Легенды и мифы разных времен и народов рассказывают о многочисленных попытках человека летать с помощью крыльев. Наиболее известна легенда об Икаре и его отце Дедале, дошедшая до нас благодаря известному римскому поэту Овидию, написавшему о ней в своих «Метаморфозах». То же самое хотели осуществить в IX веке нашей эры АбдулКасим Абас Бен Фирнас, придворный врач калифа андалузского Абдерахмана; в XI веке — английский монах Оливер; в XVI — испанский монах Бонавентура, и еще многие другие первопроходцы. Согласно рукописям Пекинского архива, около 2 тыс. лет тому назад китайский император Сунь ( или Шунь) благополучно прыгнул с крыши горящего дома, держа в руках две огромные шляпы из камыша. Этот трюк, только с бумажными зонтами на жестком каркасе, ввели в свою праздничную программу придворные акробаты. Подобные обычаи были отмечены и в других странах. Так, Марко Поло, Фернан Магеллан и другие отмечали, что жители Индии и Африки развлекаются, прыгая с высоких холмов и больших деревьев держа большие зонты.
Первое дошедшее до нас письменное свидетельство об испытаниях искусственных крыльев содержится в китайской рукописи "Цяньханьшу" ("История ранней династии Хань"), датируемой I в.н.э. В другой китайской книге - "Всеобъемлющее зеркало истории", - говорится о полетах людей на воздушных змеях начиная с середины VI в. н.э., причем, ввиду высокой опасности, в качестве первых "летчиков - испытателей" использовались военнопленные. Такой полет наблюдал в XIII веке Знаменитый итальянский путешественик Марко Поло.
Подобного рода попытки предпринимались и на Руси. Историк авиации и воздухоплавания А. Родных опубликовал в 1910 году рукопись А. Сулакадзева, жившего в конце XVIII — начале XIX века. Она называется «О воздушном летании в России с 906 лета от Р. Х.» и содержит некоторые сведения о попытках русских людей передвигаться по воздуху на построенных ими аппаратах. В послании Даниилы Заточника великому князю Ярославу Всеволодовичу (XIII в.) отмечается: " ... , а иные слетают с церкви или с высокия полаты паволочиты (шелковые) крылья имая ...".
Впервые идея летательной машины с машущими крыльями была высказана в общей форме английским ученым Р. Бэконом в середине XIII в. в труде "О тайных вещах в искусстве и природе". Бэкон писал: "Можно построить машины, сидя в которых, человек, вращая приспособление, приводящее в движение искусственные крылья, заставлял бы ударять их по воздуху, подобно птичьим.
Два века спустя идея крылатого летательного аппарата привлекла внимание Леонардо да Винчи. В отличие от Бэкона, Леонардо да Винчи детально проработал проекты нескольких типов орнитоптеров - с лежачим положением летчика (1485-1487 гг.), орнитоптер - лодку (ок. 1487 г.), с вертикальным расположением летчика (1495-1497 гг.) и др.. При разработке этих летательных аппаратов ученый выдвинул ряд замечательных конструктивных идей: фюзеляж в виде лодки, поворотное хвостовое оперение, убирающееся шасси. Стремясь повысить мощность взмахов крыльев, Леонардо да Винчи предполагал, наряду с силой рук, использовать и силу ног человека, а также разработал проект орнитоптера, в качестве источника энергии которого должен был использоваться натянутый лук.
Проект машины с частично фиксированным крылом явился первым шагом в зарождении концепции самолета. Однако эта и другие замечательные идеи Леонардо да Винчи в области теории и практики механического полета остались на много веков захороненными в его рукописях и получили широкую известность лишь в конце Х1Хв., когда они уже не могли дать ничего нового для развития авиации.
Пытаясь постичь тайну полета, Леонардо наблюдал и изучал парение птиц, анатомировал их тела, строил летательный аппарат с машущими крыльями, ставил опыт с падающими телами, а также движущимися в воде и перемещаемыми в воздухе, готовился к тому, чтобы построить большой летательный аппарат. «С горы, получившей имя от большой птицы,— писал он,— начнет полет знаменитая птица, которая наполнит мир великой о себе молвой». (Имеется в виду гора вблизи Флоренции Чнчерогора Лебедя, с которой, как говорит молва, одним из учеников Леонардо был совершен полет, закончившийся неудачно.)
