|
Идея воздушных путешествий имеет столь
же почтенный возраст, как само человечество. Долгое время, из-за
отсутствия необходимых средств, идея выражались лишь в виде фантазий.
Фантазии можно разделить на три вида - использование для полётов
птиц и других летающих существ, использование неких скрытых резервов
человеческого организма (левитация), использование магических технологий
(ковёр-самолёт, ступа бабы-Яги и т.п.). Пытались люди полететь и
с помощью обычных технологий. Чаще всего на собственноручно сделанных
орнитоптёрах - устройствах с машущими крыльями. Однако даже сегодня
не удаётся создать эффективный аппарат такого типа - что жё говорить
о дне вчерашнем?
Казалось, дело сдвинулось с мёртвой точки в конце XVIII
века, когда появились воздушные шары. В считанные годы им удалось
достичь высоты в несколько километров, преодолеть расстояние в десятки
километров. Однако ещё многие десятилетия аэростат оставался лишь
дорогой неуправляемой игрушкой, способной лететь не туда, куда нужно,
а лишь по воле ветра. До конца XIX века аэростаты выпускались в
единичных экземплярах. А полёты на них были уникальным явлением.
Выход был найден английским учёным Джорджем Кейли (George
Cayley, 1773 - 1857). Всё в том же конце XVIII века он предложил
использовать аппараты тяжелее воздуха с неподвижным крылом. Идея
неподвижного крыла принадлежала не ему. Китайцы запускали воздушные
змеи ещё во времена Юлия Цезаря (или даже раньше). Проекты летательных
аппаратов с неподвижным крылом разрабатывали Леонардо да Винчи в
XVI веке, Христиан Гюйгенс в XVII, Сведенборг и Бауэр в XVIII. Однако
лишь Кейли смог теоретически обосновать возможность их полёта, став
основателем аэродинамики как науки. Он построил несколько моделей,
имевших все составные части, привычные для сегодняшних самолётов
- фюзеляж, неподвижное крыло, хвостовое оперение (первая модель,
длиной 150 см, построена в 1804). Кэйли обнаружил, что для успешного
полёта лучше всего подходит крыло с искривленной в профиле поверхностью,
а не плоское. Ещё лучше установить крыло под углом к горизонту.
А для увеличения поперечной устойчивости крыло в центре должно быть
ниже, чем по краям. Т.е. быть V-образным. В 1809 Кэйли обобщил свои
исследования в работе "On
Aerial Navigation", где выделил три главных условия для
осуществления успешного полёта. Это наличие подъёмной силы, создаваемой
с помощью крыла, силовой установки, создавающей тягу, и системы
управления, позволяющей совершать устойчивый полёт в нужном направлении.
В качестве силовой установки можно было использовать
различные средства. Но во времена, когда Кейли экспериментировал
с планерами, наиболее привлекательным средством казался паровой
двигатель. Как раз в те годы появилось транспортное машиностроение.
Разработка пароходов и паровозов в значительной мере стимулировала
совершенствование паровых двигателей. К середине позапрошлого века
они стали достаточно компактными, чтобы быть установленными на летательные
аппараты. Первый из известных проектов пассажирского самолёта с
паровым двигателем разработал Фридрих Маттис - механик из Нюрнберга.
Его аппарат, взлётным весом 1075 килограммов, имеет
деревянную конструкцию. В центральной части фюзеляжа размещается
паровой двигатель с рабочим давлением пара 12 атмосфер. В передней
части - отсек для пилота и шести пассажиров. К фюзеляжу крепится
колёсное шасси. Крыло плоское ромбовидное, поддерживаемое поперечной
балкой переменного сечения и системой расчалок. Обшивка из дерева.
Площадь крыла 450 кв. метров. Имеется хвостовое оперение, состоящее
из рулей высоты и направления. Управление с помощью зубчатой передачи
и специального груза, меняющего положение центра тяжести в полёте.
В целом схему можно было бы назвать вполне современной,
если бы на движитель аппарата. Он представляет собой установленную
под фюзеляжем подвижную поверхность в виде широкого весла. Тяга
создаётся движением поверхности назад. При обратном движении открываются
клапаны, предотвращающие создание обратной тяги. Подобное устройство
требует для взлёта специальную платформу. Конструктор считал, что
его машина за час сможет преодолеть такое же расстояние, что корабль
за сутки.
О постройке аппарата нет никаких сведений. Даже если
бы он и был изготовлен, летать он бы не смог. Удельная мощность
паровых машин была ещё слишком мала. Но не это главное. Движитель-весло
создавал бы ничтожную тягу, а плоское крыло слишком малую подъёмную
силу. А если представить, что самолёт каким-то чудом и взлетел,
при посадке его движитель обязательно был бы разрушен.
Страница создана на базе материалов книги Д.А. Соболева
"Рождение самолёта". Москва. "Машиностроение"
1988
|
Проект
Фридриха Маттиса