El vuelo con aleteo es el modo de locomoción más común en la Tierra. Es utilizado por aproximadamente dos tercios de las criaturas que habitan nuestro planeta. Pero batir las alas para una persona sigue siendo un sueño incumplido. La tarea de crear un volante resultó ser increíblemente difícil. Entonces, ¿tiene sentido gastar energía en el desarrollo de un avión tan exótico? ¿Deberíamos competir con las aves?
EL AVIÓN ES BUENO Y EL VUELO ES MEJOR
Sobre el el mundo hogar de al menos nueve mil especies de aves y alrededor de un millón y medio de especies de insectos. Entre ellos hay volantes sin importancia, pero también hay virtuosos que baten récords. Por ejemplo, un gorrión es una babosa entre las aves. Su velocidad es de sólo unos 20 kilómetros por hora. La paloma mensajera vuela más rápido. En una hora puede superar 60 kilómetros, pero el vencejo, el mejor volador entre las aves, supera los ciento cuarenta.
El pájaro vuela con calma: una velocidad. Salvado del enemigo: la velocidad de vuelo aumenta dramáticamente. El famoso halcón peregrino, la personificación de la destreza de las aves, al notar una presa en el suelo, ¡se lanza desde una altura a una velocidad de más de 350 kilómetros por hora! Yo mismo vi cómo una vez este formidable depredador aéreo voló en círculos durante mucho tiempo sobre el bosque y luego, plegando las alas, de repente se precipitó hacia abajo y, casi tocando las copas de los árboles, se elevó abruptamente hacia el cielo.
Solo en los albores de la aviación las aves pudieron superar a las "cosas del aire" de esos años. Entonces, y muy pronto, la situación cambió. Los aviones comenzaron a volar más rápido, más alto y más lejos que las aves.
Monino. Museo de la Fuerza Aérea Central. Volante "Letatlin" diseñado por V. E. Tatlin - aeronave Con alas batientes, 1932. Más como un objeto de arte que algo útil y realmente funcional.
Todo esto es así. Pero aquí hay otros hechos. Las alas batientes son capaces de crear de cinco a seis veces más sustentación que las alas fijas de un avión. Un automóvil con alas batientes podrá superar a un avión en una vez y media, dos veces, y a un helicóptero en seis, nueve veces. Aparentemente, esto es lo que permite a las aves realizar sus asombrosos vuelos ultralargos.
Las avefrías vuelan sin aterrizar océano Atlántico. Tal viaje es cientos de miles de alas batiendo. Según los ornitólogos, las avefrías, con viento favorable, recorren una distancia de 3.500 kilómetros en un día. El vuelo de los pequeños pájaros cantores por el desierto del Sahara durará entre 30 y 40 horas. Y también sin rellanos intermedios.
EL MAKHOLYOT DE ALEXANDER PUSHKIN
No, no un poeta, sino otro Pushkin, Alexander Nikolaevich, nuestro contemporáneo, ingeniero e inventor talentoso. Vive y trabaja en San Petersburgo. Por su propia admisión, dedicó la mitad de sus cincuenta años a los volantes.
Comenzó a soñar con el cielo desde niño, le encantaba observar el vuelo de los pájaros. Cuando él mismo comenzó a volar alas delta, "sintió con la espalda" que era imposible establecer un algoritmo de aleteo estricto y rígido para aletear, que "no hay ni puede haber ni siquiera dos columpios idénticos". Cada segundo hay que adaptarse al aleteo del vuelo, ajustarse, sentir el aire.
Así, nació una idea en su cabeza que, como convenció Alexander Pushkin, finalmente permitiría resolver el problema de siglos, creando un volante tripulado.
La idea es que el vuelo humano con aleteo solo sea posible con control adaptativo. En otras palabras, para volar con alas batientes, necesitas saber batirlas. Es necesario fusionarse con la máquina, sus alas deben convertirse en una extensión de las manos del piloto.
Todos observaron cómo el ave cambia su aleteo, cambia su frecuencia y amplitud. En los volantes creados anteriormente, las alas conectadas con el motor de transmisión mecánica, el mecanismo de biela-manivela, ondean estúpidamente, monótonamente, sin tener en cuenta la fluctuación del entorno aéreo y las intenciones del piloto.
ESTO DEBE APRENDERSE
“El sistema de control para un vuelo de aleteo real”, dice Pushkin, “debe estar sincronizado con el piloto, utilizando todas sus capacidades sensoriales, sensibilidad muscular, aparato vestibular e intuición. Después de todo, el entorno de vuelo, el océano de aire, es absolutamente impredecible, todo cambia cada segundo: el viento, las corrientes verticales, la densidad del aire... Para volar en tal caos, debes "sentir" directamente el aleteo de las alas, las fluctuaciones. del medio ambiente - y responder instantáneamente a ellos.