Наблюдения за полетом птиц с неподвижно распростертыми крыльями позволили Леонардо да Винчи сформулировать принцип аэродинамического способа управления (изменение положения центра давления относительно центра тяжести), прийти к выводу о необходимости низкого расположения центра тяжести для лучшей устойчивости в полете.
Размышления Леонардо да Винчи о механике планирующего полета птиц не привели к созданию летательного аппарата с полностью неподвижным крылом - планера или самолета, хотя анализ его творчества показывает, что в последние годы жизни ученый был близок к этому. Он начал понимать, что у человека не хватит сил удержать себя в воздухе взмахами крыльев. Основываясь на разработанном им принципе обратимости движения, Леонардо приходит к выводу: не человек должен крыльями отталкивать воздух, а ветер должен ударять в крылья и нести их в воздухе, как движет он парусный корабль. Пилоту летательной машины необходимо будет только балансировать с помощью небольших перемещений крыльев. "Не нужно много силы, чтобы поддерживать себя и балансировать на своих крыльях и направлять их на путь ветров и управлять своим курсом, для этого достаточно небольших движений крыльями", - писал Леонардо да Винчи.
Опираясь на разработанную им концепцию, ученый задумал создать новый тип летательного аппарата для полетов с помощью ветра. Леонардо не оставил чертежей или технических описаний этой машины. Однако ясно, что это мог быть моноплан-парасоль без хвостового оперения с размахом крыльев приблизительно 18 м, предназначенный для полетов в восходящих потоках воздуха. Крылья были подвижные, но по сравнению с предшествующими проектами подвижность их была весьма ограничена и служила только для балансировки в полете.
В царствование Иоанна Грозного (15хх гг.) смерд Никитка сшил себе и крылья, подобные птичьим, и совершил в Александровской с слободе в присутствии царя несколько полетов. На что последовала следующая реляция Иоанна Грозного: «Человек не птица, крыльев не имать. Аще же представит себя аки крылья и деревянны, противу естества и творит. То не божье дело, а от нечистой силы. За сие содружество с нечистою силою отрубить выдумщику голову. Тело окаянного пса смердящего бросить свиньям на съедение. А выдумку, аки диавольской помощью снаряженную... огнем сжечь». И покатилась с эшафота голова дивная. И сожгли на костре не крылья деревянные, а мечту живую...
Первое официальное свидетельство о попытке полета на крыльях в России относится к 1695 г. Неизвестный изобретатель заявил царским сановникам в Москве, что он, сделав крылья, "станет летать, как журавль". Получив из царской казны 18 рублей, он изготовил крылья сначала из слюды, потом из кожи, но, как сильно ни пытался махать ими, не смог оторваться от земли ни на сантиметр.
«1729 года в селе Ключе, недалеко от Ряжска, кузнец Черная Гроза называвшийся, зделал крылья из проволоки, надевая их как рукава; на вострых концах надеты были перья самые мягкие, как пух из ястребков и рыболовов, и по приличию на ноги тоже Как хвост, а на голову как шапка с длинными мягкими перьями; летал, мало дело, ни высоко, ни низко, устал и спустился на кровлю церкви, но поп крылья сжег, а eгo едва не проклял.
В 1754 году М.В. Ломоносов построил и испытал "Аэродинамичкескую машину" - первую действующую модель вертолета, которая не летала, но наглядно демонстрировала наличие тяги, тем самым доказав принципиальную возможность опоры на "упругую силу воздуха".
Рост технического прогресса в конце ХIХ века заразил огромное число изобретателей идеей полета на аппарате тяжелее воздуха, но ввиду отсутствия теории, далеко не все они несут научный подход к решению проблемы.
Так в 1889 году в штаб Московского военного округа пришло письмо от кустаря - ложечника Н.М. Митрейкина с чертежом и описанием собраного им "воздухоплавательного велосипеда". Были указаны и летные данные - длина полета 5 саженей (7,5 м) и высота - аршин (0,5 м). Автор признавал малозначительность результатов, но считал необходимым провести дальнейшие усовершенствования машины. Военное ведомство на это не пошло, передав модель музею.
