Мы привыкли считать, что люди – существа нелетающие, поэтому для многих становиться открытием, что вообще-то физические возможности человека вполне позволяют ему подняться в воздух. И если вы полагаете, что эти полёты представляют из себя что-то вроде затянувшихся прыжков, то вы сильно недооцениваете Homo Sapiens.
1. Мускулолёты Atlas и Snowbird от Aerovelo
Идея этой статьи родилась в процессе подготовки к предыдущим статьям о скоростных веломобилях-стримлайнерах [1, 2]. Дело в том, что канадская команда Aerovelo [3], построившая самый быстрый веломобиль на планете, обязана своим названием не столько его аэродинамичным формам, сколько двум другим своим проектам – мускульному вертолёту Atlas и мускульному орнитоптеру (махолёту) Snowbird.
Atlas примечателен тем, что он в 2013 году стал первым летательным аппаратом, получившим премию Сикорского. По правилам конкурса вертолёт с мускульным приводом должен был подняться на высоту 3 метра и продержаться в воздухе не менее 1 минуты [4]. Результат Атласа – 3,3 метра и 64 секунды соответственно.
![Вертолёт-квадрокоптер Atlas от канадской команды Aerovelo [3]](https://avatars.dzeninfra.ru/get-zen_doc/271828/pub_681912c90e3cb266acfc1bbd_68191eb60abbb40ac93d6117/scale_1200)
Snowbird по заявлениям создателей является первым в мире аппаратом с мускульным приводом, который летает за счёт взмахов крыльями, как птица. Он смог продержаться в воздухе 19,3 с. Правда, с земли его запускали на буксире.
![Орнитоптер (махолёт) Snowbird от канадской команды Aerovelo [3]](https://avatars.dzeninfra.ru/get-zen_doc/271828/pub_681912c90e3cb266acfc1bbd_681923f20e48ab5e56bac80a/scale_1200)
Кто-то скажет: это всё прекрасно, но разве можно считать столь непродолжительное нахождение в воздухе полноценным полётом? Atlas всего-навсего повисел на одном месте в спортзале, а Snowbird и вовсе не смог самостоятельно взлететь. И, на мой взгляд, эти замечания вполне справедливы. Однако пока что мы поговорили только о вертолёте и орнитоптере, а самого интересного – самолётов – ещё даже не коснулись.
2. Борьба за премии Кремера
Чтобы лучше понять, насколько человечество недооценивало свою способность к полёту, уместно вспомнить историю премий, которые назначались за мускульные полёты.
В начале XX века фирма "Пежо" пообещала 10 000 франков тому, кто оторвётся от земли и пролетит 10 метров, используя лишь силу своих мышц. Уже в 1921 году награду получил известный велогонщик Габриэль Пулен (Gabriel Poulain), пролетевший 11 метров на биплане с педальным приводом [5]. Стало понятно, что такие пустяковые расстояния для человека не проблема.
В 1959 году британский предприниматель Генри Кремер (Henry Kremer) учредил приз 5000 фунтов стерлингов, для получения которого нужно было облететь «восьмёркой» вокруг двух меток, расположенных на расстоянии полумили (≈800 м) друг от друга, на летательном аппарате с мускульным приводом.
В 1961 году мускульный самолёт Саутгемптонского университета под названием SUMPAC (Southampton University Man Powered Aircraft) преодолел 594 м, поднявшись на высоту почти в 5 м [6]. Его каркас был выполнен из бальсы, фанеры и алюминиевых сплавов, а обшивка – из нейлона, который был легче и прочнее обычной ткани, а также создавал меньшее сопротивление воздуху.
В 1962 году английский авиационный инженер Джон Уимпени (John Wimpenny) после полутора лет упорных тренировок и строгой диеты пролетел 910 м на собственном мускулолёте Puffin c размахом крыльев 26 м и массой 54 кг [7].
Его успехом была вдохновлена статья в декабрьском номере "Техники – молодёжи" за 1968 год [8]. Помимо всего прочего в ней приводились сведения о том, что по соотношению мощности к массе тела человек находится в той же категории, что глухари и альбатросы, то есть вполне может летать, а грамотно используя эффект планирования – соперничать даже с буревестниками.
Хоть теория и была на стороне человека, с практикой не всё было так гладко. Помимо всего прочего мускулолёты тех лет имели серьёзные проблемы с маневрированием, из-за которых получить приз Кремера долгое время никому не удавалось. В 1973 году он увеличил премию в 10 раз и сделал её международной (ранее бороться за приз могли только британцы).
Наконец, 23 августа 1977 года условия Кремера были выполнены: Брайан Аллен (Bryan Allen) на самолёте Gossamer Condor, построенном под руководством американца Пола Макриди (Paul MacCready) пролетел по "восьмёрке" вокруг двух вешек, расположенных на расстоянии полумили друг от друга, со средней скоростью 12,87 км/ч [9, 10].
Кремер назначил новый приз в 100 000 фунтов стерлингов, для получения которого нужно было перелететь на мускульной тяге Ла-Манш (а это не менее 32 км в самом узком месте), однако уже в 1979 году его пришлось отдать команде всё того же Пола Макриди, которая построила новый самолёт Gossamer Albatross. Его конструкция была целиком выполнена из углепластиков, полистирола и полиэтилена, что обеспечило ему массу всего 32 кг при размахе крыльев почти в 30 метров. Уже знакомый нам пилот Брайан Аллен смог добраться до французского берега за 2 часа 49 минут [6, 9].
