ОТ ИКАРА ДО НАШИХ ДНЕЙ

Мечта овладеть воздушным океаном давно волнует человечество. Это нашло отражение и в преданиях старины, и в трудах ученых древности. Крылья мифологического Икара были сделаны из птичьих перьев, скрепленных воском. Леонардо да Винчи, разрабатывая силовой каркас крыльев, рассчитывал привести их в движение не руками, а более сильными мышцами ног. Но покорена воздушная стихия была с помощью… неподвижных крыльев. Машущий же полет до сих пор не раскрыл полностью своих тайн.

Между тем в природе насекомые, птицы и даже животные используют именно этот принцип полета. Машущее крыло выполняет две основные функции: создает подъемную силу и силу тяги. На самолете для этого служат неподвижные крылья и воздушный винт, вращаемый мотором; на вертолете — несущий винт большого диаметра.

Крыло птицы даже в пассивном планирующем полете ведет себя не так, как крыло планера. Под воздействием порывов ветра, в частности за счет гибкости перьев, профиль крыла изменяется, принимая наивыгоднейшую для данного момента полета форму и даже аккумулирует энергию воздушного потока. Продувки чучел птиц в аэродинамической трубе не дают достоверных результатов. Принцип птичьего полета изучен недостаточно, но киносъемка дает возможность достаточно полно судить о некоторых режимах работы крыла птицы.

Если смотреть на горизонтально летящую чайку спереди, то мы увидим картину, схематически показанную на рисунке 1. При этом средняя часть крыла в основном создает несущую силу (аналогично самолетному крылу), а концевые части при опускании выполняют роль воздушного винта самолета, образуя тянущие силы. Возникает ли тяга при подъеме конца крыла, определить трудно.

Полет насекомых исследован еще меньше. Есть предположение, что их машущие крылья создают только тягу. Направление и величина тяги определяют характер и траекторию полета.

Рис. 1.

Рис. 2.

Траектория движения конца крыла относительно тела напоминает по очертанию цифру восемь (рис. 2). Профиль крыла у насекомых очень тонкий, почти плоский.

У крылатых насекомых существуют только поднимающиеся и опускающиеся мускулы, и на основании этого можно предположить, что вид траектории обусловливается аэродинамическими силами, то есть наличием тяги при опускании и подъеме крыла.

Попытки создать летательный аппарат с машущим крылом и с применением человеческой силы для полета успеха пока не имели. В 1921 году в Москве был построен планер Б. И. Черановского (рис. 3). Крылья его в значительной своей части были гибкими: когда верхние шли вниз, нижние поднимались вверх, и наоборот. Плохая аэродинамическая схема аппарата и неудобное положение летчика при взлете предопределили неудачу летных испытаний.

Рис. 3.

Рис. 4.

В 1934 году Черановский построил планер БИЧ-16 (рис. 4). Здесь легла в основу идея уравновешивания крыльев. Подкосы крепились в центрах давления гибких крыльев, и колебания происходили около этих точек. Планер представлял собой летающее крыло. Но отсутствие хвоста затруднило проведение испытаний машины, так как устойчивость и управляемость ее были неизвестны.

В 1937 году появился на свет третий планер БИЧ-18 (рис. 5) с оригинальной коробкой крыльев. Левое верхнее крыло у него являлось продолжением нижнего правого, а верхнее правое — продолжением нижнего левого. Вращение крыльев происходило вокруг шарнира над фюзеляжем. Их взмахи заключались в поперечном сближении и раздвигании крыльев одного относительно другого. При планирующем полете аэродинамические силы уравновешивались. Передача усилий на крылья осуществлялась ногами через подвесные педали.

Рис. 5.

Взлет выполнялся с помощью растянутого амортизатора. Испытания показали, что планер вышел неплохим, а вот махание не дало заметного эффекта. Причина заключалась в том, что крылья были жесткими и угол их установки не изменялся. При замене же крыльев на гибкие в полете наблюдалась сильные вибрации. Испытания БИЧ-18 так и не были завершены.

С тех пор минуло четыре десятилетия. Но и сегодня теория машущего крыла не может осветить даже основных вопросов конструирования летательных аппаратов с машущими крыльями.

Нет сведений и об удачных полетах человека на моторном аппарате с машущим крылом.

Тем не менее работа над конструированием летающих моделей махолетов очень важна: она обещает много нового, интересного и может принести большую пользу.

С. МАЛИК