| ... |
|
|
как зарождалась идея полета человека?
Одна из ранних попыток полета описана в письменных источниках времен Древнеримской империи. В жизнеописании Нерона (I в.) упоминается о смельчаке, который пытался, по-видимому, спланировать с холма на самодельных крыльях, но лишь «обрызгал императора своей кровью». Описания аналогичных попыток полета встречаются в литературных источниках раннего средневековья (IX-X вв.) [13].
1. Шедевры доисторической авиации.
Миф о Дедале и Икаре.
Долго жил Дедал у царя Миноса пленником на чужом острове среди моря. Часто сидел он на морском берегу, глядя в сторону родного края, вспоминал свой прекрасный город и тосковал. Но Дедал знал, что Минос никогда не отпустит его и ни один корабль, отплывающий от Крита, не посмеет взять его с собой, опасаясь преследования. И всё-таки Дедал постоянно думал о возвращении.
Однажды, сидя у моря, он поднял глаза в широкое небо и подумал: «Нет для меня пути по морю, но вот небо открыто для меня. Кто может мне помешать на воздушной дороге? Птицы рассекают крыльями воздух и летят куда хотят. Разве человек хуже птицы?»
И ему захотелось сделать себе крылья, чтобы улететь из плена. Он стал собирать перья больших птиц, искусно связывал их льняными крепкими нитками и скреплял воском. Скоро он сделал четыре крыла – два для себя и два для своего сына Икара, который жил вместе с ним на Крите. Перевязью крест-накрест прикреплялись крылья к груди и к рукам.
И вот наступил день, когда Дедал попробовал свои крылья, надел и, плавно махая руками, поднялся над землёй. Крылья держали его в воздухе, и он направлял свой полёт в ту сторону, куда хотел.
Спустившись вниз, он надел крылья сыну и учил его летать.
- Спокойно и ровно взмахивай руками, не спускайся слишком низко к волнам, чтобы не смочить крылья, и не поднимайся высоко, чтобы лучи солнца не опалили тебя. Лети за мной следом. – Так говорил он Икару.
И вот рано утром они улетели с острова Крита.
Только рыбаки в море да пастухи на лугу видели, как они улетали, но и те подумали, что это крылатые боги пролетают над землёй. И вот уже далеко остался позади скалистый остров, и широко раскинулось под ними море.
День разгорался, солнце поднялось высоко, и лучи его жгли всё сильнее.
Осторожно летел Дедал, держась ближе к поверхности моря и боязливо оглядывался на сына.
А Икару по душе был вольный полёт. Всё быстрее рассекал он крыльями воздух, и ему захотелось подняться высоко-высоко, выше ласточек, выше самого жаворонка, который поёт, глядя прямо в лицо солнцу. И в ту минуту, когда отец не глядел на него, Икар поднялся высоко вверх, к самому солнцу.
Под жаркими лучами растаял воск, скреплявший крылья, перья распались и разлетелись вокруг. Напрасно взмахивал Икар руками, - уже ничто больше не удерживало его в высоте. Он стремительно падал, упал и исчез в глубине моря.
Оглянулся Дедал – и не увидел в синеве неба летящего сына. Он глянул на море – лишь белые перья плыли на волнах.
В отчаянии опустился Дедал на первый встретившийся ему остров, сломал свои крылья и проклял своё искусство, погубившее его сына.
Но люди запомнили этот первый полёт, и с тех пор в их душах жила мечта о покорении воздуха, о просторных небесных дорогах.
Миф о Дедале и Икаре создан в древних Афинах, крупнейшем культурном, торговом и промышленном центре Греции. Этот миф показывает нам, что уже в древности человек мечтал о небе, глядя на птиц, поэтому самым выдающимся достижением Дедала считались не его произведения искусства, а именно крылья.