En una palabra, volar con alas batientes no es en modo alguno un proceso mecánico. Es similar a un gran arte que aún debe aprenderse, al igual que aprendemos a caminar, andar en bicicleta o andar en patineta. Por qué, incluso los pollitos, habiendo madurado, no comienzan a volar de inmediato, y también aprenden.
Por supuesto, la propia fuerza de una persona no es suficiente para volar. Esto ha sido claro durante mucho tiempo. En la naturaleza, no hay criaturas voladoras que pesen más de 15-16 kilogramos. Interfiere con la ley según la cual la potencia necesaria para el vuelo aumenta rápidamente con el aumento del tamaño y el peso del aparato.
Pushkin: para un accionamiento neumático con alas batientes, un motor ligero, simple y obediente. El control debe colocarse en los dedos del piloto. Presionando los botones de las válvulas, cambiará a voluntad, según la situación, la frecuencia y amplitud de las oscilaciones.
Alexander Nikolaevich, después de haber trabajado en docenas de opciones para el dispositivo de un volante, hasta ahora se ha decidido por la más óptima, en su opinión. Recibió una patente para su volante. El invento logró interesar a la conocida ONG "Robótica y Cibernética Técnica".
En cuatro meses, se construyó un modelo de volante de inercia con una envergadura de tres metros y un peso de 10 kilómetros, es tres veces más pequeño de lo que debería ser un automóvil real.
Para vuelos, este modelo con alas rojas y amarillas no estaba destinado, solo para probar el diseño. Pero incluso el no volador causó una gran impresión y no fue sin razón que recibió dos medallas de oro en exhibiciones técnicas.
Conseguimos encontrar patrocinadores. Ha comenzado la construcción de un volante de tamaño completo. Desafortunadamente, el trabajo no se pudo completar. Los patrocinadores se enfriaron con ella. La idea de la gestión adaptativa encuentra adeptos. El ingeniero de Moscú Boris Dukarevich, un ferviente partidario de esta idea, también desarrolló un diseño para un volante.
Alejandro SEDOV
plano abstracto:
Plano abstracto:
1) Desde la antigüedad..
2) Diseños de Leonardo Da Vinci
3) Historial de desarrollo
4) Sobre el modelo del volante de Fedotov
Introducción:
Desde la antigüedad, la gente, soñando con subir al cielo y ver la tierra a vista de pájaro, envidiaba a las criaturas emplumadas que volaban bajo las nubes.
Hay varias leyendas sobre los vuelos. Una de esas historias míticas es la de Dédalo e Ícaro.
Una de las primeras evidencias de que las personas intentaron volar en alas artificiales es el manuscrito chino "Qianhanshu" ("Historia de la dinastía Han temprana").
Ya en el siglo IV-III a. C., se inventó en China un avión de ala fija llamado cometa. Se mantuvo en el aire con la ayuda del viento y un hilo estirado. Ningún historiador de la aviación puede nombrar con precisión a su inventor, pero muchos se inclinan a pensar que fue Mo Zi, Gong Shuban o Han Xin. Las cometas chinas eran un marco plano de bambú cubierto con papel. Muy a menudo, las cometas se hicieron en forma de pájaros o animales fabulosos. Fueron utilizados en campañas militares (para transmitir señales), también fueron lanzados para entretenimiento durante diversas festividades.
La idea de un avión con alas batientes se originó en la cabeza del famoso filósofo y naturalista inglés, el monje franciscano Roger Bacon. En su obra "Sobre las cosas secretas en el arte y la naturaleza", publicada en 1542, se decía: "Se pueden construir máquinas, sentadas en las que, una persona, al hacer girar un dispositivo que pone en movimiento alas artificiales, las haría golpear en el aire, como pájaros". Sin embargo, estos fueron sólo frases comunes. Bacon no propuso proyectos específicos para implementar esta idea.
Dos siglos después, el legendario Leonardo da Vinci se interesó por los carros voladores, quien, a diferencia de Bacon, desarrolló en detalle proyectos de varios tipos de ornitópteros: posición vertical piloto (1495-1497)
Parte principal:
El diseño del avión, llamado volante, fue desarrollado por Leonardo da Vinci. Pero hasta ahora nadie lo ha logrado construir una máquina que, batiendo sus alas, pudiera elevarse en el aire. Incluso la creación de una pequeña copia modelo de una máquina de este tipo está plagada de grandes dificultades.
