Природа и искусство летания 1911 №6

Материал из Niva
Перейти к: навигация, поиск

Природа и искусство летания.

(Очерк с 12 рис. на стр. 115).

Вопрос о воздухоплавании занимал людей на заре их сознания. В отдаленнейшия времена люди уже завидовали птицам и страстно желали научиться летать. И то, в чем им отказала природа — способность летать—они старались возсоздать искусственно.

А так как у них был всегда яркий пример пред глазами— пример летающих птиц, то и в разрешении задачи летания первобытные претенденты на разрешении этой задачи старались прежде всего подражать птицам. Легенды о Дедале и Икаре и о маге Симоне, который устроил нечто в роде крыльев из своего плаща, подтверждают, что первые попытки летания должны были заключаться в простом подражании полету птиц. Искусство человека пробовало создать то, что создала природа; и для этой цели, разочаровавшись в первоначальных, слишком примитивных опытах, люди стали тщательно изучать природу птиц, чтобы иметь какия-либо более точные основания для дальнейших попыток.

В старые времена существовало убеждение, что птицы обладают какими-то тайными и необыкновенными силами, помогающими им летать. И все внимание изследователей летания было устремлено на изучение и открытие этих тайных сил. Даже и теперь некоторые люди полагают, что весь секрет летания птиц заключается в том, что у птиц пустые внутри (полые) кости, которые наполняются теплым воздухом, и, благодаря этому обстоятельству, птица и поднимается вверх, как воздушный шар, наполненный газом или нагретым воздухом. Как ни смешна эта теория, но она и ей подобные держались в течение безконечнаго ряда лет, и только позднейшия открытия в мире естествоведения убедили фантазеров, что в строении и образе жизни птиц нет ничего таинственнаго и чудеснаго, и что летание их происходит по строгим законам механики.

Только в последния 20—30 лет истекшаго столетия механика летания стала подвергаться точному научному изледованию. Особенно много потрудились в этом деле французские ученые, а наиболее всего—знаменитый отец современной авиатики, немец Лилиенталь, творец аэроплана, ставший жертвою своих героических опытов летания на планерах.

Лилиенталь и его товарищи по изучению летания основывали свои опыты на законах природы и стремились подражать летающим тварям на основании точных законов физики. Для этого Лилиенталь сделался настоящим орнитологом, —так тщательно были им изучены строение птиц и их воздухоплавательные упражнения. Как это ни странно, но, в сущности, лишь очень немногие даже из числа образованных людей знакомы с организмом птицы и способами ее летания. Несмотря на то, что мы так часто видим летающих птиц и птичьи скелеты, мы редко даем себе труд задуматься над особенными свойствами их организма—как живого, так и мертваго. Так же мало мы знакомы и с другими представителями естественной авиатики: с летающими насекомыми, летающими рыбами и семенами некоторых растений, разносимыми ветром на далекия разстояния благодаря тому, что семена эти снабжены „крыльями“.


А между тем, только в изучении и подражании природе и заключается нынешний успех авиатики. Лишь только тогда и начался колоссальный рост воздухоплавательнаго дела, когда оно было поставлено Лилиенталем и его французскими коллегами на верный путь подражания природе. Но это было не прежнее внешнее подражание, но подражание самому существу идеи, самому закону, на основании котораго происходит естественное летание. В прежнее время пытались устраивать точно такия же крылья, как у птиц, с перьями, с приспособлениями для их опускания и поднимания. Но, подметив эти внешния качества и стараясь воспроизвести их, совершенно не подмечали физических законов летания. Будучи одинаковыми для всей природы, законы эти однако требовали для летающаго человека совсем иных частностей, чем для птицы, насекомаго, летающаго зерна и т. д. Лилиенталю и прочим творцам современной авиатики удалось выяснить общий закон летания и дознаться, какия именно особенности должны быть присущи летающему человеку. Они уяснили общий научный скелет летания—и только тогда и могли появиться различные „Блерио“, „Фарманы“, „Антуанетты“ и другия летательные машины, так хорошо знакомые теперь всем нам.

