Prvi leteči stroj Leonarda da Vincija. Neverjetni izumi Leonarda da Vincija

Kalik Konstantin Aleksandrovič

Srednja šola MBOU vasi Krasny Klyuch

z. Rdeči ključ, okrožje Nurimanovsky, Republika Baškortostan

Lutskaya Larisa Alekseevna, učiteljica srednje šole MBOU s. Rdeči ključ


Zgodovinsko raziskovalno delo na temo "Ali obstaja prihodnost za ornitopterje?"

1. Uvod.

2. Ornitopter Leonardo da Vinci.

3. Nadaljnji razvoj ornitopterjev.

4. Sodobna zasnova ornitopterjev.

5.Sodobna klasifikacija ornitopterjev.

6. Oblikovanje ornitopterja doma.

7. Zaključek.

8. Viri informacij.

Uvod

Skozi zgodovino se je človek poskušal povzpeti v nebo. Starodavni, ki so imeli pred očmi primer ptic, si niso mogli predstavljati drugega načina letenja. V očarljivi lahkotnosti vzpenjanja ptice so starodavni ustvarjalci mitov videli upanje za uresničitev sanj, da se dvignejo v nebo. Zato so po njihovi podobi nastala prva letala. Legenda o letečem letalu je živa že od časov starih Grkov. Poznamo mit Antična grčija o Ikarju, Dedalovem sinu, pripoveduje Ovid. Po legendi je Dedal, ki ga je skupaj s sinom Ikarjem ujel kralj Minos, dolgo iskal način za pobeg in ga končno našel. "Če je nemogoče pobegniti ne po kopnem ne po vodi, potem bom pobegnil po takšni cesti, kjer je Minos nemočen: odletel bom po zraku," pravi Dedal. Po zgodbi naj bi dolgo zbiral ptičje perje, da bi sebi in sinu naredil krila. Ko so krila pripravljena, jih ubežniki ponesejo v nebo. Ikar, ki je pozabil na očetova opozorila, se dvigne previsoko - vosek, ki drži perje skupaj, se stopi na soncu in deček, ki pade v morje, umre.

Vendar pa poskusi dviga v nebo niso bili opuščeni. »Spet srečamo neutemeljene poskuse letenja na vozilih, ki naivno posnemajo ptice, ali nove študije ... delno ponavljajo študije Leonarda ...« Tako je o tem zapisal izjemen sovjetski znanstvenik na področju raketne in vesoljske tehnologije M.K. čas. Tikhonravov v svoji knjigi "Letenje ptic in strojev s plapolajočimi krili". Še več, popolnoma enaki poskusi se ponavljajo v tridesetih letih našega stoletja in vsaj v projektih neuničljivo živijo še danes.

Namen mojega dela je preučiti znano zgodovino projektov ornitopterjev in možnosti za njihov razvoj v prihodnosti.

1) Preučite informacije o temi z uporabo poljudnoznanstvene literature, internetnih virov;

2) zbirati zanimiva dejstva o ornitopterjih;

3) poskusite sami z uporabo risb in diagramov sestaviti model ornitopterja;

4) pripravi gradivo za razredne ure.

Ornitopter(iz grškega ornithos "ptica" in pteron "krilo") - letalo, težje od zraka, ki je med letom podprto zaradi reakcij zraka s svojimi letali, ki se premikajo z zakrilci. V ruščini obstajajo tudi sinonimi za to besedo - vztrajnik in letalo s ptičjimi ali letečimi krili.

V 11. stoletju je benediktinski menih Olivier iz Malmesbeera poletel z vrha samostanskega zidu s krili, narejenimi po opisu poleta Dedala in Ikarja iz peres, zlepljenih skupaj. Uspelo mu je preleteti 120 stopnic, nato pa je padel in si zlomil noge. Neuspehi, padci niso preprečili, da bi se človek znova in znova dvignil v nebo. Želja po osvojitvi neba je bila močnejša od strahu.

Ornitopter Leonarda da Vincija

Morda je bil najbolj znan oblikovalec ornitopterjev Leonardo da Vinci. Bil je »univerzalni človek« – blestel je v slikarstvu, kiparstvu, glasbi, matematiki, arhitekturi ... Leonardo je bil prepričan, da se »lahko dvigne v zrak človek, ki premaga zračni upor s pomočjo velikih umetnih kril«. Prepričan, da ima prav, se je domislil naprave, ki bi človeku omogočila, da lebdi v zraku kot ptica in maha z velikimi mehanskimi krili, ki jih poganja le mišična moč. Da bi zasnoval ornitopter, je Leonardo da Vinci podrobno preučil anatomijo ptičjega krila. Na podlagi svojih opazovanj ptic, netopirjev, kačjih pastirjev je Leonardo ustvaril na desetine slik različnih letečih struktur, ki so imele zanimive inženirske rešitve. Risbe več modelov ornitopterja so preživele do danes. Leonardo da Vinci je zgradil svoj prvi leteči stroj v letih 1485-1487. V tem ornitopterju je morala biti oseba v ležečem položaju. Za let je bilo načrtovano, da uporabimo njegovo moč rok in nog. Noge so vpete v stremena tako, da ena noga dvigne krilo, druga ga spusti in nato obratno. Krila konstrukcije se upognejo in vrtijo s pomočjo vrvi in ​​vzvodov. To naj bi poleg vzgona ustvarilo silo naprej, potrebno za vodoravni let.

Leteča zasnova Leonarda da Vincija

Leonardo ni samo prinesel natančen opis zasnove, temveč tudi priporočila glede testiranja naprave. V njegovih zapiskih so našli naslednje vrstice: "To napravo boš preizkusil nad jezerom in si nadel dolg kožuh v obliki pasu, da se ob padcu ne utopiš. krilo je hitrejše od drugega, odvisno po potrebi, kot vidite, to počnejo zmaji in druge ptice. In poleg tega je spuščanje z dvema nogama vedno močnejše kot z eno ... In dvigovanje kril mora biti izvedeno s silo vzmeti oz. če hočeš z roko, še bolje pa z dvigom noge, je to bolje, ker so potem roke bolj proste.

Druga različica ornitopterja, ki jo je predlagal Leonardo, je bila naprava, v kateri je morala oseba zamahniti s krili, kot bi kolesar obračal kolesa z nogami, ki so bile z vzvodi povezane s strukturo moči kril. Na sliki vidimo nekaj podobnega zvonu, obešenemu pred "pilotov" obraz. Mnogi raziskovalci še vedno ne morejo ugotoviti, kaj bi to lahko bilo. Morda - to je nihalo, potrebno za označevanje položaja v prostoru. Navsezadnje je znanstvenik okoli leta 1485 naredil skico takšne naprave.

Najbolj znan projekt Leonarda da Vincija je čoln ornitopter. Ta model je razvil okrog leta 1487.

Ornitopter - čoln

Verjetno je moral človek za vzlet sedeti ali stati v čolnu in premikati vzvode, povezane s krili. Za obračanje vodoravnega volana, ki ima obliko ptičjega repa, je bila potrebna še ena ročica.

Konec leta 1480 Leonardo da Vinci ustvari velik model letala s parom kril. Oseba, ki stoji v skledi, s pomočjo sistema blokov požene krila. Zanimivo dejstvo: Ta zasnova je imela podvozje, ki se ga je dalo umakniti s kabli. Sam Leonardo je razmišljal takole: "Odločil sem se, da je bolje stati na nogah kot ležati, ker se naprava nikoli ne more obrniti na glavo ...". Ta zasnova velja za eno najmanj uspešnih zasnov ornitopterjev Leonarda da Vincija. Velika velikost ni pustila možnosti, da bi se ta naprava dvignila v zrak.

Naprava, v kateri bi lahko človek kot kolesar vrtel noge in spravljal v gibanje krila.

Vendar pa Leonardo da Vinci ni pustil poskusov, da bi človeka dvignil v nebo. Opazovanje ptic ga je pripeljalo do ideje, da glavni sunek med letom ustvarjajo konice kril. Končno, na samem koncu XV. Leonardo naredi risbo popolnoma novega projekta ornitopterja - s krilom, sestavljenim iz dveh zgibnih delov. Udarce naj bi izvajali zunanji deli, ki predstavljajo približno polovico celotne površine krila. Ta ideja, ki je prvi korak v zasnovi naprave s fiksnimi krili - letala, je v zadnjem desetletju 19. stoletja našla praktično uresničitev v poskusih znamenitega nemškega pionirja letalstva O. Lilienthala. Znano je, da je poskušal leteti z jadralnim letalom, konce krila je poganjal motor, nameščen na njegovem telesu.

