1.1 Зарождение идеи о полете
Идея полёта возникла задолго до появления технических экспериментов. Её первые формы существовали в виде наблюдений и фантазий. Человек, следя за полётом птиц, видел в небе недоступную ему свободу и стремился понять закономерности этого движения. На ранних этапах полёт воспринимался не как инженерная задача, а как символическое стремление выйти за пределы человеческой природы.
Леонардо да Винчи, Кодекс Атлантикус, 1478-1519.
В эпоху позднего Средневековья и раннего Возрождения представления о мире начинают стремительно меняться. Природа рассматривается как рациональная структура, подчиняющаяся законам механики, а человек — как существо, способное постичь эти законы и использовать их. Именно в этот период формируются первые представления о полёте как об инженерном проекте, а не как о мифе. Полёт начинает рассматриваться как потенциальное достижение человеческого разума.
Отто Лилиентал, Экиз крыла птицы, 1889.
Параллельно развивается традиция изучения пропорций и анатомии. Художники и инженеры анализируют строение тела, стремясь понять, почему человек не может летать и какие изменения или механизмы необходимы, чтобы приблизить тело к телу птицы. Возникает мысль о том, что природу можно воспроизвести, а её принципы — повторить в конструкции. Так появляется первая научная модель стремления к полёту: человек пытается превратить наблюдение в конструкцию, а мечту — в схему. На этом этапе полёт существует исключительно на бумаге — в чертежах, схемах, трактатах. Бумага становится пространством, где тело может обрести крылья, а механика — подчинить себе воздух. Именно в этот момент рождается фундаментальная идея: если понять природу полёта, то его можно воспроизвести. Эта мысль становится отправной точкой для последующих столетий экспериментов.
1.2 Наблюдая за птицами. Механизм крыла
Леонардо да Винчи (1452-1519), который явно не видел ничего нелепого в возможности человеческого полёта, провёл обширные наблюдения за полётом птиц и спроектировал ряд орнитоптеров (машин с машущим крылом), приводимых в движение человеком, с крыльями в форме летучей мыши.
Убежденный в своей правоте, он начал разрабатывать аппарат, приводимый в движение только силой мышц человека, и позволяющий ему парить в воздухе как птица. Существует множество рисунков такого «ornitotteri», придуманных Леонардо. Одни из них изображают лежащего человека, который собирается взлететь с помощью механизмов, присоединенных к крыльям; другие — движение вперед при помощи более совершенной системы винтов и шкива. Есть и рисунки человека, расположенного вертикально в летательном корабле, на педали которого он нажимал руками и ногами.
Леонардо изучал анатомию птичьего крыла, учитывая функции и распределение его перьев.
Леонардо да Винчи, Изучение артикуляции крыла. Из тетрадей да Винчи, 1487-1490.
Леонардо да Винчи, Кодекс Атлантикус, 1478-1519.
«Человек, преодолевающий сопротивление воздуха с помощью больших искусственных крыльев, может подняться в воздух»,
— Леонардо да Винчи.
Наблюдая за полетом птицы, ученый заметил, что она по-разному машет крыльями, когда зависает в воздухе, летит вперед или приземляется. Его интересовали также перепончатые крылья летучих мышей. На основе этих наблюдений Леонардо сконструировал огромные крылья, предназначенные не только для поднятия человека в воздух, но и удержания его в полете, благодаря элеронам и шарнирам. Он собирался имитировать воздушную акробатику птиц, их способность беречь энергию в полете и точно приземляться.
Леонардо да Винчи, Кодекс Атлантикус, 1478-1519.
Леонадро да Винчи: Летательный аппарат и руль направления (слева); Вертикально стоящая машина для вспенивания воздуха на птичьих крыльях (посередине); Шарнирный механизм крыла (справа); 1490-1493.
До конца XV столетия Леонардо был убежден, что сможет осуществить проект механического полета. Однако его беспокоило то обстоятельство, что возможности мышц человека ограничены. Поэтому он собирался вместо энергии мускулов использовать механизм лука, который обеспечивал бы движение вперед. Впрочем, лук не решал проблем автономности в полете, возникающих при быстром раскручивании пружины.
«Однажды вкусив свободу полета, ты всегда будешь ходить по земле, устремив взор в небо, ибо ты там побывал и всегда будешь стремиться туда вернуться»,
— Леонардо да Винчи
Леонардо да Винчи: Концепция для проверки устойчивости механизма крыла к нагрузкам (слева); Механизм с воздушным винтом (посередине); Летательный аппарат (справа); 1487-1490.
Р. Д. Спалдинг, запатентованный летающий аппарат, 1889.
Томас Уокер, Искусство полета, 1810.
