Историко-исследовательская
работа по теме: Какие рекорды у мускулолетов? План
Что
такое мускулолёт?
Первые
попытки конструирования и изготовления мускулолетов
Рекорды
у мускулолетов
Мускололёты
в России и СССР
Современные
мускулолеты
Введение А вы знаете ,что такое мускулолёт? Наверное, вы все знаете историю о Дедале и Икаре, а также очень многие из вас знают историю развития воздухоплавания. История -это смена эпох и в каждой эпохе происходил подъём, расцвет человеческого разума. Так вот, мне предстоит узнать, почему на протяжении всей истории развития человечества, интерес только усиливался к изготовлению и конструированию мускулолётов, какие
невероятные усилия требовались ,чтобы состоялись полёты этих летательных
аппаратов, а тем более чего стоило пилотам установить рекорды на мускулолётах. В
это даже трудно поверить! Но несмотря на многочисленные неудачи, попытки полетов с помощью орнитоптеров-мускулолетов
продолжались долгие годы. И интерес к этим летательным аппаратам постоянно
возрастает…
Основная часть
Что такое мускулолёт?
Мускулолёт-летательный
аппарат, приводимый в действие мускульной энергией пилота. Известны мускулолёты
, выполненные в виде самолёта, вертолёта, и мускулолёт с машущим крылом (см. Махолет). Наиболее
распространены мускулолёты , построенные по самолётной схеме с воздушным
винтом, приводимым в движение ногами (иногда дополнительно руками) пилота.
Мощность, развиваемая тренированным человеком, изменяется от 1 кВт в первую
секунду до 0,2—0,4 кВт после 20—30 мин работы. Поэтому летательный аппарат для
мускульного полёта должен обладать высоким аэродинамическим качеством (более
30) при взлётной массе не более 100—120 кг. Такое аэродинамическое качество
пока не может обеспечить мускулолёт -вертолёт и мускулолёт с машущим крылом. Первые
попытки конструирования и изготовления мускулолетов Идея
самого-самого первого аппарата вертикального взлета принадлежит, как известно,
Леонардо да Винчи. Существует его рисунок, который историки относят к 1475
году, где изображен диковинный агрегат с несущим винтом из накрахмаленного
полотна, натянутого на проволочный каркас. Вращать его, за неимением в то время
иных двигателей, полагалось самим пилотам
Несмотря на многочисленные неудачи, попытки полетов с помощью орнитоптеров-мускулолетов
продолжались долгие годы. Вера в осуществимость машущего полета была столь
сильна, что крупнейший ученый эпохи Возрождения Леонардо да Винчи смог осознать
бесплодность этих попыток и создал несколько объектов летательных аппаратов с
машущими крыльями.
В 1890
году французский изобретатель Дельпра сконструировал воздушный велосипед. Его
изобретение заинтересовало Жуковского. Он выполнил ряд расчетов. Более того,
отдыхая летом во Владимирской губернии, в селе Орехово, профессор испытывал
построенные им крылья, разгоняясь на велосипеде, чем немало удивлял местных жителей.
Проблема так увлекла ученого, что он подготовил специальный доклад и выступил с
ним на X съезде русских врачей и естествоиспытателей в 1898 году. Жуковский
утверждал: Для того чтобы поднять свой вес, не считая веса аппарата, Дельпра
должен был работать с силой 4,6 лошади, что далеко превосходит ресурсы
человека... Человек не имеет крыльев и по отношению веса своего тела к весу
мускулов в 72 раза слабее птицы... Но я думаю, что он полетит, опираясь не на
силу своих мускулов, а на силу своего разума.Казалось, приговор великого
ученого обжалованию не подлежит. Но разум человеческий, отыскивая непроторенные
тропы, позволил обойти преграды, воздвигнутые матушкой-природой. Первые
попытки конструирования и изготовления мускулолетов (в том числе и махолетов,
крылья которых работают по образу и подобию машущего крыла птицы) относятся ко
второй половине XIX века. Я уже упомянула француза Дельпра. Можно назвать и
русские фамилии: И. Быков, И. Ювинальев, Н. Митрейкин. Естественно, все они
потерпели конфуз. Историки авиации первой удачей считают мускулолет «Авиэт»,
сконструированный французским велогонщиком Габриэлем Пуленом. Впервые он был
испытан 9 июля 1921 года. Однако аппарат Пулена был не летающим, а скорее,
подпрыгивающим велосипедом. Когда он разгонялся до определенной скорости,
крылья поднимали машину с седоком в воздух, после чего аппарат, не обладающий
никакой тягой, планировал к земле. Рождением действительно летающих машин мы
обязаны двум людям: британскому промышленнику Генри Кремеру и американскому инженеру
Полу Маккриди.