La historia de la aviación está llena. bellas leyendas. Hay uno. Cuando Mozhaisky llevó el borrador del primer avión a una alta autoridad científica, preguntaron desconcertados: “¿Por qué esta cosa no agita sus alas? ¿Cómo volará? Y el proyecto fue rechazado. Sobre la base de que el aparato es más pesado que el aire (es decir, no es un dirigible ni Globo) puede despegar del suelo solo si mueve sus alas como un pájaro. Eso es lo que pensaron entonces. Y en general, no hubo error en este concepto. De hecho, qué podría ser más natural que el vuelo de un pájaro. La gente ha tomado muchas cosas de la naturaleza, ¿por qué no probar esto también? No funciono. Es fácil de tomar prestado, pero técnicamente está formalizado... Después de decenas, si no cientos, intentos fallidos Para imitar el vuelo de las aves, los creadores del primer avión llegaron a la conclusión de que no se puede obligar al ala de un avión a crear sustentación y empuje simultáneamente. Lo que hace un pájaro sin pensar, a través de los músculos, no podría ser reproducido por mecanismos. Y luego la fuerza de sustentación fue "regalada" al ala y empuje al motor con una hélice. Los primeros experimentos demostraron que era mucho más fácil de esta manera, y se determinó el camino principal para el desarrollo de la aviación durante muchos años. Sin pájaros. La investigación en el campo del vuelo con aleteo fue relegada a los márgenes; no, no fueron llamados callejones sin salida, pero se consideraron algo exótico: "en principio, es posible, pero técnicamente inviable".
El desarrollo de los volantes se convirtió en un montón de solitarios, en su mayoría personas caseras. Hubo muchos de ellos, en la URSS, después de la guerra, incluso se creó el Comité para el Vuelo Ondulante bajo DOSAAF. Todos intentaron hacer su propio aparato. De los cientos de modelos alados construidos, ninguno despegó. Cierto, en diferentes años algunos aficionados al bricolaje lograron crear modelos lanzados lanzándolos a una corriente ascendente, e incluso planeadores tripulados, pero estos no se consideraban volantes: para que un vuelo agitado fuera reconocido como uno de pleno derecho, el dispositivo tenía que ir a través de todas las etapas (despegue, rumbo, aterrizaje) mientras bate sus alas, pero esto no funcionó. El entusiasmo se secó gradualmente.
Y de repente el éxito. En 981, aparecieron informes en la prensa de que se construyó un modelo en Moscú que podía despegar, volar y aterrizar por sí solo, como un pájaro. La industria de la aviación está en un frenesí. ¿Se ha realizado finalmente un vuelo de aleteo en toda regla? Sí. Esto no sucede de la nada. El dispositivo sobre el cual en cuestión, - no es una suerte accidental que de repente sonrió a un constructor de viviendas aficionado, sino el fruto de muchos años de trabajo de profesionales.
En 1976, se organizó un grupo de diseño experimental para el estudio del vuelo con aleteo en el Instituto de Aviación de Moscú, encabezado en ese momento por el profesor asociado y ahora profesor Valentin Kiselev.
El trabajo fue financiado por varias estructuras de aviación a la vez, incluido el TsAGI más poderoso y la Fuerza Aérea en ese momento, lo que permitió realizar investigaciones sobre una buena base técnica desde las primeras etapas. Varios stands fueron construidos por los empleados del grupo específicamente para el tema. Una sólida formación teórica, cálculos realizados profesionalmente, múltiples pruebas de cada unidad: todo indicaba que se había terminado más de medio siglo de aficionado a la investigación del vuelo con aleteo.
Después de 5 años, Kiselev lanzó el primer modelo de un volante en el aeródromo. Era un aparato de cuerda de 7 kg de peso y 3,3 m de envergadura, equipado con un motor eléctrico de 0,33 litros de capacidad. con., la potencia a la que se suministró por cable. Velocidad de vuelo estimada: 35v40 km / ha una frecuencia de 1.4v1.5 golpes por segundo.
Al comando del control remoto, el modelo batió sus alas, despegó del suelo (según Kiselev, todos quedaron estupefactos, aunque en general no esperaban otra cosa) y comenzó a dar vueltas en círculos a una altura de tres metros. Volé. Aterrizado. Todo salió bien.
