Густав Трувэ в 1801 году предоставил во французскую Академию наук оригинальный орнитоптер. Этот летательный аппарат напоминал сказочного дракона с распущенными крыльями. Крылья были прикреплены к ножкам подковообразной изогнутой трубки. Последовательное повышение и понижение давление воздуха в этой трубке приводили к колебательным движениям её ножек, а вместе сними и крыльев. Такие движения вызывались последовательными взрывами патронов, помещенных в самодействующем револьверном барабане на 12 выстрелов. На этих зарядах орнитоптер мог пролететь 75 метров. После последнего взрыва он опускался на землю красивым скользящим полетом. Модель весила 3.5 килограмма.
После удачных испытаний модели изобретатель задумался над постройкой более крупного орнитоптера. Дальнейшие работы прекратились из-за внезапной смерти изобретателя.
4.3. Разработки в Австрии и Германии.
В Австрийской столице - Вене, изобретатель Яков Деген разрабатывает свой орнитоптер. Он придумал машину со створчатыми крыльями парашютного типа, которые поднимались прямо вверх и опускались также. Летательный аппарат получил название ортоптер и являлся разновидностью орнитоптера. Построен он был из камыша, тонкой, пропитанной лаком бумагой, шелковых шнурков и древесины. В крыльях имелись 1200 клапанов, которые при движении крыльев вниз закрывались, а при движении вверх открывались. Свои опыты с ортоптером изобретатель проводил подвешивая его к противовесам. Затем перешел к экспериментам с воздушным шаром, который заменил противовесы. Этим достигалось распределение подъёмной силы примерно поровну между воздушным шаром и крыльями. 12 ноября 1808 года в присутствии публике, при тихой погоде ему удалось подняться в воздух, а затем удачно приземлиться. Однако ошибка конструктора заключалась именно в использовании воздушного шара, который даже при небольшом ветре оказался помехой. При этом полёт не состоялся ортоптер даже не оторвался от земли.
Инженер Артур Штенцель в Альтоне (Германия) изготовил орнитоптер больших размеров в 1897 году. Его каркас был стальным с обтяжкой уже из прорезиненной ткани. Размах крыльев составлял 9.32 метра. Вес орнитоптера - 32 килограмма. Причём из этого веса 17.5 килограмм приходилось на двигатель в 3 л. силы, работавшим на сжатой углекислоте. Не смотря на наличие двигателя орнитоптер летать самостоятельно не мог. Однако будучи подвешенным на проволоку при каждом взмахе крыльев мог самостоятельно продвигаться на три метра.
Так же в этой стране разработкой махолетов занимались знаменитые братья Отто и Густав Лилиенталь.
4.4. Разработки в Америке.
В 1928 году во Флориде, в Сан-Августине, изобретатель Уайт произвел ряд опытов со своим орнитоптером весом 54 килограмма. Его крылья, покрытые негорючим прозрачным материалом имели размах почти в 9
метров. Длина орнитоптера - 2.40 метра. Каркас был сделан из хромо – молибденовой стали. Крылья должны были приводиться с помощью ножного двигателя. При пробном полёте аппарат разбился.
5. Разработки орнитоптеров в наши дни.
В предыдущих главах я описал наиболее интересные, на мой взгляд конструкции махолётов изобретателей из разных стран и эпох. Но несмотря на такое разнообразие проектов, орнитоптеры летают успешно лишь в моделях. Однако современные изобретатели продолжают работать над этой темой. Работы ведутся по двум направлениям: создание орнитоптера для полётов человека и создание орнитоптера-беспилотника.
5.1. Орнитоптеры для полета человека.
В 2006 году в Торонто, на аэродроме в парке Downsview был испытан орнитоптер созданный профессором Торонтского университета Джеймсом Деларье. Его поднял в воздух летчик-испытатель Джек Сандерсон и пролетел 14 секунд со средней скоростью 88 км\/ч преодолев треть километра. Полноценным полет по мнению экспертов считаться не может, т.к. взлет был осуществлен при помощи дополнительного реактивного двигателя. Посадка же закончилась неудачно. Восстанавливать орнитоптер и проводить его дальнейшие испытания конструкторы не стали.
2 августа 2010 года в Тоттенхэме - канадской провинции Онтарио, Snowbird "Снежная птица", конструкции Тодда Рейчерта проходит лётные испытания. Взлёт происходит при буксировке автомобилем. Орнитоптер держится в воздухе 19.3 сек. и преодолевает 145 м. со скоростью 25км/ч.
Характерно что при размахе крыльев в 32 м. вес летательного аппарата составляет всего 42 кг.
В 2013 году орнитоптер разместили в Канадском музее авиации и космонавтики.
5.2. Орнитоптеры - беспилотники.