И если теперь мы присмотримся к представителям летающаго мира в природе, то нас невольно поразит, до какой степени современные летательные машины близки по своей конструкции к организму того или другого летающаго существа. В некоторых случаях, как это можно видеть на помещаемых рисунках, получается почти точное воспроизведение искусственным путем того, что даровала летающим тварям природа. И вместе с тем становится ясно, что настоящее летание, т. -е. летание волевое и независимое, возможно только для существ более тяжелых, чем воздух.

Разница в организме у птиц и насекомых обусловливает собою и разницу в способах и манерах их летания. Точка опоры у птицы, как и у человека, лежит во внешних частях тела, у насекомых, конечности которых коренятся в самой толще организма, эта точка находится в самом теле. И, вероятно, отчасти по этой причине, насекомые в большинстве случаев представляют собою как бы бипланы, т. -е. аппараты с двойною летающею поверхностью—с двойным рядом крыльев, тогда как птицы и летающия рыбы приближаются по своей физической конструкции к типу монопланов. Или, точнее говоря, бипланы скопированы с жуков и бабочек, а монопланы— с птиц. Характерно однако то обстоятельство, что насекомые в случае нужды могут без особаго ущерба для себя перейти и на положение монопланов. Вторая пара крыльев, повидимому, только обезпечивает им большую устойчивость, но отнюдь не является им необходимой для самаго существа летания. Один известный французский естествоиспытатель проделал такой опыт: он обрезывал у пойманных бабочек вторую пару крыльев и пускал их в таком виде на волю. И они летали как ни в чем не бывало, и невозможно было подметить ни малейшей неуверенности в их полете. В другом случае у бабочки были скреплены вторые крылья с помощью полосок бумаги, изображавших собою нечто в роде „смирительной рубашки“. И тем не менее бабочка продолжала летать и в этой рубашке довольно свободно.

Другому французскому ученому, знаменитому Марэ, удалось установить характер того движения, которое насекомые делают своими крыльями при летании. Для этой цели Марэ подносил к быстродвигавшимся крыльям насекомаго закопченую спичку. И по тем следам, которые получались при этом на закопченой поверхности, он установил, что движение крыльев было винтообразное. И таким образом мы можем с полным правом сказать, что и воздушный винт, употребляемый в авиации, заимствован у природных летунов.

Можно наблюдать чрезвычайно красивые и поэтическия картины в мире насекомых, если проследить превращение куколки в бабочку и уловить первые моменты рождения летающаго существа и его первое обучение летанию.

Вот, например, простая однодневка, Маленькая белая бабочка, так называемая водяная моль. Час ее появления на свет Божий наступает рано утром, при восходе солнца. Куколка однодневки плавает по водной поверхности на спинке и старается зацепиться за какой-нибудь стебелек. Когда это ей наконец удается, она прицепляется к нему и спокойно ожидает наступления торжественнаго момента, В это время можно видеть сквозь прозрачный покров куколки всю будущую бабочку. Она дышит под своим покровом и шевелится. И вдруг покров лопается, и бабочка появляется на свет Божий. Ее свернутые крылья наполняются жизненным соком, расправляются. Бабочка делает ими несколько неуверенных движений и сразу вспархивает. Обучение летанию продолжается какое-нибудь мгновение.

У птиц уроки летания тянутся гораздо дольше. Лилиенталь в своем сочинении „Полет птицы, как основание искусства летания“ разсказывает о том, как учились на его глазах летать молодые журавли. „В первое время, —говорит он: —журавлю удавалось сделать только один взмах крыльями, и он опять опускался на землю; прежде чем он успевал сделать второй взмах, его длинные ноги уже касались земли. И ему понадобилось немало усилий и практики для того, чтобы суметь взмахнуть второй раз крыльями прежде, чем он коснется земли. Но зато как только ему удалось добиться второго взмаха, с этих пор его обучение сразу пошло вперед громадными шагами, и журавль мог делать уже пять-шесть взмахов за один раз. “

Наблюдения эти показали, что для приобретения возможности лететь птице требовался известный разгон, т. -е. достижение предварительной поступательной скорости. Журавлю только тогда и удавалось делать дальнейшие взмахи, когда он приобретал уже первым взмахом достаточную поступательную скорость. И чем большую скорость он развивал далее, тем легче ему было лететь, и тем большее количество взмахов он мог делать за один взлет. В этом обстоятельстве нельзя не видеть полнейшей аналогии с движением наших аэропланов: аэроплан, как известно, катится сначала по земле и поднимается только тогда, когда приобретет достаточную для подъема скорость. И в этом случае авиатика сделала для своего искусства зимствование у живой природы...