Ornitopter z dvema zgibnima kriloma

Leonardov naslednji korak je povezan s preučevanjem mehanizma lebdenja in jadralnega leta ptic. Prišel je do zaključka: »... Ko je ptica v vetru, lahko ostane na njem, ne da bi mahala s krili, saj isto vlogo, ki jo krilo opravlja v odnosu do zraka v mirujočem zraku, opravlja premikajoči se zrak v odnos do kril s stacionarnimi krili.«

Na podlagi tega načela Leonardo pride do zaključka: ni človek tisti, ki bi moral odbijati zrak s svojimi krili, ampak bi moral veter udariti v krila in jih nositi v zraku, kot premika jadrnico. Takrat bo moral pilot letala vzdrževati ravnotežje le s pomočjo kril. »Ni potrebno veliko moči, da se podpiraš in uravnotežiš na svojih krilih ter jih usmerjaš na pot vetrov in nadzoruješ svojo pot, za to zadostujejo majhni premiki kril,« je leta 1505 zapisal Leonardo da Vinci. Na podlagi koncepta, ki ga je razvil, se je znanstvenik odločil ustvariti nov tip letala. Najverjetneje bi se moral bistveno razlikovati od ornitopterjev prejšnjih let. Po mnenju italijanskega raziskovalca dela Leonarda da Vincija R. Giacomellija bi lahko šlo za enokrilno letalo z razponom kril približno 18 m, namenjeno letenju v vzpenjajočih se zračnih tokovih (po sodobni terminologiji lebdeče jadralno letalo). Krila so bila premična, vendar je bila v primerjavi s prejšnjimi zasnovami njihova gibljivost zelo omejena in so služila le za ravnotežje. "Umetna ptica" s posadko naj bi štartala z vrha gore Ceccheri (Labodja gora) v okolici Firenc in se, pobrana od navpičnih tokov, dvignila v zrak. Leonardo da Vinci je v pričakovanju tega dogodka v svoji Razpravi o letu ptic zapisal: »Velika ptica bo začela svoj prvi let s hrbta svojega velikanskega laboda in napolnila vesolje z začudenjem, napolnila vse spise z govoricami o sebi , z večno slavo gnezdu, kjer se je skotil.” Vendar Italiji ni bilo usojeno, da postane rojstni kraj jadralnega letenja. Leonardo, obremenjen s številnimi naročili, nikakor ni mogel začeti izvajati svoje zamisli.

Nadaljnje razmišljanje je Leonarda da Vincija pripeljalo do ideje, da je treba zgraditi takšen aparat, ki se bo sam poganjal. Človek pa mora ohraniti popolno svobodo upravljanja z njim. Ta ideja je bila blizu zamisli o izdelavi letala. Manjkala je le ena stvar – ideja o motorju.

Dela Leonarda da Vincija so dolgo ostala neznana. Toda, če analiziramo zgodovino razvoja pogledov na letalstvo, lahko naredimo nedvoumen zaključek: ideja o letalu ni nastala sama od sebe, ampak je "zrasla" iz projektov naprav z mahajočimi krili, avtor prvega je bil veliki Leonardo.

Nadaljnji razvoj ornitopterjev

Zgodovina razvoja letalstva kaže, da se je kopičenje znanstvenih spoznanj s proizvodnjo praktičnih poskusov z letečimi modeli intenzivno ukvarjalo po vsem svetu v 40-80-ih letih prejšnjega stoletja. V našem delu bomo skušali sistematizirati posamezna dejstva poskusov razvoja zračnega prostora v posameznih državah.

Ornitopterji v Rusiji

Veliko zanimivih informacij o poskusih vzleta Rusa je mogoče zbrati z branjem članka Eduarda Kudryavtseva "Ustvarjanje vztrajnika: od grdega račka do belega laboda". Tukaj je nekaj izvlečkov:

1699 Strelec Vyazansky Serov je izdelal krila v Ryazhsku. Krila golobov so odlična in kot ponavadi sem hotel leteti, a sem se dvignil le za 7 aršinov, se prevrnil in padel na hrbet, vendar me ni bolelo. (Iz spisa v vojvodskem uradu 1693).

1724 v vasi Pikhlets, provinca Ryazan: uradnik tovarne Peremyshlevo, Ostrovkov, se je odločil leteti po zraku. Naredil krila iz bikovih mehurčkov, a ni poletel; nato ga je naredil kot trakove ... V močnem vetru ga je dvignilo višje od človeka in ga vrglo na vrh drevesa in komaj je zlezel, vsega se je opraskal. (iz zapiskov Bogolenova).

Leta 1720 je v vasi Klyuche, nedaleč od Ryazhska, kovač po imenu Chernaya Groza, ki so ga imenovali ena, naredil krila iz žice in jih oblekel kot rokave; na vzhodnih koncih je bilo dano najmehkejše perje, kakor puh jastrebov in ribičev, in po spodobnosti tudi kakor rep na nogah, na glavi pa kakor klobuk z dolgimi mehkimi peresi; tako malo je letel, ne visoko ne nizko, se je naveličal in se je pogreznil na streho cerkve, a duhovnik mu je požgal peruti in ga skoraj preklel (kovača. - ​​E.K.). (Iz spisa vojvode Voeikova, 1730).

A ne glede na to, kako zanimiva so dejstva, so vse to »primeri preteklih dni, legende globoke antike«. Kaj pa naša pretekla doba? Kako daleč so izumitelji napredovali od modela motorja z zvito gumo, tako imenovane "ptice Peno" (ime francoskega znanstvenika), ki je, mahajoč s krili, letela deset metrov, medtem ko je bilo tovarni dovolj?

1871. Mikhnevič, kandidat univerze v Sankt Peterburgu, je prišel do načrta letala, ki leti s pticami. Valjoča krila so bila vrtljivo pritrjena na prečko, njihove konce pa so vzmeti potegnile skupaj. Zračni tlak naj bi dvignil krilo navzgor, vzmet - za zamudo.

Vendar ideja ni bila odobrena.

Mikhnevičeva ptica, ki leti 1871

Leta 1895 je na razstavi najnovejših izumov v Sankt Peterburgu nedokončan ornitopter, ki ga je oblikoval A.N. Kostikov-Almazov. Njegova višina je bila približno 4 metre. Zasnova je imela svoje ime "Letalska posadka 20. stoletja", ki ji jo je dal izumitelj. Po razstavi je Kostikov-Almazov prek časopisa pozval prebivalstvo s prošnjo za zbiranje sredstev za dokončanje njegovega dela: »Prosim prijazne ljudi, da mi v imenu človeške človečnosti pomagajo zgraditi omenjeno kočijo, da bi oživili nove tehnična ustvarjalnost v polsvetli državi Rusiji. Za končno obdelavo potrebujem 300 rubljev, za aluminij 200 rubljev, za platno in druge materiale 350 rubljev. Poleg tega sta potrebna dva motorja: 50 KM in 30 KM. Sprašujem, če ga bo mogoče uporabiti za let. Sponzorjev pa nikoli ni bilo.

Približno v istih letih je inženir Tatarinov razvil svoj model ornitopterja z uporabo sredstev, ki jih je dodelila vlada. Izbral je krila s površino dežnika. Imeli so samoodpiralne ventile, kot v Degenovi zasnovi. Zagotovljen je bil motor. Vendar delo ni bilo nikoli dokončano.

Prvi vztrajnik, izdelan v Rusiji na začetku 20. stoletja, je bolj znan kot Smurovljev ornitopter. Naprava je imela motor motocikla 3,5 KM, iz katerega je bil pogon na krila in kolesa. Po zamisli avtorja naj bi napravo na štartu pospešila vlečna sila sprednjih koles od motorja, po preklopu motorja na krila pa vzletela. Parametri vztrajnika, ki ga je zasnoval Smurov: frekvenca gibov 60-80 na minuto, površina krila 13,5 kvadratnih metrov, prazna teža aparata 80 kg, od tega motor 26 kg. Ornitopter je zgradil V.M. Smurov v Sibiriji. Leta 1913 so ga pripeljali v Moskvo, kjer ga je izumitelj prvič poskusil preizkusiti na moskovskem letališču v prisotnosti N.E. Žukovski. Vendar med preizkusi ornitopter ni vzletel.


Vztrajnik Smurov 1901

"Letatlin" - nemotorno individualno letalo, ornitopter. Konceptualno umetniško delo Vladimirja Tatlina, ki ga je izdelal z ekipo asistentov v letih 1929-1932. "Letatlin" je bil narejen v treh skoraj enakih izvodih, od katerih se je z nekaterimi izgubljenimi detajli ohranil le eden. Leta 1929 je Tatlin začel neposredno izvajati idejo o ornitopterju. Ekipo pomočnikov so vključevali G. A. Sotnikov, G. S. Pavilionov, A. V. Shchepitsyn, A. E. Zelensky, študenti Vkhuteina, kirurg M. A. Heinze, pilot-inštruktor A. V. Losev.

V vogalnem stolpu Novodeviškega samostana je bila postavljena posebna delavnica za izdelavo ornitopterja. Maja 1932 je bila na italijanskem dvorišču Muzeja lepih umetnosti razstava, na kateri je bil predstavljen "Letatlin". Testa ene od naprav ni bilo zaradi poškodbe med transportom. Po likvidaciji delavnice v samostanu Novodevichy ornitopter ni bil nikoli testiran. Po njegovi smrti leta 1953 se je Tatlin "vrnil" v Novodeviški samostan brez "Letatlina" - pokopa pepela v kolumbariju Novodeviškega pokopališča.

Ker naprav zaradi velike velikosti ni mogel shraniti v svoji delavnici, je Tatlin vse tri kopije predal različnim oddelkom. "Letatlin št. 1" je bil po Tatlinu v skladih razstave "Umetniki RSFSR 15 let." "Letatlin št. 2", po Tatlinu, je bil leta 1933 v Centralnem svetu Vsezveznega društva izumiteljev. Oba izvoda so ti oddelki neodgovorno izgubili.