Сведения о полете Дедала и Икара исследователи истории древнегреческой культуры почерпнули из легенд и мифов Древней Греции. В настоящее время благодаря археологическим открытиям установлено, что наиболее интенсивно процесс возникновения этих преданий проходил на рубеже II и I тысячелетий до н. э.; когда страшное извержение на острове Фера в центре Эгейского архипелага разрушительно отразилось на о. Крит, где с конца III тысячелетия до н. э. сложилось общество с богатой культурой. Мифы приписывают Дедалу ряд изобретений. Автор придерживается книги Н. А. Куна «Легенды и мифы Древней Греции». Дедал предстает перед нами в мифах как легендарный строитель и художник. Его считают основателем столярного мастерства, изобретателем рубанка, отвеса и клея. К тому же он хорошо владел премудростями кузнечного дела. Словом, Дедал наделен совокупностью знаний, которые, по понятиям того времени, были необходимы для изготовления крыльев [5].
По подобию летательного аппарата Дедала около 400 до н. э. Архит Тарентский, древнегреческий философ, математик, астроном, государственный деятель и стратег разработал первый летательный аппарат, представляющий собой модель птицы, и, как утверждают источники, пролетел около 200 метров. Эта машина, которую изобретатель назвал Голубем (греч. Περιστέρα, Peristera), вероятно, подвешивалась на тросе или на стержне во время полёта. С развитием науки к проблеме полета стали обращаться ученые и даже философы. Первый опыт теоретического осмысления возможности полета некоторые историки связывают с именем английского исследователя Роджера Бэкона. В его труде «О тайных вещах в искусстве и природе» (1256 г., опубликован в 1542 г.) говорится о возможности полета на аппаратах легче воздуха (пустотелый шар из тонкой меди, наполненный «эфирным воздухом») и на аппаратах тяжелее воздуха (машина с машущими крыльями, приводимыми в движение человеком с помощью специального механизма) [13, с. 32].
Расцвет средневековья оставил немало документов, связанных с проектами и попытками практического осуществления беспилотных летательных аппаратов различного, типа - ракетных (Китай, XIII в.), змейчатых (начало XIV в.) и геликоптерных.
Наиболее глубокие исследования в этот период были проведены Леонардо да Винчи. В трактате «О летании птиц» (1505 г.) он привел результаты своих многолетних наблюдений и размышлений, связанных с природой птичьего полета, в частности о сопротивлении движению воздушной среды. Это было первое научное исследование в истории авиации, намного опередившее научные и технические возможности своего времени. Еще раньше Леонардо да Винчи занимался конструированием различных типов летательных аппаратов для полета человека. Широко известен его проект орнитоптера (машущие крылья приводились в движение мускульной силой человека с помощью различных механизмов), а также проекты парашюта и геликоптера. К сожалению, история не располагает данными об испытании этого орнитоптера, да и нет никаких сомнений, что они были бы неудачными, но смелость и прозорливость конструкторской мысли ученого поражает и наших современников.
Понадобилось около полутора веков, на протяжении которых отмечено еще немало попыток осуществить полет человека подобно птицам - с помощью машущих крыльев, чтобы стала отчетливо понятной неплодотворность этого пути. Первым это понял итальянский ученый Джиованни Борелли, который выявил значительную разницу в относительном весе мышц у птиц и человека и сделал вывод, что полет человека силой мускулов осуществлен быть не может. К такому же выводу, независимо от Борелли, пришел и английский механик Роберт Гукг считавший, что человек полетит только с помощью механического двигателя [14, с. 33]. Однако попытки летать с помощью машущих крыльев продолжались по крайней мере до середины XVIII в (В наше время техническая мысль вновь вернулась к идее полета с помощью мускульной силы человека (посредством привода воздушного винта). Уже достигнуты немалые практические результаты).
К 1670 г. относится первая из известных попыток дать проект летательного аппарата легче воздуха. Итальянский священник и ученый Франческо Лана пришел к мысли, что легкие тонкостенные шары обладают подъемной силой, а следовательно должны всплывать в атмосфере. Пользуясь научными трактатами Галилея и Торричелли, он сделал весовой расчет «летучей барки» (1670 г.) - судна, поднимающегося с помощью четырех медных шаров диаметром 8 м, из которых выкачан воздух [14, с. 42]. Представления о существовании атмосферного дав-яения не получили еще тогда достаточного распространения, и Лана (да и многие его современники, в частности Лейбниц) не знал, что его тонкостенные шары должны быть сплющены внешним давлением.
