UNBELIEVABLE.SU
Приведения/полтергейст

Войны

Загадочные и интересные места/открытия

Загадки прошлого

Сокровища и пираты

Загадки животного мира

Личности/народы

Катастрофы

Праздники и обычаи

Религия/Вера

Искусство

Медицина

Высокие технологии

НЛО/пришельцы

Загадки космоса

Истина

загрузка...

Реклама:
Поделиться с друзьями:

Попытки создания махолетов

Попытки создания махолетовПерефразируя известное выражение «отца русской авиации», закончу дословно: «...опираясь не на силу своих мускулов, а на силу своего разума». Последние слова стали предметом критики некоторых махолетчиков и орнитоптерщиков, считающих, что официальный запрет на конструирование мускульных орнитоптеров был подкреплен популярным высказыванием Н. Е. Жуковского. Нет, уважаемые товарищи! Николай Егорович (1847-1921) понимал проблему глубже: человек, если и полетит, опираясь на силу своих мускулов, то прежде всего сотворит своим разумом надежный машущий движитель.
Развитие планеризма и машущего полета в СССР — целая эпоха. Отметим лишь организацию в 1934 году «Комитета машущего полета» при ЦС Осоавиахима (позднее ДОСААФ), строительство мускульных орнитоптеров «Икаров» с 1958 года летчиком С. А. Топтыгиным, последняя модель которого «Икар-5» (1988) стала совершать подлеты протяженностью 40 м на высоте 1,5 м.
Полет на мускульной силе в течение 2 ч 49 мин. удалось осуществить 12 июня 1979 года американскому дельтапланеристу и, заметьте, велогонщику Брайену Аллену на самолете с толкающим винтом конструкции доктора Поля Маккриди из НАСА. Американцы продолжают разрабатывать винто-мускулолеты по программе «Дедал», возглавляемой Массачусетским технологическим институтом. Цель проекта — осуществить перелет на аппарате с мускульным приводом с острова Крит в Грецию (112,6 км). В 1987 году удалось установить рекорд дальности в 59,8 км на аппарате «Легкий орел».
МАХНУ СЕРЕБРЯНЫМ ТЕБЕ КРЫЛОМ
Наши СНГэшные изобретатели идут другим путем, «машущим крылом». По-видимому, не только оригинальность и склонность к принципиально новым решениям, но и традициям и солидные теоретические наработки в этом направлении подвигают «ввысь взлетать» наших соколов и икаров.
Достаточно крупных ученых-теоретиков, чтобы сформулировать главный вывод из их работ: машущее крыло по несущей способности в несколько раз (от трех до десяти) превышает стационарное.
Москвич М. Г. Булычев разработал орнитоптер-мускулолет с автоколебательной системой привода крыльев (рис. 1). Шарнирно установленные на раме два крыла соединены посредством тросо-блочной системы с перекладиной, за которую держится стоящий на тележке пилот. Упругие тяги — жгуты из резины — соединяют крылья с рамой. Крылья имеют синхронизатор в виде четырехзвенника с ползуном, перемещающимся по вертикальной штанге. Мне конструкция понравилась. Автор грамотно смонтировал привод крыльев. Пилот давит вниз на перекладину — тросы поднимают крылья вверх, растягивая жгуты; пилот распрямляется — жгуты тянут крылья вниз. Антропометрические (человеческие) характеристики привода — оптимальные. Работа происходит на уровне пояса, в самой рациональной по энергоемкости позе, когда наибольшее усилие человек развивает при давлении на перекладину вниз. Но все же главное не в этом. Секрет конструкции, как ни странно, в резиновых жгутах. Они создают автоколебательный режим махания крылами. Именно это явление, обнаруженное у птиц и насекомых, внес в свою конструкцию М. Булычев и в 1988 году подал заявку на патент № 4380627. Рассмотрим эту «мелочь» подробнее, уж не из-за нее ли летают неуклюжие голиафы типа майского жука и рогача?
ЖУК-ОЛЕНЬ И ПАРАДОКС ГРЕЯ
Осведомленный читатель наверняка знает, что парадокс Грея связанн с аномально низким сопротивлением дельфина в воде, не идущим ни в какое сравнение с абсолютно подобной моделью. Об одной из версий одного человека из Донецка В. Малейковича — активной смазке на коже дельфина. Теперь еще одна, сто первая версия. Но все по порядку. «Жук-рогач, — пишет А. И. Цыкулаев из Ликино Московской области, — весит два грамма, а взлетает с грузом, в 200 раз превышающим его собственный вес». Почти полкило? М-да-а, есть над чем призадуматься. Вот майский жук, если даже он по законам аэродинамики не может поднять себя в воздух, то что уж говорить о тех, кто с рогами, да и груз несет на себе на два порядка больше! Сделаем скидку на порядок — чего не бывает, может, опечатка на нуль — и почитаем пояснения Цыкулаева: «В технике вы даже близко не найдете такого соотношения масс. И хотя площадь крылышек жука примерно равна площади его тела, но при полете крылышки совершают более тысячи взмахов в секунду. Соответственно рабочая площадь (вертолетчики говорят «ометаемая») увеличивается в тысячу раз» (рис. 2).
Махолет
Рисунок 2

