Откликаясь на просьбу Хенрика...
Перевод практически всей обзорной статьи 1963 года.
Рисунки смотрите пожалуйста, по ссылке http://www.ornithopter.de/daten/herzog/63jan.pdf
_______________________________________________
Разделяя летание на парение, моторный полет и машущий, отмечается, что парение, о котором мечталось тысячелетиями - уже давно нашло свое решение. Динамический полет с приводом в виде пропеллера или реактивным - в последние десятилетия (сотня лет). А вот машущий полет остается, главным образом прерогативой птиц, с кажущейся легкостью владеющими взлетом в небо и притягивающими все еще наш взгляд.
При этом всегда было достаточно попыток скопировать птичий полет техническими средствами. Но все они не оправдывали надежд.
Одним из первых в прошлом был Отто Лилиенталь, который совершил более 2000 практических полетов (с тщательным протоколированием) на самодельных аппаратах, находя все более и более применимых решений. Один из таких летающих аппаратов отображен на рис.1. Однако, он одновременно задумывался и над встройкой в них моторного привода для создания тяги и подъемной силы. При этом пропеллер был ему известен.
Он построил махолет с размахом крыльев 8 м и весом 40кг, - представленном на рис.2. Этот аппарат имел на конце каждого крыла по 6 колеблющихся окончаний. Простой системой рычагов и тросиками эти окончания при махах размыкались и смыкались. Это отображало представления о птичьем полете. Считали, что "закрытие клапанов" при движении крыла вниз создает давление под крылом, при махе вверх эти окончания поворачивались вокруг своей оси так, чтобы размыкать плоскость крыла и не создавать сопротивления для движения воздуха между окончаниями крыла. Это представление было ошибочным. 30 следующих лет придерживались этого заблуждения. Лилиенталь хорошо парил на этом аппарате и испытал бы его в машущем полете, если бы он не погиб 9 августа 1896. Как раз перед смертью он построил себе моторчик в 2 лошадиные силы, работавший на углекислом газе. По его расчетам человеческой силы для машущего полета недостаточно и необходима мощность около 1,5лс.
После смерти Лилиенталя широко внедрились пропеллерные аппараты и про махолеты надолго забыли.
Было несколько малозначащих работ пока не начались парящие полеты на Рене. Специалисты вновь обратились к махолетам, надеясь преодолевать с их помощью штиль в подъемной силе, когда нет восходящих потоков. Исходили из того, что крылья махолетов способны парить и к тому же, легче и дешевле мотопланеров.На рисунке 3 отображена модель Липпиша, с размахом крыльев 3 метра, весом около 2кг и бензиновым моторчиком в 4 куб.сантиметра.
На рис.5 - переработанная модель "Grunau Baby" Арно Фогеля, 1950г. Она имела машущие консоли, прикрепленные к несущим крыльям и моторизирована.
Александр Липпиш, признанный аэродинамик и конструктор, много лет посвятил махолетам, первоначально исходя из обычных самолетов, заменяя винт длинными и узкими колебательными лопастями, которые при взмахах поворачивались то под отрицательным, то под положительным углом.
Перед войной была опубликована конструкция его модели с резиномотором, - с двумя лонжеронами и колебательными консолями на крыльях. В 1938 году особенное внимание вызвала его моторная "Стрекоза", представленная на рис. 3. Безиновый моторчик приводил тянущие крылышки, установленные на носу фюзеляжа, в коле-бания 280 раз в минуту (более 4-х Герц). Стартовала она с земли, достигала высоты 4-5метров при длительности полета до 4-х минут. Однажды испробовали ее старт с рук на некрутом склоне. Она пролетала не повторенный более рекорд в 16 минут на высоте 45-50 метров. Испытатели подчеркнули, что тогда не было никакого восходящего термика. Между тем Липпиш строил модели с машущими консолями, установленными на несущем крыле, работавшими с частотой около 1 Герц. Эти модели тоже летали неплохо, но не превосходили результатов "Мото-Стрекозы".
Примечательным при этих опытах было достижение понимания, что машущие крылья работают лучше, если они колеблются медленнее, но с достаточно быстрыми равномерными махами с большой амплитудой.