Бурное развитие мануфактурного производства в XVIII в. послужило мощным импульсом для развития точных и эмпирических наук и изобретательства. В истории авиации этот этап характеризуется интенсивным накоплением научных знаний и опыта. Вместе с известными достижениями промышленного производства это в конечном счете привело к созданию первых практических летательных аппаратов - воздухоплавательных средств.
5 июня 1783 г. братья Жозеф и Этьен Монгольфье осуществили первый беспилотный пуск аэростата диаметром 11,5 м, выполненного из оклеенного бумагой холста с веревочной сеткой и наполненного горячим воздухом. Таким образом, создание легкой, герметичной и устойчивой по форме оболочки позволило реализовать принцип, по которому в сплошной среде тело, обладающее весом меньше вытесненной им массы этой среды, всплывает вверх. 19 сентября в Версале братья Монгольфье запустили первый баллон с животными, а 21 ноября 1783 г. в Париже был осуществлен первый полет людей (Пилатр де Розье и Д'Арланд). Баллон имел диаметр 15 м, вес 675 кг и пробыл в воздухе с двумя пассажирами 20 мин, покрыв расстояние около 9 км [13, с. 70].
Полет аэростата братьев Монголъфъе с пилотами Пилатром де Розъе и Д'Арландом (21 ноября 1783 г.)
Одновременно французский ученый Жак Шарль создал и запустил баллон, наполненный водородом. В отличие от шара братьев Монгольфье, возникшего чисто эмпирически, этот более совершенный летательный аппарат (его подъемная сила на единицу веса конструкции была в несколько раз выше) был создан в результате целенаправленного освоения достижений науки (открытие в 1766 г. водорода Кавендишем, исследования Лавуазье о подъемной силе газовых оболочек и др.) и промышленности (получение каучука, примененного Шарлем в конструкции оболочки баллона). Первый полет людей на баллоне Шарля диаметром 9 м (сам изобретатель и Робер) состоялся 1 декабря 1783 г. Было покрыто расстояние около 40 км. Совершенство конструкции баллона Шарля выразилось также в различных технических деталях, облегчающих его эксплуатацию (сетка для подвески гондолы, клапан стравливания газа для спуска, балласт, якорь и др.) [13, с. 75]. Так был открыт путь к практическому воздухоплаванию.
Уже в XVIII в. многие ученые, предвидя недостаточную эффективность воздухоплавательных летательных аппаратов, искали пути к созданию аппаратов тяжелее воздуха. Так, в 1716 г. Эммануэль Сведенборг описал проект самолета, приводимого в движение качающимся жестким крылом. В 1754 г. русский ученый М. В. Ломоносов построил первую действующую модель геликоптера с пружинным моторчиком. Известен также проект самолета М. Бауэра, относящийся к 1764 г. (обнаружен в 1921 г.). На весьма тщательном чертеже этого летательного аппарата видно жесткое несущее крыло и качающееся (типа байдарочного весла) крыло для создания движущей силы. В 1768 г. возник проект конверто-плана - летательного аппарата с винтами для подъема и горизонтального перемещения, приводимыми во вращение пилотом («птерофор» Пауктона). В 1784 г. баденский архитектор К. Меервейн пытался построить и испытать рассчитанное им крыло, способное поднять и перемещать в воздухе человека благодаря машущим движениям.
В конце XVIII и в начале XIX в. было предпринято немало других попыток спроектировать и построить летательные аппараты тяжелее воздуха. Однако большая часть их по вполне понятным причинам шла по бесперспективному пути - реализации в машине принципа полета птиц. В то же время воздухоплавание уже в конце XVIII в., сразу же после первых полетов аэростатов братьев Монгольфье и Шарля, развивалось весьма бурно и во многих странах. Однако огромный энтузиазм, вызванный, как казалось, долгожданным разрешением проблемы полета, быстро сменился скепсисом в связи с новой проблемой. Оказалось, что аэростаты совершенно непригодны для решения транспортных задач - неуправляемые и не имеющие собственного двигателя, они оказались лишь «послушной игрушкой ветров». Назрела необходимость создания средств управления воздухоплавательными летательными аппаратами.