В 1871 году кандидат Санкт-Петербургского университета Михневич придумал конструкцию птицелета. Машущие крылья шарнирно прикреплялись к перекладине, а концы их стягивались пружинами. Давление воздуха должно было поднимать крыло вверх, пружина — оттягивать. К идее машущего крыла еще долго будут возвращаться искатели нестандартных исполнений, развитие теории подтвердит целесообразность этого направления, но техническая сложность долго еще не позволит перейти к практике.
Англичанин Джордж Кейли (1773 - 1857) начал свои исследования в l799 - 1809 годах построил первый аппарат с крыльями в форме змея и крестообразным каркасом снизу. С помощью самостоятельно разработанных методов расчета и моделирования он первый правильно определил, что крылу необходимо задавать определенный угол атаки, что изогнутый профиль дает большую подъемную силу и, наконец, что поперечная V-образность влияет на устойчивость. После многолетних исследований и экспериментов в 1852 (1853 ? ) году Кейли наконец создал проект летательного аппарата. Это была конструкция с неподвижным крылом и управляемым в двух плоскостях хвостовым оперением. По мнению автора аппарат должен был планировать со скоростью снижения 5 м/с, но проект так и остался на бумаге. К сожалению изобретатель отверг идею использования пропеллера в пользу машущего принципа движителя для летательных аппаратов, и , отчасти поэтому, он не создал полноценного летательного аппарата, но его научные труды стали теоретическим фундаментом для последователей.
В 1888 году в России вышла книга Николая Андреевича Арендта «О воздухоплавании, основанном на принципах парения птиц». Более 30 лет посвятил Н. А. Арендт экспериментам с планерами. «Если человек,— писал он в 1874 году,— не мог летать по воздуху при помощи крыльев за неимением достаточной силы, то почему же ему не подражать орлу, умеющему летать без затраты собственной силы?».
Если становление теории связано в первую очередь с именем Кейли, то практическое ее воплощение принадлежит немецкому инженеру, исследователю, конструктору и пилоту — Отто Лилиенталю.
Еще в школьные годы в Померании Отто вместе с братом Густавом начал опыты с моделями планеров. Они любили наблюдать за полетами птиц, особенно аистов. В отличие от большинства современников, которые просто указывали на общие принципы птичьего полета, братья открыли определенные закономерности и их соотношения. Они установили, что именно делает птица со своими крыльями: как она изменяет в полете размах крыла для повышения устойчивости или прогиб крыла для увеличения или уменьшения подъемной силы в конкретной полетной ситуации. Результатом наблюдений стала разработка теории полета, которая лежит в основе современной аэродинамики. В 1889 году Отто Лилиенталь опубликовал книгу «Полет птиц как основа искусства летать», которая стала в конце ХIХ столетия настольной книгой всех увлеченных идеей полета.
Свой первый аппарат Лилиенталь построил в 1891 году. Для каркаса он использовал, подобно своему предшественнику ХII века, ивовые прутья, к которым крепилась пропитанная хлопчатобумажная ткань. Аппарат весом 20 кГ имел площадь 18 м2, размах крыльев 7 м. Пилот до плеч продевал руки в отверстие в крыле и держался за поперечный брус. В полете он висел на двух параллельных брусьях, проходивших у него под мышками. О. Лилиенталь совершил свыше 2000 полетов, некоторые на высотах более 20 м и дальностью до 400 м. 9 августа 1896 года при испытании новой модели он завис, потеряв управление, и упал на землю с высоты примерно 15 м. Бесстрашный авиатор умер на следующий день, но прежде чем уйти из жизни, он произнес свои бессмертные слова: «Необходимо приносить жертвы»*.
Среди небесных первопроходцев особое место занимает имя Александра Федоровича Можайского. Бывалый моряк, капитан 1-го ранга (с 1886 г. - контр-адмирал), заслуженный боевой офицер - он пронес свою высокую мечту через годы и остался верен ей до конца.