Рекорды у мускулолетов В 1959
году Кремер объявил приз в 5000 фунтов стерлингов (в 1973 году он увеличил
сумму до 50000) тому спортсмену, который с помощью только мускульной силы
пролетит не менее одной мили (1600 метров) на высоте не менее трех метров по
маршруту в виде «восьмерки». В желающих завоевать заманчивый приз недостатка не
было. Мускулолеты строили в Англии, Франции, Японии, Польше, Канаде, США, но не
один из них не позволил выполнить условия Кремера. Первым реальным шагом на
пути к завоеванию приза стал полет 9 ноября 1961 года спортсмена-велосипедиста
Дерека Пиггота. Сконструированный и построенный им мускулолет «Сьюмпак»
пролетел 45 метров. «Сьюмпак» разгонялся до взлетной скорости, как обычный
велосипед. После взлета усилия пилота, вращающего педали, передавались уже не
на велосипедные колеса, а на воздушный винт, установленный за сидением (выше
него). Максимальным достижением Пиггота стала дистанция в 550 метров. В том же
1961 году другой английский мускулолет – «Паффин-1» – пролетел 785 метров. На
машине «Паффин-2» в 1965 году были предприняты робкие попытки развернуться в
полете. В 1972 году английский мускулолет «Юпитер» впервые пролетел более
одного километра, а мускулолет «Лайвер-паффин» поднимался в воздух почти сотню
раз за год.
Дело
двигалось чрезвычайно медленно, пока конструированием мускулолетов не занялся
инженер из Калифорнии доктор Пол Маккриди, чемпион мира и трехкратный чемпион
США по планерному спорту. Изучив свойства современных материалов, он пришел к
выводу, что можно создать мускулолет, который потребует мощности не 4,6
лошадиных силы, как рассчитал в свое время Жуковский, а всего лишь в одну треть
лошадиной силы, что близко к возможностям человека.
Маккриди
строит мускулолет «Госсамер Кондор». К сентябрю 1976 года уникальный аппарат
готов. Он весит около 32 килограммов при размахе крыльев, превышающем 29
метров. Крылья обтянуты мейларовой пленкой. Пилот, используя велосипедный
педальный привод, вращает воздушный винт диаметром 3,7 метров.
Завоевать
приз Кремера Маккриди поручил 24-летнему велосипедисту и планеристу Брайану
Аллену. Для выполнения призового полета конструктор подыскал на территории США
специальное место, где в течение года преобладает безветренная погода. Аллен
помимо тренировочных полетов – а их было более четырехсот – придерживался специального
режима тренировок и диеты, позволяющих максимально сократить вес тела без
потери его «мощности».
Задуманное
удалось полностью. В 7 часов 30 минут утра 23 августа 1977 года Аллен
стартовал. «Госсамер» перелетел стартовый ограничитель высотой три метра,
аккуратно обогнул контрольные вешки, выполнив пресловутую «восьмерку», затем
поднялся на высоту трех метров для прохода финишного ограничителя (всю
дистанцию длиною более двух километров Аллен прошел на высоте чуть более одного
метра) и совершил отличную посадку. Рекордный полет занял семь с половиной
минут.
Вручая
приз победителям спустя 18 лет после его учреждения, Генри Кремер объявил новый
приз, уже в 100000 фунтов стерлингов, тому, кто на мускулолете преодолеет
Ла-Манш. Задача резко усложнилась: вместо двух километров – тридцать пять (а
значит, вместо семи с половиной минут – около двух часов полета), вместо
безветренного климата пустыни Мохава – злой и непредсказуемый климат Ла-Манша. Созданная Маккриди новая модель мускулолета «Госсамер Альбатрос»
(кстати, всего за какие-то три месяца) весила при тех же размерах на девять
килограмм меньше. При этом «Альбатрос» был значительно «облагорожен» с точки
зрения аэродинамики. Все эти новшества позволили сократить число оборотов
воздушного винта, потребное для взлета и для полета, что, в свою очередь,
уменьшило нагрузку на мышцы и потовые железы пилота.
Маккриди
не только делал машину, но и основательно, с помощью последних достижений
компьютерной техники, изучал погоду над Ла-Маншем.
