С чего начинался авиамоделизм.
21-12-2014, 14:31. Разместил: space
Авиамоделизм — древний вид творчества, ему уже многие сотни лет. По некоторым источникам, летающие модели строили еще в Древнем Египте в IV—П1 веках до нашей эры.
В те далекие времена, когда многие науки лишь зарождались, люди плохо знали законы полета, на летающих моделях их только-только постигали. И авиамоделизм прошлого с полным основанием можно считать первым опытом научных экспериментов и исследований в области авиации.
Сегодня мы расскажем об этих первых опытах.
Греческий ученый Архит Торентский, живший за 300 лет до нашей эры, был философом. В истории он остался еще и как человек, создавший некий летающий объект, который современники называли «искусственным голубем». К сожалению, подробности его устройства до нас не дошли. Предполагают, что это был воздушный змей или аэростат, похожий на птицу.
Интерес человека к летающим объектам особенно резко усилился в эпоху Возрождения. Первым, кто подошел к этому вопросу как ученый и инженер, был Леонардо да Винчи.
В манускрипте, относящемся к 1475 году, были обнаружены эскиз и описание воздушного винта Леонардо да Винчи. Он писал: «..Если прибор (имеется в виду винт. — А. И.) сделан как следует, то я думаю, что при вращении его с известной скоростью такой винт как бы опишет в воздухе свою нарезку и поднимется вверх. В этом ты легко можешь убедиться, рассекая воздух широкой тонкой линейкой: тогда твоя рука будет вынуждена следовать направлению ребра линейки...
Можно сделать небольшую модель из бумаги с осью из туго скрученной металлической пружины. Если пружину предоставить самой себе, то она заставит винт вращаться».
Как видите, это похоже на описание геликоптера, или, по-современному, вертолета. Считается, что великий итальянский художник и механик первым высказал мысль о возможности вертикального взлета с помощью воздушного винта.
Первым же, кто попытался построить геликоптер, был М. В. Ломоносов. Для измерения температуры в верхних слоях атмосферы ему нужен был миниатюрный летательный аппарат, способный поднять термометр. В 1754 году Ломоносов построил небольшую модель, состоящую из двух винтов, вращающихся в разные стороны, и пружинного двигателя, заключенного в металлическую коробку. Но коробка была слишком тяжела, и, конечно же, винтами трудно было поднять ее. Тогда Ломоносов поставил такой опыт. Он подвесил модель на шнуре, перекинутом через блок. На другом конце шнура Ломоносов прикрепил противовес - чашку с гирями. Эту установку ученый использовал для изучения тяги винтов. Работая над усовершенствованием модели, Ломоносов писал, что это очень перспективная для науки работа, но, очевидно, другие, более неотложные научные эксперименты не позволили ему доработать модель до конца.
Это удалось сделать другим.
В 1784 году французские ученые Лоннуа и Бьенвеню продемонстрировали Парижской академии наук летающую модель геликоптера весом 85 г.
Два винта, расположенные один над другим, приводились во вращение (разумеется, в разные стороны) от довольно необычного двигателя, напоминавшего лук для стрельбы. Корпус лука был сделан из гибкого китового уса, а тетива - из резиновых нитей. Перед полетом тетива закручивалась вокруг вала с лопастями, Стоило отпустить лопасти - и лук, стремясь распрямиться, раскручивал вал. Геликоптер взлетал.
Потом наступило время моделей с паровыми двигателями. Правда, экспериментам с моделями на паровой тяге мешал... сам двигатель. Дело в том, что к началу XIX века паровой двигатель мощностью 1 л. с. вместе с котлом весил более 50 кг. Но уже в 40-е годы вес парового двигателя удается снизить до 10 кг на одну лошадиную силу.
Первая летающая модель на паровой тяге поднялась в воздух в 1842 году. Это был вертолет, созданный англичанином Филиппсом. На нем стоял паровой котел, работавший на смеси древесного угля, селитры и гипса. Винт вращался под действием вырывающихся из трубок струй пара. Вертолет продержался в воздухе всего несколько секунд, но произвел большое впечатление на современников и доказал возможность полета с помощью пара.
Успех Филиппса вдохновил другого англичанина, Вильяма Хенсона, на постройку большого аэроплана.
В 1843 году английский изобретатель в содружестве с великолепным механиком Джоном Стрингфеллоу строит аэроплан с размахом крыльев 45 м и весом 1360 кг. И хотя изобретатели, разрабатывая и строя свой аппарат, пользовались расчетами, основанными на последних достижениях науки, аэроплан не взлетел. Англичане не стали больше рисковать. Они поняли, почему их машина не взлетела, - паровой двигатель был для нее слишком тяжел и маломощен.
Мы неспроста вспомнили неудачу Хенсона: ведь подобные просчеты терпели и другие изобретатели, мечтавшие о полетах. Хенсон одним из первых понял: прежде чем браться за постройку настоящей летающей машины, идею ее нужно проверить на модели.