Нуждаясь в приобретении начальной живой скорости, птицы всегда пользуются воздушными течениями для своего взлета. Они умеют отлично использовать в этих целях каждое, даже ничтожное, движение воздуха, подставляя воздушной струе ту или иную из тех плоскостей, из которых состоят их крылья. В совершенно спокойном воздухе взлет для птицы крайне труден, а для иных птиц даже почти невозможен. Так, например, если посадить воробья в защищенный от движения воздуха ящик метра в два объемом, то даже в таком сравнительно обширном помещении воробей не сможет продержаться в воздухе и после неловких прыжков и тщетнаго маханья крыльями камнем падает обратно на землю. Ему негде здесь разлететься и нечем воспользоваться для своего взлета. Знаменитый буревестник“, свободно чувствующий себя среди бурных волн и порывов бешенаго ветра, оказывается в безпомощном положении в тихую погоду. Он не может подняться на воздух с поверхности воды, тогда как во время бури он подставляет свою грудь и раскрытые крылья порывам ветра, и ветер легко вздымает его на воздух. Этим, конечно, и объясняется такое пристрастие буревестников и чаек к свежей погоде и сильному ветру,

Так же, как и летательная машина, птицы не могут парить в воздухе на одном и том же месте. Их живой организм так же, как и искусственно созданный организм аэроплана, нуждается в поступательном движении для того, чтобы оставаться на воздушном просторе. Жаворонки, неподвижно как нам кажется) парящие летом в полдневное время в воздухе, пользуются теплым током воздуха, который поднимается в эти часы вверх от нагретой солнечными лучами земли. Без этой воздушной поддержки они не могли бы так легко и так неподвижно „висеть“ в воздухе.

Авиаторы заимствовали у птиц и их аппарат управления. Как у птиц, в аэропланах аппарат управления находится спереди или сзади корпуса, на известном отдалении от центра его тяжести. Те „рули высоты“ и „рули направления“, которые мы видим в каждом аэроплане, заключаются у птиц в голове и хвосте. Голова птицы играет огромную роль в летании. Птица регулирует с ее помощью свое равновесие во время полета. Однажды был произведен такой опыт с чайками: пойманным птицам были надеты особые воротнички, так что их шея и вместе с нею голова, оказались неподвижными. Несмотря на полную свободу движения, оставленную их крыльям, чайки не могли лететь с неподвижною головою и падали немедленно после взлета,

Даже соотношение длины туловища и его высоты заимствовано авиаторами у птиц. Главным принципом здесь является требование, чтобы высота аппарата была в несколько раз менее его протяжения. Можно по одному взгляду на птицу сказать, хорошо летает она или плохо: нужно только оценить взаимоотношение частей ее туловища. У некоторых болотных птиц такое взаимоотношение равняется 1: 12. Такое отношение можно считать нормальным и для аэропланов.

Такова та доля участия, которую внесли в дело авиации птицы Они поделились с авиаторами общим законом летательной механики. Но в подробностях остается до сих пор значительное и пока еще непреоборимое различие между аэропланами и птицами. И различие это заключается главным образом в способе употребления крыльев. Птицы „бьют воздух“ крыльями, машут ими. Авиаторы еще не могут достичь такого искусства. У птиц летательная поверхность, т. -е крылья, состоит из множества отдельных маленьких поверхностей, т. -е. перьев, и все эти маленькия поверхности находятся в строжайшей взаимной гармонии. И действие их во время полета поражает своей сложностью. Так, например, когда крылья опускаются, ударяя воздух, то все перья плотно смыкаются одно с другим, представляя непроницаемую для воздуха поверхность. Во время же взмаха крыльев вверх перья расходятся в стороны, и воздух свободно проходит сквозь них, как сквозь решетку жалюзи. Авиаторы пытались воспроизвести это искусственным образом, устраивая сложную поверхность, состоящую из многочисленных отдельных частей, автоматически открывающихся и закрывающихся. Но эти попытки не имели успеха, равно как и попытки устроить аппарат с машущими крыльями.