О том,
как 12 июня 1979 года Брайон Аллен перелетел Ла-Манш, мы уже рассказали в
очерке «Самый популярный в мире пролив». Поэтому здесь упомянем лишь, что
Маккриди и Аллен получили за этот перелет самый большой в истории авиации приз. В конце
1987 года греческий велосипедист, неоднократный победитель соревнований у себя
на родине и участник Олимпийских игр в Лос-Анджелесе, Канеллос Каннелопулос
получил приглашение выехать в США и принять участие в тренировках по проекту
«Дедал». Шла подготовка к перелету по маршруту Дедала и Икара – через Критское
море из Ираклиона, на Крите, на остров Санторин. Для этой цели был выбран
мускулолет «Дедал», спроектированный и построенный американской фирмой «Юнайтед
Текнолоджис». Этот относительно тяжелый аппарат (32 килограмма) имел размах
крыльев 35 метров. Мускулолет позволял развивать скорость до 40 километров в
час. Машина была спроектирована по последнему слову техники. На ней был даже
установлен портативный радиоприемник.
В кабине
было много электроники.
Ранним
апрельским утром 1988 года на аэродроме Ираклиона Каннелопулос начал крутить
велосипедные педали, заставившие вращаться 3,5-метровый винт «Дедала». Он
крутил педали без остановки почти четыре часа и пролетел до острова Санторин
116,5 километров. Полет проходил в основном на высоте около пяти метров. Мускулолет
сопровождали несколько быстроходных катеров, экипажи которых были готовы в
любой момент помочь пилоту. Интересно отметить такие факты: вес пилота вдвое
превышал вес его летательного аппарата, а самый большой страх Каннелопулос, по
его признанию, испытывал при посадке в кабину «Дедала»: одно неосторожное,
резкое движение грозило поломкой какой-нибудь детали (что, кстати, не раз
случалось на тренировках).Каннелопулос установил мировой рекорд, который, надо
думать, не скоро будет перекрыт. Но, самое главное, он воплотил мечту,
запечатленную в древнегреческом мифе.
А жизнь
продолжается. «Зашевелились» вертолетчики: Федерация вертолетного спорта США
утвердила приз имени Игоря Ивановича Сикорского в 25000 долларов тому, кто
поднимет свой мускулолет вертикально вверх и продержит его на высоте трех
метров над квадратом десять на десять метров в течение шестидесяти секунд. И
вот в декабре 1989 года российские газеты познакомили своих читателей со
следующей новостью: Национальная аэронавтическая ассоциация США официально
уведомила студентов Политехнического университета штата Калифорния о том, что
полет созданного ими летательного аппарата зарегистрирован как первый полет
вертолета, совершенный с помощью мускульной силы. Во время эксперимента в
воскресенье в городе Сан-Луис-Обиспо (штат Калифорния) вертолет, названный «Да
Винчи III», провисел над землей в течение 6,8 секунд, достигнув высоты около 50
сантиметров. Лопасти вертолета приводились в движение за счет мускульной силы
спортсмена-велосипедиста, находившегося во время полета в кабине «Да
Винчи-III».
Мускололёты в России и СССР
Развитие идеи полета в России, как и в других странах, началось с попытки полета
«по-птичьему». В старинных русских былинах говорится о полете богатыря Тугарина
Змеевича на бумажных крыльях. Есть упоминания о полетах идей и в рукописи
Даниила Заточника (XIII век), перечисляя увеселения славян, Даниил Заточник
писал: «Иные, вскочив на коня, скачут по ристалищу, рискуя жизнью, а иные
летают с церкви или с высокого дома на шелковых крыльях ...». Первое
документальное свидетельство о попытке полета на искусственных крыльях в России
относится к 1695 г.. Неизвестный изобретатель создал два варианта крыльев —
сначала из слюды, а затем, стремясь уменьшить их вес , из кожи, но подняться на
воздух, конечно, не смог.
Мускулолет Данилевского
Если об
изобретении Можайского известно уже довольно давно, о нем можно прочесть во
многих книгах, то вот сведения о следующей разработке лишь сравнительно недавно
были обнаружены в архивах.…Взору немногих случайных свидетелей, оказавшихся в
октябрьское утро 1897 года на поляне близ Харькова, представилось
фантастическое зрелище. Над поляной парила гигантская птица. Большой черный
шар, к которому она была привязана, казалось, лишь сковывал ее движения.
