Летающие велосипеды
Хотите заработать $ 250 000? Поздно! А надо то было всего лишь построить легкий вертолет на мускульном приводе и продержитесь в воздухе 60 секунд. Вам кажется это легко? Говорят, никто не смог сделать. Но две команды очень, очень близки к победе. Но, все по порядку.
История мускулолётов, возможно, началась с Дедала и Икара. Именно они создали из птичьих перьев и воска крылья. Холоп Никита в 16 веке также пытался полететь с колокольни, это попытка стоила ему жизни. В В эпоху Возрождения европейские учёные много времени уделяли проблеме полёта человека. Передовиком в этом направлении был Леонардо да Винчи. Который в своих трудах оставил рисунки летательных конструкций, похожих на сегодняшние вертолёты.
Прошло почти 300 лет когда изобретатели из Франции Лонуа и Бьенвеню создали «карманную модель геликоптера», оснащён он был 4-х лопастным винтом, с лёгкостью поднимался в небо благодаря раскручиванию пружины, которую делали при помощи китового уса. После этого до 20 века попыток создания мускулолёта больше не было.
В 1912 году Робер Пежо, работая на автомобильном заводе своего дяди, отвечал за производство велосипедов. Он установил награду в 10000 франков тому, кто пролетит всего 10 метров на гибриде велосипеда и самолёта. Это заявление вызвало ажиотаж, в назначенном месте при стечении народа собралось 30 желающих выиграть награду, но ничего у них не вышло. 1921 год стал особенным. Конструктор Габриэль Пулен прикрепил к велосипеду 2 крыла и разогнавшись до 40 км/ч, пролетел 12,3 метра. Mufli – прототип современных мускулолётов, был создан в 1935 году в Германии. Он поднимался в воздух около сотни раз. Рекордный по длине полёт был в 1937 году и составил 712 метров.
Дальнейшее развитие данного направления в те года тормозилось из-за отсутствия лёгких материалов. После Второй мировой войны появляются лёгкие полимеры и вторая половина 20 века становится порой мускулолётного бума: новые модели появлялись одна за одной, постоянно устанавливая новые рекорды дальности, скорости и длительности полёта.
Сегодня остаётся лишь одна награда за час нужно преодолеть 90 км, этот приз назвали в честь Пола Макларена. На сегодня самый дальний полёт был в 1988 году, аппарат назывался Daedalus-88. Спроектировали его студенты и выпускники Массачусетского института, а мускулолётам управлял Канеллосу Канеллопулосу из Греции. Полёт проходил с острова Крит на материк. На перелёт потрачено было почти 4 часа (3:54:59).
Перед нами — вертолет-мускулолет Atlas. Когда на него вскарабкивается Тодд Рейхерт, руководитель проекта, под его весом двойная ажурная арка начинает прогибаться и раскачиваться подобно гамаку. Рейхерт кричит: «Внимание! Поехали!» Четверо студентов выпускают из рук лопасти винтов и кидаются к центру аппарата, в то время как Рейхерт начинает крутить педали, а пропеллеры — медленно описывать здоровенные круги. Запаса прочности вертолета Atlas массой всего 50 кг едва хватит, чтобы выдержать 75-килограммового пилота и ни килограммом больше. При этом в машине тысяча разных стыков и узлов, и стоит поломаться хоть одному, как весь аппарат развалится на куски. Рейхерт продолжает крутить педали, поймав постоянный ритм. Один из пропеллеров дрожит и отрывается от земли, вслед за ним — другой. Аппарат слегка накреняется, готовясь взлететь. Но тут кто-то замечает, что третий пропеллер почти скребет по земле.
Atlas — это машина, построенная Тоддом Рейхертом для соискания премии Сикорского — между прочим, $250 000, не шутка! Деньги достанутся тому, кто первым поднимется в воздух на вертолете с мускульной тягой. Премия была учреждена в 1980 году, но в течение длительного времени никто не осмеливался заявить на нее свои права. Зато в 2012-м премия внезапно получила новый виток популярности. Видимо, сейчас, когда самолеты зачастую летают без помощи человека, снова разгораются страсти вокруг древних фантазий — научиться летать, не используя для этого ничего, кроме мускульной силы.
Требования, поставленные перед претендентами на премию Сикорского, выглядят скромно. Для победы винтокрылая машина на мускульной тяге должна, оторвавшись от земли, продержаться в воздухе 60 секунд, поднявшись на высоту 3 м. При этом центр аппарата не должен выходить за пределы площадки 10 х 10 м. С 1980 года в воздух сумели подняться только пять вертолетов на мускульной тяге, и ни один не выполнил необходимых требований. В 1989 году самый первый из них смог продержаться в воздухе 8,6 с. Второй в 1994 году провисел над землей уже 20 с. В 2011 году студенты из Университета штата Мэриленд затеяли проект под названием Team Gamera и к 2012 году регулярно совершали «подлеты» длительностью 50 с. Эти успехи вдохнули надежды в зачинателей проекта Upturn, который сейчас развертывается в Политехническом университете штата Калифорния, равно как и в канадскую команду под руководством Рейхерта.
Конькобежец мирового класса, Рейхерт крепко сложен и потому сам может пилотировать свой аппарат. Первые эскизы вертолета Atlas он сделал в конце 2011 года, затем всю зиму провел за чертежами, прорабатывая детали. Прошлой весной с помощью системы Kickstarter он раздобыл $35 000 на реализацию своего проекта. А летом при поддержке студентов-добровольцев собрал аппарат в старом амбаре.
Atlas радикально отличается от аналогов механизмом управления полетом. Пилот может менять угол атаки у поворотных крылышек, размещенных над концами несущих лопастей, и таким образом задавать направление полета. К слову, чтобы как можно дольше сохранять свою конструкцию в тайне, канадцы старались не светиться в интернете. Как говорит Рейхерт, «еще никто до нас не конструировал систему управления для вертолета, летающего на мускульной силе».
30 августа 2012 года Рейхерт смог лишь частично оторвать свой аппарат от земли — это не так и плохо, но времени остается все меньше и меньше. Главным препятствием на пути к победе следует считать не законы физики, а конкурентов — команду из университета штата Мэриленд, поскольку они тоже почти дотянулись до заветного приза. В их распоряжении больше денег, больше добровольных помощников, да и доводкой своего аппарата они занимаются намного дольше. Если удача окажется на их стороне — а сегодня это представляется вполне вероятным, — вся работа Рейхерта пойдет насмарку.
Идея, положенная в основу всех известных проектов, незамысловата. Если нам нужна тяга, мы можем выбрать два варианта: либо отбрасываем небольшие порции воздуха, но с большой скоростью (это происходит в реактивном двигателе), либо же воздействуем на большие воздушные массы, придавая им лишь незначительный импульс (так работают тонкие и длинные крылья планера). Второй вариант обещает больший КПД — это и предопределило огромные размеры аппаратов Atlas и Gamera. Если мы хотим взлететь, располагая весьма скромной мощностью, мы должны воздействовать на большие объемы воздуха, плавно направляя их вертикально вниз.
ругая задача состоит в том, чтобы громоздкий аппарат сделать как можно более легким, ведь его нужно поднять в воздух, используя для этого весьма маломощный источник энергии — человеческие мускулы, то есть едва ли 0,5 л.с. Именно из-за этой проблемы премия Сикорского очень долго не находила соискателей.
В 2000-х появились новые конструкционные материалы, позволяющие строить легкие аппараты невиданных ранее размеров и достаточной прочности. Повсеместно стали доступны мощные компьютеры — с их помощью появилась возможность моделировать сложные аэродинамические потоки и анализировать информацию, полученную с закрепленных на вертолете датчиков.
Еще три года назад, когда Стэрак вместе со своей командой приступил к созданию первого прототипа Gamera, он почти сразу вышел за пределы областей, достаточно проработанных современной аэродинамикой. Когда вертолет только отрывается от земли, ему помогает экранный эффект: крылья, скользящие над самой землей, обретают дополнительную подъемную силу за счет повышенного давления под нижней плоскостью. Эффект помогает аппарату оторваться от земли, однако плохо поддается математическому моделированию. Объективно результат можно оценить только экспериментальным путем.
В конструкциях Atlas и Gamera чувствуется творческий почерк их создателей. Пропеллеры вертолета Gamera приводятся в движение и руками, и ногами пилота. В результате усилия, прилагаемые человеком, более плавно распределены, сглажены импульсы, естественно возникающие, когда пилот поочередно давит на педали ногами. В аппарате Atlas привод реализован только от одних педалей, но зато руки пилота свободны, и он может управлять поворотными закрылками.
В 2013 году премию имени Игоря Сикорского в 250 тысяч долларов, учрежденную за создание веловертолета, который мог бы подниматься в воздух исключительно за счет силы ног человека, получил летательный аппарат Atlas от канадской компании AeroVelo. Его создал Тодд Рейчерт — профессиональный спортсмен.
Британцы в 2013 году запустили в продажу первый летающий велосипед стоимостью 45 тысяч долларов. Конструкция под названием Paravelo Xplore Air — детище двух британских изобретателей. Джон Фоден и Яник Рид придумали новое средство передвижения пару лет назад и за это время успели наладить его производство. Продажи летающего велосипеда уже начались на сайте интернет-магазина эксклюзивных подарков Hammacher Schlemmer. Примечательно, что в прошлом году изобретатели обещали, что цена их «самолета» не превысит 15-20 тысяч долларов. Летающее изобретение представляет собой смесь мотопараплана и трехколесного велосипеда с четвертым колесом посередине. Он снабжен двигателем, работающим на биотопливе, таким образом, новинка позиционируется как экологически чистый вид транспорта.
В основе летающей конструкции — обычный складной двухколесный велосипед с рамой из высокопрочного алюминиевого сплава, но сзади к нему прикреплена рама с еще двумя дополнительными колесами. На нее и крепится двигатель с углепластиковым пропеллером, который позволяет «летчику», поднявшемуся в небо с помощью крыла параплана, развивать максимальную скорость в 40 км/ч. Дальность полета Paravelo Xplore Air составляет 120 километров.
Как отмечается на сайте продавца, лицензий для осуществления полетов на летающем велосипеде покупателям приобретать не придется, так как перемещается такой велосипед на малых высотах — до 1200 метров. Однако управлять Paravelo не так легко, как может показаться, поэтому покупатели вынуждены будут пройти небольшой курс обучения, прежде чем начать свое путешествие в небо. На дороге же это — обычный велосипед, хотя и довольно широкий — 1,2 метра.
Костромич Владимир Михайлов получил патент на свое изобретение
Проект летающего велосипеда разработал заслуженный изобретатель Российской Федерации, костромич Владимир Михайлов. Недавно он получил патент на свое изобретение, которое назвал «МУСКУЛОЛЕТ».
Патент №2434787 — Мускулолет
Изобретение относится к летательным аппаратам тяжелее воздуха. Мускулолет представляет собой комбинезон с пришитыми сверху капюшоном, снизу клапаном, корпусами для крепления «пальцев» крыльев и размещения в них кистей рук в рукавицах и корпусом хвоста. «Пальцы», состоящие каждый из трех частей, крепятся к корпусу, причем средний палец неподвижно, а два других на осях с возможностью перемещения. Части «пальцев» снизу соединены между собой шарнирами, а сверху резиновыми жгутами, возвращающими их в исходное положение. При раскрытии крыла первый «палец» смещается вперед резиновым жгутом, который прикреплен одним концом к нему, а другим к передней части плеча комбинезона, проходя через направляющую трубку корпуса и переднюю кромку материала, образуя переднюю кромку крыла. Рукава, «пальцы» крыла, бока и хвост обтянуты легким, воздухонепроницаемым материалом, имеющим вставки из растягивающего материала для возможности движения «пальцев» крыла. Изобретение обеспечивает снижение веса летательного аппарата и возможность полета за счет мускульной силы человека. 9 ил.
К сегодняшнему дню рабочей модели патента еще нет, но уже готовые ее части. Первая — это, по сути, велосипед особой конструкции, его автор разработал и запатентовал еще в 1998 году. В 2000-м прошли первые испытания.
Особенность супервелосипеда в том, что цепь его каретки передает усилия пилота не на колеса, а на два винта, установленные на специальных опорах, приваренных к раме транспортного средства. По словам изобретателя, на испытаниях этого железного коня он сумел развить скорость в 35 километров в час, что является рекордом. Этого удалось добиться за счет особой конструкции винтового оборудования: винты расположены рядом, но крутятся в противоположные стороны. Подобным образом их располагают и используют конструкторы самолетов, вертолетов и моторов для моторных лодок.
Еще в конце прошлого века Михайлов спроектировал свой мускулолет, но запатентовал его только после того, как в 2021 году купил вторую деталь для своего детища — дельтоплан, который должен стать монокрылом летательного аппарата. На специальной стойке изобретатель укрепит его над «велосипедом», после чего можно будет отправляться в воздушное путешествие. Автор разработки планировал совершить его еще минувшим летом, но из-за нагрузки на основной работе (изобретательство — его хобби), он не успел закончить создание мускулолета. По его подсчетам, летательный аппарат сможет развивать скорость до 15 км/ч и поднимать до 90 кг полезной нагрузки.
А есть еще ПАРАЛЁТ!