С 1870 - х годов он изучает все доступные материалы по воздухоплаванию, испытывает различные конструкции змеев, сооружает огромный змей, привязывает его к телеге с лошадьми и взмывает вверх, лечит переломы и снова продолжает свои исследования. Изобретатель разрабатывает первый в мире научный план аэродинамических исследований, вскоре появляется летающая модель самолета с двигателем - пружинной, однако дальнейший ход событий тормозится твердолобостью чиновников, заключающих нереальность самой идеи. Резолюция комиссии под руководством генерала - лейтенанта Г.Е. Паукера, отвергшей предложение Можайского, гласит: "Признается пока бесполезным и нерациональным". Александра Федоровича это не останавливает и в упорных мытарствах 2 июня 1880 г. он получает привилегии на "воздухоплавательный снаряд", 15 ноября 1881 г. ему выдан первый в России патент на проект моноплана, а в 1883 г. практически готов настоящий самолет, или как называл его сам автор - "аэродинам".
Вот как сам автор описывает свой самолет: «Нижеописанный и изображенный на чертеже воздухоплавательный снаряд состоит из следующих главных частей: крыльев, помещенной между ними лодки, хвоста, тележки с коле» сами, на которую поставлен весь снаряд, машин для вращения винтов и мачт для укрепления крыльев. Крылья снаряда делаются неподвижными. Хвост состоит из плоскостей: горизонтальной и вертикальной; первая может подниматься и опускаться и предназначается для направления снаряда вверх и вниз, а вторая движется вправо и влево и заставляет снаряд поворачиваться в стороны.
Лодка служит для помещения машин, материалов для них, груза и людей. Тележка с колесами, на которую поставлен весь снаряд и прочно прикреплен, служит для разбега летательного снаряда по земле перед его подъемом; в воздухе же тележка действует как балансир или отвес. При поступательном движении в воздухе винты летательного снаряда, вращаемые машиною, вследствие сопротивления воздуха приводят снаряд в движение».
Паровые машины для его аппарата изготовила английская фирма «АрбекерХэмкенс». Описание их приводится в журнале «Инжиниринг» за 1881 год. Одна из них при 300 об/мин давала мощность 20 л. с. при весе 47,6 кг, другая — при 450 об/мин — развива. ла 10 л. с. и весила 28,6 кг.
Первый старт был назначен в июле 1885 - го и произошел он так: самолет тронулся с места и побежал по наклонному настилу, набирал скорость, оторвался от стартовой площадки и на какое-то мгновение повис в воздухе, но тут же наклонился набок и рухнул на землю, ломая крыло... Несовершенство конструкции сыграло свою роль, - это малая удельная мощность, недоработки управления и т.д., и, конечно, можно согласиться с авторитетной комиссией, не признавшей полет состоявшимся, но учитывая отсутствие какого либо опыта в даннной области, этот "прыжок" явился существенным сдвигом на пути человека к Полету. А.Ф. Можайский с новой силой взялся за усовершенствования аппарата, но не успел его доработать - он умер 65 - летним в 1890 г., навсегда оставшись в памяти человечества, как первый в мире самолетостроитель.
В 1890 г. владелец орудийных заводов англичанин Хайрам Максим сооружает аэроплан весом в 3 тонны, площадью поверхностей 300 м2 и двигателем 180 ( по другим данным 360) л.с. Попытка взлететь закончилась катастрофой.
В это же время француз Адер строит аппарат с крыльями как у летучей мыши, и винтом в виде перьев. Имеются свидетельства пробных попыток полетов "Авьона" 9 октября 1890 г. и 300 метрового полета подобного аппарата в 1896 -м году. Неудачно заканчивается "проба крыла" у С. Ленгли в 1903 г.
С 1900 по 1903 г. владельцы велосипедной фабрики американцы Оруелл (Орвиль) и Уильбур (Вильбур) Райт разрабатывают свой тип планера. Аппарат братьев Райт представлял собой биплан типа «утка» - пилот размещается на нижнем крыле, руль поворотный сзади, руль высоты спереди. Профиль верхнего и нижнего крыльев бипланной коробки — тонкий, выпукло-вогнутый, задавался часто расположенными нервюрами. Крылья — двухлонжеронные, причем передний лонжерон одновременно являлся и передней кромкой крыла. Задняя кромка — из стальной проволоки, зажатой между «хвостиками» нервюр. Обшивка крыльев — из тонного некрашеного и небеленого муслина. Кили и стабилизаторы обшивались той же тканью, но только с одной стороны.
