Почему так получилось? С появлением на аэропланах мощных моторов, с увеличением скорости полета большие плоскости оказались уже не нужны.
Более того, многочисленные расчалки и стойки, да и сами "лишние" плоскости начали оказывать столь значительное сопротивление движению, что с началом второй мировой войны от них практически отказались. Предпочтение было отдано монопланам - самолетам, у которых было всего одно крыло, две плоскости по бокам фюзеляжа. Именно монопланы со стреловидным крылом и реактивным двигателем одолели звуковой барьер, летают ныне со скоростями 2-3 тыс. км/ч.
Впрочем, полипланные системы не забыты окончательно. Они, как ни странно, оказались нужны, когда летательные аппараты еще больше повысили скорость, стали вырываться за пределы земной атмосферы. Развитие ракетнокосмической техники потребовало создания нового типа плоскостей, которые при небольших размерах обладали бы эффективными тормозящими и планирующими свойствами.
Тогда-то специалисты и вспомнили снова о полипланных системах. В 1955 году ученые ЦАГИ и Высшей военноинженерной академии имени Н.Е.Жуковского образовали коллектив, который не был предусмотрен штатными расписаниями. Под руководством только что защитившегося доктора технических наук С.М.Белоцерковского нештатный коллектив энтузиастов стал всесторонне изучать полипланные системы, а точнее одну из их разновидностей решетчатые крылья.
Что такое решетчатое крыло? Помните, в начале этой главы мы упоминали о конструкции английского инженераизобретателя Г.Филлипса. Сорок плоскостей, скрепленных между собой, вот это и есть решетчатое крыло в первом приближении. Оно благодаря множеству плоскостей обладает хорошей подъемной силой, но, как показали эксперименты, самолет Филлипса оказался совершенно неустойчив в полете.
Почему? Можно ли исправить положение? Как? В этом группе Белоцерковского и предстояло разобраться. Причем интерес этот вовсе не был чисто теоретическим.
Да, конечно, в трудах основоположников аэродинамики Н.Е.Жуковского и С.А.Чаплыгина прямо указывалось, что полипланные системы обладают определенными преимуществами перед монопланными. Например, у монопланных крыльев при больших - до 30° - углах атаки происходит срыв воздушного потока и резкое уменьшение подъемной силы.
"Решетка" же позволяет достичь безотрывного обтекания потока и при 50°.
Но участники группы помнили и о практических опытах В.Ф.Шушанова, который еще в конце 40-х годов хотел использовать решетчатые крылья на планирующих торпедах. Такая торпеда, сброшенная с самолета, должна была спланировать в заданный квадрат на складных, весьма небольших по размерам, но очень эффективных крыльях.
При испытаниях из нескольких вариантов наилучшим образом проявили себя именно полипланные, решетчатые конструкции.
А главное, энтузиастов продвигало вперед само время. Вспомните, ведь то был 1955 год. Еще через два года весь мир всколыхнет известие о первом искусственном спутнике. А люди, работавшие над проолемами освоения космического пространства, думали не только о том, как взлететь в космос, но и как оттуда вернуться...
При решении же проблемы спуска с орбиты решетчатые крылья могли проявить себя с самой лучшей стороны.
Компактные, с хорошими аэродинамическими качествами, они и места занимали немного при старте, и при спуске могли эффективно вывести спускаемый аппарат в заданную точку.
Понятно, конечно, что для данных целей решетчатые конструкции из деревянных планок и даже из дюраля не годились. Здесь нужны были сплавы, могущие выдержать и высокотемпературный нагрев, и огромные механические нагрузки, возникающие при движении со сверхзвуковыми скоростями.
Нужно было также прояснить, какой именно должна быть геометрия таких решеток, чтобы они одинаково хорошо работали в широком диапазоне скоростей, ведь они служат не только для планирования, но и для аэродинамического торможения, помогают снизить скорость спускаемого аппарата до того предела, после которого уже может вступить в действие парашютная система.
