Літальний апарат , пристрій для керованого польоту в атмосфері планети або космічному просторі. Політ Л. а. є рухом над твердою і рідкою поверхнею планети або в міжпланетному просторі. Л. а. використовуються для перевезення людей і вантажів, виконання з.-х.(сільськогосподарський), будівельних і ін. робіт, для ведення наукових досліджень і у військових цілях. Розрізняють атмосферні і космічні Л. а. Атмосферні Л. а. діляться, у свою чергу, на 2 класи: апарати важче за повітря і апарати легші за повітря.
Сили, що діють на Л. а. На Л. а. діє тяжіння планети і ін. небесних тіл, а при польоті в атмосфері — також і опір середовища. Дія цих сил долається за допомогою підіймальної сили і сили тяги. Підіймальна сила і сила тяги використовуються також для управління Л. а., тобто для зміни величини і напряму швидкості польоту і положення Л. а. у просторі.
При створенні підіймальної сили використовуються наступні принципи: аеростатичний, аеродинамічний і газодинамічний. Аеростатична сила, або архимедова сила, утворюється із-за різниці щільності газу, що заповнює оболонку апарату, і атмосферного газу ( мал. 1а, 1б, ) і прикладена до зовнішній поверхні Л. а. (див. Архімеда закон ) . Вона направлена вертикально вгору. Аеродинамічна сила також прикладена до зовнішньої поверхні Л. а. (див. Аеродинамічна сила і момент ) . Утворюється із-за перепаду тиску на поверхні Л. а. при несиметричному обтіканні його газоподібним середовищем атмосфери ( мал. 2а, 2б, 2в, 2г ). Складова аеродинамічної сили, перпендикулярна напряму польоту, утворює підіймальну силу, а складова, паралельна швидкості польоту і направлена назад, — аеродинамічний опір (лобовий опір). Відношення підіймальної сили до сили лобового опору називається аеродинамічною якістю. У газодинамічному принципі створення підіймальної сили використовується тиск газу, що діє на внутрішню поверхню реактивного двигуна ( мал. 3а, 3б ).
Сила тяги, що створюється повітряним гвинтом або реактивним двигуном, чисельно дорівнює приросту кількості руху робочої речовини, що відкидається ними. Гвинт приводиться в обертання двигуном (поршневим або газотурбінним). Реактивні двигуни діляться на повітряно-реактивних і ракетних. При створенні тяги за допомогою гвинта і повітряно-реактивного двигуна як робоча речовина використовується атмосферний газ (повітря). Робоча речовина для ракетного двигуна транспортується на самому Л. а., тому ракетний двигун можна застосовувати як на атмосферних, так і на космічних Л. а. Якщо напрям сили, що створюється гвинтом або реактивним двигуном, нахилений до напряму польоту, то цю силу можна розкласти на дві складові. Складову, перпендикулярну напряму польоту, можна розглядати як підіймальну силу, а складову, паралельну напряму польоту, — як тягу. Створення тяги і підіймальної сили пов'язане з витратами енергії. Джерелом енергії може бути хімічне або ядерне пальне, запасене на борту Л. а. На космічному Л. а. можливо також використання сонячної енергії.
Зазвичай політ Л. а. складається з 3 основних етапів: зліт (розгін, набір висоти), сталий політ (політ з приблизно постійною швидкістю), посадка (гальмування, спуск до зіткнення з поверхнею планети, пробіг). Деякі етапи польоту можуть бути відсутніми або приймати специфічну форму. Для розгону Л. а. при зльоті зазвичай використовується тяга двигуна, встановленого на нім. Зліт Л. а. може здійснюватися також і за допомогою додаткових пристроїв поза Л. а. (катапульт і тому подібне засобів). На другому етапі, при сталому прямолінійному польоті, рівнодійна всіх сил, прикладених до Л. а., дорівнює нулю. На третьому етапі польоту швидкість поступово зменшується до невеликої величини що забезпечує безпечну посадку. Для цього необхідна сила, що майже врівноважує силу тяжіння, і сила, гальмівна рух по горизонталі.
Л. а. легше за повітря (аеростат, дирижабль і ін.). Підіймальна сила апаратів цього класу має аеростатичну природу (див. Повітроплавання ) . Аеростат розвиває лише підіймальну силу, горизонтальне переміщення його відбувається під дією вітру. Управління аеростатом зводиться до зміни висоти польоту шляхом зміни його маси і об'єму. Дирижабль має повітряні гвинти, що створюють тягу і що приводяться в обертання двигунами. Окрім засобів управління, вживаних на аеростаті, на дирижаблі використовуються аеродинамічні органи управління.