Управление бипланом по курсу и крену осуществлялось перекашиванием бипланной коробки (гошированием) с одновременным поворотом рулей направления. Интересно был решен братьями Райт привод этой системы — перемещением вправо и влево ложемента, на котором располагался пилот. Двигатель аэроплана четырехтактный, с максимальной (стартовой) мощностью 16 и номинальной (полетной) мощностью 12 л. с. В 1902 году ни одна мастерская не бралась сделать мотор, весящий «всего» 80 кг. И эта сложная задача в итоге была решена самими Райтами, в их собственной мастерской.
Аппарат был двухвинтовым, с пропеллерами противоположного вращения, приводимыми с помощью цепной передачи. Воздушные винты деревянные, с тонким вогнуто-выпуклым профилем. Форма и размеры винтов подбиралнсь в процессе многочисленных экспериментов.
Аэроплан колесного шасси не имел. Для его взлета конструкторы соорудили стартовую катапульту, состоящую из пирамидальной башни и деревянного направляющего рельса. Привод катапульты осуществлялся с помощью «падающего» массивного груза, связанного с самолетом тросом через систему блоков.
Первый полет аэроплана «Флайер» состоялся 17 декабря 1903 года. — с расположенным впереди бипланным же стабилизатором, являющимся к тому же и рулем высоты, и установленным сзади сдвоенным цельноповоротным килем.
В декабре 1903 года. их аэроплан сделал несколько небольших взлетов, доказавших, что аппарат может летать самостоятельно. Совершив порядка 1000 полетов на таких аппаратах с площадью крыла от 15 до 30 м2, они решают построить другой планер и снабдить его двигателем собственной конструкции.Тогда в 1904 году они перенесли свои опыты в уединенное место близ Дайтона и там с глубокой таинственностью продолжали свое дело.
Первый управляемый полет на расстояние 36,5 метров, который совершил Оруелл Райт и длился 12 секунд произошел в 1905 году. . В этот же день братья Райт совершили еще три полета, самый продолжительный почти минута. Этот момент можно считать отправной точкой триумфального шествия авиации.
Бурное развитие научной базы, вливание мощных финансовых потоков в индустрию авиастроения позволило в ХХ веке поставить на конвеер освоение "пятого океана", но мечта человека обрести крылья для свободного парения не угасла, а наоборот стала приобретать конкретные очертания.
Зимой 1929 года в планерном кружке при заводе "Красный выборжец" был построен планер парусного типа весьма простой конструкции. Каркас планера состоял из четырехметровой бамбуковой палки, выгнутой в виде полоза, к которой на одну треть длины от носа крепилась пятиметровая поперечина тоже из бамбука, имевшая V-образный изгиб. Пилот сидел на крыле и управлял планером в полете с помощью двух треугольных полотнищ. На испытаниях планер при тихом ветре поднимался на' высоту до 6 м и держался в воздухе 2,5 мин, пролетая за это время более 150 м. Между этим аппаратом — "парусным планером" ленинградских рабочих — и современным дельтапланом существует очень большое сходство.
Молодым инженером пришел в 1936 году американец польского происхождения Френсис Мелвин Рогалло в научный центр, носящий имя одного из пионеров авиации Лэнгли, и начал работать в группе испытаний в аэродинамической трубе. В середине сороковых годов он вместе со своей женой занимался исследованием свойств воздушных змеев. В 1951 году на основании этих работ он получает патент на изобретение — "змей Рогалло". Этот "змей", переименованный сотрудниками НАСА в "крыло Рогалло", продували в аэродинамической трубе, сбрасывали с грузом с разных высот, буксировали за вертолетом с посадочным модулем космического аппарата "Джемини" зафикстровав приемлемые аэродинамические характеристики. В течение нескольких лет ряд американских фирм вели испытания и исследования гибкого крыла по заказам армии и ВМС США. Испытывались свободно несущее крыло с надувными балками, буксировочные варианты, радиоуправляемые модели, пилотируемые моторные варианты. В последствии дельтаплан на принципе "Крыла Рогалло" получил широкое распространение у любителей экстремальных видов спортивного отдыха, получив возможность использовать мировой опыт для своего совершенствования. Современные дельтапланы сильно отличаются от "Рогалло" как по форме, так и по характеристикам, но если задаться вопросом: "кто же изобретатель?", то Ф. М. Рогалло можно по праву назвать дедушкой дельтаплана.