Desarrollando el tema, los empleados del grupo Kiselev pasaron gradualmente de los modelos de cable a los autónomos. Los nuevos vehículos Dragonfly y Zhuravl de 10 kilogramos estaban equipados con motores modelo de avión de 2 tiempos y control de radio. Esto aumentó significativamente el contenido de información de las pruebas; se hizo posible probar los volantes no solo en un vuelo de rumbo simple, sino también en algunas acrobacias aéreas simples. Sin embargo, surgieron problemas. Relleno producción doméstica resultó ser repugnante: los motores a menudo fallaban y el control de radio no difería en confiabilidad; hay mucha interferencia en la ciudad (los vuelos se llevaron a cabo en el antiguo Aeródromo Central, que se encuentra en Khodynka), sin embargo, es difícil encontrar un lugar con éter puro en las cercanías de Moscú. Varios modelos se estrellaron: los motores y la electrónica fueron los culpables; los volantes reales problemas especiales no creó.
La etapa modelo del desarrollo de volantes demostró de manera convincente que el vuelo con aleteo no solo es "posible en principio", sino también técnicamente factible. Es hora de pensar en una nave espacial tripulada. Y a principios de los años 90, el grupo de Kiselev había desarrollado varios de estos volantes. En papel, en dibujos. Lo único que queda es hacerlos y levantarlos en el aire. Y luego la política y la economía intervinieron en los planes de Kiselyov.
"Unión inquebrantable" se derrumbó. Se cortaron todos los lazos establecidos, se detuvo la financiación estatal. Las estructuras científicas e industriales que estaban interesadas en los desarrollos de Kiselev estaban más preocupadas por su propia salvación, y no por las ideas de otra persona, aunque prometedoras, pero sin prometer un retorno comercial rápido.
Kiselev hizo muchos intentos desesperados por cooperar con la nueva burguesía, pero no tuvo suerte: tres empresas privadas que se habían encargado de construir aparatos quebraron sin tener realmente tiempo para hacer nada.
Los aviones voladores tripulados se quedaron solo en el papel.
Pregunta legítima: ¿son necesarios en absoluto? Y si es así, ¿por qué? La humanidad ha estado volando con éxito durante un siglo sin batir sus alas. El principio clásico, probado por muchos años de práctica "empuje - al motor, elevación - al ala" para aviones funciona muy bien, ¿es realmente necesario inventar algo más? Intentemos responder, refiriéndonos a la experiencia de Kiselev.
El volante, cuyas alas crean no solo sustentación, sino también empuje, es bueno ante todo porque no requiere pistas de aterrizaje. Sí, pero tal objeción es apropiada, porque hay helicópteros y aeronaves de despegue y aterrizaje vertical (VTOL) que despegan sin carrera de despegue y aterrizan en un punto. ¿Por qué son malos?
Un poco de teoría. Muy superficial, sin meterse en la jungla científica.
La sustentación durante el despegue vertical y el aterrizaje vertical se puede crear de dos maneras. La primera es arrojando grandes masas de aire a baja velocidad (helicóptero). La segunda consiste en arrojar pequeñas masas de aire a altas velocidades (PIB de la aeronave; esto se logra con motores de elevación especiales o desviando el vector de empuje de los motores sustentadores). El primer método es más económico, porque cuanto menor es la velocidad y mayor es la masa del aire expulsado, se requiere menos potencia para el despegue vertical, respectivamente, se quema menos combustible.
El helicóptero es excepcionalmente bueno en el despegue y el aterrizaje. El rotor o, como también se le llama, el rotor principal, barre un área enorme, la fuerza de elevación se crea fácilmente con poco consumo de energía. Pero en vuelo horizontal, este aparato deja mucho que desear. La calidad aerodinámica (relación entre la sustentación y la resistencia del aire) del rotor principal de un helicóptero que opera en un plano cercano a la horizontal es, en promedio, 3 veces menor que la del ala de un avión. Y por lo tanto, el helicóptero tiene características de vuelo bajas, en particular, baja velocidad y rango de vuelo corto.
El plano del PIB tiene sus propios problemas.
Con el vuelo horizontal, todo está en orden, como cualquier avión, pero el despegue y el aterrizaje consumen mucha energía. Casi todo el combustible se quema durante estas fases; queda muy poco para llevar a cabo la tarea de vuelo real. El primer plano del PIB, English Harrier, por mucho tiempo considerado el mejor de su clase, tenía una autonomía de sólo 160 km. Para un vehículo a reacción de combate, esto es insignificante. Por cierto, cuando la Armada diferentes paises comenzó a equiparse con tales dispositivos, hubo muchos casos de despido de pilotos: la perspectiva de quedarse sin combustible en algún lugar en medio del océano convenía a pocas personas. Los pilotos de los portaaviones estadounidenses bromearon sombríamente: "Los almirantes tuvieron una gran oportunidad de llevarnos a la tienda costera por cerveza; estos ataúdes voladores no son capaces de hacer nada más".