Edina ohranjena različica aparata Letatlin št. 3 (z nekaterimi izgubljenimi deli) je bila leta 1933 po Tatlinu v muzeju Osoviahim, nato pa je po več spremembah v organizaciji letalskih muzejev vstopila v Centralni državni muzej letalstva in Kozmonavtika po imenu N. E. Žukovskega v mestu Monin (trenutno Centralni muzej letalskih sil Ruske federacije).

"Letatlin št. 3" je avtor prvotno namenil ne za lete, temveč za vizualno percepcijo - kot samozadosten umetnina. Prav zaradi tega ga je Tatlin pustil brez »navlake«, ki skriva dizajn.

Ornitopter Vladimir Tatlin - Letatlin, 1932

Leta 1935 je B.I. Cheranovsky izvedel poskuse letenja na ornitopterjih-jadralnih letalih. Slednji je dobil ime BICH-18. Testirali so ga po posebnem programu, ki je vključeval testiranje najprej kot jadralnega letala, nato pa še kot ornitopterja. Zasnova je bila dvokrilno letalo z zgibnimi krili, ki jih je poganjal pilot. Gibanje mahanja je bilo sestavljeno iz izmeničnega približevanja in širjenja kril (zasnova tipa dvojne škarje). 10. avgusta 1937 pilot R.A. Pischuev je opravil prvi let. Testi so razkrili dobre lastnosti letala, drugi del testov pa je pokazal, da način flappinga ni dal bistvenega učinka. Razlog je bila konstantnost kota namestitve kril in njihov togi aerodinamični profil. Nadaljnje testiranje letala je bilo prekinjeno.

Jadralno letalo Ornithoptor B.I. Čeranovski (BICh-18, 1935)

Pomemben prispevek k preučevanju letečega leta so prispevali akademiki M.K. Tihonravov, G.I. Petrov. Leta 1981 je skupina študentov in inženirjev pod vodstvom profesorja M.K. Tikhonravova je izvedla in prikazala flapping let. Od takrat so testirali radijsko vodene modele vztrajnikov, ki tehtajo 7-10 kg; nastali so projekti velikih krilnih letal s posadko za različne namene. Zasnova letala s posadko, ki bi lahko preletelo Rokavski preliv, je končana.

Poleg zgornjega razvoja bi lahko govorili tudi o ornitopterjih oblikovalcev: A. Yu. Manotsky (1955), D.I. Ilyin (1965), A. Shiukov in V. Andrev, V. A. Kiselev (1981), V. M. Toporov (1983-1992).

Ptica Dmitrija Iljina

Manotskov dizajn "Kashuk"

Velik prispevek k preučevanju letečega leta in ustvarjanju vztrajnikov je prispeval inženir Vladimir Mihajlovič Toporov. Ekipa pod njegovim vodstvom je ustvarila več modelov vztrajnikov. Leta 1983 je bil razvit model Ilona, ​​ki je tehtal 3,5 kg. Vzletela je s tal, vzletela, a takoj padla. Leto kasneje je bil model RM-4 z gumijastim motorjem zasnovan za letenje pri nižjih hitrostih kot Ilona. Nizke hitrosti so omogočile zavarovanje modela med letom s preprosto napravo, kot je ribiška palica. Enkrat je model vzletel z asfalta in letel 17,5 sekunde.

Leta 1987 so ustvarili vztrajnik polne velikosti "Truth" z motorjem iz motocikla "Planet-Sport" za osebo.

Vztrajniki Vladimirja Mihajloviča Toporova

Leta 1987 je "Resnico" na letalskem mitingu v Tušinu preizkusil testni pilot Vladimir Makagonov (z borovimi krili, z repnim kolesom). Naprava je kljub teži (170 kg) vseeno vzletela s tal. To so posnele video kamere. Vztrajnik se je pri nizkih vrtljajih vrtel "zadaj naprej". Pozimi 1988-1989 je vztrajnik "tekel" gladko, ni se dotaknil ribičev na ribniku, ob koncu zime pa se je dvakrat odmaknil od tal za približno pol metra, nato pa (16. aprila) padel v vodo. . Kasneje so nastali modeli "Petrusha", "Giordano", "Invisible", "Azazel".

Razvoj ornitopterjev v tujini

Oblikovalci po vsem svetu so delali na ustvarjanju modela, ki simulira let ptice. Že leta 1647 je poletel prvi model letala z motorjem. Njegov razvijalec je bil Italijan Titus Livio Burattini. Opis te naprave se je ohranil do danes: imela je štiri pare kril in rep. Dva srednja para sta bila nepremična, gibanje po principu ornitopterja je potekalo s pomočjo vzmeti, nameščenih na sprednjem in zadnjem paru kril. Osem let pozneje je Robertu Hooku uspelo ponoviti poskus in v zrak izstreliti svoj model ornitopterja.

V Franciji je leta 1781 Blanchard svoj izum objavil v časopisu Journal de Paris. Na križnem stojalu naj bi stala meter in pol dolga in tri četrt široka posoda, sestavljena iz tankih palic. Krila, ki tvorijo dežnik s premerom 6 metrov, naj bi bila nameščena na dveh lesenih stojalih. Vendar pa je izumitelj javnosti predstavil popolnoma drugačen dizajn.

Gustave Trouvé je leta 1801 Francoski akademiji znanosti priskrbel originalni ornitopter (mehansko ptico). To letalo je spominjalo na pravljičnega zmaja z razširjenimi krili. Krila so bila pritrjena na noge podkvasto ukrivljene cevi. Zaporedno naraščanje in zmanjševanje zračnega tlaka v tej cevi je povzročilo nihajna gibanja njegovih nog in skupaj s krili. Takšna gibanja so povzročile zaporedne eksplozije kartuš, nameščenih v samodejni kupoli za 12 strelov. S temi naboji je ornitopter lahko letel 75 metrov. Po zadnji eksploziji se je v čudovitem jadralnem letu spustil na tla. Model je tehtal 3,5 kilograma.

Model Gustava Trouvéja 1821

V avstrijski prestolnici - na Dunaju, izumitelj Jacob Degen razvija svoj ornitopter. Zasnoval je model z zložljivimi krili tipa padala, ki so šla naravnost gor in dol na enak način. Letalo se je imenovalo ortoopter in je bilo neke vrste ornitopter. Zgrajena je bila iz trstičja, tankega papirja, prepojenega z lakom, svilenih čipk in lesa. V krilih je bilo 1200 ventilov, ki so se zapirali, ko so se krila premikala navzdol, in odpirala, ko so se premikala navzgor. Izumitelj je svoje poskuse z ortopterjem izvajal tako, da ga je obesil na protiuteži. Nato je prešel na poskuse z balonom, ki je nadomestil protiuteži. S tem smo dosegli približno enakomerno porazdelitev dvižne sile med balonom in krili. 12. novembra 1808 mu je v prisotnosti javnosti v mirnem vremenu uspelo vzleteti in nato uspešno pristati. Napaka oblikovalca pa je bila ravno v uporabi balona, ​​ki se je tudi ob rahlem vetru izkazal za oviro. Ob tem polet ni bil izveden, ortopter sploh ni vzletel s tal.

V Franciji je ornitopterje izumil Vincent de Graoff. Njegov vztrajnik je imel približno 20 kvadratnih metrov velika krila, pritrjena v zgornjem delu pravokotnega lesenega okvirja. Pilot se je nahajal na sredini tega okvirja stoje in je s svojimi nogami sprožil krila. Nadaljnje izboljšave te zasnove niso dale želenega rezultata. Nato se je izumitelj odločil uporabiti balon, da bi se z njega spustil na svojem ornitopterju. Verjel je, da bo to pomagalo določiti smer nadaljnjega izboljšanja letala. Na pomoč je poklical angleškega balonista Simmonsa. Njihov let je potekal 9. julija 1874. Balon je vzletel iz Londona s 125 kg težkim ornitopterjem, obešenim pod njim in njegovim izumiteljem. Na višini nekaj metrov je Simmons odpel ornitopter. Med spuščanjem so se krila pod zračnim pritiskom dvignila in zlomila. Izumitelj se je zaletel in padel na avtocesto. Leta 1897 je inženir Arthur Stenzel v Altoni (Nemčija) naredil velik ornitopter. Njegov okvir je bil jeklen s tesno prilegajočo gumirano tkanino. Razpon kril je bil 9,32 metra. Teža ornitopterja je 32 kilogramov. Še več, od te teže je 17,5 kilogramov predstavljalo motor s 3 konjskimi močmi, ki deluje na stisnjen ogljikov dioksid. Kljub prisotnosti motorja ornitopter ni mogel samostojno leteti. Obešena na žico pa se je z vsakim zamahom kril lahko samostojno premaknila za tri metre.

Flywheel Vincent de Groff1874Model Arthurja Stenzela 1897

Leta 1928 je na Floridi v San Augustinu izumitelj White izvedel vrsto poskusov s svojim ornitopterjem. Dizajn, ki ga je ustvaril leta 1927, je vključeval vse novo, kar je lahko dala najboljša ameriška industrija na svetu. Okvir Whiteovega ornitopterja je bil zvarjen iz brezšivnih krom-molibdenovih brezšivnih cevi. Relativno kratka osemmetrska (manj kot 2,5 metra) naprava je imela krila, ki so segala kar devet metrov, iz neznanega razloga pa niso bila gladka, ampak so iz neznanega razloga imela imitacijo perja. Zakaj tako? Očitno je izumitelj želel prihraniti pri vsem in glede teže mu je uspelo. Končna teža naprave je bila le 53,5 kilograma - kar ni slabo niti po sodobnih standardih. Ostal je še zadnji korak - avto, dokončan leta 1928, se je pripravljal "okusiti zrak". Med poskusnim letom se je naprava zrušila.