Л. а. важче за повітря (літак, планер, вертоліт, гвинтокрил і ін.). Підіймальна сила апаратів цього класу має переважно аеродинамічну природу. В деяких випадках використовується також газодинамічний принцип створення підіймальної сили. Найбільш поширеним Л. а. важче за повітря є літак. Його підіймальна сила створюється в основному крилом . Значно менша доля доводиться на підіймальну силу фюзеляжу і оперення. Розглядаються проекти літаків для польотів при гіперзвукових швидкостях, в яких підіймальна сила утворюється в основному корпусом. Тяга літака створюється з допомогою поршневого, газотурбінного або повітряно-реактивного двигуна. Ракетний двигун використовується на літаку рідко (зазвичай як прискорювач). На перспективному гіперзвуковому літаку можливе вживання ракетного двигуна як основного засобу створення тяги. Для керування літаком використовуються аеродинамічні органи (кермо висоти і напряму, елерони і ін.), а також регулювання тяги.
Підіймальна сила крила змінюється приблизно пропорційно квадрату швидкості польоту. При малих швидкостях підіймальної сили крил недостатньо для відриву літака від поверхні Землі. Для кожного літака існує мінімальна швидкість, при якій підіймальна сила крил дорівнює вазі літака. Тому при зльоті необхідний розгін для досягнення її, а при посадці — пробіг, щоб погасити її до нуля. Це приводить до необхідності створення аеродромів із злітно-посадочними смугами. Зменшення мінімальної швидкості і відповідне скорочення довжини розгону і пробігу літака досягається збільшенням підіймальної сили крил за допомогою їх механізації (див. Механізація крила ) , здування пограничного шару з крила, обдування крила струменями від гвинтів і ін. способами.
Підіймальна сила може бути створена і на нерухомому Л. а. Для цього його крила повинні рухатися відносно корпусу Л. а. Відомі проекти Л. а. з махаючими крилами (см.Орнітоптер ) , що коливаються . Вживання знайшов вертоліт — Л. а. з гвинтом, що несе, який можна розглядати як систему крил, що обертаються в плоскості, близькій до горизонтальної. Нахилом плоскості обертання гвинта, що несе, до напряму польоту створюється не лише підіймальна сила, але і тяга. В гвинтокрила підіймальна сила створюється гвинтом, що одночасно несе, і крилом, а тяга — гвинтами, що тягнуть і несуть. Існують літаки з гвинтами, плоскість обертання яких може змінюватися від вертикальної до горизонтальної. Такі літаки можуть здійснювати вертикальний зліт і посадку. Використання газодинамічного принципу створення підіймальної сили дозволяє і реактивному літаку літати з малими швидкостями і навіть «висіти», здійснювати вертикальні або укорочений зліт і посадку. Це досягається відхиленням вниз струменя реактивного двигуна за допомогою поворотних сопл або використання спеціальних вертикально встановлених двигунів.
Космічні Л. а. (автоматична міжпланетна станція, штучний супутник Землі, космічний корабель і ін.). Із-за великої своєрідності різних етапів космічного польоту і для зменшення маси космічного Л. а. робиться складеним. Він складається зазвичай з наступних автономних частин: стартової ракети, орбітального або міжпланетного корабля, апарату, що спускається на поверхню планети. Стартова ракета розганяє Л. а. до швидкості, рівної або перевершуючої орбітальну. Управління ракетою здійснюється зміною значення і напряму дії тяги ракетних двигунів, а за наявності на планеті атмосфери — також за допомогою аеродинамічного керма. Орбітальним і міжпланетним кораблями управляють за допомогою ракетних двигунів. При далеких міжпланетних перельотах ракетний двигун доцільно застосовувати також для додаткового розгону міжпланетного корабля з метою зменшення тривалості перельоту. Ефективність використання робочої речовини в двигуні тим вище, чим більше швидкість виділення газу з нього. У ракетних двигунах потік газу розганяють шляхом його нагрівання за рахунок спалювання хімічного пального і подальшого розширення в соплі. Розробляються двигуни для космічних Л. а., у яких потік газу розганяється до вищих швидкостей, ніж в ракетному двигуні (плазмовий двигун, електростатичний ракетний двигун ) . На остаточному етапі польоту космічного Л. а. виробляється його гальмування ракетним двигуном. Якщо планета позбавлена атмосфери, то ракетним двигуном користуються аж до зіткнення з її поверхнею. Якщо ж планета має атмосферу, то використовуються також аеродинамічні сили. Вживання підіймальної сили дозволяє понизити перевантаження, що несприятливо діють на людину. Управління Л. а. при спуску шляхом зміни його підіймальної сили дозволяє підвищити точність посадки. Розглядаються проекти перспективних космічних апаратів, які зможуть злітати з поверхні Землі і сідати на її поверхню подібно до літака.