Con el tiempo, la actitud hacia los aviones del PIB ha cambiado: han aparecido desarrollos más avanzados, la gama ha aumentado. Pero muchos problemas aún no se han resuelto: un aumento en la capacidad de los tanques de combustible y, en consecuencia, peso total máquina conduce a una disminución de la carga útil (en particular, bomba). La elección de posibilidades no es rica. Vuela completamente armado, pero no muy lejos, o muy lejos, pero con munición incompleta.
Periódicamente, se intenta desarrollar un avión híbrido con un helicóptero. Está, por ejemplo, el avión V-22 de la compañía Bell - tiene motores con hélices de tres palas en los extremos de sus alas, que funcionan como sustentadores en vuelo nivelado y como elevadores durante el despegue y el aterrizaje (los motores giran en cierto ángulo). Este diseño también está lejos de ser perfecto. Para evitar un desequilibrio brusco en caso de fallo repentino de uno de los motores (esto es muy desagradable en vuelo nivelado y casi siempre fatal en despegues y aterrizajes), tienen que estar conectados por un largo, casi igual a la envergadura, eje de sincronización, lo que hace que el dispositivo sea muy pesado. Ambas hélices juntas barren al menos la mitad del área que la hélice de un helicóptero de un solo rotor (si las dimensiones de los dispositivos comparados son iguales), por lo tanto, la potencia requerida para el despegue y el aterrizaje es mayor para la máquina en cuestión, lo que significa que el consumo de combustible es mayor.
Hay otras desventajas también. Por ejemplo, cuando las hélices se utilizan como hélices en vuelo nivelado, su eficiencia cae bruscamente, por lo tanto velocidad máxima de un aparato de este tipo dista mucho de lo que cabría esperar con un consumo energético tan elevado. Además, durante el despegue y el aterrizaje, el ala no se usa, sino que solo interfiere con el chorro creado por la hélice. En general, hay muchos problemas.
El volante está desprovisto de todas estas deficiencias. Combina las ventajas de un avión y un helicóptero. Por al menos, En teoria.
El grupo de Kiselev, como ya se mencionó, desarrolló varios volantes varios tipos. En el ejemplo de uno de ellos, mostraremos qué es un avión alado y cómo funciona.
Parece un avión normal. Se instala una plataforma giratoria especial en su fuselaje, sobre la cual se articulan las alas. La corriente en chorro de los motores durante el despegue y aterrizaje vertical se dirige a la turbina de accionamiento de la bomba hidráulica, que controla el ingenioso sistema de cilindros hidráulicos conectados a las alas. Son los "músculos" que ponen en movimiento las alas, que baten en diferentes planos, dependiendo de si el Flywheel está operando en vuelo estacionario o nivelado.
En la cola del volante hay un accionamiento especial para instalar el estabilizador a lo largo del flujo arrojado por el aleteo.
En vuelo nivelado, se puede detener el aleteo; para esto se proporcionan bloqueos de bloqueo especiales. En este modo, el sobrevuelo no es diferente de un avión convencional: las alas en estado estacionario se usan solo para crear sustentación; El empuje es proporcionado por una corriente en chorro, que ya no se dirige a la turbina de la bomba hidráulica, sino que regresa a través de las boquillas convencionales.
Por lo tanto, en diferentes fases del vuelo, puede elegir el modo más ventajoso: vuelo con aleteo en el despegue y aterrizaje, vuelo normal en un curso horizontal.
Los cálculos muestran que un volante puede desarrollar una velocidad de 1,5 a 2 veces mayor en vuelo horizontal con aleteo que un helicóptero de la misma masa, dimensiones y capacidad de carga, y volar 1,5 veces más (con el ala detenida, la velocidad es de 3 a 4 veces mayor). Si lo comparamos con el avión del tipo V-22 considerado anteriormente, entonces, teóricamente, la velocidad del volante es un 40-50% mayor, además, el peso del aparato vacío es un 15-20% menor.
Al investigar los principios del vuelo con aleteo, Kiselev encontró muchos problemas que a primera vista parecían irresolubles. Los cálculos preliminares convencieron de que el vuelo con aleteo... era absolutamente imposible: se requería una frecuencia de aleteo demasiado alta para crear las fuerzas aerodinámicas requeridas para el despegue, se deberían haber producido enormes sobrecargas de inercia, que el ala no podía soportar.