Whiteov model izumitelja

Sodoben dizajn ornitopterjev

Sodobni oblikovalci še naprej delajo na ustvarjanju ornitopterjev. Poleg tega delo poteka v dveh smereh: ustvarjanje modelov - dronov in ustvarjanje modelov, ki lahko človeka dvignejo v nebo.

Ustvarjanje ornitopterjev s posadko

T. Harris, raziskovalni inženir na Memorial Institute v Columbusu, Ohio, in D. Delarier, predavatelj vesoljskega inženiringa na Univerzi Princeton, sta ustvarila dvometrski radijsko voden model, vendar nista dosegla izjemnih rezultatov. Nato so poskušali zgraditi vozilo s posadko z razponom kril 18 m, vendar projekt ni bil nikoli uresničen. Vzporedno se je vodja Laboratorija za raziskovanje letenja Raspet na Univerzi v Mississippiju, D. Bennet, ukvarjal s problemom letečega leta. Preizkusil je radijsko vodene ornitopterje, ki so jih na jeklenici vlekli za avtomobilom. Tudi Bennett je prišel do nesrečnega zaključka: "Mora obstajati dober razlog, zakaj brata Wright nista izdelala vztrajnika." Že v našem času so se zadeve lotili strokovnjaki britanskih zračnih sil, ki jih je vodil Roy Underwood. Z uporabo najboljših materialov in tehnologij so poustvarili Leonardovo ptico, ki pa nikoli ni poletela. Ameriški oblikovalec Paul McCready, znan po svojem letalu na mišični pogon iz leta 1979, ki prečka Rokavski preliv, je leta 1986 zgradil model pterozavra z mahajočimi krili. Model je bil izstreljen s katapultom, nato je zdrsnil, vklopil je mahajoče krilo, vendar tako, da počasni gibi krila z majhno amplitudo enostavno niso motili drsenja modela. Šlo je le za zunanjo imitacijo plapolanja. Posledično je bil model prodan muzeju Smithsonian.

Drugi projekt je razvijala ameriško-kanadska ekipa, ki jo je vodil profesor James Delourier z univerze v Torontu. Septembra 1991 jim je uspelo demonstrirati polet radijsko vodenega modela, ki je tehtal 3,36 kg. Leta 2002 so se pojavila poročila, da je Delourier zgradil letalo s posadko, ki nikoli ne more leteti. Njegov izračun po objavljenih podatkih je pokazal, da ta naprava ne more leteti. Polet se je vendarle zgodil leta 2006, a le s pomočjo dodatnega raketnega motorja. Sam Delourier tega ne smatra za vajo v letenju z zamahom.

Sodobni ornitopterji s posadko

(2006, Toronto, oblikovalec Delourier)

2. avgust 2010 v Tottenhamu - kanadska provinca Ontario, "Snowbird", ki ga je zasnoval Todd Reichert, je na testiranju letenja. Vzlet se zgodi, ko ga vleče avto. Ornitopter ostane v zraku 19,3 sekunde. in premaga 145 m s hitrostjo 25 km / h. Značilno je, da je pri razponu kril 32 m teža letala le 42 kg. Leta 2013 je bil ornitopter postavljen v Kanadski letalski in vesoljski muzej.

Brezpilotna letala ornitopter

Skupina izumiteljev s tehnološke univerze Delft (Nizozemska) je razvila avtonomno letalo, ki ostane v zraku zahvaljujoč mahanju s krili. Naprava, imenovana DelFly Explorer, je sposobna samostojno navigirati v zraku in se izogibati trkom z ovirami, njena baterija pa zdrži 9 minut gibanja. Naprava ima razpon kril 28 cm, skupna teža konstrukcije pa je le 20 gramov.

Letalo DelFly Explorer

Miniaturni leteči robot ameriškega podjetja AeroVironment, velik približno kot pravi kolibri, se je naučil izvajati različne akrobatike in pokazal sposobnost lebdenja in manevriranja z visoko natančnostjo. Prve preizkuse je opravil leta 2009. Model lahko pospeši do 18 km / h in tehta le 19 gramov. Drugi dron se imenuje Park Hawk. To je serijski ornitopter projekta FlappingFlight. Med letom letalo ponavlja gibe žive ptice. Sposoben je pridobivati ​​višino ali se spuščati s spreminjanjem intenzivnosti udarca kril. Od drugih predstavnikov ornitopterjev se ta model razlikuje po letenju v načinu "takojšnjega načrtovanja". Aparat preneha premikati krila in drsi po zraku, kot se to dogaja pticam. Če želite to narediti, samo pritisnite gumb na daljinskem upravljalniku. Specifikacije: teža - približno 370 g, dolžina - 69 cm, razpon kril - 107 cm, skupna površina kril - 2420 kvadratnih centimetrov. Park Hawk dokazuje visoko natančnost med letom.

Ornithopter Park HawkMiniaturni leteči robot

Vojska kaže veliko zanimanje za UAV - ornitopterje. Vojska potrebuje brezpilotna letala, ki niso le videti kot ptice, ampak želijo, da letijo tako tiho in okretno kot prave ptice, kar pomeni, da potrebujejo ornitopterje.

Trenutno se droni ornitopterji pogosto uporabljajo na različnih področjih človeškega življenja: geologija, gradbeništvo, proizvodnja nafte, kartografija ... In med običajnimi ljudmi je veliko ljubiteljev fotografiranja s pritrditvijo video kamere na nadzorovani dron orniptopter.

Sodobna klasifikacija ornitopterjev

Delo ne bo v celoti predstavljeno brez navedbe vrst ornitopterjev. Vrnimo se k definiciji ornitopterja. Torej, ornitopter je letalo, težje od zraka, ki se v letu podpira predvsem zaradi reakcij zraka z njegovimi letali, ki se premikajo z loputami. Med sortami ornitopterjev lahko navedete:

Jadralni ornitopter - naprava, ki se dvigne v zrak z zunanjo pomočjo (na primer z vleko, s pomočjo vitla ...);

Motorni ornitopter - naprava, opremljena z motorjem;

Orthopter - letalo s ptičjimi krili;

Ornitopter na mišični vleki (musculolet) - naprava, ki jo poganja mišična energija pilota.

Izdelava ornitopterja doma

Ob preučevanju poljudnoznanstvene literature, internetnih virov na to temo sem se odločil oblikovati svoj model ornitopterja. Na internetu je zelo enostavno najti že pripravljene risbe in diagrame. Poleg tega lahko na posameznih spletnih mestih najdete opis dela po korakih. Postopek izdelave modela je trajal precej časa, zahteval je vztrajnost, natančnost in potrpljenje.

Moj model ornitopterja

Odločil sem se preizkusiti model v različnih pogojih. Dobljeni rezultati so predstavljeni v spodnji tabeli.

Glede na rezultate testa lahko sklepamo, da moj model leti kratek čas. A tudi to je velik uspeh za začetnika. Mislim, da bom v prihodnosti poskušal ustvariti model z najboljšimi lastnostmi.

Zaključek

Po preučevanju poljudnoznanstvene literature o tej temi sem prišel do naslednjih zaključkov:

1. Zamisel o dvigu v zrak je človeštvo privlačila že od nekdaj. Prvi izumitelj ornitopterja je Leonardo da Vinci. Njegovi privrženci so šli veliko dlje. Danes lahko štejemo za najbolj obetavna področja - ustvarjanje ornitopterskih robotov in ustvarjanje ornitopterjev s posadko. Prva smer je dobila širši razvoj (pojavili so se novi, ultra močni in ultra lahki materiali, nova orodja), razvija se tudi druga, vendar se še niso pojavili uspešni modeli ornitopterjev s posadko. Vendar je treba to smer obravnavati kot obetavno. Upam, da bo najnovejši razvoj ornitopterjev brez posadke postal osnova za ustvarjanje modelov s posadko.

2. Ornitopterji imajo svoje prednosti in slabosti. Prednosti vključujejo:

Visoka manevrska sposobnost;

Sposobnost letenja pri nizkih hitrostih;

Nimajo omejitev teže;

Ekonomično;

Ne onesnažujte okolja.

Od pomanjkljivosti je treba izpostaviti zapletenost kontrole letenja.

