Передвижение и транспорт        18 января 2016        90         0

Крылья человека и их мускулы

kryliya-cheloveka

Попытки людей мастерить себе крылья для летания отмечаются на протяжении многих веков. Случайные исторические записи сохранили сведения, правда, по большей части очень туманные и малодостоверные, о некоторых таких опытах.

Живший в XI веке монах Оливье из Мальмсбери (Англия), занимавшийся больше предсказаниями будущего, хотел воспроизвести крылья Дедала из птичьих перьев. При испытании крыльев он кинулся с высокой башни. Увы! Оливье не пожал лавров Дедала! Упав на землю, он сломал себе обе ноги. Но твердо веря в правильность своих расчетов, доживая свой век калекой, этот монах считал причиной несчастья только свою недогадливость — ведь он не привязал себе хвоста!

Позднее, в 1507 году, подобные же крылья испытывал аббат из Шотландии Дамиан. Результаты его опыта оказались также неудачными — изобретатель сломал при падении ногу. Преследуемый насмешками соседей, он все же не признавал себя побежденным, объясняя неудачу тем, что в общей массе перьев орлов, а также и голубей в крылья попали по недогляду и куриные перья. Ну, а куры, — каждый знает, что они летуны никудышные.

Более трагично окончилась в 1178 году в Константинополе попытка гимнаста сарацина, который взялся за деньги совершить публично перелет через беговое поле во время конских ристалищ. Изобретатель изготовил матерчатые крылья в виде придатков к костюму специальной формы, для жесткости при этом в крылья он вшил ивовые прутья. Совершив бросок с высокой башни, смельчак смог полететь, однако, только на землю и при падении разбился насмерть.

Весьма характерно, что к идее держаться в воздухе с помощью крыльчатого костюма техническая мысль возвращалась впоследствии много раз. Так, в 1912 году французский портной Рейхельт испытывал парашютный костюм. Хотя опыты его с манекеном не имели успеха, упрямый изобретатель, увеличив вдвое парашютирующую площадь, обязательно пожелал, несмотря на все уговоры, лично испытать парашют. Сбросившись с площадки Эйфелевой башни в Париже, он разбился, оставив своей семье, в утешение, крупный гонорар от кинофирмы, заснявшей этот смертельный прыжок.

Некоторые изобретатели, следуя примеру Архита Тарентского, строили летающие модели птиц. Так, говорят о металлическом орле и о железной мухе известного немецкого математика и астронома Региомонтануса (он же Иоганн Мюллер — 1436—1476 гг.). Сохранились сведения о летающем орле одного нюренбергского механика, который в начале XVI века публично демонстрировал свой автомат при торжественном въезде императора Карла V в город Гент.

Трудно верить, что эти модели действительно летали. Техники того времени, конечно, не могли добиться осуществления движения и равновесия в воздухе даже моделей без газового наполнения, который легче, чем воздух.

Также нельзя доверять сведениям о частичных удачах некоторых изобретателей механических крыльев, память о которых сохраняется почти во всех странах. Профессор математики Данте в Италии, прозванный новым Дедалом (конец XV века), французский слесарь Бенье (1678 г.), аугсбургский сапожник Идлер (1636 г.), швабский мельник Швейкарт (1750 г.), безвестный русский крестьянин при Иване Грозном в Москве (1695 г.), канатоходец Аллар (1660 г.) и шестидесятилетний маркиз Баквиль (1742 г.) во Франции,— все эти и многие другие люди, тщетно стремясь подражать птицам, мастерили и неизменно ломали свои искусственные крылья.

Наряду с многими такими практиками, в феодальную эпоху еще до Леонардо да Винчи был один ученый, который тоже думал о крыльях для человека, а может быть даже и сам делал некоторые летные испытания. Это был английский монах Роджер Бэкон, человек выдающегося ума, больших знаний и сильной воли, прозванный современниками «доктором чудес». Он много боролся с современным ему мракобесием, мужественно вынося все преследования церкви. Его заточили в монастырь, но и многолетняя высидка в неволе не сломила его энергии, и он до старости вел неутомимую борьбу с невежеством и суевериями. В своем труде «О тайных вещах в искусстве и природе», написанном в 1256 г., Бэкон говорит о разных технических проектах и между прочим о возможности соорудить машину с размахивающими крыльями; при этом он указывает на применение в машине механизма, который будет двигать крыльями при вращении человеком какого-то колеса.