Las observaciones de vuelos de aves al principio generalmente confundieron a los investigadores. Resultó, por ejemplo, que de acuerdo con las leyes de la aerodinámica elemental, un pato no debería volar en absoluto: la carga en el ala (la relación entre el peso total del ave y el área del ala) es muy alta. Sin embargo, vuela. o digamos Escarabajo. Él también, de acuerdo con todas las leyes, no vuela; esto se describe en detalle en la literatura popular para modeladores de aviones como una especie de incidente natural.
Durante mucho tiempo se creyó que la capacidad de carga del ala de un pájaro la proporciona en gran medida la estructura de las plumas: surcos, surcos, pelos, cavidades llenas de aire, etc., por lo tanto, es imposible hacer una similitud mecánica de tal ala (imagina un avión con plumas - divertido, ¿no? ?). Sin embargo, los resultados de los experimentos del grupo de Kiselev refutaron este punto de vista. Un ala batiendo es capaz de crear las fuerzas aerodinámicas requeridas, independientemente de si está emplumado, palmeado ( los murcielagos) o que tienen la forma de una placa plana con ranuras (insectos). Esto significa que el asunto no está en las plumas: según Kiselev, el ave las necesita principalmente por la comodidad de plegar las alas, para mantenerse caliente y garantizar la ligereza del "diseño". Y no en las ranuras: los insectos volaron perfectamente con las alas manchadas de pintura. ¿Y en qué?
Cuando el prototipo del primer volante agitó sus alas en el stand, los investigadores se sorprendieron al descubrir que, a pesar de la incapacidad del motor para llevar la frecuencia de las aletas a los valores calculados, las fuerzas aerodinámicas creadas no solo eran suficientes para el despegue, pero también más alto de lo requerido! Paradoja. Para "creer en mis ojos", tuve que hacer una instalación especial en el túnel de viento, que le permite introducir bruscamente el ala en la corriente de aire. Resultó que al principio las fuerzas aerodinámicas aumentan bruscamente y luego disminuyen hasta que se establece un flujo estacionario. Este salto de potencia, debido a la no estacionariedad del flujo alrededor del aleteo, es muy útil a bajas velocidades y en modo estacionario - esto es lo que hace posible el despegue vertical en costo mínimo energía. Con un aumento en la velocidad horizontal del aparato, las propiedades de transporte del aleteo disminuyen, pero la fuerza de sustentación es fácil de mantener aumentando la presión de la velocidad del aire.
y uno mas la conclusión más importante del fenómeno descrito. Dado que la no estacionariedad del flujo ayuda a crear grandes fuerzas aerodinámicas que permiten reducir las velocidades de vuelo requeridas, las cargas de inercia perjudiciales que destruyen el ala son correspondientemente pequeñas. Además, las fuerzas aerodinámicas e inerciales que cargan el ala, como se vio después, no se suman cuando aletean, ya que actúan en diferentes momentos. Los primeros son máximos en las posiciones medias, cuando la velocidad de vuelo también es máxima, y los segundos, en los extremos, cuando el ala cambia de dirección. Y los aerodinámicos útiles, por regla general, son más dañinos que los inerciales, lo que significa que es para ellos que se debe realizar el cálculo de la fuerza del ala. Por lo tanto, los temores sobre la inevitabilidad de la destrucción de la estructura por grandes sobrecargas de inercia son infundados.
Los opositores expresaron muchas dudas sobre las posibilidades de aumentar el peso y el tamaño de los vehículos alados. Digamos, un modelo casi sin peso es una cosa, pero un automóvil con personas y carga ... Kiselev realizó muchas pruebas de alas geométricamente similares, que difieren en tamaño en 5 veces, y confirmó la teoría de que la sustentación "supera" el crecimiento del peso. aparato - por lo tanto, no hay razones fundamentales para limitar el tamaño de los volantes. Ahora en los archivos del grupo Kiselev hay un proyecto del llamado volante comercial que pesa 5600 kg, capaz de transportar 10 pasajeros por 1000 km o 5 pasajeros por 1800 km a una velocidad de crucero de 800 km / h. Hay otras novedades, también lejos de ser "ingrávidas".
Y según todos los cálculos, confirmados por pruebas de banco, estas máquinas deberían volar con bastante normalidad.
