Нормальная или обратная?

Первыми биониками можно считать Икара и Дедала, воплотившими мечту человека летать как птицы. В дальнейшем, к опыту природы обращались многие ученые-авиационщики.

Еще Жуковский, наблюдая за возникновением воронок на воде, разработал способ выведения самолета из штопора. Полет пуха одуванчиков навел на мысль постройки парашюта, полет и парение птиц привели к созданию планеров. Хорошо известен самолет-стрекоза (Англия) с поворачивающейся кабиной пилота, что обеспечивает больший обзор. Летает и американский AST, по форме напоминающий кита с "рахитичными" крыльями, а поди ж - устойчив в полете. Вообще вся авиация - это использование человеком изобретений природы.

Последние научные исследования показали, что для микрообъектов законы аэродинамики совсем иные, чем для макрообъектов. Так, журнал "Сайенс" (10.04.98) привел данные о том, что движение крыльев обыкновенной мухи создает гироскопический эффект. На вершинах гор высотой до 5 км и более зафиксировано появление пауков. Заносит туда этих насекомых, висящих на паутинках, движением ветров. Этот эффект волокнистых летательных аппаратов еще не воплощен человеком в железо или пластмассу. Известно, что паутина по удельной прочности - самое прочное волокно. А если волокна полые, как у шерсти белого медведя? Подобных волокон ныне множество, например, нашумевшие в свое время "баки-тьюбы" (разновидность фуллеренов).

Проанализируем самое сенсационное достижение ученых и конструкторов России - самолет с обратной стреловидностью крыла "Беркут". Это, по моему мнению, самая удачная бионическая находка. И хотя авторы конструкции назвали его самолетом с обратной стреловидностью крыла, это что ни на есть нормальная стреловидность. Обратными с точки зрения природы являются все предыдущие конструкции в мире.

Из фотографий, иллюстрирующих полет птиц (у автора - 35 снимков), заимствованных из различных источников - от журналов GЕО до энциклопедий, хорошо видно, что у "Беркута" конфигурация крыльев наиболее близка к природным. Если посмотреть на тень "Беркута", прослеживаются дополнительные подкрылки с так называемой нормальной стреловидностью, что еще более сближает форму этого самолета с формой туловища и крыльев птиц, не говоря уж о хвосте.

Из последних сообщений прессы известно, что самолет уже преодолел скорость в 1,5 Маха (1 Mах - скорость звука ). Преодолеет и два Маха. По конструкции он должен обладать хорошей планирующей способностью. То есть "Беркут" удачен во всех отношениях. Хотя генеральный конструктор этой машины и признался в телеэфире: "Попробовали такую конструкцию - получилось". Но чудеса не возникают на пустом месте. Ясно, что этому предшествовало в том числе и знакомство с основами бионики.

Справедливости ради надо сказать, что сочетание нормальной и обратной стреловидностей крыльев использовано при проекте дельтапланов чуточку раньше. Вопреки голосам скептиков, что такая конструкция нежизнеспособна, - аппарат летает. Имя автора я запамятовал, но снимок дельтаплана в полете с обложки журнала "Техника - молодежи" остался. Так как на проектирование и доводку самолета уходит гораздо больше времени, то о приоритете судить трудно. Главное, что все нашенское, российское.

А если углубиться в историю, то как не вспомнить конструктора - деревенского парня из деревни Бабино Ивана Леонидова, экспериментировавшего еще в 1920-х годах с дирижаблями и самолетами. И когда в небе над его деревней появлялось серебряное облако правильной геометрической формы в четыре раза больше таможенной колокольни (самое высокое сооружение в округе), умы сельчан чуточку деформировались. Судьба сложилась так, что воплотить свои творения Леонидову не удалось, хотя все проекты на бумаге сохранились. Сохранилась и библиотечка. Любимой книгой была "Искусственные формы природы" немецкого ученого Геккеля с огромным иллюстративным материалам бионических форм, их анализом.

Не зря Леонидов работал над формами, видоизменяющимися от воздействия воздушных струй (пневмоника). Неспроста в 20-е годы, опередив мировую науку лет на 50, Чаплыгин издал мизерным тиражом монографию "Газовые струи", экземпляр которой сохранился в Библиотеке конгресса США (!). С переходом на реактивную авиацию книжечка помогла американцам продвинуться лет на 20 вперед...

При обратной стреловидности, порыв воздуха отклоняет крыло вверх, увеличивая подъемную силу, а если сила увеличивается - крыло продолжает отклоняться дальше и угол относительно вектора скорости возрастает. При этом возникает опасность разрушения крыла, но это можно устранить использованием современных композиционных материалов. Помогают и передние закрылки, обеспечивающие хорошие аэродинамические характеристики самолету.

Ныне же задача создания авиационных аппаратов не только с изменяющейся конфигурацией крыла, но с изменяющейся конфигурацией фюзеляжа вполне возможна в свете последних достижений по созданию металлов, сплавов и полимеров с эффектом "памяти формы". Можно привести природные аналоги подобных эффектов. Так, цветы крокусы раскрываются и закрываются при изменении температуры всего в 0,5 градуса. Синтетически полученные, подобные материалы скачком меняют форму от изменения температуры, радиации, деформации, электризации. А эти параметры различны на Земле и на высотах, подвластных авиакосмической технике (разворачивающиеся параболические антенны давно действуют). Как говорится - дело за техникой.