Viri informacij

  1. A. Sorodniki. Stroji s ptičjimi krili, ornitopterji in ortopteri, njihov opis, zgodovina in uporaba v življenju. L., 1929, str.1-46
  2. D. Voronin. Ali se bo mišični let dvignil?.. // Mladi tehnik. -1998 - št. 7. - str.38-42
  3. I. Vinogradov. Človek na krilih // Mladi tehnik. -1958 - št.5. - str.38-44
  4. Helikopter tipa muscolet. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Musculolet
  5. Prvo letalo. URL: http://oko-planet.su/science/sciencediscussions/58574-pervye-letatelnye-apparaty.html
  6. Državne in registrske oznake zrakoplovov. URL: http://aviadocs.net/icaodocs/Annexes/an07_cons_ru.pdf
  7. Radijsko vodeni modeli. Ornithopter Park Hawk. URL: http://rc-aviation.ru/forum/topic?id=3985
  8. Neuspeli nevidni: Ornitopter Georgea Whitea. URL: http://strangernn.livejournal.com/493225.html
  9. Človek kačji pastir. URL: http://zhurnalko.net/=nauka-i-tehnika/tehnika-molodezhi/1993-11--num11
  10. Robot Nano kolibri URL:

Letalo Leonarda da Vincija. Leonardo da Vinci navdušuje s pestrostjo svojih znanstvenih zanimanj. Njegove raziskave na področju oblikovanja letal so edinstvene. Preučeval je letenje in načrtovanje ptic, strukturo njihovih kril, ustvaril letala z mahajočimi krili, padalo, model spiralnega propelerja in druge za svoj čas edinstvene naprave. V rokopisih Leonarda je na desetine slik različnih letečih struktur, ki imajo številne zanimive inženirske rešitve. Struktura krila. Leonardo je začel ustvarjati "letala" s preučevanjem vedenja kačjih pastirjev v zraku, nato pa je prišel do mahanja s krili kot sredstva za preučevanje odbijanja iz zraka. Izračunati je bilo treba človeško moč, ki je potrebna za dvig poletne uteži v zrak, katere skupna teža naj bi bila okoli 90 kg. Leonardo da Vinci je po natančnem preučevanju letenja ptic oblikoval svoj prvi model letala, ki je imelo mahajoča krila, kot npr. netopir . Z njegovo pomočjo, odrivanjem zraka s pomočjo kril in z uporabo moči mišic rok in nog je človek moral leteti. Krila naj ne bi samo dvignila človeka v zrak, temveč naj bi ga zahvaljujoč napravam, kot so krilca in tečaji, tudi obdržala v zraku. Potem je bil Leonardo prepričan, da lahko izvede človeški let s pomočjo mahajočih kril. Svoje premalo močne mišice je nameraval nadomestiti z energijo takšnega mehanizma, kot je napet lok, ki bi bil, kot je verjel, povsem dovolj za človeški let. Toda tudi pri uporabi tega navijalnega mehanizma so bile težave s hitrim odvijanjem vzmeti. Leta so minevala in ko se je Lenardo po premoru spet lotil študija letenja, je že razmišljal o vzpenjajočem se letenju s pomočjo vetra, saj je vedel, da je v tem primeru potrebno manj truda, da bi letalo obdržali in premikali. zrak. Ornitopter z ležečim pilotom. Na taki napravi mora biti človek med letom v ležečem položaju in z gibi rok in nog nadzorovati mehanizme mahanja s krili. Noge so vpete v stremena tako, da ena noga dvigne krilo, druga ga spusti in nato obratno. Krila se upognejo in vrtijo s pomočjo vrvi in ​​vzvodov. To letalo ima trup v obliki čolna. Ogromna netopirja podobna krila poganjajo mehanizmi. Tako kot pri čolnih je za krmiljenje na voljo volan. Široka repna ravnina je bila najverjetneje namenjena nadzoru višine. Predhodnik helikopterja. Navpično leteči stroj velja za predhodnika helikopterja. V tej napravi je izumitelj predvidel dva para kril, ki plapolata izmenično. Med letom je moral človek stati znotraj ogromne sklede s premerom 12 m.Krila aparata so morala imeti širino 24 m, njihov razpon pa je bil približno 5 m.Za nadzor mehanizmov aparata je pri tem so morale sodelovati pilotove roke, noge in celo glava. Zamah s krili je moral potekati navzkrižno, gor in dol, kot ptičja krila. Če bi to zgradili, bi bil stroj tako težak, da ne bi bilo mogoče leteti. Leonardo je prepoznal to težavo in poskušal zmanjšati težo z uporabo lažjih materialov. Letalo z navpičnim vzletom. Leonardo je želel na to napravo namestiti sistem zložljivih lestev, ki je analog sodobnega zložljivega podvozja. Ob pristanku bi konkavni klini, pritrjeni na podnožje stopnic, služili kot blažilnik udarcev. Zračni propeler. Na skicah Leonardo upodablja tudi povsem drugačno letalo – »propeler«, ki se lahko dvigne v zrak. Aparat s takšnim propelerjem bi moral leteti z vijačenjem v zrak! Polmer vijaka je 4,8 m, imel je kovinski rob in prevleko iz škrobanega platna. Vijak so morali poganjati ljudje, ki so hodili okoli osi in potiskali ročice. Obstajal je še en način za zagon propelerja - potrebno je bilo hitro odviti kabel pod osjo. Padalo. Maketa je bila izdelana na osnovi kvadratnega lesenega okvirja, iz katerega vogali so tudi lesene letve, pritrjene nad sredino okvirja. Material, pritrjen na okvir, tvori izpušni pokrov. Na vogale okvirja so pritrjene vrvi, na katerih spodaj tehta oseba. Vendar pa v praksi spust na takšnem padalu ne more biti varen, saj. material bo pod pritiskom zraka preprosto raztrgal. Kot je verjel Leonardo da Vinci, "če ima oseba tendo iz goste tkanine, katere vsaka stran je 12 dolžin rok, višina pa 12, potem lahko skoči, ne da bi se zlomil s katere koli pomembne višine." Sam te naprave ni uspel preizkusiti. Letalske naprave velikega izumitelja Leonarda da Vincija pa nikoli niso vzletele. Vse je ostalo le na papirju. Po 500 letih pozabe. Letalo, ki ga je izumil Leonardo da Vinci, se je končno dvignilo v nebo. Pred kratkim so nad angleško grofijo Surrey uspešno testirali prototip sodobnega zmaja, zasnovanega natančno po risbah znanstvenika. Leteči stroj je bil v celoti izdelan iz materialov, ki so bili na voljo v času Leonardovega življenja. Srednjeveški zmaj je od zgoraj spominjal na okostje ptice. Izdelan je bil iz italijanskega topola, trsa, živalskih kit in platna, obdelanega z glazuro, pridobljeno iz izločkov hroščev. Na poskusnih poletih iz hribov je bilo mogoče "delta načrt" dvigniti do največ 10 m višine in ostati v zraku 17 sekund. Ni ga mogoče uporabljati za akrobatike, vendar se dvigne od tal in lepo leti.

Leonardo da Vinci je bil mojster vseh obrti. Umetnik, izumitelj in znanstvenik - to je nekaj nazivov, ki jih je Leonardo nosil vse življenje.

In čeprav je živel pred več sto leti, so številni njegovi razvojni dogodki postali prototipi za najbolj inovativne izume na svetu. sodobni svet.

Padalo Leonardo da Vinci

Leonardo da Vinci, očaran nad idejo letenja, je večino časa razmišljal o tem, kako dvigniti človeka v zrak in, kar je morda še pomembneje, kako ga varno vrniti nazaj.

Prvo padalo je zasnoval in oblikoval Leonardo da Vinci v 15. stoletju. Težko je verjeti, da bi lahko nekaj tako "modernega", kot je padalo, izumili pred več kot 500 leti. Konstrukcija Leonardovega padala je sestavljena iz zapečatenega platna, ki ga drži odprta piramida lesenih drogov, dolga približno sedem metrov. Izum bo vsakomur omogočil, da "skoči s katere koli velike višine, ne da bi se pri tem poškodoval," je dejal da Vinci. Ker pa so bile njegove ideje daleč pred svojim časom, tehnologija ni mogla najti uporabe.

Tako kot številna njegova monumentalna odkritja tudi Leonardovo padalo ni bilo nikoli preizkušeno. Najbolj zanimivo pa je, da je leta 2000 drzni Adrian Nichols izdelal padalo po načrtih Leonarda. Kljub velikemu skepticizmu večine ljudi je padalo delovalo, kot je bilo predvideno.

Sodobno padalo naj bi v Franciji konec 18. stoletja izumil Louis-Sebastien Lenormand, ki je leta 1783 izvedel prvi javni skok.

Potapljanje

Kot britev oster um je lahko velika prednost za obrambo države, zato ne preseneča, da so da Vincija uporabili za povečanje svojih možnosti za zmago v vojni.

Potapljaška oprema, ki je bila prvotno zasnovana kot način za obrambo pred invazivskimi ladjami, je ljudem omogočala manjše podvodne sabotaže z izrezovanjem lukenj na spodnji strani trupa sovražnih ladij. Na žalost izum, skupaj z dihalno cevjo in steklenimi očali, takrat ni bil povpraševan.

oklepni tank

Načrt Leonarda da Vincija: Oklepni tank

Še en njegov vojaški projekt. Da Vinci je bil prvi, ki je razvil oklepni tank. Delal je za milanskega vojvodo in naredil načrte za vojaško oklepno vozilo, opremljeno s 36 topovi. Tank naj bi vozilo osem ljudi, v teoriji pa je bil skoraj nepremagljiv.

Vendar so načrti vsebovali napako: zobniki so povzročili, da sta se sprednja in zadnja kolesa premikala v nasprotnih smereh. Nekateri zgodovinarji dvomijo, da je šlo za napako, verjamejo, da je Leonardo zaradi posebne domneve postal edini človek, ki je lahko pravilno sestavil tank in tako preprečil, da bi izum padel v roke sovražnika.

