Интересная винтажная статья, которая, думаю, заинтересует коллег.
Издавна человека прельщала заманчивая мечта – летать подобно птице. История-древности и Средних веков знает немало случаев, когда человек прикреплял к своим рукам и ногам крылья и прыгал с отвесной скалы или высокой башни, Все эти попытки летать заканчивались обычно трагически. Мускульной тяги человека было явно недостаточно того, чтобы осуществить полет, а подходящего двигателя в то время не было. К тому же и полет птиц был изучен совершенно недостаточно.
Один из гениальнейших ученых прошлого – Леонардо да Винчи проявлял большой интерес к воздухоплаванию. В сохранившихся до наших дней рукописях Леонардо найдено большое количество заметок о полете птиц, летучих мышей и различных насекомых. Там же приводятся довольно подробные теоретические выкладки, относительно полета при помощи крыльев, полета с помощью ветра и, наконец, относительно возможности летания человека! Сохранились и чертежи Леонардо: На одном из них представлено хорошо разработанное крыло летательной машины, похожее на крыло гигантской летучей мыши.
Развивая и углубляя выводы, сделанные Леонардо да Винчи, изобретатели крыльев более тщательно начинают изучать полет птиц. Ле-Бри, моряк по профессий, длительное время наблюдал за полетом морских птиц, которые чаще других прибегают к парящему полету, Ле-Бри пришел к убеждению, что прежде всего необходимо решить задачу парящего полета. Он построил громадные крылья, площадью в 20 кв. м, внешне похожие на крылья альбатроса, и совершил на них несколько удачных полетов. Однако его успехи остались незамеченными и не имели влияния на разрешение проблемы летания. Зато полёты другого исследователя и изобретателя – Отто Лилиенталя – положили практическое начало современной авиации: полетам на аппаратах тяжелее воздуха.
В 1890 г. Лилиенталь построил свой первый планер с летательными плоскостями, напоминающими крылья летучей мыши. Его первые полеты происходили в Штеглице. Вооружившись своим планером-крыльями, Лилиенталь прыгал с высокой башни и плавно приземлялся. Когда планер кренился набок, наклоном своего тела, т. е. перемещением центра тяжести, Лилиенталь восстанавливал равновесие.
Продолжая успешные полеты, Лилиенталь совершенствовал свой планер. Он ввел руль поворотов и для большей устойчивости в полете поместил над первой летательной плоскостью вторую плоскость. Затем Лилиенталь приступил к конструированию моторного планера с машущими крыльями. Однако ему не удалось осуществить эту идею. 12 августа 1896 г. планер Лилиенталя потерпел аварию, и отважный изобретатель разбился.
Успешные полеты братьев Райт и других изобретателей на аппаратах с неподвижными плоскостями, но с толкающим или тянущим воздушным винтом – пропеллером – отвлекли внимание от конструирования ортоптеров, т. е. летательных аппаратов с машущими крыльями.
До сих пор еще ни одному человеку не удавалось, вооружившись крыльями, отделиться от земли. Однако автор этой статьи считает, что одна из основ проектирования летательных аппаратов будущего покоится, по-видимому, на полете ортоптера.
Присмотритесь внимательно к полету птиц, проследите за работой их крыльев, и вы убедитесь, что во время полета птица использует не только силу удара крыла по воздуху, но и возникшую при этом силу инерции. При взмахе крыльев эта сила подбрасывает птицу вверх. В тот момент, когда птица поднимает крылья кверху, сопротивление воздуха уменьшается, и движение вверх продолжается за счет силы инерции. Но вот подъем прекращается, птица широко раскрывает крылья и снова наносит ими удар по воздуху. При этом уничтожаются силы инерции, возникшие при движении крыльев вниз.
Во время полета птицы и насекомые производят своими крыльями различные сложные движения. Крылья служат им не только для парящего полета или парашютирования, но и являются также органом, обеспечивающим движение вперед. Тщательные наблюдения показала; что при машущем полете крылья птиц описывают восьмерку. При движении вперед острая кромка крыла легко рассекает воздух. При обратном движении крыль отталкиваются от воздуха всей плоскостью, вызывая этим силу тяги.
Для того чтобы осуществить механический полет с машущими крыльям нужно прежде всего изготовить механизм, позволяющий этим крыльям описыват восьмерку. Многие попытки конструкте ров превратить круговое движение в движение восьмерки при больших скоростя не удались. Применяемые при этом сложные передаточные механизмы поглощали не менее 60–60% мощности мотора.
