бе-200, Бе-103, А-40.

Вертолёт Ми-26 (СССР).

Продолжалось совершенствование винтокрылых машин. Не имел себе равных по грузоподъёмности опытный вертолёт Ми-12 (расчётная нагрузка 25 т, рекордная – более 40 т), совершивший первый полёт в 1967. Среди серийных вертолётов по грузоподъёмности лучшим был Ми-26 (20 т). На экспериментальном винтокрыле Ка-22 установлено 8 мировых рекордов. Созданы специализированные боевые вертолёты АН-1 (США), К-25 (СССР). В 1982 первый полёт совершил советский/российский одноместный ударный вертолёт Ка-50 (известен как «Чёрная акула»; начало эксплуатации с 1995), предназначенный для поражения бронетанковой и механизированной техники, воздушных целей и живой силы на поле боя. Его дальнейшим развитием стал российский разведывательно-ударный вертолёт нового поколения Ка-52 «Аллигатор» (первый полёт в 1997, начало эксплуатации с 2011). Машина способна поражать бронированную и небронированную технику, живую силу и воздушные цели на поле боя. В СССР новые руководители ведущих конструкторских коллективов успешно продолжили творческие традиции отечественной школы авиастроения (Г. В. Новожилов, Р. А. Беляков, А. А. Туполев, а в последующие 1980-е гг. – М. П. Симонов, М. Н. Тищенко, С. В. Михеев, С. П. Изотов, В. А. Лотарев, М. А. Погосян, В. М. Чепкин, А. А. Саркисов и др. конструкторы). С 1980-х гг. в СССР продолжились работы по созданию и доводке новых ЛА и усовершенствованию модификаций существующих самолётов и вертолётов, в т. ч. пассажирских самолётов Ил-96–300, Ил-114, Ту-204, Ту-214, Ту-334, грузового самолёта Ил-96Т, многоцелевого самолёта-амфибии Бе-200 (КБ им. Г. М. Бериева), транспортного вертолёта Ка-60, всепогодных боевых вертолётов Ка-52 и Ми-28Н, истребителей Су-30, Су-32, Су-35, МиГ-29 СМТ, учебно-боевых самолётов Як-130 и МиГ-АТ. С 1993 в г. Жуковский регулярно (по нечётным годам) стал проводиться Международный авиационно-космический салон (МАКС), где демонстрируются новейшие достижения в области авиационной науки и техники (см. в статье Авиасалон). В 1981–2003 практически во всех классах ЛА создавались усовершенствованные образцы нового поколения. Радикально повысилась грузоподъёмность транспортных ЛА, в КБ Антонова созданы самолёты Ан-124 «Руслан» (с грузоподъёмностью 150 т) и Ан-225 «Мрия» (250 т). В США разработан транспортный самолёт V-22 конвертируемой (преобразуемой) схемы – с поворотными в полёте воздушными винтами (со взлётом и посадкой «по-вертолётному»). В 1988–90 на самолёте Ту-155 проведены первые в мировой практике эксперименты по применению криогенного топлива (жидких водорода и метана). В 1986 первый беспосадочный кругосветный перелёт без дозаправки топливом в полёте совершили на экспериментальном самолёте «Вояджер» Д. Рутан и Дж. Йигер (США). Для преодоления систем противовоздушной обороны некоторые образцы боевых самолётов начали изготавливать с использованием техники «Стелс», делая их малозаметными для наземных радиолокационных станций. Первыми такими самолётами стали истребитель F-117 и стратегический бомбардировщик В-2 (США). В 1997 в России в ОКБ П. О. Сухого создан самолёт с крылом обратной стреловидности Су-47 «Беркут» – прототип истребителя 5-го поколения, способного сохранять устойчивость и управляемость на больших углах атаки, вести всеракурсный обстрел в ближнем воздушном бою, а также многоканальную ракетную стрельбу на большой дальности. Для изучения атмосферы и др. научных исследований, ведения разведывательных и военных действий в США, России, Израиле и др. странах применяют беспилотные летательные аппараты (БПЛА) и  беспилотные дистанционно-пилотируемые летательные аппараты (ДПЛА), в которых силовые установки используют двигатели внутреннего сгорания, турбореактивные двигатели, а также солнечную энергию (электроэнергия, вырабатываемая солнечными батареями, служила для привода воздушных винтов). Достижения авиационной техники во многом способствовали становлению космонавтики. Сочетание достоинств авиационной и космической техники находит воплощение в пилотируемых транспортных космических кораблях многоразового использования, первыми представителями которых были в 1980-х гг. «Спейс шаттл» (США) и «Буран» (СССР).

