Орнитоптер
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/1/17/Ornithopter_and_creator_George_R._White_at_St._Augustine_2.jpg/250px-Ornithopter_and_creator_George_R._White_at_St._Augustine_2.jpg)
Орнитоптéр[1] (англ. ornithopter, от др.-греч. ὄρνις, родит. п. ὄρνιθος — птица и πτερόν — крыло; буквально «птицекрыл»[2]) — воздушное судно тяжелее воздуха, которое поддерживается в полёте в основном за счёт реакций воздуха с его плоскостями, которым придаётся маховое движение.[3] В русском языке также распространёны синоним махолёт и описательное птицекрылый летательный аппарат[4]; академик Тихонравов М. К. также добавлял: «Вольно можно перевести словом „птицелёт“»[2].
В соответствии с Приложением 7 к Конвенции о международной гражданской авиации орнитоптеры входят в группу воздушных судов тяжелее воздуха, оснащённых силовой установкой.[5]
Теоретическая реализация
Орнитоптер на мускульной тяге
Академик Тихонравов М. К. утверждает, что основная проблема в создании пилотируемого орнитоптера на мускульной тяге заключается в недостаточно высоком отношении вырабатываемой человеком мощности в течение длительного времени к суммарной массе аппарата и самого пилота[6]. Формула вычисления мощности, необходимой для поддержания планёра в воздухе, выглядит следующим образом:[7]
- ,
где
- — масса летательного аппарата вместе с пилотом, кг;
- — скорость снижения аппарата, м/сек.
Академик Тихонравов принимает скорость снижения равной 0,45 м/сек. При условии, что вес такого аппарата вместе с пилотом не должен превышать 100 кг, для поддержания горизонтального полета нужно затрачивать мощность — 0,6 л. с. При этом таких показателей мощности могут достигнуть лишь спортсмены-тяжеловесы, вес которых превышает создаваемую подъёмную силу даже без учёта веса летательного аппарата[6].
В настоящее время выводы академика Тихонравова опровергнуты, в том числе и экспериментально. Спортсмены-велосипедисты не намного тяжелее обычных людей, но при этом способны развивать мощность 5-6 Вт на кг веса[8] (что для велосипедиста весом 85 кг составляет 0,7 л. с.) и поддерживать её в течение нескольких часов (обычная продолжительность шоссейных велогонок), а на финишной прямой в конце пятичасовой шоссейной гонки велогонщики могут кратковременно развивать максимальную мощность от 1600 Вт до 1700 Вт.
Таким образом,
Таким образом, основная проблема — эффективность машущего полета.
Исследования машущего полета
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/2/2e/Stockholm_Moderna_Museet_Collection_Vladimir_Tatlin_Letatlin%2C_1930-32_%285200746581%29.jpg/220px-Stockholm_Moderna_Museet_Collection_Vladimir_Tatlin_Letatlin%2C_1930-32_%285200746581%29.jpg)
В
Большой интерес к орнитоптерам наблюдался в СССР в предвоенное и послевоенное время, для этих целей на общественных началах был создан
Так, лётчик-испытатель Александр Маноцков при содействии авиаконструктора О. К. Антонова построил экспериментальный планер-орнитоптер с машущими крыльями осенью 1953 года (взлёт которого был выполнен с помощью самолёта-буксировщика Ан-2). Имевший предельно облегченную конструкцию летательный аппарат разбился при приземлении и пилот-изобретатель погиб[12].
Постройкой орнитоптеров в России занималась группа проф. В. А. Киселева. При хорошем финансировании и государственной поддержке лаборатория добилась значительных результатов. Было проведено большое количество экспериментов, создана аэродинамическая теория машущего полета, а также построен ряд летающих моделей с машущим крылом, наибольшая из которых была весом 12 кг. В начале 1990-х гг. в лаборатории Киселева был разработан проект пилотируемого одноместного летательного машущекрылого аппарата взлетным весом 450 кг. На проект даже была выделена часть средств, но перестройка не позволила реализовать задуманное[13].
Ортоптер
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/2/25/Grey_Goose_ornithopter_patent.png/220px-Grey_Goose_ornithopter_patent.png)
Сама идея орнитоптера — птицекрылого летательного аппарата — подразумевает подражание природным прототипам, птицам и насекомым, как в форме крыльев, так и в движениях ими.
Однако некоторые изобретатели в попытках создать пилотируемый аппарат на мускульной тяге, приходили к довольно замысловатым решениям, как, например, крылья-жалюзи[14][15], пытаясь превзойти природное решение техническим подходом.
Один из наиболее распространенных типов нептицеподобных машущих аппаратов — ортоптер (англ. orthopter, от др.-греч. ορθός — прямой и πτερόν — крыло; «прямокрылый») — летательный аппарат, использующий для получения подъёмной силы прямой «удар» плоскостью крыла при взмахе вниз.[4]
Орнитоптеры в мире
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/b/b4/Birdlike_plane.jpg/220px-Birdlike_plane.jpg)
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/4/48/HHAMS_Planes_2016_Skyonme_Spybird_Fred_01_FRD.jpg/220px-HHAMS_Planes_2016_Skyonme_Spybird_Fred_01_FRD.jpg)
В
В 1981 году машущий полёт осуществил и продемонстрировал прессе проф. Валентин Киселев, о чём сообщалось в газетах «Комсомольская правда», «Труд», «Московский комсомолец» от 6 ноября 1981 г.[источник не указан 1596 дней], а затем — другие газеты и журналы в СССР и за рубежом.