Взмахивая крыльями, птица совершила несколько кругов над поляной и
приземлилась.При ближайшем рассмотрении выяснилось, что «птицей» оказался
симпатичный молодой человек. Ему помогли сложить крылья, выпустить водород из
оболочки и поздравили с успехом. Так завершился самый первый полет человека на
крыльях, которые приводились в действие его собственными мускулами.
Впрочем,
большая часть поздравлений все-таки относилась не к самому человеку-птице, а к
стоявшему здесь же на поляне господину средних лет — Константину Яковлевичу
Данилевскому, которого многие харьковчане долгие годы знали как врача. А он,
оказывается, еще и изобретатель!Данилевский хотел подняться в воздух, подобно
птице, полагаясь только на силу мускулов. Его вдохновляли рассказы о полетах на
крыльях российских «холопов» в Средние века…Однако вскоре он поняли, что сил
даже тренированного молодого человека оказывалось для взлета явно недостаточно.
Тогда он решил снабдить аэронавта помимо крыльев еще и воздушным шаром, который
бы в значительной степени уравновешивал вес аэронавта. Осуществить эту идею доктору
помог добровольный помощник Петр Косяков, который затем и стал
испытателем.Первые опыты показали принципиальную осуществимость идеи. Но
приводить крылья в действие руками оказалось очень трудно. Тогда изобретатель
решил усовершенствовать конструкцию. Вскоре Косяков, сидя в велосипедном седле,
стал крутить ногами педали. Привод от них шел опять-таки к крыльям, заставляя
их расправляться. Складывались же они самостоятельно, под воздействием сильных
пружин.Развить успех изобретатель и его помощник все же не смогли. При
подготовке очередного старта аппарат, вырабатывавший водород для заполнения
оболочки, взорвался. Лишь по счастливой случайности никто не погиб.Дальнейшие
опыты отложили до будущих времен, а о том, что уже сделано, Данилевский доложил
в августе 1898 года на X съезде врачей и естествоиспытателей в Киеве. Работа
получила одобрение со стороны известных авторитетов воздухоплавания того
времени — профессоров Д. И. Менделеева и Н. Е. Жуковского.Сам же Данилевский
вскоре пришел к выводу, что крылья — не самый удачный движительПравда,
последние годы появилась надежда, что в XXI веке, возможно, подобные аппараты
смогут стать средством воздушного туризма и спорта. Во всяком случае, в 80–90-е
годы XX века было построено несколько летательных аппаратов по той же схеме,
что использовал Данилевский
В 1955
году советским инженером А. Ю. Маноцким был построен довольно оригинальный
моторный летательный аппарат, но с машущими крыльями. 3 июля этот планер с
машущими крыльями испытывался в небе над Тушинским аэродромом.
Самолет-буксировщик
поднял планер в небо, после чего произошла отстыковка экспериментальной модели
и та, взмахивая крыльями, смогла осуществить непродолжительный самостоятельный
полет. В этой модели орнитоптера был применен принцип, по которому летательный
аппарат использовал потоки воздуха, «воздушные ямы и ухабы», преобразуя их в
тягу. Специальный пневматический аккумулятор запасал энергию воздушных потоков,
воздействовавших на подвижное крыло, а затем преобразовывай в полезную
энергию.Через несколько лет на этом же аэродроме испытывался другой моторный
орнитоптер «ША-1» конструкции А. Шиукова и В.Андреева. Мотор был всего в 10 л.
с., но при этом орнитоптер все же смог совершить вполне успешный полет.
В СССР
мускулолеты строились всех типов. В 1935
мускулолет самолётной схемы с педальным
приводом тянущего винта был создан С. Ченчиковским в Новочеркасском индустриальном
институте. Несколько мускулолетов с
машущим крылом в довоенное время были построены Б. И. Черановским (БИЧ-18, в
1937 — наиболее совершенный из них). В 50—70-е гг мускулолеты -махолёты строил Г. Ляхов, С. А. Топтыгин и другие
конструкторы. Современные мускулолеты Благодаря стимулированию
работ по созданию мускулолетов, начиная с 1960 повысился интерес к проблеме
мускулолетов и резко возросло число мускулолетов , построенных за рубежом. В 1961 году в Великобритании был изобретен очередной
мускулолет, то есть аппарат, летающий при помощи работы мускулов человека. Он
был разработан и построен группой аспирантов Саутгемптонского университета и на
испытаниях 9 ноября на аэродроме Лашем смог пролететь 68 м.