В общем, хлопот у разработчиков оказалось немало. Но их изобретательность преодолела все трудности. И в настоящее время ни один полет космического корабля "Союз" не обходится без простых по конструкции, но очень эффективно работающих решетчатых крыльев.
Ну а что же самолеты? Неужто они никогда не вернутся к полипланным системам? Трудно сказать определенно.
Как показывают теоретические расчеты, решетчатые крылья благодаря их особым аэродинамическим качествам могут приблизить полет летательных аппаратов к птичьему, позволят резко и произвольно менять как направление полета, так и его скорость.
В полет, махолет?!
Раз уж мы заговорили о машущем полете, надо, наверное, сказать несколько слов и об его истории. Среди создателей махолетов немало изобретательных людей, и, похоже, они близки к решающему успеху.
Во всяком случае не столь давно американский авиаинженер и изобретатель П.Маккриди продемонстрировал машущий полет... птеродактиля!
А началось все с того, что в Техасе были обнаружены останки гигантского ископаемого летуна. У него оказался рекордный среди других существ, когдалибо обитавших на Земле, размах крыльев - почти 11 м! Подсчитали вес - около 70 кг. Как вообще такой гигант мог летать? Согласно законам аэродинамики, он должен был опрокидываться при полете назад. Птицы, к примеру, управляют своим телом в полете при помощи хвоста и оперения. У летающего же ящера ни того, ни другого. Может быть, стабилизатором ему служили голова и клюв? То есть летал он по известной среди авиамоделистов схеме "утка"...
Чтобы проверить это предположение, П.Маккриди и решил сделать летающую модель гигантского птеродактиля в масштабе 1:2.
Развлечение? Отнюдь. Для палеонтологов это экспериментальное подтверждение гипотезы. Для инженеров - повод для серьезного размышления и анализа, возможность накопить полезный опыт. Ведь машущий полет - один из самых экономичных. Кроме того, по своей маневренности птицы и насекомые намного превосходят самые совершенные летательные аппараты, построенные людьми.
Итак, П.Маккриди взялся за дело и за несколько месяцев создал конструкцию с размахом крыльев около б м и весом более 20 кг. В действие модель летающего ящера приводили три электромотора, питаемые от никель-кадмиевых аккумуляторов. Два мотора предназначались для движения крыльев вверх-вниз, а третий - вперед-назад. Чтобы смягчить полет, а заодно и сэкономить энергию, усилие моторов не сразу передавалось на крыло, а прежде запасалось в 66 каучуковых "мышцах". Они и заставляли крылья двигаться мягко, можно сказать, даже величественно.
Наконец для управления полетом необходим мозг. Настоящему ящеру в свое время оказалось достаточно мозга весом в несколько граммов. Искусственного же пришлось оснастить компьютером и несколькими автопилотами общим весом в несколько килограммов.
Вот птеродактиль взлетел и на глазах у нескольких десятков корреспондентов почти сразу же ... рухнул на землю.
Система управления не справилась со своей задачей в результате какого-то сбоя.
Конструктор, конечно, был расстроен, хотя и постарался не подать виду.
"Теперь все мы наглядно убедились, что доисторический птеродактиль летал плохо", - прокомментировал он ситуацию на импровизированной пресс-конференции. Впрочем, автор вовсе не считает свою работу завершенной и когда-нибудь надеется создать махолет, который сможет поднять в воздух и человека.
На этом, наверное, можно было бы и закончить рассказ о неудачном эксперименте, если бы за ним не прослеживались гораздо более серьезные исследования и изобретения. Руководитель группы специалистов Нью-Йоркского университета Л.Бенет, занимающийся исследованиями полета насекомых, выразился совершенно определенно: "Если мы сумеем разобраться в аэродинамике полета майского жука, то либо откроем вопиющее несовершенство современной теории полета, либо выясним, что майский жук обладает каким-то до сих пор не известным способом создания подъемной силы".
Действительно, согласно теории ни майский, ни другие жуки летать не должны. Совершенно точно установлено, что их тоненькие хрупкие крылья, коэффициент подъемной силы которых меньше единицы, просто не способны поднять в воздух жука массой почти в целый грамм. Но жук-то летает!..