Жан-Клод Помпейен-Пиро, Одно из предложений по орнитоптерам на базе летучих мышей, 1877.
Чарльз Спенсер, Лиф с хвостом и крылья, которые гимнаст прикрепил к себе, в попытке полететь, 1868.
Николя Эдме Ретиф, Роман «Австралийское открытие человеком-воланом», или «Открытие Южного континента летающим человеком», 1781.
1.3 Полет фантазии
Самые ранние примеры летающих машин взяты из одного из двух источников. Первые — это вымышленные источники, такие как мифы или эпосы, а вторые — это исследовательские зарисовки великих мыслителей своего времени, таких как Леонардо да Винчи.
Автор неизвестен, Иллюстрация ранней экспериментальной летательной машины, год неизвестен.
Автор неизвестен, Иллюстрации ранних летательных аппаратов, год неизвестен.
Автор неизвестен, Иллюстрации ранних летательных аппаратов, год неизвестен.
Автор неизвестен, Предложение по созданию летательного аппарата, 1877.
Фредерик У. Бреари, Модель с резиновым приводом на основе коньковой рыбы, 1879.
Клемент Адер, Эоле на основе летучих мышей, 1890.
Кауфман, Летательный аппарат, 1868.
Гюстав Труве, Модель орнитоптера «Флюгельфлигер», 1870.
по словам Труве, он совершил успешный полет на 80 метров (262 фута) 24 августа 1891 года. Это значительно дольше, чем любой предыдущий полет летающей машины тяжелее воздуха, и это показывает, что в концепции, орнитоптер может достичь полета.
Автор неизвестен, Винсент де Грооф, сапожник на собственном опыте убедился, что мускулы человека не в состоянии одолеть силы природы, 1874.
Огюст Тришон, Де Грооф падающий на землю, 1887.
На этой иллюстрации изображен момент падения, который символизирует как риск, так и стремление к свободе, присущее ранним авиационным экспериментам. Тришон мастерски передает динамику и эмоциональную напряженность ситуации, подчеркивая как физические, так и психологические аспекты полета.
Огюст Тришон, Де Грооф, падающий на землю, 1887.
Автор неизвестен, Предполагаемый летательный аппарат, 1874.
«Человек с помощью крыльев может, наконец, подняться в воздух».
— Фрэнсис Бэкон, 1620, «Novum Organum»
Уотсон Фелл Куинби, Три патента на летательные аппараты, 1869-1872.
Выше изображен патентный чертеж летающей машины, разработанный в 1869 году Уотсоном Феллом Куинби. На нем изображен человек, летящий с тремя парусами, похожими на крылья, прикрепленными к нему, вместе с некоторыми элементарными элементами управления на руках и ногах. Элементы управления руками, кажется, хлопают боковыми крыльями вверх и вниз, что делает эту конструкцию орнитоптером, в то время как хвостовое крыло поворачивается влево или вправо, регулируя шнуры, прикрепленные к ногам пилота. Все это прикреплено к жгуту, который обволакивает тело пилота, которое выглядит немного средневековым.
Уотсон Фелл Куинби, Летающий аппарат, 1872-1867.
Эмануэль Сведенборг, Эскиз планера, 1714.
Сведенборг знал, что машина не сможет летать, но он надеялся, что это станет отправной точкой для дальнейшего изучения, когда технология станет более продвинутой.
Пьер Ферран, Штопорный дирижабль, 1835.
Хирам Максим, Первая Летающая Машина, 1890; Хирам Максим, Летающая машина с пятью парами крыльев, 1893.
Александр Гупил, Полутораплан оригинальный (слева), 1883; Александр Гупил, Полутораплан окончательный (справа), 1883.
Жан-Жак Буркарт, Иллюстрация конструкции в которой использовались крылья, приводимые в движение человеком, и первоначально называвшиеся «Velocipede Aerien», 1866.
Выше изображена серия исследований для летающей машины, предложенная в 1866 году французским промышленником Жаном Жаком Буркартом. На рисунках под названием Vélocipède Aérien показаны вариации дизайна орнитоптера, в котором человек-пилот хлопает крыльями корабля, чтобы летать. Буркарт знал, что его проекты не могут летать; тем не менее, это интересные и хорошо продуманные объекты, и он определенно много думал о них.
Альбрехт Берлингер, Ручной Планер, 1811.
Автор неизвестен, Иллюстрация публичной демонстрации Альбрехтом Берблингером своей конструкции планера на берегу реки Дунай в Ульме, 1811.
Иллюстрация публичной демонстрации Альбрехта Берблингера его дизайна дельтаплана на берегу реки Дунай в Германии в 1811 году. Попытка была неудачной из-за неблагоприятных условий на реке Дунай, и это разрушило общественный имидж Берблингера