К опытам Липпиша в 1942 году присоединился Альберт Шмид из Мюнхена, и в 1950 году - инженер Арно Фогель из Плауена. Оба они независимо друг от друга навешивали колеблющиеся крылья на несущие плоскости учебного планера. Результаты таких проб не вдохновляли на продолжение.
На рис.6 отображен махолет инженера Вальтера Фильтера, получивший широкую известность. Он был выставлен на индустриальной выставке в 1958 году в Ганновере. Он был заметно коротким. Крылья были по типу среднеплана. Кабина выступал высоко над фюзеляжем. Каждое крыло было дважды разделено так, что на массивном центроплане было установлено сильное маховое крыло с амплитудой маха до 75 градусов. Крыло было, как и у Лилиенталя, подразделено на 6 продольных частей, но они не нахлестывались снизу на заднее перо, а стояли рядом и могли свободно поворачиваться вокруг своей продольной оси. Таким образом, продольные части крыла представляли собой как бы независимые параллельные крылышки с изменяемым углом установки при махах, и действовали подобно пропеллерным лопастям, а не шторкам клапанов. Однако, моторчика мощностью 4 лс было явно недостаточно, чтобы подтвердить летные характеристики этого замечательного по конструкции летательного аппарата.
Доказательство возможности "птичьего полета" для человека внес единственный в своем роде планерист-рекордсмен Оскар Динорт. Его птицелет представлен на рисунке 7. Он был построен с цельномашущим крылом подобно решениям Фильтера и был установлен на высокое шасси, чтоб он мог стартовать с земли. На нем был 600 кубиковый боксер-мотор от БМВ. Приводились данные о скорости в 180 км/час при расходе бензина 6 литров на 100 км полета. Испытания проводились в Кельне-Ваане. К сожалению, больше о нем ничего не стало известно.
Из-за границы приходили сообщения об опытах как машущего, флаттерного так и колеблющегося типа аппаратах. Так советский техник и испытатель Дмитрий Ильин в 1958-1960гг надеялся решить проблему махолета особенно простым способом (см.рис. 8). Приводимый мотором в 3 лс, машущий аппарат просто поднимал и опускал крылья. При махе вниз концевая несущая поверхность искривлялась больше за счет того, что ее передняя кромка в этом месте выступала немного вперед. Предположительно, такое решение могло только сотрясать аппарат, как вверх, так и вниз. По советской печати стало известно о полете в 1955 году махолета другого конструктора на параде.Вслед за этим стало известно об опытах американцев и англичан. В 1959 году был построен "Икарус" лондонского скульптора Эмиля Хартмана, стоимостью в 30 000 марок (рис.9). Оба крыла были шарнирно подвешены над центром тяжести.Рычажная система из ножницеобразно подвижных отдельных частей под действием пружин и резины давила крыло вверх и компенсировала ее собственный вес. Посредством пяти длинных тросиковых тяг, доходящих почти до середины крыла, крыло совершало мах вниз. При взмахах и опусканиях крыла отдельные части "веера" смещались так, что крылья позади колеблющегося лонжерона получали угол атаки, увеличивавшийся к концу крыльев. Мускулолет поднялся на три метра высоты! Пилот воздействовал на рычаги и педали. Для старта энергия пилота аккумулировалась в резиномоторе, протянутом в фюзеляже. С высоты 3-3,5 метра он планировал.
Проблема "птичьего полета" не столько техническая, сколько научная, считает Карл Герцог. Рано умерший биолог-профессор Эрих фон Хольст, изучал биофизику полетов насекомых и птиц очень методично и часто публиковался. Кроме того, свои наблюдения он реализовал в своих многочисленных моделях. Они круто взлетали и элегантно переходили в парящий полет и обратно так, что птицы от них шарахались. Его наследие нам надлежит освоить.
_______________________________________________
Обзор Герцога явно тенденциозен. О модели Шмида, приведенной на рисунке обзора он не сказал ничего. Упомянул только о другой ветке исследований, которая не дала результатов. А между тем, подпись под рисунком с аппаратом Шмида говорит о том, что расположение машущих крыльев Шмида позади центра тяжести (позади несущих крыльев) не влияет на устойчивость аппарата. Я понял это в контексте сравнения с идеей Липпиша так, что расположение тянущих маховых лопастей на носу фюзеляжа - создавало проблемы с устойчивостью моделей Липпиша.