Вертолеты – хорошо: К вопросу об эффективности полета
Насколько нам известно, летать человек мечтал всегда. Первые попытки создать летательные аппараты попросту копировали летающих существ, хотя использование их неизменно оканчивалось неудачей. А те устройства, которые, в конце концов, покорили воздух, оказались мало похожими и на птиц, и на крылатых насекомых. Сегодняшние самолеты и вертолеты вообще используют множество совершенно оригинальных технологий, и лишь некоторые из них напоминают о полете живых организмов. По сути, человеческий разум разработал альтернативные способы подняться ввысь, не использующиеся природой. Так чей подход эффективнее?
Этот вопрос тем более интересен, что современные разработчики все чаще обращаются к аналогам, созданным естественной эволюцией, чтобы использовать подобные решения в своих проектах. Вспомним хотя бы жучков-листоедов, которые «помогли» создать клейкий материал нового типа («Прилипала») или ящериц-гекконов, удивительные способности которого ползать по вертикальным поверхностям пытаются сымитировать с помощью нанотехнологий («Наногеккон»). Итак, разрешить вопрос, «кто круче», авиаконструкторы или эволюция, взялась группа британских специалистов во главе с Джимом Ашервудом (Jim Usherwood). И полученные ими результаты вдохновляют.
Первый вывод, к которым пришли ученые, состоит в том, что серьезная разница в аэродинамике между, скажем, вертолетами и летающими живыми существами, вызвана разницей в механизме полета — точнее говоря, тем, что птицам и насекомым приходится махать крыльями. В общем-то, это можно было сказать и без дополнительных исследований.
Второй вывод состоит в том, что главную сложность создает маховый принцип, при котором животному приходится постоянно преодолевать инерцию движения крыла и то резко останавливать его, то снова быстро ускорять. Ученые показали, что если в плане маневренности это еще способно дать определенные преимущества, то при зависании в воздухе — особенно с грузом — вертолетный винт намного эффективнее. Подвешивая к крыльям голубей грузы, они оценивали усилие, которое требуется им для полета и решили, что взмахи существенно менее выгодны для такого полета, чем вращение вертолетных винтов.
Разумеется, птицам приходится переносить грузы намного реже и меньше, чем вертолетам — но задача конструкторов состоит как раз в том, чтобы создавать именно такие аппараты, пригодные для перевозки тяжестей. «Инженерам, — делает вывод Ашервуд, — следует подходить со здоровым скептицизмом к тому, что создала природа. По крайней мере, в том, что касается полета».
Нас же больше интересует вопрос: отчего мудрая природа будто «забыла» изобрести пропеллеры — так же, как она (за исключением некоторых бактерий и простейших) нигде не использует колесо? Может, в конечном итоге, шагающие и махающие движения все-таки более эффективны?
По сообщению EurekAlert!