SUMPAC на авиасалоне в Фарнборо
Но, тем не менее, люди научились летать и на мускульной тяге. И помогли им в этом… Велосипеды!
Да, древним людям, как и Катерине, казалось, что все просто. У птицы есть передние и задние конечности. У человека – тоже. Только у птицы есть крылья, а у человека – нет. Значит, нужно приделать к рукам крылья, он взмахнет ими и полетит!
Вот только мускулатура у людей и птиц устроена по-разному. Поскольку птица (не будем брать в расчет пингвинов, киви и прочих страусов) перемещается по воздуху, ее грудная мускулатура составляет порядка 15-17% от общей массы тела. А у человека? Даже если принципиально качать только руки, игнорируя все остальные мышцы, соотношение это едва ли доберется до 2%.В общем, как птицы мы летать не будем. Никогда. Разве что мутируем когда-нибудь, через пару сотен поколений, но и это вряд ли.
Сейчас вы скажете: но есть же дельтапланы? С ними человек может летать, вполне по-птичьи, раскинув крылья! Так-то оно так, но дельтапланерист не может сам взлететь, а набрать высоту способен лишь попав в восходящий воздушный поток.Хотя люди пытались! Многие! Заслуживает упоминания, например, поляк Франтишек Маковичка, потративший годы своей жизни на разработку крыльев и на тренировки для полета на них. Крылья пана Маковички крепились к плечам, и, махая руками, он довольно успешно летал на них, постепенно повышая высоту старта. Сначала прыгал со второго этажа, ну а к концу своей карьеры – уже с шестого. Рекордом упорного поляка был перелет через улицу, однако он и сам признавал, что такой полет по силам далеко не каждому. Тут важна была не только и не столько аэродинамика его примитивного аппарата, сколько развитая грудная и плечевая мускулатура…
В начале XX века бешеную популярность приобрел велосипед! Благодаря этому удивительному изобретению человек смог разогнаться до немыслимых ранее скоростей. Естественно, этой новинкой заинтересовались и энтузиасты-авиаторы! Ведь в самом деле, человеческие ноги значительно сильнее рук, так может быть, фигурально выражаясь, это к ногам, а не к рукам нужно приделать крылья?
Примечательно, что одним из первых летательных аппаратов на базе педального привода был вертолет. Японец Кацура Маруока построил его в 1903 году. Он был оснащен двумя соосными винтами, вращавшимися в разных направлениях. Вообще Маруока хотел просто сделать компактный вертолет и оснастить его двигателем! Вот только и двигатели внутреннего сгорания, и, тем паче, паровые двигатели того времени были слишком массивными. И тогда наш герой обратил свой взор на велосипеды…Вертолет Маруоки, правда, так и не смог оторваться от земли. Но идея… Идея осталась.
Год спустя свой летательный аппарат на базе велосипеда продемонстрировал американец Стюарт Уинслоу. Строго говоря, это был просто планер, прикрепленный к велосипеду. Уинслоу намеревался, бешено крутя педали вниз с холма, набрать достаточную скорость, чтобы оторваться от земли, а дальше – планировать, но… Конструкция была неустойчивой, зацепилась крылом за землю и развалилась на середине разгона.
Основные конструкции начала прошлого века, целью которых был полет на мускульной тяге, являлись по типу своему орнитоптерами, или, как их еще называют, махолетами. Изобретатели по-прежнему отталкивались от идеи полета "а-ля птица", махая крыльями. Вращение педалей передавалось и на колеса (для разгона), и на крылья, которые поднимались и опускались, создавая подъемную силу.
Сейчас нам с вами понятно, что механизм маха крылом существенно утяжелял орнитоптеры, а чем больше вес аппарата, тем тяжелее поднять его в воздух. Но столетие назад у людей не было достаточных представлений об аэродинамике, поэтому эксперименты продолжались и порой были даже относительно удачными.В период с 1904 по 1934 годы в разных странах было создано и испытано не меньше сотни различных махолетов, и некоторые из них были способны даже успешно летать какое-то время, но ни один из них не умел главного: самостоятельно отрываться от земли!
В 1930-е годы инженерная мысль пошла наконец по правильному пути. К этому моменту самолеты стали уже не диковинкой, а достаточно распространенным явлением, и принцип работы этих летательных аппаратов был прост и ясен. Крыло создает подъемную силу за счет набегающего потока воздуха, ну а набегающий поток создается движением самолета вперед, обеспечиваемым винтом. Оставалось только применить этот принцип к самолету на педальном приводе, к мускулолету, объединив идею японца Маруоки – с вращением винта посредством педалей, и американца Уинслоу – с большим крылом.