При этом не прекратились и полёты по "восьмёрке", однако теперь пилоты стремились пройти маршрут как можно быстрее. На сегодняшний день рекорд удерживается немецким спортсменом Хольгером Рокельтом (Holger Rochelt), который в 1985 году пролетел по траектории Кремера со средней скоростью 44,26 км/ч на самолёте Musculaire II конструкции своего отца Гюнтера Рокельта (Gunter Rochelt). Интересно, что Хольгер отметился и первым полётом с пассажиром, прокатив в 1984 году свою младшую сестру Катрин на самолёте Musculair I [9, 11].
3. Light Eagle, Daedalus и абсолютные рекорды дальности мускулолётов
На 80-е годы вообще пришёлся расцвет мускулолётов. Именно в этот период были установлены практически все действующие рекорды, в том числе и дальности полёта (простой и по замкнутой траектории). Оба этих рекорда были установлены на летательных аппаратах, созданных в MIT (Массачусетском технологическом институте).
Первым был поставлен рекорд дальности полёта по замкнутой траектории: в 1987 году Гленн Треммл (Glenn Tremml) пролетел 58,66 километров за 2 часа 13 минут на самолёте Michelob Light Eagle. Кстати, на нём же под управлением Лоис Маккалин (Lois McCallin) были поставлены и женские рекорды дальности: 15,44 км по прямой и 6,79 км по замкнутой траектории [9, 12].
В следующем 1988 году был установлен и абсолютный рекорд дальности мускульного полёта. Греческий олимпийский велогонщик Канеллос Канеллопулос (Kanellos Kanellopoulos) перелетел с острова Крит на остров Санторини, повторив путь мифического Дедала, в честь которого и был назван его самолёт Daedalus-88 [13].
Каракас "Дедала" был изготовлен из углепластиковых труб. Формы крыла и хвостовых элементов поддерживались с помощью тонкого переднего края и рёбер из пенополистирола, а также заднего края из кевлара. Обшивка крыла была выполнена из лавсана толщиной примерно 8 мкм. Нижняя часть фюзеляжа и большая часть сиденья пилота были изготовлены из кевлара. Благодаря этим решениям самолёт с размахом крыльев более 34 метров весил всего около 31 килограмма.
23 апреля 1988 года Канеллопулос самостоятельно взлетел в главном аэропорту Ираклиона и двигался на высоте от 4,5 до 9 метров в сопровождении нескольких судов. Полёту способствовал попутный ветер, но из-за него посадка на узкий пляж с большим количеством зрителей была опасной. Пилот завёл самолёт так, чтобы приземлиться под углом к ветру и параллельно пляжу, однако когда правое крыло оказалось над пляжем с чёрным песком, поднимающийся от него жар приподнял это крыло, развернув самолёт обратно к морю. За этим последовал порыв ветра, который привел сначала к разрушению хвостовой балки, а затем – лонжерона основного крыла. Таки образом, полет закончился падением в воду в 7 метрах от пляжа Перисса на Санторини. К счастью, пилот благополучно доплыл до берега несмотря на колоссальную усталость: по затратам энергии его перелёт был эквивалентен двум марафонам подряд. Общая протяжённость полёта составила 115,11 км (хотя на сайте IHPVA указано значение 119 км), а длился он 3 часа и 54 минуты.
4. Подведём итог
Несмотря на рекорды интерес к мускульным летательным аппаратам с конца 80-е годов XX века начал постепенно снижаться. Полагаю, что это связано сразу с несколькими причинами:
- Человек убедился в том, что он может полноценно летать за счёт собственных физических сил, поэтому каждый новый полёт перестал быть сенсацией, и общественный интерес к мускулолётам пошёл на спад.
- Мускулолёты очень лёгкие и хрупкие, из-за чего они могут быть легко повреждены ветром. Это усугубляется тем, что пилот не может полностью сконцентрироваться на управлении, т.к. вынужден без перерыва крутить педали с большой интенсивностью. Физическая усталость пилота также повышает вероятность ошибки, что делает полёты опасными.
- Постройка летательного аппарата требует больших финансовых затрат и специальных знаний, а полёт – физической силы и упорных тренировок, что сильно ограничивает круг потенциальных мускулолётостроителей и пилотов.
- Мускульный полёт не имет никакой практической ценности даже в глазах самых оптимистично настроенных энтузиастов. Опасные и хрупкие аппараты огромных размеров, которые стоят безумных денег и требуют для полёта специфических навыков в сочетании с выдающейся выносливостью не имеют никаких перспектив в качестве транспортного средства.
Тем не менее, соревнования мускулолётов всё ещё проводятся. Например, на озере Бива в Японии каждый год проходит Japan international birdman rally [14].
Сложно сказать, станут ли подобные соревнования полноценным видом спорта, но если это произойдёт, рекорд "Дедала" наверняка будет побит (тут уместно напомнить, что рекорд скорости наземных мускульных транспортных средств за это время вырос со 105,39 до 144,17 км/ч).
А в завершение хотелось бы сказать, что мускульные полёты – это самое красивое сочетание современных технологий и передовых спортивных достижений, которое только можно придумать. Когда-то Н.Е. Жуковский утверждал, что человек "полетит, опираясь не на силу своих мускулов, а на силу своего разума", но реальность оказалась ещё интереснее: силою своего разума человек полетел, опираясь на силу своих мускулов. Разве это не прекрасно?
5. Ссылки
- Журнал "Техника – молодежи", 1968-12, статья "Человек, расправь крылья!"