Para ser justos, cabe señalar que Kiselev está lejos de estar solo en su investigación. El estudio del vuelo con aleteo también se está llevando a cabo activamente en Occidente. Muy interesantes son los desarrollos del estadounidense Paul McCready, un talentoso diseñador que se hizo famoso por crear varios medios no tradicionales movimiento a través del aire, como, por ejemplo, un avión impulsado por músculos (en 1979, los músculos del piloto eran suficientes para volar a través del Canal de la Mancha) o un avión con un motor eléctrico impulsado por alas montadas paneles solares. A mediados de los 80, con el apoyo más poderoso de las estructuras comerciales, McCready construyó algo que parecía un pterosaurio. La prensa se apresuró a bautizar el dispositivo como un volante.
El modelo creado por McCready no podía despegar por sí solo. Fue lanzada con un cabrestante. La inclusión del ala en modo de aleteo en un principio provocó una caída errática (durante el primer vuelo de demostración en mayo de 1986, el modelo de $ 700 mil se hizo añicos en el concreto del aeródromo; la prensa no tardó en burlarse: “Ahora está claro cómo se extinguieron los pterosaurios”). Luego se enseñó al aparato, como mínimo, a volar batiendo las alas; la audiencia, al ver esto en el espectáculo aéreo, chilló de alegría, pero ... Los expertos no reconocieron el truco como un vuelo de aleteo en toda regla. Los movimientos de ala lentos, de baja amplitud y "tímidos" no interfirieron con el planeo en el mejor de los casos. No se trataba de escalar o aumentar la velocidad. Bueno, la modelo agita sus alas y agita. O no podría haber saludado, el resultado habría sido el mismo. Posteriormente, Kiselev analizó el funcionamiento del aparato MacCready y llegó a la conclusión de que sus alas no crean las fuerzas aerodinámicas necesarias para el despegue.
También se conocen otros desarrollos. Kiselev está en correspondencia con el Instituto Aeroespacial de la Universidad de Toronto, donde en 1992 se creó y probó con éxito un modelo de un aparato con alas llamado ornitóptero. Se lanza lanzándose en una corriente de aire ascendente, pero no puede despegar por sí mismo. Además, los movimientos de torsión del ala se llevan a cabo solo debido a su flexibilidad (aproximadamente así es como nadan los patines y las platijas), y no girando el perfil del ala en los ángulos requeridos. La selección de parámetros de flexibilidad es muy difícil. El ala resulta ser "monomodo"; cambiar un poco Condiciones externas– y el vuelo se vuelve problemático. El modelo pesa 3,4 kg y, aparentemente, no es realista aumentar significativamente su masa (recordemos que la Libélula de Kiselev y Zhuravl, que ya han volado, pesan 10 kg cada una).
Kiselev familiariza regularmente a sus colegas en el extranjero con sus desarrollos y ellos le presentan los suyos. Las ideas no se toman prestadas unas de otras, cada una va por su cuenta, según le parece, el único camino correcto.
En general, los vehículos alados se construyen periódicamente en el mundo. Publicaciones en prensa permiten hablar de prioridad ciencia rusa en la investigación del vuelo de aleteo. Estados Unidos todavía considera como una revelación algo que para nosotros hace mucho que pasó de etapa. Por supuesto, es muy posible que en algunas estructuras como la NASA ya se haya creado algo que dice llamarse volante de pleno derecho, pero esto no lo sabemos. Si partimos solo de la información que está abierta a todos, se puede argumentar que en este campo de la ciencia todavía estamos diez años por delante de Occidente, o incluso más.
Como dicen, con esta nota alegre sería posible terminar. Pero no hay alegría que sentir. Una pregunta bastante pertinente nos atormenta: si somos tan inteligentes, si estamos por delante del resto del planeta, ¿por qué no seguimos volando sobre volantes?
La razón es simple: el dinero. O mejor dicho, su ausencia. La construcción de la primera máquina voladora tripulada del mundo, según los cálculos de Kiselev, requiere alrededor de $ 100 000. En general, la cantidad no es tan alta, pero aún no se ha juntado; aparentemente, es difícil para la gente de ciencia navegar por el mundo. giros y vueltas de nuestra loca economía.
La aerodinámica, hay que pensar, es más fácil.
El primer vehículo tripulado (para empezar, Kiselev propone fabricar una máquina de 7,1 m de envergadura y 450 kg de peso al despegue, capaz de ascender a 4.500 m de altura y volar a una velocidad de 150 km/h) puede ser construido y probado en un año y medio. Y luego ... Luego están las opciones para su implementación comercial, lo que le permite obtener dinero para la construcción de máquinas más complejas.
Muchas opciones.