В 1936 году в небо поднялся мускулолет Энгельберта Зашки, немецкого изобретателя, занимавшегося разработкой вертолетов и автомобилей. Он максимально облегчил конструкцию летательного аппарата, отказавшись от фюзеляжа и кабины и прикрепив крылья к тонкому металлическому каркасу. Тянущий винт приводился в движение вращением педалей и… ну, "поднялся в небо" – это очень громко сказано. Поднялся. На метр от поверхности земли. И смог пролететь порядка 20 метров. Но поднялся сам, без какой-либо посторонней помощи, на тяге ног пилота! А это уже был прорыв.
До того рекордом было пролететь 2 метра на высоте около 50 сантиметров. Это сумел сделать в 1923 году "Cycleplane" Уильяма Герхардта, руководителя кафедры авиастроения Мичиганского университета.
По большому счету что 20, что 2 метра… Практического применения эти мускулолеты не имели, но зато они наглядно доказали, что мысль изобретателей движется в правильном направлении.
Оставался пустяк: дождаться появления сверхлегких материалов…
В 1959 году Генри Кремер, британский бизнесмен, компании которого работали в передовых областях авиастроения и электроники, учредил премию размером в 5 тысяч фунтов стерлингов, которую обещал вручить тому изобретателю из Соединенного Королевства, кто построит летающий мускулолет.
Демонстрация аппарата должна будет включать в себя самостоятельный взлет, полет на высоте не менее 3 метров и уверенное маневрирование в воздухе. А если быть точнее, то нужно описать в воздухе восьмерку над двумя метками, отстоящими друг от друга примерно на 800 метров.Изобретатели взялись за дело и даже добились определенных успехов! Мускулолет студентов-энтузиастов из Саутгемптонского университета в 1961 году смог пролететь 594 метра, поднявшись при этом на высоту 5 метров, но с маневренностью у аппарата под названием SUMPAC были ощутимые проблемы. Восьмерка ему никак не давалась, поэтому премия Кремера так и осталась невостребованной.
И тогда за дело взялись американцы. Пол Маккриди и Питер Лиссаман, авиаконструкторы, работавшие до того над созданием боевых беспилотников. То есть сверхлегкие и весьма маневренные аппараты были не просто их увлечением, а их хлебом насущным.
В 1977 году на суд Кремера они представили Gossamer Condor, то есть "Паутинного Кондора". Легкая и маневренная машина без особых трудностей выполнила задание, описав в воздухе почти двухкилометровую восьмерку на высоте более трех метров.
Кремер усмехнулся и учредил новую премию! 100 000 фунтов стерлингов тому, кто перелетит Ла-Манш на мускулолете! Сработавшийся американский дуэт усмехнулся в ответ и еще на два года ушел в разработки и испытания. Чтобы в 1979 году представить Кремеру и всему миру "Паутинного Альбатроса" (Gossamer Albatros)!
"Альбатрос" весил всего 32 килограмма и был выполнен из самых легких на тот момент материалов. Карбон, полиэтилен и полистирол. 30-метровое крыло создавало достаточную подъемную силу, чтобы нести своего пилота над волнами пролива, отделяющего Великобританию от материка! Расстояние почти в 36 километров "Альбатрос" покрыл за 2 часа 49 минут.
Думаете, Кремер был единственным, кто создавал премии за достижения в области конструирования мускулолетов? Ничего подобного.
В 2013 году была вручена премия Сикорского размером в 250 тысяч долларов за создание мускулолета вертолетного типа! Идеи Кацура Маруоки не забыты! Конструкция под названием ATLAS, созданная студентами Торонтского университета, весила 55 килограммов, что сделало ее самым тяжелым мускулолетом, когда-либо поднимавшимся в воздух, имела 4 20-метровых винта, расположенных не на одной оси, как у японца-первопроходца, а рядом друг с другом, так что диаметр "Атласа" составил почти 47 метров."Атлас" поднялся на 3,3 метра в воздух (требования премии – минимум 3 метра) и провисел там 64,11 секунды (на 4,11 секунды больше положенного по условиям), удалившись при этом от точки старта на 9,8 метров (условие премии – не более 10 метров).
И кстати, не хотите попробовать свои силы в конструировании мускулолетов? А то еще две премии Кремера остаются неврученными, ожидая своих героев.
50 000 фунтов стерлингов получит тот, кто преодолеет на летательном аппарате с педальным приводом марафонскую дистанцию менее, чем за час. Вам всего-то и нужно, нестись на велосипеде по воздуху со скоростью чуть больше 42 км/ч… Думаете, это много? 44 км/ч уже выжал профессиональный велосипедист и дельтапланерист Брайан Аллен, который, кстати, пилотировал "Паутинного Альбатроса". Правда сделал он это на очень короткой дистанции, пролететь ему требовалось всего 3 километра.А 100 тысяч фунтов стерлингов получит конструктор сверхманевренного мускулолета, способного на высоте не менее 10 метров нарисовать в воздухе равносторонний треугольник со сторонами не более 7 метров.
Дерзайте!
Кирилл Кудряшов
23 августа 2023