Utias Snowbird: воздушный корабль мощностью в одну человеческую силу

Неймется Человеку: то он хочет плавать, как рыба, оставаясь под водой часами, то парить под облаками, как птица. Поднялся же уже даже выше облаков и попиваешь там кофе или что покрепче – зависит, каким классом летишь. Более того, как нечего делать, хозяйничаешь в космосе. И это настолько обыденно, что мало кто сегодня ответит, что за экипаж работает на орбите?


Нет, все не то. Летают «стальные птицы», но крылья-то неподвижны! Поднимаются в небо силой моторов и пропеллеров (или чего там еще). А надобно, чтобы как природные прототипы: чтобы отрывались от земли и летели (не планировали!) силой взмаха крыла. Да чтобы не реактивный двигатель помогал, а собственная мускульная сила!

В таком направлении работает человеческая мысль. И не одно тысячелетие, когда до двигателей, тем более, реактивных, было еще очень далеко. Чего мы добились на этом пути?

История орнитоптеров

Эти вольные, независимые создания – птицы – вдохновители и провокаторы, которые не дают покоя «царю природы». Впрочем, не только они, а всякие козявки, стрекозы, жуки – все крылатые обитатели земли имеют наглость летать. «Царю» тоже так хочется!


Сколько конфузов хранит история, когда, вымазавшись дегтем и обвалявшись в перьях, смельчаки раскидывали руки-крылья и отчаянно бросались в полет с колоколен церквей. Хорошо, если в момент приземления под пятой точкой, как нельзя кстати, оказывался стог сена. А то бывали приземления и пожестче.

Первый, кого вспоминают в связи с птицекрылыми летательными аппаратами, – это гений Леонардо да Винчи. Он создал и описал внятную конструкцию, где главным элементом было подвижное горизонтальное хвостовое оперение, связанное с обручем на голове «пилота». Крылья (а зачем все затевалось?) приводились в движение силой ног. Итог испытаний известен.


Но Леонардо далеко не пионер в этом деле. Были попытки в 9, 11, 12 веках – это только те, про которые записано на бумаге. История помнит имена Эйлмера из Малмсбери, Аббаса ибн Фирнаса, Роджера Бэкона. После да Винчи ломали голову над проблемой французы Бланшар и Густав Трувэ, бельгийский сапожник Винцент де-Гроф, австриец Яков Деген.

На постройку корабля у них шли в ход тонкие палочки, камыш, шнурки, бумага, шелк, пропитанная каким-то составом парусина. В приводах использовались резинки, пружинки, трубки с воздухом, порох. Наконец человечество дожило до ДВС, а потом и реактивной тяги.


Ученые и энтузиасты, изучая предыдущие неудачи, продолжали двигаться к заветной цели. Значительный вклад в создание махолетов внесли советские и российские изобретатели. Чего стоит «Комитет машущего полета», в который входили кандидаты и доктора наук, летчики и инженеры. «Комитет» насчитывал тысячи граждан разных профессий. Не отставали и зарубежные коллеги.

Создание Utias Snowbird

Строительство современных орнитоптеров разделилось на две категории:

✅ Не очень интересную и хорошо освоенную – приборы-беспилотники с дистанционным управлением. Это многочисленные квадрокоптеры и дроны, микромасштабные самолеты (именно так – самолеты!) в виде птичек
✅ Трудную – крыломашущие аппараты для полета человека с использованием мышечной силы самого пилота

Над последней задачей бились и в канадском Институте аэрокосмических исследований при Университете Торонто. Проект под названием «Орнитоптер с приводом от человека» финансировался не бедно – 200 тыс. канадских долларов. Конструкторское бюро состояло из видных ученых, возглавлял команду профессор Джеймс ДеЛорье. Первая модель (2006 г) имела реактивное оборудование для запуска, пролетела 14 секунд и потерпела крушение. Восстанавливать орнитоптер не стали, учли ошибки, взялись за новую модель.


И она, получившая романтичное имя «Снежная птица», стала исторической. Машина выглядела внушительно и изящно: два длинных тонких крыла с 16-тью закрылками – поровну на каждой стороне. Под крыльями располагалась капсула-кабина для испытателя. Исходя из первой неудачи, разработчики использовали в конструкции легкие материалы: композитное углеродное волокно, бальзовую древесину, пену.

Utias Snowbird: он это сделал!

Участники Клуба планеристов Великих озер в городе Тоттенхэм 31 июля 2010 года были свидетелями грандиозного зрелища: из ворот ангара выкатили воздушный корабль и начали монтировать крылья, сопоставимые по длине с «Боингом». Полет состоялся в 6:45 утра.

Кабину занял Тодд Райхер. Аспирант Института аэрокосмических исследований должен был качать ногами штангу, осуществляя связь с крыльями через провода, насосы и шкивы. Стартового оборудования не было: орнитоптер тянул на веревочном буксире автомобиль.


Следить за полетом, дотошно фиксируя технические и временные (минуты, секунды) параметры, должен был компетентный сотрудник из Международной авиационной федерации. Для возможной дальнейшей сертификации изобретения воспользовались также данными спутниковой радионавигационной системы (GPS).

Разгон на буксире до первого взмаха крыла не входил во время полета. А с момента отрыва от земли и до посадки очевидцы целых 19,3 секунды заворожено следили за невероятно красивыми на фоне восходящего солнца плавными взмахами размашистых крыльев «Снежной птицы». Движения сравнимы со взмахами рук балерин в «Танце маленьких лебедей». И она летела, «Снежная птица» парила над землей и головами изумленной публики.


Последний полет воздушного судна состоялся 2 августа 2010 года, когда по причине усталостного износа деталей подвела главная приводная линия. Машина получила статус «пенсионер» и навечно встала в качестве экспоната в канадском Музее авиации и космонавтики.

Разбор полетов Utias Snowbird

Данные, которые фигурируют в отчетной документации по полету «Снежной птицы», сухие и конкретные:

✅ Размах крыла м – 32
✅ Масса без экипажа кг – 43
✅ Количество человек в экипаже – 1
✅ Максимальная скорость км/ч – 25,6
✅ Время в пути сек – 19,3
✅ Пройдено километров – 0,145

Что касается привода, то как его назвать? «Одна человеческая мощность»? Пусть будет так. Но аспирант Тодд Райхер предоставил собственные выводы и выверенные цифры. Он учел количество силовых гребков – ударов ногами по штанге – и высчитал, что человеческий потенциал ограничивается 15-20 ударам. Каждый ход равен 0,80–0,94 л. с. – это 600–700 ватт. Ну что ж, неси, студент, зачетку!

А ученые мужи, наблюдавшие за полетом констатировали: «Снежная птица» набрала высоту, сохраняя скорость. Вывод: мощности птицекрылого аппарата было больше, чем нужно, чтобы поддержать прямолинейный полет. Эх, если бы не тот «усталостный износ», да слабые студенческие ноги!


Университет из Торонто подал заявку в Книгу рекордов Гиннеса по Utias Snowbird. Но вопрос не решен: на почетное звание первого взмывшего в небо летательного прибора, машущего крыльями усилием пилота и продержавшегося рекордное время, много претендентов.

Специалисты от авиации и космонавтики говорят, что мечта «царя природы» не осуществима: слишком уж он, «царь», тяжел да слаб. А строение орнитоптеров относят к экзотическому хобби. Несмотря на такое заключение, наверняка найдутся еще авиаторы, способные повторить…