Дорога к мечте: Птенцы птицекрыла

Сначала были братья Монгольфье, потом братья Райт… Человек смог подниматься в воздух и летать, но до сих пор не научился летать по примеру птицы, махая крыльями. Однако в ближайшее время давняя мечта человечества может осуществиться.
Николай Корзинов
24324
  • «Включен мотор. Крылья, обтянутые прозрачным пластиком, шевельнулись, захлопали, как у огромной птицы, махолет покатился по асфальту и легко взмыл в воздух. Весь полет — несколько кругов. Но он зачаровывал, как зачаровывал, наверное, полет первого самолета» (Из советских газетных публикаций 1981 года)
    «Включен мотор. Крылья, обтянутые прозрачным пластиком, шевельнулись, захлопали, как у огромной птицы, махолет покатился по асфальту и легко взмыл в воздух. Весь полет — несколько кругов. Но он зачаровывал, как зачаровывал, наверное, полет первого самолета» (Из советских газетных публикаций 1981 года)
  • Безмоторный махолет бывшего американского летчика Джорджа Уайта (1927) не летал, но мог слегка оторваться от земли
    Безмоторный махолет бывшего американского летчика Джорджа Уайта (1927) не летал, но мог слегка оторваться от земли
  • Кабина махолета. Ручка управляет рулем высоты и рулем направления (вместо элеронов самолета). Главное требование к пилоту махолета — он должен быть легким и бесстрашным
    Кабина махолета. Ручка управляет рулем высоты и рулем направления (вместо элеронов самолета). Главное требование к пилоту махолета — он должен быть легким и бесстрашным

Леонардо да Винчи подарил людям мечту. В 1490 году он нарисовал эскиз летательного аппарата, с помощью которого человек мог летать, махая крыльями, как птица. И хотя спустя столетия человечество научилось летать иным способом, а ученые сочли аппарат Леонардо недееспособным, энтузиасты продолжали предпринимать попытки соорудить махолет. Большинство изобретателей терпели фиаско, однако в 1981 году профессор Московского авиационного института Валентин Киселев смог поднять в воздух тяжелую машущекрылую модель, а спустя десятилетие аналогичный трюк проделал профессор университета Торонто Джеймс Делориер. После успешных испытаний моделей оба ученых перешли к проектированию пилотируемых махолетов. Киселев и Делориер верят: время осуществить многовековую мечту человечества пришло. Читать далее

Два профессора

Хотя московский профессор Валентин Афанасьевич Киселев с Джеймсом Делориером знаком, новость о том, что минувшим летом пилотируемый махолет канадского профессора впервые поднялся в воздух на 14 секунд и пролетел около 300 метров, он узнает от меня по телефону. После небольшой паузы профессор Киселев растерянно говорит: «Странно, не так давно Делориер мне писал, что собирается продать свой пилотируемый махолет в местный музей, так и не сумев поднять его в воздух».

На следующий день мы встречаемся с профессором Киселевым в МАИ, и Валентин Афанасиевич протягивает мне распечатку его переписки с Делориером по электронной почте. Так и есть, канадский профессор в письме, датируемом концом 2005 года, действительно сообщал Киселеву о том, что собирается последовать мудрому совету жены — «больше никогда не делать летательных аппаратов размером больше стола!» Взамен я вручаю профессору английский журнал BBC Focus, в котором полет махолета Делориера сравнивается с полетом самолета братьев Райт: и тот и другой оторвались от земли на 14 секунд. Киселев рассматривает приведенные в журнале фотографии махолета Делориера и опять замечает: «Странно. Мы обсчитали этот махолет и пришли к выводу, что он не сможет взлететь. Вот если бы в эту конструкцию внести несколько изменений…»