Leteči avto

Risbe Leonarda Da Vincija: Leteči stroj

Inovator je bil zelo navdušen nad možnostjo, da bi ljudje lahko lebdeli po nebu kot ptice, zato ne preseneča, da je bil leteči stroj eden njegovih najbolj znanih izumov. Čeprav ni bil nikoli ustvarjen na način, kot ga je zasnoval Leonardo, je bila njegova ideja temelj sodobnega letalstva. Morda sta brata Wright navdihnila njegovo delo.


na žalost, potrebna orodja da bi napravo spravili v let takrat še niso bili na voljo.

Mitraljez

Risbe Leonarda Da Vincija: Mitraljez

Z Leonardovega vidika je bila težava takratnega orožja v tem, da se je predolgo polnilo. Njegova rešitev je bila ustvariti večcevno orožje, ki ga je mogoče polniti in streljati hkrati. Mitraljez je bil še eden od Da Vincijevih smrtonosnih načrtov, ki se nikoli ni uresničil, vendar bi zagotovo uničil vsakega bližajočega se sovražnika.

Podobno kot sodobna mitraljeza je Da Vincijev "33-cevni organ" omogočal sočasno izstrelitev enajstih mušket, ki so se vrtele, da so se cevi ohladile.

robot vitez

Risbe Leonardo Da Vinci: Robot Knight

Medtem ko obstaja na desetine Leonardovih izumov, ki v 15. stoletju nikoli niso ugledali luči sveta, je robot vitez najbolj osupljiv. Razvil je prvega humanoidnega robota za gledališko predstavo v Milanu.

Končni izdelek, dokončan leta 2002, je lahko hodil in mahal. Rosheim je to uporabil kot navdih za svoje NASA-ine robotske projekte, ki dokazujejo brezčasno naravo resnično inovativnega izuma.

Helikopter

Risbe Leonarda Da Vincija: Helikopter

Naprava, znana tudi kot izum "propelerja", je bila zasnovana za letenje s stiskanjem zraka - podobno kot sodobni helikopterji.

Helikopter je imel premer več kot 4,5 metra in je bil izdelan iz trsa, lanu in žice. Načrtovano je bilo, da bodo stroj pognali štirje ljudje, ki so stali na osrednji ploščadi in vrteli gonilke za vrtenje gredi. Leonardo je verjel, da se lahko izum dvigne z Zemlje. Sodobni znanstveniki pa ne verjamejo, da bi da Vincijev izum lahko zaživel.

Leonardo da Vinci je bil prepričan, da »se lahko v zrak povzpne človek, ki premaga zračni upor s pomočjo velikih umetnih kril«.

Prepričan, da ima prav, je začel razvijati aparat, ki ga je poganjala le moč človeških mišic in mu omogočal, da lebdi v zraku kot ptica. Obstaja veliko risb takih "ornitotterjev", ki jih je izumil Leonardo. Nekatere med njimi prikazujejo ležečega človeka, ki bo s pomočjo mehanizmov, pritrjenih na krila, vzletel; drugi - gibanje naprej s pomočjo naprednejšega sistema vijakov in škripca. Obstajajo tudi risbe človeka, ki stoji pokonci v leteči ladji, na pedala katere je pritiskal z rokami in nogami.

Za oblikovanje kril "ornitotteri" je Leonardo preučeval anatomijo ptičjih kril, upoštevajoč funkcijo in porazdelitev perja. Ko je opazoval let ptice, je znanstvenik opazil, da različno maha s krili, ko lebdi v zraku, leti naprej ali pristaja. Zanimala so ga tudi membranasta krila netopirjev. Na podlagi teh opazovanj je Leonardo zasnoval ogromna krila, namenjena ne le dviganju človeka v zrak, ampak tudi ohranjanju leta, zahvaljujoč krilcem in tečajem. Posnemal je zračne akrobacije ptic, njihovo sposobnost varčevanja z energijo med letom in natančnega pristajanja. Vse do konca 15. stoletja je bil Leonardo prepričan, da lahko izvede projekt mehanskega letenja. Vendar ga je skrbelo dejstvo, da so zmogljivosti človeških mišic omejene. Tako je nameraval namesto energije mišic uporabiti mehanizem loka, ki bi zagotavljal gibanje naprej. Vendar pa lok ni rešil težav z avtonomijo leta, ki je nastala zaradi hitrega odvijanja vzmeti.

Od leta 1503 do 1506 je bil Leonardo zaposlen z raziskavami v Toskani. Atmosferske razmere, prisotnost ali odsotnost vetra, ustrezni meteorološki in aerodinamični pojavi so ga prisilili, da je opustil svojo staro idejo o "orodju", ki temelji na mahanju s krili, in priznal "let brez gibanja kril".

Ko je opazoval, kako velike ptice dopuščajo, da jih zračni tokovi poberejo in ponesejo v zrak, je Leonardo pomislil, da bi človeka opremil z velikimi sestavljenimi krili, ki bi mu omogočila vstopiti v ustrezen zračni tok s preprostimi gibi telesa in pri tem ne porabiti veliko truda. Človek bo prosto lebdel, dokler ne bo padel na tla kot »suh list«.

Sistematične študije, ki jih je izvajal Leonardo na začetku 16. stoletja, so ga pripeljale do potrebe po preučevanju »kakovosti in gostote zraka«. V ta namen je oblikoval hidroskopske instrumente. Leonardo je poudaril, da so zakoni aerodinamike podobni zakonom hidrostatike, tj. znanost o vodi je zrcalna slika znanosti o vetru, »kar bomo (znanost o vetru) prikazali skozi gibanje vode in to pomembno znanost. bo korak naprej v razumevanju letenja ptice v zraku."

Pravzaprav je zasnova naprav, ki lahko letijo, že dolgo pritegnila pozornost človeka. Strast do letalskega modelarstva, ki se za mnoge začne z zmaji in papirnata letala, v našem času je bila uspešno izvedena na račun proizvajalcev radijsko vodenih modelov. Letalskih modelov težko imenujemo igrače, saj večina sodeluje na resnih tekmovanjih. Strokovnjaki letalsko modelarstvo delijo na amatersko in športno, pri čemer ima prva vrsta hobija največ oboževalcev.


Zamisel o letu v spisih Leonarda da Vincija

Dmitrij Aleksejevič Sobolev, dr. znanosti, Inštitut za zgodovino naravoslovja in tehnike. S.I. Vavilov, RAS

Ena najzanimivejših strani v večplastnem delu Leonarda da Vincija je raziskovanje problema človeškega letenja. Leonardo je bil prvi znanstvenik, ki je resno preučeval to temo. V njegovih rokopisih so risbe in kratki opisi različnih letal. K tej temi se je vračal skozi celotno svojo ustvarjalno dejavnost: prvi projekti letečih strojev segajo v sredino 80. let. XV. stoletja, slednje pa segajo v drugo desetletje XVI.

Najštevilnejši projekti naprav z mahajočimi krili - ornitopterji. To je povsem naravno, saj je bila ptica vedno vzor v zgodnji fazi razvoja letalstva.

Prvi znani projekt letečega stroja Leonarda da Vincija je projekt ornitopterja, kjer mora biti človek v ležečem položaju (1485-1487) (slika 1). Za mahanje s krili morate uporabiti tako moč rok kot moč nog "pilota". Os krila je bila nameščena tako, da se je ob premikanju navzdol istočasno premikala nazaj, kar je skupaj z vzgonom ustvarilo silo naprej, potrebno za vodoravni let.

Leonardo ni podal le kratkega opisa zasnove, ampak je podal tudi priporočila za testiranje aparata. Napisal je: "To napravo boste preizkusili nad jezerom in si nadeli dolgo dlako v obliki pasu, da se ne boste utopili, ko boste padli. Kot vidite, da to počnejo zmaji in druge ptice, poleg tega pa se spuščate z dve nogi sta vedno močnejši kot z eno ... noge, to je bolje, ker so potem vaše roke proste "(Leonardo da Vinci. Izbrana naravoslovna dela. M.1955. S. 605).

Za nadzor nad višino leta je da Vinci predlagal izvirni mehanizem, sestavljen iz premične horizontalne repne enote, povezane z obročem na glavi osebe. Z dvigovanjem in spuščanjem glave je moral tester po Leonardovem načrtu dvigniti in spustiti repno površino ornitopterja (slika 2).

Da bi zmanjšal napor, potreben za premikanje kril, je veliki italijanski izumitelj predlagal izdelavo posebnih zavihkov iz blaga na loputnih površinah, ki bi se ob premikanju krila tesno stisnile ob mrežo, napeto čez ojačitev krila, in bi odprto pri povratnem hodu, kar omogoča prost pretok zraka. Podobno idejo so kasneje uporabili tudi drugi snovalci ornitopterjev.

Druga možnost ornitopter, ki ga je predlagal Leonardo v istih letih, je bila naprava, v kateri je morala oseba zamahniti s krili, kot bi kolesar vrtel kolesa z nogami, ki so bile z vzvodi povezane s strukturo moči kril (slika 3). Na skici tega aparata pritegne pozornost nekaj, kar spominja na zvonec, obešen pred "pilotovim" obrazom. Raziskovalci še vedno razpravljajo, kaj bi lahko bilo. Po mojem mnenju je ta naprava nihalo, namenjeno označevanju položaja v prostoru. Znano je, da je okoli leta 1485 znanstvenik naredil skico takšne naprave (slika 4). Če je tako, potem vidimo prvo risbo letalskega instrumenta.