1 - модель Пено (резиномоторный двигатель), 2 - «птица» Татэна (пневматический двигатель), 3 - модель аэроплана Стрингфеллоу (паровой двигатель), 4, 5 - две модели аэропланов Лэнгли паровым и бензиновым двигателями), 6 - аэроплан французского летчика Блерио, построенный на основе опытов Лэнгли.
И вот вместе со Стрингфеллоу он строит модель весом 12 кг и размахом крыльев 6 м. Модель взлетела, но англичане остались недовольны ее полетом: слишком неустойчивой она была в воздухе, да и мощность парового двигателя оказалась маловатой.
Вскоре Хенсон покидает Англию, и Стрингфеллоу продолжает работу один.
В 1848 году он строит свою первую летающую модель. Она имела размах крыльев 3 м и весила без двигателя 4 кг. Винты приводил в действие паровой двигатель мощностью менее 1 л. с. Громадные по нынешним понятиям размеры моделей объяснялись прежде всего большим весом парового двигателя.
Вслед за Стрингфеллоу опыты над летающими моделями начали ставить десятки исследователей в других странах мира. Во Франции, например, Альфонс Пено строил модели, приводившиеся в действие. резиновым жгутом. На них он изучал устойчивость аэроплана в полете.
В 1872 году Пено продемонстрировал модель, хорошо летавшую даже при сильных порывах ветра. Ее аэродинамическая схема очень близка к тем, что используются в современной авиации.
Примерно в те же годы, что и Пено, французский конструктор Татэн построил модель с пневматическим двигателем. Весила она 1,75 кг. Фюзеляж ее представлял собой баллон, в котором под давлением 20 атмосфер находилось 8 литров воздуха - это и было «горючее». Поршневая машина, похожая на паровую, вращала через ременную передачу два винта, приводящих в движение модель со скоростью 8 м/сек.
Вплоть до конца 40-х годов нашего столетия модели с пневматическим двигателем имели большую популярность.
Русский капитан Александр Федорович Можайский свои опыты в самолетостроении начинал тоже с моделей — воздушных змеев. Их можно было с полным основанием назвать планерами. Последние варианты его змеев-планеров были очень похожи на крылатую лодку с шасси на четырех колесах.
Разгоняемая лошадьми «лодка Можайского» взлетала и совершала планирующий полет, садясь при необходимости либо на сушу, либо на воду. Чтобы превратить такой планер - в самолет, Можайскому оставалось лишь заменить конную тягу на механическую. Для решения этой весьма не простой для того времени задачи изобретатель построил летающую модель с пружинным двигателем.
Современник Можайского инженер Богословский так описывает ее полет: «В нашем присутствии опыт был произведен в "большой комнате над маленькою моделью, которая бегала и летала совершенно свободно и опускалась очень плавно; полет происходил тогда, когда на модель клали кортик, что сравнительно представляет груз весьма значительного размера».
У нас нет основания сомневаться в истинности этого свидетельства, но, по современным представлениям, энергоемкость стальной пружины в 10 раз ниже, чем у резиновой нити. Авиамоделисты знают, что даже сегодня не каждая модель с резиномотором поднимет в воздух столь значительный вес. Уж не было ли в пружинном двигателе модели Можайского секрета, на который мы еще не обратили внимания?
Большую известность в конце прошлого века приобрели модели американского профессора Лэнгли. Первую свою модель аэроплана он построил в 1891 году, после шести лет упорной экспериментальной работы. Приводилась она в движение скрученным резиновым жгутом. Потом Лэнгли пробовал строить модели, летающие на сжатом воздухе, но все эти конструкции не удовлетворяли ученого, и тогда он перешел к постройке авиамоделей с паровыми двигателями. Лэнгли построил одну за другой четыре модели на паровой тяге. Последняя – четвертая - модель весила 4,5 кг. Но и она не удовлетворила изобретателя.
Весной 1896 года Лэнгли пускает в полет свою пятую модель и остается доволен ею. Успех «Аэродрома-5» (так Лэнгли назвал модель) был связан прежде всего с легкой паровой машиной, которую разработал сам американец. Теперь вся силовая установка модели весила 2,9 кг - по тем временам это было большим достижением.
Многие годы экспериментальной работы с моделями дали основание профессору Лэнгли серьезно заняться разработкой настоящего аэроплана. Но и на этот раз он остался верен своему принципу: идею будущего аэроплана он сначала проверил на модели, сделанной в 1/4 натуральной величины.
В начале нашего столетия научное значение летающих моделей угасает. Многие конструкторы самолетов экспериментируют не с моделями, а с планерами, близкими по размерам к будущей машине.
Затем широкое распространение получает аэродинамическая труба. И снова модель становится нужной конструкторам: в аэродинамической трубе продувают и исследуют макет (а это тоже модель) будущего аппарата. А начиная с 20-х годов в Советском Союзе получает свое развитие спортивный авиамоделизм. Его школу прошли многие наши авиаконструкторы и инженеры.
А.Ильин
Рисунки Е.Орлова
Рисунки Е.Орлова
Журнал "Юный Техник" №10, 1984 г.
Вернуться назад