Многообещающее начало

Валентин Киселев мечтает построить пилотируемый махолет уже 30 лет. Все началось в 1977 году, когда в МАИ образовалась небольшая группа энтузиастов, занявшаяся исследованиями машущего полета. Специалисты МАИ начали разрабатывать теорию, создали специальные стенды для изучения закономерностей и особенностей машущего полета, а в конце 1981 года построили забавную игрушку — кордовую модель махолета. При массе 7 кг этот летательный аппарат запросто взлетал и делал несколько кругов! 5 ноября 1981 года полет модели был продемонстрирован прессе, и на следующий день об успехе группы Киселева знала вся страна. Среди прочих о любопытном проекте узнал Дмитрий Федорович Устинов, в то время министр обороны СССР, и сразу заинтересовался этой разработкой. Устинов, видимо, полагал, что в будущем махолет может прекрасно дополнить уже существующие летательные аппараты — самолет и вертолет. В отличие от самолета, машущекрылому аппарату для взлета теоретически не нужна взлетно-посадочная полоса. С другой стороны, аэродинамическое качество махолета существенно выше, чем у вертолета. Выходит, махолет может летать быстрее вертолета, тратя меньше топлива и имея большую дальность полета. Так что благодаря содействию Устинова команда Киселева начала задумываться о создании пилотируемого махолета. А пока в небо взмывали новые модели махолетов — еще более тяжелые и теперь уже не кордовые, а радиоуправляемые. Тем временем в Канаде Джеймс Делориер пока что безуспешно пробовал научить летать тяжелую машущекрылую модель. Разработкой махолетов он со своим приятелем Джереми Харрисом занимался еще с 1973 года, но, не имея серьезной теоретической базы, действовал путем проб и ошибок. Видимо, именно поэтому успех к нему пришел не так скоро, как к Киселеву. Однако в 1991 году Делориер наконец научил свою модель с ДВС и размахом крыльев 1,5 метра самостоятельно взлетать и кружить в небе. А Валентин Афанасьевич в Москве в это время уже работал над пилотируемым аппаратом.

Махолету нужен пилот

«Когда Александр Федорович Можайский впервые представил государственной комиссии проект своего самолета, — рассказывает профессор Киселев, — он был отвергнут по принципиальной причине: самолет Можайского не махал крылом! Комиссия не верила, что такой самолет сможет летать. Я же столкнулся с прямо противоположным: чиновники от науки не хотели верить, что можно полететь, махая крылом».

После того, как в 1984 году Устинов, поддерживавший работу Киселева, умер, специалистам МАИ никак не удавалось убедить чиновников в необходимости финансирования их проекта. И хотя на руках у группы Киселева уже были готовые заводские чертежи для производства опытного полноразмерного махолета, Минпромнауки не давал отмашки, необходимой для начала создания опытного образца. Тем временем рухнул Советский Союз, занятия наукой стали малосовместимы со счастливой семейной жизнью, Киселева начали покидать бывшие коллеги. Хорошей моральной поддержкой в те невеселые дни стало для Киселева письмо Делориера. Из него он узнал, что где-то далеко в Торонто живет еще один энтузиаст, который, как и он, одержим машущими полетами. Так, с 1992 году Киселев и Делориер начали обмениваться взглядами по интересующим обоих вопросам. Но в 1994 году их контакты прервались. До Киселева дошли слухи, что группа Делориера заключила контракт со спецслужбами на проектирование механических птиц-разведчиков. Но спустя годы московский профессор неожиданно наткнулся на статью в американском журнале о пилотируемом махолете Делориера. Быть может, Джеймс Делориер неожиданно перестал переписываться с Киселевом, так как хотел разработать пилотируемый махолет совершенно самостоятельно, без консультаций?.. Так или иначе, два профессора снова продолжили переписку, теперь уже посредством электронной почты.

У заветной цели

Хотя прошло несколько лет, у Киселева для Делориера было немного новостей. В начале 1990-х он перестал надеяться на государственное финансирование и создал компанию «Полет». Потом нашел инвестора под свой проект и смог собрать коллектив конструкторов, с которыми в течение года разрабатывал пилотируемый махолет, способный перелететь Ла-Манш — традиционный «барьер» для новых видов летательных аппаратов. Затем инвестор обанкротился, и Киселев снова остался без денег, а дефолт 1998 года разрушил последние надежды.

Канадскому профессору с инвесторами повезло больше: полноразмерный махолет он построил уже в 1996 году. Однако столкнулся с другой неприятностью: аппарат не взлетал. На доводку махолета Делориер потратил почти 10 лет, но все напрасно. В 2005 году он, расстроенный, писал Киселеву о своем намерении пристроить еще один неудачный махолет в местный музей. Но уходить надо красиво. Когда знакомый Делориера, владелец магазина радиоуправляемых моделей, в шутку посоветовал установить на его летательный аппарат реактивный двигатель от одной своей модели, Джеймс отнесся к этому предложению вполне серьезно. Так что 8 июля 2006 года махолет Делориера наконец поднялся в воздух, но не без помощи маломощного реактивного двигателя. И хотя этот полет заметно приободрил команду канадца, он признается, что окончательная его цель еще не достигнута. Если Делориер решится, он попробует найти спонсоров для строительства нового махолета. И возможно, уж тогда…

Что же до Киселева, то он создал 24-килограммовый масштабный образец своего пилотируемого махолета и сейчас испытывает его. Программа-минимум — осуществить перелет через Ла-Манш масштабной радиоуправляемой модели. В этом случае оператор с пультом будет следовать за махолетом на скоростной лодке. Если же Киселеву удастся найти спонсора, то он построит полноразмерный махолет и попытается… перелететь на нем через Ла-Манш.