Первые проекты управляемых аэростатов появились уже в 1784 г. Сначала Ж. Бланшар в 1784 г. установил на аэростат крыльчатые весла и паруса (он же впервые благополучно сбросил с баллона с парашютом собак, человек на парашюте впервые спустился в 1797 г.).
Затем инженер Менье в 1785 г. предложил использовать для движения аэростата воздушные: винты, приводимые во вращение экипажем, а для управления - руль. Он же предложил для уменьшения аэродинамического сопротивления сделать форму аэростата вытянутой, каплевидной. По сути дела, это был первый проект дирижабля.
В начале 1785 г. Бланшар впервые пересек на баллоне пролив Ла-Манш, а через несколько лет началось практическое применение аэростатов (сначала привязных) для военных целей - разведки и корректировки артиллерийского огня. В июне 1804 г. русский ученый Я. Д. Захаров впервые провел из корзины аэростата научные наблюдения и замеры. Через два месяца с научными целями поднялся в воздух Ж. Гей-Люссак. Таким образом, воздухоплавание с первых своих практических шагов решало не только транспортные, но и научные (а также военные) задачи, что определило его назначение на многие годы вперед.
Последующее развитие воздухоплавания на протяжении нескольких десятилетий сводилось к поиску средств управления аэростатами, т. е. их возможности летать в нужном направлении с заранее намеченными точками посадки. Известны многие попытки применить на аэростатах машущие крылья, гребные колеса, воздушные винты и т. д. Однако отсутствие мощных источников энергии не позволяло решить эти задачи даже с минимальной эффективностью.
Первые десятилетия XIX в. ознаменовались, как известно, широким распространением паровых машин. Усовершенствование их посредством применения жаротрубных и водотрубных котлов высокого давления (до 5-7 ат), использование перегрева пара, а также теоретические исследования в области термодинамики (Карно, Джоуль, Клаузиус и др.) привели к повышению их компактности и уменьшению веса. Это натолкнуло ученых и инженеров, занимавшихся воздухоплаванием, на возможность применения паровой машины для движения аэростатов.
Первым предложил это сделать английский ученый и изобретатель Джон Кейли в 1816 г. (задача поиска механического двигателя для «воздушного судоходства» была поставлена им еще в 1809 г.) [15, с. 28]. В своем проекте Кейли дал расчет конструкции и энергетики аэростата (дирижабля) длиной 90 м с экипажем 7 чел. Паровая машина мощностью 1 л. с. и весом около 100 кг должна была сообщить аэростату скорость около 25 км/ч. Конечно, расчеты эти были ошибочными, что вскоре понял и сам Кейли. Кроме того, Кейли в своем проекте предложил ряд конструктивных идей, также опередивших свое время: разделение баллона на отсеки, жесткая конструкция - с деревянным каркасом или листовой обшивкой и др.
Идеи Кейли распространились, и в течение нескольких лет возник ряд интересных проектов дирижаблей с паровыми двигателями. Первым осуществил проект такого летательного аппарата француз Анри Жиффар. В 1851 г. он получил привилегию на «применение пара к воздухоплаванию». 24 сентября 1852 г. состоялся первый полет дирижабля Жиффара (длина баллона 44 м, диаметр 12 м) с подвешенной в гондоле паровой машиной его конструкции (мощность 3 л. с., вес с котлом 150 кг) [16, с. 32, 34]. На дирижабле имелся также парус. Однако полностью справиться с ветром не удалось, поскольку мощность мотора оказалась слишком мала. И все же Жиффар убедился, что дирижабль в полете вполне управляем. Достижения Жиффара, несмотря на многочисленные попытки его последователей, не были превзойдены вплоть до 1880-х годов.
Дирижабль с паровым двигателем конструкции А. Жиффара (1852 г.)