Primero, exposiciones. Solo en los EE. UU., se llevan a cabo anualmente más de 400 espectáculos aéreos de varios rangos, y cualquier exótico se lleva a cabo allí con fuerza. Mejor Publicidad difícil de pensar.
Segundo, implementación directa. El Museo de Ciencia e Industria de Londres se acercó recientemente a Kiselyov con una solicitud para vender el primer volante para exhibición. Y la mundialmente famosa firma Sotheby-s accedió a subastar los volantes, por supuesto, cuando estén construidos.
En general, la demanda ya está ahí. Simplemente no hay oferta.
¿Cuánto ganarás con esto? Pienso mucho. McCready vendió su modelo al Museo del Aire de Washington por $ 3 millones, y este no es un volante completo, sino solo una imitación del mismo. Imagínese cuánto pueden comprar un volante real, pilotado por un hombre, y además, el primero en el mundo.
Por desgracia, mientras todo esto parece hablar en favor de los pobres. Todo el mundo está locamente interesado, pero nadie da dinero.
Tal vez tengan miedo, ¿y si no vuela? Bueno, definitivamente hay un riesgo. Pero quien no se arriesga...
Mientras Kiselev busca dinero para construir el primer volante, la base de investigación técnica está disminuyendo lentamente. No hace mucho, por ejemplo, saquearon el hangar donde se guardan las maquetas. Se eliminó todo lo materialmente valioso de los dispositivos (por cierto, esto explica parte de la miseria de las ilustraciones de este artículo: no hay nada que fotografiar, los dispositivos están desmantelados). Es simbólico para nuestra ciencia, ya ves.
Tarde o temprano alguien construirá un volante. Es una pena que no sea en Rusia, porque somos los primeros en esta área. Adiós. Oeste con eso base tecnica y no hablará sobre finanzas durante mucho tiempo: allí, a juzgar por las publicaciones, la teoría ya está en camino, verá, pronto habrá un resultado práctico. Y cuando los estadounidenses vuelan, batiendo sus alas, a la pregunta "¿Por qué no nosotros?" será posible responder encogiéndose de hombros: "Porque no había clavo en la fragua ..." O, más precisamente, porque no había rublo en el bolso.
Conclusión:
Existen dos tipos de modelos de volantes: center-wing, cuya parte central de las alas está fija en relación con el cuerpo, y centerless, con alas móviles. El segundo tipo de volante es el más interesante en diseño y el más difícil de fabricar.
Modelo mahlet V. Fedotov ganando altura con confianza. El par en el eje de su mecanismo de accionamiento supera los 500 N ″ m, y el par de la hélice para el vuelo de un avión del mismo tamaño y masa debe ser 20-25 veces menor. Por lo tanto, la conclusión es la siguiente: los paquetes de hilos de goma en los modelos de volantes no deberían funcionar para torcer, sino para estirar. Solo bajo esta condición un motor de caucho de peso permitido sin dispositivos adicionales especiales es capaz de crear suficiente par en el eje. Sin embargo, este método de usar un motor de goma tiene una desventaja significativa. Una banda de goma muy estirada consume muy rápidamente todo el almacenado energía mecánica, y el modelo de volante logra hacer 12-13 flaps y volar horizontalmente solo 5-6 m.
En el modelo del volante de inercia de V. Fedotov, se instala un motor de goma, cuyos haces de hilos de goma funcionan en tensión. Esta circunstancia reduce significativamente, como se ha señalado anteriormente, la duración del vuelo. ¿Es posible hacer el vuelo más largo? Es posible, si hace que los paquetes de hilos de goma funcionen para torcer, entonces la cantidad de aletas aumentará más de diez veces. La victoria es significativa. Solo se logra a costa de una complicación significativa de todo el diseño del volante. Esto explica por qué todavía no se han creado tantos modelos de este tipo. Las direcciones principales en las que se debe ir aquí son la reducción de la masa del modelo, el diseño de un accionamiento mecánico más avanzado (y al mismo tiempo simple) que crea pares de diferentes magnitudes en diferentes fases de rotación del eje. Y el último. Al pensar en qué volante es mejor, no olvides que la naturaleza es inagotable en sus hallazgos “técnicos” que ayudan a los seres vivos. la mejor manera adaptarse al entorno. Es por eso que el uso de "patentes" de la naturaleza ayuda a crear aviones aún más avanzados.
Lista de fuentes de información utilizadas:
DOSAAF - Sociedad Voluntaria de Asistencia a Andropov Aliyev Fedorchuk
revista "motor"