Профессор Киселев любит наблюдать за полетом птиц и, глядя на них, всегда удивляется, как же так получилось, что человек уже успел достичь Луны, но все еще не осуществил своей давней мечты — научиться летать, как птица…

Машущий полет через века

  • 1490-e, Леонардо да Винчи, Италия
    1490-e, Леонардо да Винчи, Италия
  • 1890-е, Отто Лилиенталь, Германия
    1890-е, Отто Лилиенталь, Германия
  • 1929, Александр Липпиш, Германия
    1929, Александр Липпиш, Германия
  • 1984, Валентин Киселев, СССР
    1984, Валентин Киселев, СССР
  • 1986, Пол Маккриди, США
    1986, Пол Маккриди, США
  • 2006, Джеймс Делориер, Канада
    2006, Джеймс Делориер, Канада

1490-e, Италия

Первые известные проекты махолета были разработаны Леонардо да Винчи. Он предложил несколько конструкций, в том числе с пилотом в горизонтальном положении, приводившим в движение крылья силой рук и ног. Остается неизвестным, построил Леонардо махолет по своим эскизам или нет.

1890-е, Германия

Пионер авиации Отто Лилиенталь много экспериментировал с махолетами. Он убедился, что одной только мускульной силы человека недостаточно. Незадолго до гибели Отто построил летательный аппарат с машущими законцовками крыла.

1929, Германия

Немецкий аэродинамик Александр Липпиш построил планер с машущими крыльями, приводимыми силой пилота. Спустя десятилетие немецкий инженер Адальберт Шмид установил на планер дополнительные машущие крылья, приводимые ДВС.

1984, СССР

Валентин Киселев продемонстрировал в Москве кордовую семикилограммовую модель махолета, которая, несмотря на большой вес, сама взлетала и кружила в воздухе. Позже профессор МАИ сконструировал радиоуправляемые модели махолетов.

1986, США

Американский конструктор Пол Маккриди построил летающую модель птеродактиля. Хотя Маккриди потратил на проект пару миллионов долларов, научить птеродактиля летать не удалось. Он лишь планировал, имитируя машущий полет.

2006, Канада

Пилотируемый моторный махолет канадского профессора Джеймса Делориера оторвался от земли на 14 секунд и пролетел 300 метров. Увы, такой полет стал возможным только благодаря помощи небольшого реактивного двигателя.

Канадская птица

  • Махолет, построенный по эскизам Леонардо да Винчи
    Махолет, построенный по эскизам Леонардо да Винчи
  • Структура короткого крыла и части кабины махолета Делориера
    Структура короткого крыла и части кабины махолета Делориера

Пилотируемый махолет Делориера был построен еще в 1996 году. Но за десять лет доработок научить его летать так и не удалось. Сейчас Делориер вынашивает планы строительства нового пилотируемого махолета.

Анатомия махолета Делориера

Кабина достаточно традиционная для легкого самодельного самолета. Поскольку у махолета отсутствуют элероны, на штурвал вынесены функции руля высоты и руля направления, тогда как педали управления отвечают за носовое колесо.

Трансмиссия. Одна из сложностей машущего полета — необходимость применения легкого редуктора с высоким передаточным числом. В махолете Делориера передаточное число четырехступенчатого редуктора с зубчатыми ремнями — 60:1.

Области применения

Канадский профессор Джеймс Делориер считает, что в ближайшем будущем пилотируемые махолеты (если они появятся) будут особенно популярны в качестве развлекательных аппаратов на различных авиационных шоу и выставках. В то время как миниатюрные махолеты, размером с жука, найдут широкое применение в разведке. Российский профессор Валентин Киселев не исключает, что махолеты будут не менее популярны в бизнес-авиации.

Почему летает майский жук?

Этот вопрос может поставить в тупик любого специалиста по аэродинамике. Ведь по ее законам жук летать не может, а все же летает. Группе Киселева, похоже, удалось разгадать загадку. В ходе одного эксперимента было обнаружено, что электродвигатель, приводивший в движение крылья на тензометрическом стенде, не в состоянии довести частоту махов до нужных скоростей. Но несмотря на это, создаваемые этим «медленным» крылом аэродинамические силы заметно превышали расчетные величины. Чтобы подтвердить этот парадокс, группа Киселева провела более «чистый» эксперимент в аэродинамической трубе и выяснила, что вначале аэродинамические силы резко возрастали, а затем убывали до момента установления стационарного обтекания. Получалось, что именно нестационарность процесса и объясняла, почему майский жук так легко отрывался от земли. И именно эту нестационарную часть кинематики использует машущее крыло.

Статья опубликована в журнале «Популярная механика» (№50, декабрь 2006).

Комментарии