В книге В. Л. Свидерского «Полет насекомого» (М.: Наука, 1980) данных по рогачу нет, а вот майский жук машет своими мягкими крылышками с частотой 46 биений в секунду (46 герц), божья коровка — 91 Гц. К тысяче взмахов приближается комар-дергун, не путать с нашим любимым комаром-пискуном (330 Гц), а домашняя муха (по-научному комнатная) машет с частотой 830 Гц.
Эти данные приведены с той целью, чтобы показать значительное превышение частоты взмахов крылышек над частотой нервных импульсов, поступающих к каждому волокну. Напомню, у человека наибольшая частота импульсов, отслеживаемая мозгом в период активной деятельности, до 100 Гц, наибольшая скорость передачи импульса по самым быстрым миелиновым волокнам, управляющим функциями скелетных мышц, — 120 метров в секунду. Крылышки машут в три-четыре раза быстрее предельной частоты нервных импульсов. Как удается такое нервное сверхнапряжение выдерживать бедному комару или птичке колибри?
Ученые заметили сие несоответствие и установили, что крылья насекомого в полете машут в автоколебательном режиме. Колебательная система из летательной мышцы, крыла, корпуса — брюшка с легкими и другими таинственными полостями — дружно и ритмично работает в набегающем воздушном потоке. «Самомашущий» эффект использовал в своем орнитоптере москвич М. Булычев. Резиновые жгуты — те же белковые мышцы насекомого. Но даже самой лучшей резине — вакуумной, которую рекомендует Булычев для своей резонансной системы, он ее называет осциллирующей, — далеко до резилина (белка), обладающего наисовершеннейшими эластичными свойствами.
А при чем же здесь парадокс Грея, вынесенный в заголовок? Сейчас выстрелит. Оказывается, все дело в хвосте дельфина. Хвост дельфина есть не что иное, как машущий движитель. Колеблющийся хвост есть причина резкого (по некоторым данным, почти в 7—9 раз) снижения сопротивления жидкои среды. А почему бы и нет, если хвост работает в автоколебательном цикле?
Этот факт привлек внимание механиков к новому виду движителя. В мае 1978 года научный сотрудник Казанского физико-технического института Михаил Талдыкин демонстрировал на телепередаче «Это вы можете» волновой движитель. Его модель с резиновым хвостом длиною полтора метра бойко переплывала бассейн длиною 60 м. Хвост по всей длине был соединен гибкими тягами с кривошипом коленчатого вала, приводимого во вращение от электромоторчика. Эксперименты показали тяговую силу колеблющегося хвоста в четыре раза больше, чем у винта. По расчетам изобретателя, волновой движитель способен развивать скорость на воде до 180 км/ч. Для сравнения самый быстрый дельфин — касатка — имеет скорость 55,5 км/ч, в три раза меньше. Понятно, животному не угнаться за механическим приводом.
КОМАРОЧКИ ВЫ МОИ, МАХОЛЕТЧИКИ