Пока на американском континенте велись исследования военно-прикладного значения крыла Рогалло, в Австралии вовсю осваивалось чудо - крыло как новый спортивно - развлекательный снаряд.
В 1962 году Билл Мойес начинает изготавливать и продавать "водные змеи". В в 1969 - м его сотрудник Билл Биннет привозит один такой змей в США и, буксируемый катером совершает свой знаменитый полет вокруг Статуи Свободы.
Австралийские летающие лыжники придумали два ценных новшества: сиденье для пилота и треугольную рукоятку управления ( до этого все летали а-ля Лилиенталь - вися на брусьях и балансируя нижней своей частью) . В 1971 году балансирный планеризм и буксировочные полеты на "Рогалло" объединились, породив новую конструкцию - дельтаплан. В этом же году американец Дейв Килборн совершает первый (как полагают) старт с ног. Ему же принадлежит и первый зафиксированный рекорд продолжительности полета - 1ч. 04 мин. имевший место в Калифорнии возле Сан Хосе 6 сентября 1971 года.
Спустя немного времени уже многотысячная армия дерзателей, методом "научного тыка", наперебой соревновалась в конструкторском мастерстве, ценой шишек, переломов, а порой и жизней добиваясь летного совершенства своих крыльев.
Таким интересным увлечением не могли не заболеть и наши соотечественники. Один из первых удачных отечественных аппаратов - "ЗГ-1" работы Попова Владимира Яковлевича. Две капроновые (в дальнейшем лавсвановые) поверхности снизили удельную нагрузку на крыло подняв летное качество выше 8 единиц.
В нашей стране бум дельтастроения начался в 80 - х годах. Недостаток информации, отсутсвие материальной базы преодолевается целеустремленностью и энтузиазмом. Н. Калашников, А. Пешков, В. Моисеев, Г. Макаров в Киевском ОКБ разрабатывают дельтаплан "Славутич", позволяющий изменением угла при вершине, на том - же куполе, настраиваться на один из трех вариантов: 800 - учебный, 840 - переходной и 900 - спортивный.
в 1978 г. ОКБ "Дельтаплан" в результате кропотливых трудов создает удачный аппарат серии "Славутич - УТ" (учебно - тренировочный). Комиссия ЦК ДОСААФ признала дельтаплан соответствующим нормам летной годности и рекомендовала его в качестве основного учебно - тренировочного в клубах ДОСААФ.
1960 г - классический дельтаплан Рогалло
1970 г. - некоторое увеличение удлинения крыла, совершенствование задней кромки, развитие законцовок крыла, введение концевых хорд дельтаплана.
1974 г. - появление на крыльях дельтапланов радиальных латных окончаний .
1976 г. - введение S - образного профиля по корневой хорде ( II поколение дельтапланов ), появление объемного профиля ( дельтапланы III - го поколение).
1978 г. - появление плавающей поперечины, уменьшение угла стреловидности дельтаплана, образование нижних лат ( дельтапланы IV - го поколения).
1980 г. - появление безмачтовых дельтапланов, жесткокрылов ( дельтаплан V- го поколения).
Трудно сказать, кто первым оснастил мотором этот новый летательный аппарат, но еще в 1969 году СКБ ХАИ разрабатывает моторный вариант дельтаплана под названием "гибколет".
Патент 1974 года на изобретение мотодельтаплана принадлежит французу Жерару Тавено.
1980 г. - начало моторизации, 20 - сильные двигатели
1982 г. - поиски оптимальных решений
1985 - развитие прикладных направлений, коммерциализация мотодельтапланеризма.
1995 - рациональные формы, современные материалы.
2001 - новые технологии, компьютеризация.
Невозможно не поразиться широте мышления авиа - Кулибиных, их творения просто поражают смелостью и оригинальностью ( порой авантюризмом ).
Интересным разработкам дельталетов всегда передается характер пристрастий их автора. В таких дельталетах угадывается то спортивный стиль, то - "комфорт и совершенство", то - "орлиное парение", то - "почти МиГ".
Некоторые аппараты по исполнению крыла, управления, шасси, и пр. находятся на стыке направлений с самолетом, автожиром, катером, ракетой и т.д.
Дальнейшее развитие конструкции уже только с большим натягом можно назвать усовершенствованием дельтаплана ...
По материалам сайта www.motodeltaplan.narod.ru