В 2011 году калифорнийская фирма AeroVironment разработала летающего робота-орнитоптера Nano Hummingbird, что переводится именно как «нано-колибри». Он напоминает по виду птичку колибри. При его маневренности можно утверждать, что он вполне потягается с оригиналом, по образу и подобию которого его создавали. Характеристики этого летательного аппарата следующие: вес 19 гр., размах крыльев в 16 см., скорость до 18 км/ч. Робот оборудован видеокамерой.
По утверждению разработчиков, в перспективе Nano Hummingbird может подойти для проведения разведывательных операций по прослушиванию в городских условиях.
В Германии фирма Festo, в 2011 году изготавливает летающего робота-чайку SmartBird. Вся его конструкция максимально напоминает птицу. Каркас изготовлен из углеволоконного композита, а корпус выполнен из полиуретановой пены. Именно поэтому вес птицы составляет всего около 450 граммов, при размахе крыльев в 2 метра и длине в 1 метр. Помимо того, что крылья обеспечивают полет SmartBird, они ещё могут подстраиваться под силу потока ветра.
В 2013 году эта же фирма представила теперь робот-стрекозу BionicOpter. Эта модель похожа на оригинал, но гораздо больше по размеру. По утверждению разработчиков она может совершать манёвры во всех направлениях, зависать на месте и парить в воздухе не взмахивая крыльями. Каждое крыло управляется отдельно. Длина - 48 см., размах крыльев - 70 см., а вес - 175 гр. Корпус состоит из дюралюминия и полиамида. Каркас крыльев изготовлен из углеволокна и обтянут полиэстером. Они могут поворачиваться на 90 градусов. Управляется робот со смартфона.
6. Современная классификация орнитоптеров.
Прежде чем преступить к рассмотрению современной классификации орнитоптера заглянем в приложение №7 Конвенции о международной гражданской авиации. Здесь даётся современное значение термина орнитоптера. Итак.... Орнитоптер. Воздушное судно тяжелее воздуха, которое поддерживается в полете в основном за счет реакций воздуха с его плоскостями, которым придается маховое движение.
Исходя из того, что орнитоптер - это воздушное судно тяжелее воздуха, к которым относится и самолёт, классификация которого подробно описана, попробуем составить блок - схему классификации орнитоптеров.
Такая схема на мой взгляд может послужить для дальнейшего конструирования современных орнитоптеров.
7. Недостатки и преимущества орнитоптеров.
Примерные преимущества и недостатки орнитоптеров следующие:
К недостаткам орнитоптеров относится:
- сложность привода машущих крыльев
- сложность управления полётом
К преимуществам орнитоптеров можно отнести:
- маленькие размеры площадок для взлёта и посадки
- высокая манёвренность при полёте
- способность летать на маленьких скоростях
- возможность применения двигательной установки маленькой мощности, которая позволит экономить топливо.
Сравнить вышеперечисленное с характеристиками других летательных аппаратов, таких как: самолётов и вертолётов, пожалуй удастся только когда будет построен летающий пилотируемый орнитоптер.
8. Выводы.
Рассмотрев в этой историко-исследовательской работе пути развития летательных аппаратов - орнитоптеров, можно сделать следующие выводы:
- Возникновение идеи полёта человека при помощи машущего крыла, относится к временам задолго до изобретения традиционных летательных аппаратов
- Первым учёным, всерьёз занявшимся проектами орнитоптеров, можно считать итальянского изобретателя Леонардо да Винчи.
- Дальнейшие разработки орнитоптеров проводились многими изобретателями из разных стран Европы, а также России (СССР) и Америки.
- Современную концепцию орнитоптеров можно разделить на два направления:
1. Создание пилотируемого орнитоптера;
2. Создание беспилотного робота-орнитоптера.
Основные трудности возникают перед конструкторами при разработке первой концепции. Несмотря на то, что построено много летающих моделей махолётов, такой летательный аппарат, который бы мог совершить самостоятельный полёт, пока так и не построен. Однако современные изобретатели продолжают работать в этом направлении.
Вторая концепция, с появлением новых технологий и материалов получила своё развитие. Создано несколько удачных на сегодняшний день разработок беспилотных орнитоптеров. Их характеристики пока весьма скромные. Однако, я думаю что дальнейшие работы в этом направлении позволят усовершенствовать этот вид орнитоптеров. Они лягут в основу разработок пилотируемых орнитоптеров.
9. Используемые источники.
Печатные издания:
1. Популярная библиотека журнала "НАУКА и ТЕХНИКА" вып.86 А. Родных - ПТИЦЕКРЫЛЫЕ МАШИНЫ, орнитоптеры и ортоптеры, их описание, история и применение в жизни; изд. "КРАСНОЙ ГАЗЕТЫ", Ленинград, 1929 г.
2. "ЮНЫЙ ТЕХНИК" №7 - 1998 г.
3. "ЮНЫЙ ТЕХНИК" №5 - 1958 г.
4. Я. Голованов - Дорога на космодром; М., Детская литература, 1982 г.
5. Г. Васильев - Модели с машущими крыльями; М., изд. ДОСААФ, 1960 г.