После Леонардо да Винчи возможность сооружения крыльев для летания человека обсуждали другие ученые, например, итальянский натуралист и математик Джиованни Борелли (1606—1679 гг.) и английский математик и механик Роберт Гук (1635—1703 гг.). Первый из них, дав свою теорию полета птиц в солидном труде «О движении животных», пришел к выводу, что люди не могут летать на машущих крыльях, работая руками. Он просчитал, что вес мускулов груди человека представляет всего лишь сотую часть веса его тела, у птицы же аналогичное соотношение составляет одну шестую. Даже при работе ногами человек не сможет летать на искусственных крыльях. Р. Гук, придя к такому же выводу, высказал мнение о необходимости создания более могучих «искусственных мускулов».

Увы, подходящих «механических мускулов» не было ни в XVII. ни в XVIII веках.

В этот период нарождалась потребность в двигателях для мануфактур. Передовые техники стали работать над созданием новых источников энергии. Французский механик Дени Папен спроектировал первый паровой цилиндр — «папенов котел» — и (совместно с Гюйгенсом) пороховой двигатель. Но осуществление этих изобретений представляло еще неодолимые трудности.

В 1711 г. английские инженеры Севери и Ньюкомэн, руководствуясь работами Папена, создали атмосферическую паровую машину балансирного типа. Эта машина удовлетворительно работала на откачке воды в горных шахтах и в угольных копях почти до конца XVIII века. Но для производственных целей, а тем более для транспорта, такие паровые машины совершенно не годились.

Кроме отсутствия двигателя, неудачи в создании человеческих крыльев объяснялись полной не изученностью аэродинамической стороны, неосведомленностью о силах, возникающих при движении крыльев в воздухе.

Исследователи прилагали много усилий, чтобы раскрыть тайну полета птиц. Не зная всех трудностей, стоящих на пути создания искусственных крыльев, изобретатели считали, что воспроизвести птичьи крылья — дело наиболее простое. Но «птичья тайна» не разгадана — полностью и в наши дни.

Тем временем общее развитие техники и экономики эпохи само способствовало постановке и разработке первых задач по гидро и аэродинамике, независимо от работ над проблемой летания.

Например, с появлением маятниковых часов потребовалось точно определять период качания маятника, а при этом необходимо было учитывать сопротивление воздуха. Исследованием сопротивления воздуха в опытах с падающими телами и с качанием маятника занимались Галилей, Ньютон (1710—1720 гг.) и другие ученые. Ньютон выработал основную формулу для подсчета сопротивления жидкой среды движению тела, но без учета формы тела.

Развитие огнестрельного оружия вызвало появление баллистики, т. е. науки, позволяющей определять траектории снарядов и пуль. Для этого тоже надо было знать законы сопротивления воздуха продвижению тел. В середине XVIII века эти законы исследовал английский ученый Робинс. Одновременно другой английский исследователь, Смитон, ставил целые серии опытов, изучая сопротивление воды и воздуха с целью выработать наилучшие типы крыльев и лопаток для водяных и ветровых двигателей.

Во второй половине XVIII века математики Борда, д’Аламбер и другие по заданиям французской Академии наук проводили сложные гидродинамические испытания для решения практических вопросов судоходства: какой ширины выгоднее строить каналы и каковы наивыгоднейшие обводы морских кораблей. При этом пришлось проверять формулу Ньютона о сопротивлении воды, так как она во многих случаях не оправдывалась на практике.

Одновременно с экспериментальными исследованиями вырабатывались основы теоретической гидродинамики. В этой области работали Даниэль Бернулли, Леонард Эйлер и др.

Так, гидродинамика и аэродинамика в вопросах, совершенно чуждых летанию, готовили почву для создания будущих человеческих крыльев.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *