Почему самолеты летают?
Думаю, всем известна идея человека с крыльями. Многие века люди пытались подняться в воздух, копируя птиц. В XVIII веке появились первые воздушные шары, способные поднять человека в воздух. Но свободный полет, не такой как на воздушном шаре – плыть по воздуху, а лететь опираясь на воздух – все таки оставался недосягаем.
Сам принцип полета был описан уже в XVIII-XIX веках. В 1738 году Бернулли вывел закон (сформулированный для жидкостей, но также применим и к газам), который заключается в том, что при увеличении скорости потока, давление его на стенки сосуда уменьшается. Если применить это к полету, то получится так: если летающий аппарат сконструировать так, чтобы над ним скорость потока воздуха была больше, чем под ним, то давление сверху будет меньше, чем снизу. Возникшая разница и будет подъемной силой, которая заставляет летающий аппарат парить в воздухе (при условии что подъемная сила больше чем сила притяжения предмета к земле).
Но для того чтобы летать одной подъемной силы мало. Летающему аппарату нужна устойчивость, ведь как только нарушится ориентация крыла аэроплана к потоку воздуха – подъемная сила пропадет и аппарат упадет на землю. Изобретателям понадобились многие годы для того, чтобы создать устойчивый и безопасный (насколько это возможно) летающий аппарат. Интересно то, что к идее парящего полета конструкторы обратились не сразу.
Первыми моделями аэропланов были игрушечные аэропланы Пено. Изобретатель запускал маленькие модели, используя резиновые моторчики. Несколько лет он занимался разработкой, пытаясь создать устойчивую модель, и в 1872 году пришел к важному выводу, что аэроплану нужно иметь хвостовое оперение (что в последствии было использовано в реальных моделях аэропланов, способных поднимать в воздух человека). Аэропланы Пено были первым доказательством того, что полет аппарата тяжелее воздуха вообще возможен.
Первые попытки создать самолет были основаны не на парящем принципе полета, а с использованием моторов. В конце XIX века многие изобретатели строили самолеты с мощными двигателями, но все эти попытки завершались крахом и потерей огромных денег, потраченных на постройку. Следует отметить Хайрама Максима, который построил в 1894 году огромный самолет с размахом крыльев 31.5 м и весом 3.5 т (на строительство было потрачено около 20 тысяч фунтов стерлингов). Самолет разбился при первом же взлете. Самюэль Лэнгли, американский астроном, использовав 50 тысяч долларов США, выделенных правительством на разработку летающих аппаратов, построил в начале 1900-х несколько самолетов, которые также все потерпели крушение при первом же взлете. Француз Клеман Адер также пробовал построить летающий аппарат, но все 500 тысяч франков, выделенных правительством Франции, были потрачены впустую.
Идея «моторного полета» не оправдала себя и многие изобретатели отказались от идеи строительства самолетов: она выглядела нереальной и большинство правительств отказалось спонсировать такие разработки в будущем. Но немецкий изобретатель Отто Лилиенталь нашел другой путь. Он начал с изучения принципа парящего полета и строил легкие недорогие планеры, совершенствуя их устойчивость.
Статья подготовлена по материалам книги: К. Рыжов «100 великих изобретений», 2006 г.