Najbolj znan projekt čoln ornitopter(slika 5). Izvira iz približno leta 1487. Očitno je moral človek sedeti ali stati v čolnu in premikati vzvode, povezane s krili. Druga ročica je bila namenjena vrtenju vodoravnega volana, ki je po obliki spominjal na ptičji rep.

Konec 1480. Leonardo da Vinci naredi risbo in opis velikega letečega stroja z dvema paroma mahajočih kril (slika 6). Moški, ki je stal v nečem podobnem skledi, je s sistemom blokov pognal krila. Zanimivo je, da je imela naprava zložljivo podvozje; nosilce je bilo mogoče zložiti navzgor s pomočjo zapornic in kablov (sl. 7).

Leonardo je koncept svojega novega ornitopterja razložil takole: »Odločil sem se, da je bolje stati na nogah kot ležati, saj se naprava nikoli ne more obrniti na glavo ... Dviganje in spuščanje med gibanjem [kril] se bo izvajalo s spuščanjem in dvigovanjem obeh nog, kar daje veliko moč, roke pa ostanejo proste. Če bi morali ležati, bi bile vaše noge v tibialnih sklepih zelo utrujene ... "(Leonardo da Vinci. Izbrano naravoslovno Dela.. Str. 606).

To sklepanje seveda drži, a kljub temu gre ta projekt pripisati najmanj uspešnemu rezultatu ustvarjalnega raziskovanja Leonarda da Vincija. Zelo velike dimenzije naprave: razpon kril - 40 komolcev (približno 16 m), konstrukcijska višina - 25 komolcev (10 m), zapleten in težek prenos - zaradi vsega tega so bile možnosti za dvig v zrak še manj realne kot pri prejšnjih ornitopterjih. .

Očitno je Leonardo sčasoma sam spoznal neresničnost svojega načrta. Morda je celo izvedel nekaj poskusov, saj je v svojih zapiskih 1485-1490. obstaja risba poskusa za določanje vzgonske sile mahajočega krila (slika 8). Nekoliko kasneje je opozoril na možnost uporabe stisnjenega zraka kot vira energije za gibanje kril. velika moččebulo (slika 9). Močan lok bi sicer lahko v naravnanem položaju ustvaril velik impulz sil, vendar bi bil zelo kratkotrajen in v najboljšem primeru avto je lahko samo poskočil.

Namig za izhod iz te slepe ulice je dala temeljita študija mehanizma ptičjega letenja, ki ga je znanstvenik začel zanimati na prelomu iz 15. v 16. stoletje. Opazovanje ptic ga je spodbudilo k pravi ideji, da glavno silo med letom ustvarjajo končni deli krila. Kot rezultat, na samem koncu XV. Leonardo naredi risbo popolnoma novega projekta ornitopterja - s krilom, sestavljenim iz dveh zgibnih delov (slika 10). Udarce naj bi izvajali zunanji deli, ki predstavljajo približno polovico celotne površine krila. Ta ideja, ki je prvi korak v rojstvu koncepta letala s fiksnimi krili, je v zadnjem desetletju 19. stoletja našla praktično uresničitev. v poskusih slavnega nemškega pionirja letalstva O. Lilienthala. Znano je, da je poskušal leteti z jadralnim letalom, konice krila je poganjal motor, nameščen na njegovem telesu (slika 11).

Naslednji korak v evoluciji Leonardovih pogledov na zasnovo letečega stroja je povezan z njegovim preučevanjem mehanizma lebdenja in drsenja ptic. Zaključil je: »... Ko je ptica v vetru, lahko ostane na njem, ne da bi zamahnila s krili, kajti isto vlogo, ki jo krilo opravlja v razmerju do zraka, ko zrak miruje, opravlja premikajoči se zrak v odnosu do kril, ko so krila negibna" (Leonardo da Vinci, Izbrana dela naravoslovja, str. 497).

Na podlagi tega načela, danes znanega kot načelo reverzibilnosti gibanja, Leonardo pride do zaključka: ni človek tisti, ki bi moral s svojimi krili potiskati zrak, ampak bi moral veter udariti po krilih in jih ponesti v zrak, ko premika jadrnico. Takrat bo moral pilot letala vzdrževati ravnotežje le s pomočjo kril. »Ni treba veliko moči, da se podpreš in uravnotežiš na svojih krilih ter jih usmeriš v pot vetrov in usmerjaš svojo smer, za to zadostujejo majhni premiki kril,« piše Leonardo da Vinci leta 1505 (Giacomelly, R. Aerodinamika Leonarda da Vincija // Aernautical Journal 1930 Vol 34 P 1021)

Na podlagi koncepta, ki ga je razvil, se je znanstvenik odločil ustvariti nov tip letala. Najverjetneje bi se moral bistveno razlikovati od ornitopterjev prejšnjih let. Po mnenju italijanskega raziskovalca dela Leonarda da Vincija R. Giacomellija bi lahko šlo za enokrilno letalo z razponom kril približno 18 m, namenjeno letenju v vzpenjajočih se zračnih tokovih (po sodobni terminologiji lebdeče jadralno letalo). Krila so bila premična, vendar je bila v primerjavi s prejšnjimi projekti njihova mobilnost zelo omejena in bi služila le za uravnoteženje (Giacomelly, R. Leonardo da Vinci e il volo meccanico // L "Aerotechnica. 1927. št. 8. str. 518- 524 .).

"Umetna ptica" s posadko naj bi štartala z vrha gore Ceccheri (Labodja gora) v okolici Firenc in se, pobrana od navpičnih tokov, dvignila v zrak. »Velika ptica bo začela svoj prvi let s hrbta svojega velikanskega laboda, napolnila vesolje z začudenjem, napolnila vse spise z govoricami o sebi, z večno slavo gnezdu, kjer se je rodila,« je zapisal Leonardo da Vinci v svoji Razpravi o letu ptic (1505). ) (Leonardo da Vinci. Izbrana naravoslovna dela. Str.494).

Toda Italiji ni bilo usojeno, da postane rojstni kraj jadralnega letenja. Obložen s številnimi naročili Leonardo nikoli ni mogel začeti uresničevati svoje zamisli (ali pa je ni hotel – vedno mu je bilo bolj zanimivo ustvarjati projekte in postulate kot jih uresničevati).

Tik pred smrtjo se je znanstvenik ponovno vrnil k razmišljanjem o gibanju po zraku s pomočjo fiksnega krila. V njegovem rokopisu, ki ga hranijo na Francoskem inštitutu v Parizu, je malo znana risba iz let 1510-1515. (Slika 12). Upodablja človeka, ki se z rokami drži za letalo in se spušča po zraku, in nakazuje način upravljanja: "Ta [človek] se bo premaknil v desno, če upogne desno roko in poravna levo ; in se nato premakne od desne proti levi, ko spremeni položaj rok "(Gibbs-Smith, C. Leonardo da Vinci" s aeronavtika. London, 1967. Str. 21.). Očitno je ta ideja najpreprostejšega balansirno jadralno letalo ali natančneje krmiljeno padalo je nastalo pri Leonardu kot posledica opazovanja padanja lista papirja v zrak.

Ko govorimo o raziskavah Leonarda da Vincija na področju letenja, ne moremo omeniti še dveh pionirskih projektov - projekta padala in projekta helikopterja. Oba sta bila narejena v 1480-ih, hkrati s prvimi predlogi za ornitopterje.

Risbo človeka, ki se spušča na padalu v obliki piramide (sl. 13), je Leonardo pospremil z napisom: »Če ima človek šotor iz škrobanega platna, 12 komolcev širok in 12 visok, se bo lahko vrgel iz kakršno koli veliko višino brez nevarnosti zase« (Leonardo da Vinci. Izbrana naravoslovna dela, str.615).

Znana podoba helikopterja Leonarda da Vincija (slika 14) je prvi osnutek navpično vzletajočega letala. Za razliko od sodobnih helikopterjev z lopatičnim propelerjem se je moral ta stroj dvigniti v zrak s pomočjo dobro znanega v 15. stoletju. Arhimedov vijak, s premerom približno 8 m. Kljub temu, da je bilo treba vijak odviti ročno, je Leonardo da Vinci verjel v izvedljivost svojega projekta: »Pravim, da ko je ta naprava, narejena z vijakom, izdelana no, torej iz platna, katerega pore so poškrobljene, in se hitro zavrti [...] imenovani vijak se privije v zrak in se dvigne."

Kot vsi prvi predlogi so bili tudi ti projekti še nepopolni. Padalo ni imelo posebne luknje na vrhu kupole, ki bi zagotavljala stabilno tirnico spuščanja, konstrukcija helikopterja pa ni upoštevala vpliva reaktivnega momenta vrtenja propelerja, ki bi vrtel strukturo, ki se nahaja spodaj je bila oblika propelerja daleč od najboljše. Kljub temu oba predstavljata izjemni tehnični viziji.

