Мускульный вертолет — приз Сикорского наконец-то вручен!

Эта история началась более тридцати лет назад, в далеком 1980 году. Давно уже были просчитаны и сведены в таблицы коэффициенты подъемной силы для различных профилей как крыла, так и винтов. Еще раньше была просчитана мощность, которую может развить человек как в пике, так и на протяжении некоторого времени. И по всем вычислениям получалось, что вес известных и доступных на то время материалов превышал допустимый, при котором могла бы быть изготовлена конструкция, на которой бы можно было бы (с использованием исключительно мускульной силы человека) взлетать с места на высоту большую человеческого роста, зависать в воздухе в течение какого-либо разумного времени (а не в прыжке), и приземляться без особого удаления от места взлета.

Нет, разумеется, при использовании накопителей энергии, даже механических — от пружин, и до маховиков все это было не проблемой — но вот чтобы так, просто вращая какой-либо привод силой рук или ног, иными словами, сделать веловертолет и взлететь — нет, решительно невозможно. Человек — весьма слабое существо, в отличие от той же лошади, выдающей в кратковременном пике десяти-пятнадцати секунд мощность в десяток, а то и пятнадцать лошадиных сил. Максимум, что он может выдать, и то — в течение пары секунд — около киловатта, ну полторы лошадиных силы. В течение 10 секунд — около одной. А если речь идет о большем времени, хотябы сравнимым с минутой — то хорошо, если с пол-лошадиных силы наберется. Сами представьте: десяток обычных письменных столов высотой в один метр, у каждого — лежит по штанге весом 75 кг, т.е. тоже десяток. Задача — за 10 секунд, по секунде на штангу — поднять все штанги с пола, и положить их на столы. Получилось? Поздравляю, вы развили как раз одну лошадиную силу.

Поэтому не удивителен тот факт, что тому, кто первый создаст вертолет на мускульной тяге, отвечающий заданным условиям (их мы обсудим ниже) — присуждался приз, учрежденный Американским вертолетным обществом, и названным в честь Игоря Сикорского, одного из основателей общества, и одного из первых конструкторов вертолетов. А размер — ни много-ни мало — четверть миллиона долларов. И вот, спустя 33 года после начала конкурса — приз наконец-то выигран командой AeroVelo. Вернее, сделали они это еще месяц назад, но окончательная проверка и результаты были утверждены только в прошлый четверг.

[youtube]http://www.youtube.com/watch?v=syJq10EQkog[/youtube]

Да, то что у них получилось — это, конечно, не вертолет на педалях. Если быть совсем точным, то это — квадракоптер на мускульной тяге,  и назвать его «мускульный вертолет» можно с большой натяжкой. Но это никак не умаляет их заслуг, ведь все условия, перечисленные в правилах — были соблюдены. А какие же именно? Попробуем разобраться. Некоторые организационные пункты опустим (как заявки подавать, и т.д.). В скобках — мои комментарии.

Итак, поехали.

Пункт 1.1 — необходимо быть первым :), кто удовлетворит всем условиям. Ну а как иначе?

Ну а что касается самого летательного аппарата?

Пункт 4.1.1 — он должен быть тяжелее воздуха, использование газов легче воздуха — (ни в виде воздушных шариков, ни закачиваемых в лопасти) — не допускается ни в каком количестве.

4.1.2 — аппарат должен быть с хотя бы одним вращающимся винтом, обеспечивающим подъемную силу (но число винтов не ограничено — это может быть как вертолет на мускульной тяге, так и квадракоптер). При этом допустимо, чтобы экипаж состоял как из одного, так и из нескольких человек. Однако, хотя бы один человек не должен вращаться вокруг своей оси, иными словами — если пилот один — то он должен сидеть неподвижно, и может лишь перемещаться вверх-вниз, вправо-влево, вперед-назад, но не вокруг своей оси. Если в экипаже несколько человек — то хотя бы один из них должен соответствовать этому условию.

4.1.3 — аппарат должен управляться экипажем и работать на мускульной силе тяги экипажа во время всего полета, включая раскрутку винта для отрыва от земли.

4.1.4 — устройства, запасающие энергию, и выдающие ее как в ходе взлета, так и в ходе полета — полностью запрещены. Вращающиеся аэродинамические компоненты, как то: лопасти несущего винта, лопасти винта управления полетом — исключаются из определения устройств, запасающих энергию (хотя в каком-то смысле таковыми являются).