Наряду с поисками механического двигателя для аэростатов в середине прошлого века возникло немало проектов реактивных двигательных установок. В 1849 г. русский инженер И. И. Третеский предложил несколько проектов аэростатов с реактивной тягой, получаемой вследствие истечения различных рабочих тел: паров воды (или спирта), сжатого воздуха и пороховых газов. Проекты дирижаблей, приводимых в движение реактивными двигателями, были созданы испанцем Макларетом в 1852 г., Н. М. Соковниным в 1866 г. и др. [17].
В 60-70-х годах XIX в. развитие аэростатов переживало некоторый кризис, но были достигнуты некоторые успехи в их практическом применении в научных (для высотных исследований - Тиссандье, 1872 г.) и в военных целях (в том числе - для бомбардировки с воздуха, впервые- в Австрии, 1849 г.). В этот период велись интенсивные работы по созданию летательных аппаратов тяжелее воздуха и интерес к аэростату заметно остыл.
К концу 1870-х годов ученым и специалистам стало ясно, что воздушная среда как сфера перемещения человека может быть достаточно эффективно использована лишь с помощью моторных аппаратов тяжелее воздуха, однако уровень развития науки и техники до самого конца XIX в. был недостаточным для создания работоспособных средств такого рода.
Заключение.
Изучив развитие идеи полета человека и первые проекты летательных аппаратов, можно сделать вывод, что идея полета человека зарождалась еще в далекой древности. И эта идея изначально отражалась в сказках, мифах и легендах. Но время шло, и люди начали задумываться над тем, что и они могут достигнуть предела освобождения - летать как птицы.
Ученые и естествоиспытатели прекрасно понимали, что полет очень опасен и что за него можно поплатиться жизнью. Но это их не останавливало, и они попытка за попыткой пытались покорить небеса.
Познавая природу, человек не мог не обратить внимание на уникальное явление — полет птицы. Поэтому не случайно крылья в первую очередь были выбраны им в качестве возможного средства летания. Воздействие живого примера на сознание человека оказалось столь мощным, что на протяжении многих веков все помыслы о воздушном полете неразрывно связывались с машущими крыльями.
И идея о машущих крыльях началась с Роджера Бэкона и Леонардо да Винчи. Это представление оказалось неверным. Человек не может поднять себя на крыльях силой своих мышц. И потребовались столетия исканий, чтобы человек действительно полетел, «опираясь не на силу своих мускулов, а на силу своего разума».
Шло развитие летательных аппаратов. Точки над «и» были поставлены первыми полетами на монгольфьерах. Мечта осуществилась без помощи машущих крыльев.
Человек научился лететь на воздушных шарах, на самолетах с пропеллерами или реактивными двигателями, на вертолетах.
Ни одна отрасль техники не развивалась так быстро, как авиация. На глазах одного поколения самолет прошел путь чудесного превращения из предмета рискованного спорта в технически совершенную машину, покрывающую тысячекилометровые расстояния с огромной скоростью, поднимающую людей в стратосферу и помогающую решать исход крупнейших сражений.
И чем дальше человек продвигался в области авиации, тем меньше летающий аппарат становился похож на птицу. Следовательно, если бы люди остановились на копировании полетов птиц, то не было бы такого развития, и, возможно, не было бы тех летательных аппаратов, которые дали толчок к развитию авиации.
|
| Категория: Свободные статьи | Добавил: kek1749 (15.01.2016)
| Автор: Боженкова Алина E
|
| Просмотров: 3132
| Рейтинг: 4.5/2 |
|
|
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи. [ Регистрация | Вход ] |
| ... |
|
| ВНИМАНИЕ! | ПРИЁМ ЗАЯВОК НА УЧАСТИЕ
В 22-й ОЛИМИПИАДЕ
ОТКРЫТ!
ТЕСТИРОВАНИЕ ОТКРЫТО!
ПРИЁМ РАБОТ ОТКРЫТ! |
| Наш логотип |
|
| QR-код сайта |
|
| Организатор |
|
|