Автор предлагает новую конструкций механизма, позволяющего при небольших потерях энергии получить движение восьмерки. В принципе это предложение сводится к следующему. Представим себе круглый обруч, в воображаемом центре которого закреплен шатун, снабженный на конце шариком. Если вращать шатун, то шарик будет совершать круговое движение по окружности обруча. Попробуем теперь одновременно с вращением шатута на вращать и обруч вокруг его оси со скоростью, большей, чем скорость шарика. В этом случае шарик будет описывать замкнутую шарообразную спираль. Если же скорости обоих круговых движений; будут равны, то шатун с шариком опишет восьмерку в одном полушарии. Если шатун в этой схеме заменить двумя лопастями (крыльями), вращающимися навстречу друг другу, то каждая лопасть опишет такую же восьмерку, как и крыло птицы при полете.
Механизм, осуществляющий передачу от мотора к крыльям, построенный по этой схеме, будет отличаться своей простотой. Он будет состоять из трех одинаковых конических шестерен, одна из которых закреплена неподвижно. Через середину этой шестерни проходит вал мотора, на конце которого сидят две другие конические шестерни, соприкасающиеся своими зубьями с неподвижной шестерней. При работе мотора каждая из подвижных шестерен участвует з двух круговых движениях, а прикрепленные к шестерням лопасти описывают восьмерку, Лопасти расположены так, что при вращении они проходят сначала кромкой вперед, так что воздух оказывает им малое сопротивление, затем, при движении назад, лопасти опираются на воздух всей плоскостью, вызывая циркуляцию воздушного потока в одну сторону. Описанная планетарная передача будет иметь высокий коэфициент полезного действия. Расчеты показывают, что модель с электромотором мощностью всего в 150 ватт и с двумя лопастями длиной по 400 мм сможет производить прыжки на высоту в 100 мм и иметь поступательное движение.
Какой можно представить себе авиацию будущего? Автор полагает, что цельные аппараты с машущими крыльями найдут себе широкое применение. По сравнению с современным самолетами они будут иметь большие преимущества. Применение машущих крыльев объединит в одно устройство пропеллер и плоскости самолета. Моторная установка перенесется во внутреннюю часть корпуса, что даст возможность свободного доступа к мотору во время полета. Изъятие мотора из передней части самолета освободит место для кабины летчика, возможность обзора вперед от него значительно улучшится. Новые летательные аппараты смогут развивать большую скорость полета и в то же время дадут возможность осуществлять взлет и посадку на малых площадках.
Попробуем представить себе один из гигантских воздушных кораблей будущего. Его длина превышает длину самых больших из существующих сейчас океанских пассажирских судов. Каюты и служебные и общественные помещения спроектированы так, что каждое из в случае аварии корабля может самостоятельно опуститься на парашюте, корабль приводится в действие мощными турбинными установками, размещенными в четырех отсеках. В каждом из них установлены специальные прямоточные скоростные турбины и целый ряд других агрегатов. Турбины приводят во вращательное движение два вала, расположенные по бокам корабля. С помощью целой системы шестерен движение передается лопастям, описывающим восьмерку. Стройные, ритмичные движения лопастей напоминают групповую греблю на гоночных лодках.
Воздушный корабль летает подобно птице. Сделав мощный взмах, крылья острой кромкой поднимаются кверху, и сила инерции подбрасывает корабль. В следующий момент крылья принимают горизонтальное положение, и корабль совершает планирующий полет. Если издали наблюдать за полетом воздушного гиганта, то кажется, что это несется по воздуху, поднимаясь и опускаясь на невидимых воздушных волнах, громадный бескрылый корабль: лопасти, совершающие движения с большой скоростью, абсолютно незаметны для человеческого глаза.
На корме корабля помещены гигантские плоскости управления, похожие на рули современных самолетов.
В средней части воздушного гиганта расположены вместительные цистерны, содержащие большой запас синтетического топлива для паровых котлов, обладающего высокой теплотворной способностью. Отработанные газы выбрасываются в задней части хвостового оперения через специальные трубы. Весь корабль имеет герметическую оболочку, что дает возможность летать на больших высотах и в то же время поддерживать внутри корабля нормальное давление воздуха. Специальные нагнетательные установки собирают разреженный воздух, сжимают его до 1 атмосферы и подают во внутреннюю часть корабля. Такие же установки отсасывают из корабля использованный воздух.
Рубка управления кораблем находится в его носовой части. Она сделана из небьющегося стекла и сливается с общей обтекаемой формой корабля. В верхней части корабля имеется специальное отделение для легких летательных аппаратов – скоростных связистов. Эти аппараты могут подниматься с летящего корабля и производить на него посадку. Скорость воздушного гиганта доходит до 1000 км в час и таким образом значительно превосходит скорость всех известных сейчас средств передвижения.
Этот корабль не только летает по воздуху, но в случае надобности может и передвигаться по воде. При посадке на воду лопасти складываются подобно крыльям птицы, и турбины переключаются на четыре специальные установки, находящиеся в нижней части корабля. Эти установки также имеют лопасти, при вращении которых корабль передвигается по воде.
источник: П. ГРОХОВСКИЙ; Рисунки А. КАТКОВСКОГО «Окно в будущее. Воздушные корабли будущего» «Техника-молодежи» 11/1938
