Пушкин

Пушкин

в № 10/22, "АЭРОДРОМЫ"/Жители

слова ИРИНЫ КЕЛЬНЕР

Полетами изобретатель Александр Пушкин (не путать с поэтом Александром Пушкиным) увлекается давно. С 1980 года он занимается дельтапланерным спортом, хорошо знаком со всеми видами авиационной техники, от бипланов до истребителей. Однажды Александр Николаевич Пушкин задумался о том, каким образом летательный аппарат тяжелее воздуха мог бы скопировать полет птицы — и изобрел новую версию махолета, принципиально отличающуюся от всех моделей, которые разрабатывались конструкторами раньше.
Пушкин
Эскиз летательного аппарата Кауфмана, 1968 год. Конструкция предполагала соединение аэроплана с орнитоптером – одна пара крыльев закреплена неподвижно, вторая может совершать колебательные движения. Аппарат задумывался как паровой вездеход – он был снабжен колесами, чтобы катиться по земле, а к колесам могли крепиться лопасти, чтобы передвигаться по воде. Полномасштабная конструкция не была построена. По расчетам, она должна была весить 3500 кг.

— Пытаясь подняться в небо, люди всегда исследовали полеты птиц. Но изобретали при этом самолеты, вертолеты, дельтапланы и даже космические ракеты, а не летали по воздуху на махолете. Как по-вашему, почему?
— Полет складывается из двух составляющих: поступательного движения и подъемной силы. У самолета на подъемную силу работает крыло, а движителем служит винт или ракетный привод. В махолете, по определению, крыло выполняет обе функции. Динамика такого полета намного сложнее: при каждом взмахе крыла воздушные потоки вокруг аппарата изменяются, предсказать их поведение практически невозможно. Летящая птица находится в состоянии неравновесной устойчивости. Какую бы частоту и амплитуду махов мы ни выбрали для искусственного устройства, планомерный полет будет невозможен, поскольку любое изменение в воздухе под влиянием влажности, температуры, состава — приведет к сбою, и каждый последующий взмах будет только ухудшать режим движения.

— Следовательно, требуется какая-то хитроумная стратегия полета?
— Хитрость в том, чтобы все время подстраиваться, соотносить предыдущие движения с последующими. Так же, как мы ходим: один шаг никогда не похож на другой. Я пришел к выводу, что полеты на машущих крыльях — это процесс, который без адаптивного управления просто невозможен. Поэтому требуется механизм, который менял бы частоту и амплитуду колебания если не мгновенно, то достаточно быстро, чтобы иметь возможность вовремя отреагировать на изменения в воздушном потоке.

— И все-таки управлять такой машиной должен человек. Успеет ли пилот сообразить, как ему махнуть крылом в следующий раз?
— Управление махолетом — искусство, которое человечеству еще предстоит освоить. Ведь и на велосипеде люди умели ездить не всегда. Даже птицам нужно учиться и тренироваться, чтобы летать. Для обучения потребуется время, но мы научимся. Главное — чтобы был правильный инструмент, на котором можно тренироваться.

— Как возникла идея махолета с адаптационным управлением?
— Я начинал с того, что читал книги по орнитологии. Основой для моих выводов стало исследование академика М.К. Тихонравова «Полет птиц и машины с машущими крыльями». Но, возможно, мысль об адаптационном управлении не возникла бы, если бы не опыт полета на дельтапланах. Дельтапланерист летает как бы голым — ушами, глазами, носом, щеками чувствует воздух, ловит малейшие изменения потоков. С того момента, когда я заинтересовался принципом махового полета, до того, когда понял, в каком направлении следует вести изыскания, прошло около трех лет. Очень долго обдумывал теорию, и это дало мне определенные преимущества перед другими изобретателями. Иначе первая же модель могла бы оказаться последней.

— Принято разделять модели махолетов на два класса: орнитоптеры и энтомоптеры, подражающие птицам и насекомым. К каким из них относится ваше изобретение?
— Для пилотируемого аппарата принцип энтомоптера не подходит: если устройство линейно масштабировать, допустим, в два раза, то площадь крыльев увеличивается в квадрате, а вес — в кубе. И если маленькая модель свои недостатки прощает — скажем, она полетит и при КПД 10—15 процентов, то при большом весе аппарату уже не хватает энергии.
За основу моей конструкции взяты характеристики полета больших птиц, которые преимущественно планируют. Центральная часть — достаточно жесткая и профильная, она постепенно переходит в так называемый лопух на законцовке крыла. Это гибкие латы из углепластика, которые, как ласты, дают толкающий эффект. Само крыло поворачивается немножко, градусов на пять. Я пока не могу сказать, каким должен быть угол, это можно будет определить только опытным путем.

— А как будет работать система управления?
— Многое взято у дельтаплана: перемещения вверх, вниз, вправо, влево определяются балансированием, переносом центра тяжести. Главное требование для системы адаптивного управления — чтобы руки были продолжением крыльев и пилот чувствовал каждый мах. Я запатентовал такой механизм, который позволяет по желанию менять частоту и амплитуду махов. Клапаны и распределители находятся у пилота в руках, сигналы усиливаются при помощи парогенератора или гидроусилителя и за счет цилиндров или каких-то других приспособлений передаются на крылья.