Мускулолеты
были выполнены по самолетной схеме. Наиболее удачные из них: «Юпитер»
(Великобритания, 1977, полёт на расстояние 1071 м), «Сторк-1» (Япония, 1976,
полёт на 2024 м). Масса этих мускулолетов (без пилота) 40—80 кг, размах крыла 21—40 м. В
1979 Б. Аллен на мускулолетов «Госсамер
альбатрос» конструкции Пола Мак-Криди (США) перелетел через пролив Па-де-Кале.
Масса этого мускулолета 31,8 кг, взлётная масса 97,5 кг, размах крыла 28,65 м, скорость
19,3 км/ч. Команда университета штата Мэриленд установила
новый рекорд США по продолжительности полета мускулолёта, который длился 49,9
секунды. В эксперименте принимал участие мускулолет Gamera II. Само событие
произошло в июне, но только 9 августа было документально подтверждено
Национальной ассоциацией аэронавтики США (NAA). Мускулолёт Gamera II построен
на основе своего предшественника Gamera I, в нем была улучшена трансмиссия,
конструкция ротора и переоборудована кабина. Команда планирует добиться более
впечатляющего результата, увеличив длину лопастей летательного аппарата мощность около 0,2 кВт.
Группа
японских конструкторов под руководством Шинсуке Яно из компании Aeroscepsy
намерена в ближайшее время побить мировой рекорд
дальности полёта для
мускулолётов при помощи своего
аппарата «Гокуракутомбо» (каламбур, означающий одновременно «беззаботный» и
«счастливая стрекоза»).
Следует
напомнить, что японцы покусились на достижение 1988 года, когда мускулолёт
изготовленный группой энтузиастов из Массачусетского технологического
института под названием «Дедал» пролетел 115,1 км. Средняя скорость полёта того
аппарата была лишь 39 км/ч — иными словами, аппарат двигался не быстрее
медленного мотопланера. Небольшая масса таких аппаратов (напомним, что мускулолет
«Дедал» весил всего 31 кг) очень сильно увеличивает их снос боковым
ветром, поэтому достижение, приписываемое мифологическому Дедалу, американцам
повторить не удалась. Тот самый маршрут из Крита не был доведён даже до острова
Санторина: аппарат упал за шесть метров от берега последнего.
Размах
крыльев японского мускулолета «Гокуракутомбо» весьма значительная: 35,1 м
(это почти половина размаха крыльев «Боинга-747»), что при весе в патетические
36,6 кг довольно много. «Дедал» был легче на 5,5 кг при размахе всего на 40 см
больше. Почему аппарат, построенный на два десятилетия позже, тяжелее
предшественника?
Проблема
в том, что «Дедал» рухнул в полудюжине метров от Санторина не сам. Тогда порыв
ветра просто оторвал ему хвост — это несмотря на то, что мускулолёт
был сконструирован с применением углепластика. Это произошло по той
причине, что, в отличие от своего прототипа, рекордный вариант «Дедала» был
сделан в расчёте на разрушающую перегрузку не в 3g, а всего лишь в 1,75g. С
учётом столь больших крыльев и общих размеров
мускулолета ветровое давление
превысило прочность аппарата — собственно говоря, это и послужило причиной
падения.Японцы надеются такой участи избежать, поэтому прочность, как они
утверждают, у их аппарата выше. Впрочем, небольшую разницу в весе может
объяснить и бюджет японцев. Если американцы потратил на мускулолет
«Дедал» более 0,5 млн. долларов, то его нынешние конкуренты значительно
скромнее: в аппарате применяется даже экструдированный полистирол, а
углепластик только там, где без него нельзя обойтись. Маршрут выбран не менее
символичный: от подножья Фудзиямы до моря, 120 км. Летает аппарат уже давно,
так что время потренироваться у команды было:
Полёт
намечен на весну, когда ветровые условия в районе Фудзиямы будут более
благоприятными. Получится ли у японских энтузиастов воздухоплавания задуманное?
Как говорится, будущее покажет. Заключение В своей
историко- исследовательской работе я рассмотрела изготовления мускулолетов,
кому мы действительно обязаны
рождением летающих машин и как планируется
добиться более впечатляющего результата летательного аппарата мускулолёта.
Я пришла к выводу, что у мускулолёта большое будущее.
Список источника
информации: интернет «википедия»
|