В нач. 21 в. авиация способна решать широкий круг транспортных, хозяйственных и военных задач. Воздушный транспорт охватывает своими маршрутами практически все регионы земного шара. Гражданская авиация превратилась в мощную отрасль экономики, обеспечивающую 2,2 трлн. долл. мирового ВВП и дающую занятость 56 млн. чел. по всему миру (данные 2014). Ежегодно авиатранспортные компании стран – участниц Международной организации гражданской авиации перевозят св. 2600 млн. пассажиров, мировой парк (на 2015) насчитывает более 23 600 магистральных и региональных самолётов. Огромным достижением гражданской авиации в 21 в. стало создание концерном «Airbus» (ранее «Airbus Industrie») широкофюзеляжного двухпалубного четырёхдвигательного реактивного пассажирского самолёта «Airbus А380» (первый полёт в 2005, начало эксплуатации – 2007). Это крупнейший серийный авиалайнер в мире (высота 24,08 м, длина 72,75 м, размах крыла 79,75 м). Вместимость составляет 525 пассажиров в салоне трёх классов, 853 пассажира – в одноклассной конфигурации. Может совершать беспосадочные перелёты на расстояние до 15 400 км.

В военной авиации, наряду с её традиционными видами (родами) – истребительной, бомбардировочной, военно-транспортной, разведывательной, – всё большее развитие получает специальная авиация, в задачи которой входят дальнее радиолокационное обнаружение воздушных и наземных целей, управление боевыми действиями, радиоэлектронная борьба и т. п. Боевые самолёты год от года получают всё более совершенную электронику, более мощные средства ведения боя, увеличивается их скорость, снижается их заметность на экранах радаров. С появлением новых высокоточных боеприпасов, новых систем связи и спутниковой навигации и целеуказания роль и мощь военно-воздушных сил многократно возросла.

Истребитель СУ-47 «Беркут» (Россия).

Самолёт-невидимка истребитель «Локхид F-117» (США).

Ныне ведущие авиационные державы занимаются созданием истребителя 5-го поколения. Такой самолёт должен обладать низкой заметностью во всех диапазонах волн, прежде всего в радиолокационном и инфракрасном, быть многофункциональным, чрезвычайно манёвренным, иметь сверхзвуковую крейсерскую скорость и достигать её без форсажа (см. Форсажная камера), иметь возможность вести всеракурсный ближний бой и осуществлять многоканальную стрельбу ракетами на большой дальности. Самолёт 5-го поколения обязан иметь такую авионику, которая бы значительно облегчала работу пилота. США имеют на своём вооружении истребители F-22 «Раптор» (в 1997 испытан опытный образец) и F-35 «Лайтнинг». Самолёты прошли этап испытаний, пущены в серию и приняты на вооружение. В России уже создан самолёт нового поколения – ПАК-ФА (перспективный авиационный комплекс фронтовой авиации), он же Т-50. Самолёт полностью отвечает всем требованиям к истребителям 5-го поколения: малозаметен (в т. ч. благодаря комбинации стелс-технологий и средств радиоэлектронной борьбы), обладает сверхзвуковой крейсерской скоростью, способен маневрировать с большими перегрузками, оснащён передовой электроникой, многофункционален. Т-50 имеет интегральный планёр, выполненный по нормальной аэродинамической схеме с высокорасположенным трапециевидным в плане крылом, плавно сопряжённым с фюзеляжем. Самолёт впервые поднялся в воздух в 2010, в 2011 он впервые показан широкой публике на авиасалоне МАКС, начало эксплуатации намечено на 2017. Компанией «Туполев» разрабатывается перспективный авиационный комплекс дальней авиации (ПАК ДА, первый полёт в 2019, начало эксплуатации – 2025). В 2016 проведены испытания многофункционального истребителя МиГ-35 поколения «4++» (первый полёт 24.11.2016; начало эксплуатации – 2018). Ведутся работы по созданию перспективного палубного вертолёта Ка-40. Вертолёт выполнен по традиционной для фирмы «Камов» соосной схеме с двумя несущими винтами противоположного вращения. Применение соосной схемы позволяет уменьшить габаритные размеры, что очень важно для вертолётов корабельного базирования. На Ка-40 планируется поставить два новых ГТД ТВа-3000 взлётной мощностью по 1864 кВт.

Пассажирский самолёт Ту-204 (Россия).

Сейчас российским государством поставлена стратегическая задача вернуть российской авиационной промышленности утраченные за последние годы рубежи, заняв в 2020–2025 10–15% мирового рынка продаж гражданских воздушных судов и вновь вывести Россию в лидеры мирового авиастроения. С этой целью с 2011 эксплуатируется разработанный компанией «Гражданские самолёты Сухого» (при участии ряда иностранных компаний) российский ближнемагистральный пассажирский самолёт «Sukhoi Superjet 100» («Сухой Суперджет 100»), который на внутреннем рынке должен заменить устаревшие Ту-134 и Як-42. Ведётся разработка среднемагистрального широкофюзеляжного самолёта Ту-204СМ, который является усовершенствованной версией Ту-204 и призван сменить устаревшие Ту-154. Одним из важных проектов гражданской авиации на 2010–16 является строительство ближне- и среднемагистрального самолёта МС-21 («магистральный самолёт 21 века») с дальностью полёта до 6,4 тыс. км и вместимостью от 130 до 212 пассажиров (первый полёт – 28.5.2017). В 2019 планируется начать эксплуатацию лёгкого транспортного самолёта нового поколения Ил-112 для замены самолётов Ан-26 и др.