30 234 subscribers

Почему машущие крыльями самолёты не получили распространения

277 full reads

Когда сегодня мы смотрим на современный самолет с реактивными двигателями, то очень сложно представить, как такая машина могла бы использовать принцип полёта птицы. Под полётом птицы мы понимаем способность подниматься в воздух с помощью взмахов крыльями.

Современное крыло
Современное крыло

Физический принцип очень прост - махи крыльями создают под ними избыточное давление воздуха и птица отталкивается от окружающей среды так, как мы отталкиваемся от воды, когда ныряем. При этом птица обладает ещё и низкой общей плотностью и небольшой массой. Если вам доводилось когда-нибудь подержать в руках маленькую птичку, то впечатление такое, как будто держишь даже не клубок шерсти, а что-то типа елочного шарика.

В общем-то, это обстоятельство и наложило огромные ограничения на развитие самолетов, принцип полета которых мог бы быть построен на махах крыльями. Ведь соотношение массы самолета, расхода энергии и габаритов крыльев убили эту идею ещё до её глобального использования. Но, между тем, такие эксперименты всё же были.

Началось всё само собой с легендарного Леонардо Да Винчи. Его планер, способный взмывать в воздух с помощью перемещения импровизированных педалей в точности повторял движения птицы.

Самолет Леонардо Да Винчи, орнитоптер
Самолет Леонардо Да Винчи, орнитоптер

Махи крыльями создавали воздушную тягу и поднимали пользователя вместе с планером. Но конструкция рассматривалась только как "пробная". Ведь очевидно, что попади такая штука в бурю или даже сильный дождь и вопрос безопасности сразу становится весьма актуальным. И это мы ещё не рассматриваем ситуацию, когда нужно лететь в зимнее время года :)

Были и другие менее технологичные идеи. Человека воспринимался как птица, а на руки надевали крылья. Тут сразу вспоминается реплика из великолепного фильма про Ивана Васильевича.

Кадр из фильма
Кадр из фильма
Был у меня один, крылья себе сделал, я его на бочку с порохом посадил! Пущай полетает!

В общем-то, это вполне исторический факт. Про бочку с порохом не известно, зато есть сведения о русском кузнеце, который действительно выковал себе крылья. Но исходя из известных сведений, он разбился, прыгнув в крыши собора. Удивительного в этом мало. Масса таких крыльев была огромная и говорить об эффективности устройства просто бесполезно. Да и боялись люди на тот момент подобных изобретений.

Кстати, изначально идея смастерить себе крылья и прилепить их к спине появилась ещё у героя мифов Икара. По легенде отец сделал ему крылья словно у птицы и вроде как Икар полетел, но подвел клей. Крылья были склеены воском, а воск расплавился от приближения к солнцу. Ну и остались у него вместо крыльев за спиной два черенка от лопаты.

Казалось бы, идеи эти должны были погибнуть вместе с их создателями. Однако, есть и более современные модели махокрылов.

Птицелет-орнитоптер
Птицелет-орнитоптер

В 1937 года появился вот такой вот интересный планер Черановского. В общем-то, основная суть идеи была не в попытке поднять планер в воздух крыльями, а максимально продлить полёт такого устройства.

Если анализировать всю историю развития машущего полёта, то относились к нему весьма серьезно. В СССР была даже ассоциация машущего полёта, которая существовала на совершенно серьезных основаниях и занималась полноценной научной работой.

В детской энциклопедии были рабочие схемы планеров-птицелетов. Её мог собрать каждый ребенок и эта штука летала. В качестве двигателя использовался резиновый моторчик.

Модель планера
Модель планера

Но почему тогда такие конструкции не получили широкого распространения, а летают люди преимущественно на стандартных самолётах?

Всё дело в том, что сочетание свойств, нужных для полёта птицелетов очень специфические и конструктивно очень сложно сделать полноценные маховые крылья.

Если речь идёт о продлении полёта или задания ему направления, то это один разговор. Там махи крыльями вполне могут оказать ощутимое влияние. Так, при установке крыльев н держабль, получился практически самолёт. Если же нужно поднимать весь самолет в воздух только с помощью крыльев, то физика не даст нам спокойно это сделать. Ограничения начинаются уже с двигателя. Как минимум, он должен стать легче раз в 20, н опри этом сохранить свою мощность.

Вопросы вызывает и конструкция крыльев. Ведь золотое правило механики - чем проще конструкция, тем сложнее её сломать. Исходя из здравого смысла, стержень с реактивным двигателем и подкрылками (чем и является самолет сегодня) сделать проще, а сломать сложнее. Соответственно, и всё работы по развитию авиастроения были направлены на становление современной авиации в том виде, к которому мы привыкли. Маховый полёт воспринимался же всегда скорее как экзотика и развлечение.

В общем-то, если сравнивать эту логику с логикой автомобилестроения, то ситуация эквивалентна воссозданию шагоходов, да ещё и на педальном приводе. В общем-то, плохого в этом нет ничего и это очень интересно. Но с практической точки зрения вопросов крайне много! Разве что, шагоходы гораздо лучше работали бы на пересеченной местности.

Полезная книга от меня по основам физики (механики)

------------

Обязательно оцените статью лайком, напишите комментарий и подпишитесь на проект! Это очень важно для развития канала.

-------------

Советую также прочитать на нашем канале:

-----

Смотрите нас на YouTube и присоединяйтесь к телеге!