— Известно несколько случаев, когда изобретатели создавали уменьшенную копию летательного аппарата, которая могла летать, но полномасштабного устройства не получалось. Вы реализовали модель махолета в масштабе 1:3, причем заведомо нелетающую…
— Иначе и быть не может, поскольку у маленькой модели отсутствует элемент интеллектуального управления. Нельзя взять уменьшенную копию велосипеда, поставить ее на стол и показать, как на нем надо ездить. Так и махолет — не полетит, пока в нем нет пилота. Но выглядит модель убедительно. На выставке в Манеже макет был подвешен к потолку, и какие-то дети стали меня упрашивать его отвязать, чтобы он по залу тихонечко полетал.


Ā PROPOS

КПД – коэффициент полезного действия.

ЦВЗ – центральный выставочный зал.

Специальная терминология оставлена редакцией в версии изобретателя.


— Как скоро вы намереваетесь продемонстрировать действующую модель?
— Чтобы летательный аппарат признали международные авиационные организации, нужно пролететь как минимум одну милю по траектории в виде восьмерки на высоте не менее трех метров. Такой путь можно преодолеть за пять минут. Но до того аппарат нужно построить и облетать.
В МАИ есть люди, которые готовы помочь с расчетами, есть место, где можно делать модель, например клуб «Дельфин». Есть современные материалы — кевлар, дакрон, карбон и прочное синтетическое волокно, и очень легкие углепластики, которые не боятся усталости от перемен нагрузок. Можно подобрать стопроцентный комплект страховочных устройств. К примеру, мини-парашюты, выдерживающие до 500 кг, так что хватит и на пилота, и на аппарат. Пробные полеты не обязательно начинать свободно с высоты, можно на страховочной веревке летать по кругу.
Как видите, идея проработана во всех деталях. Осталось найти спонсора… Кстати, в мире летательные аппараты, работающие по маховому принципу, вызывают живой интерес как у исследователей, так и у коллекционеров.
Не так давно одна неудачная модель пилотируемого махолета, которая разбилась при первом же испытании, была продана в музей за три миллиона долларов.

— Как для изобретателя для вас главное — доказать жизнеспособность самого принципа махолета. Но, вероятно, вы уже обдумывали и то, как можно будет его использовать?
— Как минимум это новый экстремальный вид спорта. Кроме того, аппарат будет летать практически бесшумно, поэтому его можно использовать в разведке. За счет возможностей вертикального взлета махолет может быть полезен в спасательных работах — добираться в труднодоступные места и брать на борт одного-двух человек. ♦


Пушкин
Эскиз орнитоптера Т. Эдисона. Этот рисунок был опубликован 1 апреля 1880 года в американском журнале Daily Graphic вместе с интервью, в котором изобретатель описывает летную машину. Эдисон не указал конкретного источника энергии для полета, но журналист высказал предположение, что это может быть сжатый воздух. В более поздних интервью Эдисон утверждал, что нецелесообразно подражать полету птиц и поддерживал идею геликоптера

Пушкин
Проект орнитоптера Г. Коха, 1892-1894 годы. Мотор приводит в движение гребные, или парусные, колеса, служащие пропеллерами. Махи крыльями совершаются под воздействием паровой машины. Две поверхности должны увеличивать подъемную силу. Проект не был реализован изобретателем. Его аналог построили позднее немецкие конструкторы Хайн и Лейли, впрочем, и этот орнитоптер так и не взлетел

Пушкин
Проект аэроплана неизвестного изобретателя. 1839 год, Лейпциг. Аппарат должен был летать под реактивным действием водяного пара

Пушкин
Прокет бесшумного орнитоптера А. Пушкина, 1999 год. Расчетные параметры: размах крыльев – 12 метров, взлетный вес – 200 кг, коэффициент подъемной силы 6,5 (в 5-6 раз больше чем у традиционных летательных аппаратов). Мощность двигателя-усилителя – 5-10 лошадиных сил. Ожидаемые характеристики полета: преодолеваемая дистанция – 100-200 км, высота планирования – до 3000 м.

Пушкин
Макет орнитоптера хранится сейчас в музее при СПбГТУ. В качестве художественного объекта он демонстрировался в галерее “МИТЬКИ-ВХУТЕМАС” и на экспозиции “Искусство Санкт-Петербурга 2000” в ЦВЗ. Как трехмерная иллюстрация проекта модель побывала на международной выставке “Архимед”, где ей присудили золотую медаль “Изобретатель России”, на “Мини-авиа 2002”, где она также была награждена золотой медалью, и еще на выставке “Интеллектуальное достояние России, где получила вторую премию. Фотография Андрея Кузнецова

Обложка публикации:

А.Н. Пушкин и модель махолета в масштабе 1:3.

Фотография Андрея Кузнецова