Передо мною конструкция махолета с мускульным приводом и с шасси о шести ногах. Держу конструкцию за шасси, крылья трепещут, хвост изгибается, рулит. Обмерил параметры: размах крылышек 4 см, длина каждой ноги 6 см, брюшко с утолщениями для крыльев и ножек — 0,4 см, длина хвоста от брюшка 2 см. Когда я разрешил старт, конструкция под кодовым названием «Малярийный комар», неспешно махая крылышками, полетела на окно и запрыгала по стеклу. Возьмем ее за образец. Вот крылышки. Каждое — изумительное творение с лекальными обводами по форме лопатки весла, пронизанное сеткой нервюр, расходящихся от сужения в месте крепления к мышцам, учащающихся к передней кромке и пересекаемых под самыми оптимальными углами поперечными нервюрами. На переднем крае конца крылышка есть темное пятнышко — хитинное утолщение, называемое птеростигмой. Как вы уже догадались, это противофлаттерное, то есть антирезонансное устройство, отработанное до совершенства равнодушной природой.
Есть у меня и засохшие модели махолетов разных размеров. У всех у них без исключения повторяются одинаковая форма и рисунок крыла в соответствующем масштабе. Математики говорят: формы колинеарны. Теперь я спрашиваю Булычева, автора орнитоптера с резонансным — осцилляционным — приводом: «Почему вы, используя схему насекомого и автоколебательный принцип действия, взяли жесткие крылья сокола и закрепили на раму на двух удаленных друг от друга шарнирах, вместо одного, как у комара или стрекозы? При вашей конструкции не удастсй войти в автоколебательный режим ни насекомого, ни птицы, у которой, как вы хорошо показали в своем анализе летательных и плавательных движителей, крыло гибкое и поэтому участвует в автоколебательном режиме при значительно меньших (10—30 Гц) частотах, чем крылья насекомого».
Используем подсказку нашего читателя А. Цикулаева, который прислал проект махолета со складным крылом: при махе вверх крыло складывается, как шарнирная створка, при махе вниз — расправляется во всю длину. И М. Булычев, и А. Цыкулаев знают, что в действительности крылья насекомых и птиц совершают очень сложные траектории: волнообразные лемнискаты — фигуры, похожие на восьмерки с неравномерными и вытянутыми кольцами и уменьшающимися по длине размерами.
Более приближенную к идеальной траекторию совершает упругое крыло с перегибами под углом к заделке (заявка № 2824057 от 1979 года, рис. 3). При сжатии центральной части маховые поверхности крыла уходят вбок и вниз, при распрямлении — идут вверх и вперед. Поперечный прогиб создается кулачковым приводом. Форма кулачка задает требуемый закон движения: медленное опускание и быстрый подъем опорных плоскостей, единое крыло с машущими плоскостями не требует синхронизатора, как в конструкции Булычева, имеет очень высокое быстродействие, практически определяемое скоростью (частотой) вращения кулачка, и благодаря своей упругости и гибкости легко входит в автоколебательный режим.
Схема махолета
Рисунок 3

Мечта российских икаров — сделать мускульный махолет таким же универсальным видом транспорта, как и велосипед, — близка к осуществлению. Дело за спонсором.

Автор - Юрий Ермаков

Поделиться с друзьями:
загрузка...


Комментарии:
Александр Аникеев
Посмотрите в Яндексе или в Гуголе "Махолёт, орнитоптёр, орнитопед,
воздушный велосипед". Испытывался в 1991 на Ходыеском поле...


02:11:12 20:09:53

Правила: В комментариях запрещено использовать фразу 'http', из-за большого кол-ва спама
Добавить комментарий:
Имя или e-mail


загрузка...
Последние статьи:

Реклама:
загрузка...
Контакты администрации сайта :