Izjemne ideje Leonarda da Vincija so bile dolgo časa neznane, saj rezultatov svojih raziskav ni objavil. Na koncu se je tisto, do česar je Leonardo prišel v nekaj desetletjih, vleklo stoletja. Šele v 18. stoletju so neuspešne poskuse letenja s pomočjo mahajočih kril, pritrjenih na roke in noge, zamenjali prvi projekti letal s fiksnim krilom, ki tvori vzgon, in majhnimi premičnimi krili, ki ustvarjajo silo naprej - Swedenborg (Švedska , 1716), Bauer (Nemčija, 1763), Cayley (Anglija, 1799). Poleti z uravnoteženimi jadralnimi letali so se začeli konec 19. stoletja, prvi helikopterji pa so se pojavili šele v 20. stoletju.

Analiza razvoja pogledov na zasnovo letala s krili v delih Leonarda da Vincija in v delih kasnejših pionirjev letalstva nam omogoča, da naredimo naslednji splošni zaključek: v nasprotju s stališčem, ki je skupno med zgodovinarji letalstva, Ideja o letalu ni nastala sama po sebi kot alternativni koncept ornitopterju, ampak je »zrasla« iz zasnov naprav z mahajočimi krili preko številnih vmesnih vzorcev polletal, pol-ornitopterjev, avtorja prvi izmed njih je bil veliki Leonardo.


Navpično "ORNITOTTERO"
Potreba po močnejšem viru energije je Leonarda pripeljala do ideje o uporabi vseh delov človeškega telesa v procesu letenja. Slika prikazuje človeka, ki drsne mehanizme upravlja ne samo z rokami in nogami, temveč tudi z glavo, ki ima po Leonardovih besedah ​​"silo, ki je enaka 200 funtov." Človek stoji v središču ogromne posode, ki je skleda s premerom 12 m, opremljena z lestvijo (12 m). Krila aparata so imela širino 24 m in razpon 4,8 m.Na tej napravi je Leonardo nameraval uporabiti dva para kril, ki sta izmenično mahala.

Helikopter
Ta risba je podoba "prednika" sodobnega helikopterja. Polmer vijaka je 4,8 m, imel je kovinsko obrobo in laneno prevleko. Propeler so poganjali ljudje, ki so hodili okoli osi in potiskali ročice. Obstajal je še en način za zagon propelerja - potrebno je bilo hitro odviti kabel pod osjo. "Mislim, da če je ta vijačni mehanizem dobro narejen, torej iz škrobanega platna (da se ne trga) in se hitro vrti, potem bo našel oporo v zraku in poletel visoko."

Hidroskop
Hidroskop je instrument, ki ga je izumil Alberti. Šlo je za preprost niz lusk s higroskopsko snovjo (vata, goba itd.) in voskom, ki ni vpijala vode. Po besedah ​​Leonarda je bila naprava uporabljena, da bi "ugotovili kakovost in gostoto zraka ter kdaj bo deževalo".

Merilnik nagiba
Ta naprava je nihalo, nameščeno v stekleni posodi (v obliki zvona), ki služi za "usmerjanje aparata (letenja) naravnost ali pod kotom, kot vam je ljubše, tj. ko želite leteti naravnost, postavite kroglico v sredina kroga".


Uravnoteženje raziskav
Premike jadralnega letala med letom so nadzorovali gibljiva krila in uravnoteženje pilota: »človek mora biti prost od zgoraj navzdol od pasu, da se lahko uravnoteži, čeprav je v čolnu, in tako, njegovo težišče sovpada s težiščem celotne strukture in je z njim uravnoteženo«.

Raziskave ravnovesja
Znanstvenik je izvedel študijo ravnotežja jadralnega letala, da bi določil težišče ptice. Risbe tega jadralnega letala ne obstajajo, vendar je znano, da je moralo biti zgrajeno iz lahkih materialov: bambusa in blaga s pritrdilnimi elementi in zateznimi žicami iz surove svile ali posebnega usnja. Visoka struktura iz trsta v obliki valja ali paralelepipeda je bila očitno raztegnjena na jermenih iz zelo širokih (približno 10 m širokih) kril tega jadralnega letala. V tej zasnovi je bil pilot nameščen precej nižje od kril, kar je ustvarilo ravnotežje naprave.

Ležeči "ORNITOTTERO"
Ta risba je ena najbolj znanih Leonardovih risb: "A vrti krilo, B ga obrača z ročico, C ga spusti, D dvigne." Človek leži iztegnjen na peronu: "Tu leži srce." Nogi sta vpeti v stremena tako, da ena noga dvigne krilo, druga pa ga spusti. To je letalo, pri katerem ležeči človek poganja pedala, dviguje in spušča krila, jih upogiba in vrti s pomočjo vrvi in ​​vzvodov, tj. ta aparat tako rekoč "vesla" po zraku.

V drugi različici Ornitottera so štiri krila poganjale pilotove roke in noge. Roke so dvignile krila s pomočjo bobna, noge pa so izmenično spustile en par kril. Tako se je ritem mahanja s krili pospešil. Aparaturo na zadnji strani pilota so krmilili tako, da so vrvi navijali na bobne in jih odvijali.


Model "ORNITOTTERO"
Tukaj je ena od variant "ORNITOTTERO". Pilot z opremo na hrbtu se je nahajal pod kovinskim polkrogom; gibanje kril je ustvarilo gibanje nog. Pri tem so pomagale roke, ki so upravljale ročaje pod polkrogom. Volan je bil nameščen na pilotovem vratu. Smer letenja je bila določena z obračanjem glave.

Ornitopter
Trup je oblikovan kot čoln za pilota. Očitno je Leonardo o zraku razmišljal enako kot o vodi. Ogromna krila (podobna netopirjevim) se poganjajo s sistemom vijakov in matic. Tako kot pri čolnih je bilo tudi krmilo. Široka repna ravnina je morala biti namenjena nadzoru višine.

Na sliki ni jadralno letalo, ki ga upravlja pilot, ampak zanimiv "hibrid". Pilot visi navpično na sredini vozila, konice kril imajo povezave, ki krmilijo vozilo, toga struktura pa ga podpira.

Ornitopter na vzmet
Leonardo je bil prepričan, da takšnega aparata ni mogoče upravljati samo s človeško mišično močjo, zato je ponudil alternativne rešitve. Zasnoval je na primer napravo z zagonsko vzmetno napravo, ki svojo energijo prenaša na krila »ornitottera« (v tem primeru navpično) v trenutku, ko se vzmet poravna. V detajlu na levi je Leonardo upodobil napravo, podobno tistim, ki jih je uporabljal v svojem "avtu" in v nekem urnem mehanizmu. Ta sistem je bil teoretično tako pred svojim časom, da so ga celo imenovali letalo Leonardo. V praksi se je izkazalo za nepopolno zaradi potrebe po hitrem odvijanju vzmeti in težav pri navijanju med letom.

Padalo
"Če ima človek tendo iz goste tkanine, katere vsaka stran je dolga 12 rok, višina pa 12, potem lahko skoči, ne da bi se zlomil s katere koli pomembne višine."


Ptičji let
S sistematičnim preučevanjem ptičjega letenja se je Leonardo odločil zamenjati plapolanje z drsnim letom. Okoli leta 1505 je bila dokončana njegova knjiga Codice sul Volo degli Uccelli (trenutno je v Torinu, v nekdanji Kraljevi knjižnici). Te risbe so iz te knjige.

Naprava za merjenje hitrosti vetra
Obstajala je še ena vrsta vetrometra. Narejen je bil iz stožčastih cevi in ​​je bil uporabljen za ugotavljanje, ali je veter, ki obrača kolo, sorazmeren z dovodom zraka v stožcu, ob enaki jakosti vetra.

Sistem opornikov vzvodov in povezav
Leonardo je verjel, da je mogoče krila dvigniti in spustiti s sistemom vrvi in ​​blokov, ki jih poganjajo pilotove noge, vpete v stremena, njegove roke pa upravljajo ročaje. Pri dviganju in spuščanju so bila krila tudi upognjena in poravnana s pomočjo avtomatskega sistema opornikov, vzvodov in sklepov.

Spust na tla "suh list"
"Človek se bo obrnil v desno, če upogne desno roko in iztegne levo; s spreminjanjem teh gibov se bo obrnil z desne na levo."

Anemometer
Slika prikazuje "ploščasti anemometer" ali "čopič", saj so perje tradicionalno uporabljali za vzorčenje vetra. Naprava je graduirana palica s tankimi ploščami, ki se premikajo glede na jakost vetra.

Naprava za navpično vzletanje in pristajanje
Na navpični "ornitottero" je Leonardo nameraval postaviti sistem zložljivih lestev. Za zgled mu je bila narava: »poglej kamnitega hitrega, ki je sedel na tla in zaradi kratkih nog ne more vzleteti, in ko je v letu, izvleci lestev, kot je prikazano na drugi sliki od zgoraj. ... tako je treba vzleteti iz letala; te lestve služijo kot noge ...«. Glede doskoka je zapisal: »Ti kavlji (konkavni klini – glej podrobnosti na desni), ki so pritrjeni na podnožje stopnic, služijo istemu namenu kot konice prstov na nogah človeka, ki skače nanje, in njegov cel telo se pri tem ne trese. kot da bi mu skakal po petah."

Vam je bil članek všeč? Deli
Natisnite članek
Vrh