4.1.4.1 — не допустимо использование маховиков в качестве устройств, участвующих непосредственно в цепи передачи усилия от члена экипажа к вращающимся винтам. Однако они могут быть использованы в качестве устройств, стабилизирующих полет, если будет доказано, что они не используются для передачи энергии к вращающимся винтам, и не используются для запаса энергии, пока винты не вращаются.

4.1.4.2 — в конструкции летательного аппарата не допустимо использование любого типа батарей/аккумуляторов, которые полностью или частично отдают энергию вращающимся винтам. Если батареи используются в конструкции для чего-либо иного — то должно быть доказано, что они не входят в цепь питания двигательной установки.

4.1.5 — ни какая из частей/деталей летательного аппарата не может быть отстыкована и сброшена (на манер отработавшей ступени ракеты) как во время раскрутки винтов, так и во время всего полета.

Теперь касательно экипажа:

4.2.1 — экипаж — это команда (или один человек), которые находятся внутри аппарата во время взлета и полета. Число человек в экипаже не ограничено.

4.2.2 — ни одному члену экипаже не позволяется покидать аппарат, или заходить на него во время взлета и полета.

4.2.3 — ни один из членов экипаже не имеет права принимать допинг, или другие стимулирующие средства перед полетом или во время его. Перед совершаемой попыткой все члены экипажа должны предоставить результаты допинг-тестов, показывающих отсутствие в их организмах стимулирующих средств.

4.2.4 — до четырех стоек, или наземных членов команды могут помогать экипажу стабилизировать летательный аппарат во время взлета и посадки. Однако они не имеют права прикладывать усилия для ускорения вращения винтов,  или наоборот — их замедления.

Относительно внешних условий:

Все попытки, включая отрыв и полет должны начинаться от уровня земли (а не с табуретки), и проводится при силе ветра не превышающем 1 м/с (а то знаем мы вас, сейчас воздушных змеев понаделаете за двести пятьдесят кусков зелени-то…)

Ну и самое важное — какие же характеристики полета должны были быть достигнуты?

4.4.1 — Полет должен происходить в течение не менее одной минуты. В течение этой минуты, летательный аппарат должен «зависнуть на месте», а конкретнее — не должен покинуть очерченного квадрата с длиной стороны 10 метров. Также во время полета он должен хотя бы на мгновение достичь высоты полета в три метра (отдельно отмечу — что он не постоянно должен болтаться на высоте 3 м в течение всей минуты, как пишут некоторые обозреватели, а всего лишь хотя бы на секунду ее достичь).

4.4.2 — с момента взлета и до момента посадки аппарат должен находится в полете, и не допускается даже касания любой из частей аппарата земли.

4.4.3 — на не вращающейся части аппарата должна быть референская точка, по которой бы легко можно было бы определить, что эта часть не покинула 10-метрового квадрата.

4.4.4 — в случае, если полет будет продолжаться больше минуты, и хотя бы на мгновение достигнет высоты в три метра (но выйдет за пределы квадрата), то это будет записано, как мировой рекорд, но не приведет к присуждению приза Сикорского.

Отличное обсуждение этого полета можно найти на хабре.

Да, отчасти правы те, кто говорит — что при взлете команда хитрила, используя воздушную подушку, образующуюся от набегающего на землю потока воздуха от винтов, и таким образом — требуемая для подъема мощность снижалась на 15-20%. Да, практическое значение этого вертолета на мускульной тяге — пока не годится даже для аттракциона, поскольку поднять его в воздух под силу лишь профессиональному спортсмену. Но вспомните — Поль Корню,

первый в мире человек, поднявшийся в воздух на винтокрылом летательном аппарате, прообразе первого вертолета в 1907 году — продержался всего двадцать секунд на высоте в 30 см.

Отдельно отмечу, что не каждый-то сможет рассчитать подъемную силу винта аппарата. Ну ладно, профиль не знаем — да хотя бы — может кто-нибудь предсказать, что будет выгоднее на мускулолете — в два раза увеличить размер винтов, или скорость их вращения (количество оборотов в секунду)? Только не забудьте учесть силу сопротивления. А многие смогут изготовить хотя бы что-нибудь типа такого (кстати, продержался в воздухе несколько дольше, чем веловертолет, но вот потолок — слегка пониже)?

[youtube start=270]http://www.youtube.com/watch?v=hIJkuGfxK_8[/youtube]

Так что, давайте запомним это имя — Тодд Рейхарт — первый человек, поднявший в воздух мускулолёт вертолётного типа на высоту более трех метров, и более минуты пропаривший на нем в воздухе, не отклонившись от места старта более 10 метров.

Молодцы, ребята. Да Винчи бы вами гордился!