Американский конструктор Пол Маккриди[англ.], знаменитый своим самолётом с мускульным приводом, перелетевшим в 1979 г. Ла-Манш, построил в 1986 году модель птерозавра с машущим крылом. Модель запускалась с помощью катапульты, затем она планировала, включалось машущее крыло, но так, чтобы медленные движения крыла с малой амплитудой просто не мешали модели планировать. Это была лишь внешняя имитация машущего полета. В итоге модель была продана в Смитсоновский музей за 3 млн долларов США[источник не указан 1003 дня].
Второй проект разрабатывался американо-канадской группой, возглавляемой профессором Торонтского университета Джеймсом Делоуриером[англ.]. В сентябре 1991 год им удалось продемонстрировать полёт радиоуправляемой модели весом 3,36 кг[источник не указан 1003 дня].
В 2002 году появились сообщения, что Делоуриер построил пилотируемый махолёт, который никак не может взлететь. Его обсчёт по опубликованным данным показал, что этот аппарат и не мог летать. В 2006 году полёт всё же состоялся, но только при помощи дополнительного ракетного двигателя. Делоуриер сам не считает это осуществлением машущего полета[источник не указан 1003 дня].
В 2010 году в университете г. Торонто (Канада) был сконструирован орнитоптер на человеческой тяге под названием Snowbird[17] 2 августа 2010 года Snowbird совершивший полёт[18], когда пилот, и по совместительству силовая установка, Тодд Райхерт за 19,3 секунд пролетел расстояние в 145 метров со средней скоростью 25,6 км/час. Орнитоптер был поднят в воздух при помощи тяги легкового автомобиля.
См. также
Примечания
- ↑ Слово «орнитоптер» на Грамота.ру . Дата обращения: 12 июля 2012. Архивировано 15 марта 2016 года.
- ↑ 1 2 Тихонравов, 1937, с. 4.
- ↑ Приложение 7 к Конвенции, 2003, с. 1.
- ↑ 1 2 Авиация: Энциклопедия, 1994, с. 330.
- ↑ Приложение 7 к Конвенции, 2003, с. 5.
- ↑ 1 2 Тихонравов, 1937, с. 89—90.
- ↑ Тихонравов, 1937, с. 91.
- ↑ КПД велосипеда . Дата обращения: 7 февраля 2020. Архивировано 7 февраля 2020 года.
- ↑ Longest human powered flight (distance) Архивная копия от 20 мая 2014 на Wayback Machine.
- ↑ Flying Newsreel Архивная копия от 11 февраля 2017 на Wayback Machine. // Flying, April 1960, v. 66, no. 4, pp. 70.
- ↑ Экономов Л. А. Поиски крыльев: Записки Волгарева. — М.: Знание, 1969. — С. 270—384 с. — (Жизнь замечательных идей. Вып. 1) — Тираж 150 тыс.
- ↑ Виктор Гончаренко. Небо планериста // журнал «Вокруг света», № 6, 1970. стр.16-21
- ↑ В.А Киселев. Пришла пора - взмахнуть крылом! Журнал "Техника - молодежи" 09/2015 . Дата обращения: 26 декабря 2015. Архивировано 26 декабря 2015 года.
- ↑ Валерий Боздунов. Принцип образования подъемной силы крыльев орнитоптера . aviajournal.com. Дата обращения: 17 июля 2012. Архивировано 11 января 2014 года.
- ↑ Жалюзи вместо перьев№ 08. — С. 68—69. // Юный техник : журнал. — 1982. —
- ↑ 1 2 И. Н. Виноградов «Аэродинамика птиц-парителей», Всесоюзное Добровольное Общество Содействия Авиации, предисловие профессора Вл. Голубева, издательство ДОСАРМ, Москва, 1951, типография ДОСАРМ в г. Тушино, Г-50348, глава X. «Лабораторные исследования крыльев птиц», раздел «Полёты при помощи машущих крыльев», стр. 115—116
- ↑ Первый в мире орнитоптер . cnews.ru (23 сентября 2010). Дата обращения: 2 мая 2020. Архивировано 30 августа 2020 года.
- ↑ Видео испытания орнитоптера . Дата обращения: 26 апреля 2017. Архивировано 18 августа 2017 года.
Литература
- Приложение 7 к Конвенции о международной гражданской авиации: Национальные и регистрационные знаки воздушных судов = Annex 7 to the Convention on International Civil Aviation — Aircraft Nationality and Registration Marks. — 5-е издание. — ICAO, 2003. — 5 с. — ISBN 92-9194-112-3.
- Авиация: Энциклопедия / Гл. ред. Г. П. Свищев. — М.: Большая Российская энциклопедия, 1994. — 736 с. — 25 000 экз. — ISBN 5-85270-086-X.
- Тихонравов М. К. Полет птиц и машины с машущими крыльями / Ред. С. Г. Козлов. — К.: Типография Государственного научно-технического издательства Украины, 1937. — 127 с. — 2000 экз.
- Родных А. Птицекрылые машины. — Л.: Изд. «Красной газеты», 1929. — 46 с. — (Популярная библиотека журнала «Наука и техника»). — 20 000 экз.
- Wahl, Paul. Man-Powered Planes Get a New Lift. // Popular Science. — March 1972. — Vol. 200 — No. 3 — P. 67-69, 148.