Искусство пользоваться крыльями для летания люди заимствовали у насекомых и летающих рыб.

Летающия рыбы не машут крыльями, как птицы, но пользуются ими для скользящаго полета при неподвижных крыльях. Этот род рыб встречается преимущественно в тропических странах, и над изследованием их образа жизни много потрудился гамбургский профессор Альборн. Летающия рыбы доставляют незабываемое по красоте и оригинальности зрелище. Они целыми стаями носятся над водой и иногда даже залетают в открытые иллюминаторы кают. С точки зрения рыб это упражнение является своего рода „ныряньем вверх“. Разбежавшись предварительно в воде при помощи хвоста и плавников и достигнув большой поступательной скорости, летучая рыба выскакивает („ныряет в воздух“) на высоту до шести метров над поверхностью и летит, волнообразно ныряя и вздымаясь, на протяжении километра и даже более. В момент взлета ее грудные плавники с треском расправляются и образуют неподвижные крылья. Рыба скользит на них по воздуху, пошевеливая хвостом, и слегка видоизменяя положение крыльев по отношению к ветру, то поднимается, то опускается в воздухе. Получается впечатление скользящаго полета птицы или аэроплана... Следует заметить, что более крупные породы летающих рыб летают лучше и продолжительнее, чем маленькия.

Но у летучек-рыб нет воздушнаго двигательнаго аппарата. Они пользуются для передвижения в пределах воздуха тою силою, которую они развили в пределах воды своими водяными двигателями. Первые аэропланы (планеры Лилиенталя) тоже не имели специально воздушнаго двигателя и копировали летучих рыб. Авиатор разбегался и кидался вниз на неподвижных крыльях—и пролетал некоторое разстояние по воздуху скользящим полетом.

Для сообщения аппарату живой силы пришлось воспользоваться орудием жуков и вообще насекомых — воздушным винтом. И таким образом люди для своего летания соединили вместе способы передвижения рыб-летучек и насекомых. Из этой остроумной комбинации, целиком взятой у природы, и из механической теории движения птицы и родился современный аэроплан. Отчасти это совершилось путем научнаго и сознательнаго подражания, отчасти путем безсознательнаго опыта. Но в результате, как мы видим, люди только скопировали природу.

Это копирование иной раз до курьеза близко к образцам, созданным мудрой и остроумной в своей мудрости природою. Стоит взглянуть на помещенные здесь рисунки, изображающие параллельные схемы птицы и моноплана, жука и биплана, чтобы убедиться в этом. Мотор аэроплана, его крылья, его руль, его винт—все это имеет свой pedant в организме соответствующаго живого существа. Нижния крылья жука — это два винта „Райта“, его хвост—руль направления. Его клешни и голова — другой руль. Сам по себе жук — настоящий аппарат с двумя летающими плоскостями. Наконец мотором, т. -е. источником живой силы, ему служит сердце, помещающееся там же, где помещается сердце биплана—его мотор. То же самое мы можем наблюдать и на другом рисунке, воспроизводящем моноплан в сравнении с птицей, с некоторыми лишь изменениями и отклонениями.

Так сочетаются в деле человеческаго летания и природа и искусство. То, чего тщетно добивались воздухоплаватели, когда они пытались слепо подражать летающей птице, достигнуто теперь благодаря изучению теории летания различных животных. Остроумная комбинация различных методов летания, основанная на точном знании механической теории летания, создала то чудо, свидетелями котораго является наше поколение, и которое впервые было явлено в крупном масштабе братьями Орвиллем и Вильбуром Райт в 1905 году...

Niva-1911-6-cover.png

Содержание №6 1911г.: ТЕКСТЪ. Выбор. Повесть И. Потапенко. (Продолжение).—На „послушании“. Разсказ Г. Т. Северцева-Полилова (Продолжение).—„Иссык-Куль“. Путевой набросок С. Гуцулло.—Природа и искусство летания (Очерк).—М. М. СтасюлевичСемиреченское землетрясениеБорьба с зеленым змием (Вопросы внутренней жизни.)—К рисункам.—Объявления.

РИСУНКИ. В перелеске.—Одинокия.—Теща.—Международная художественная выставка в Брюсселе (5 рисунков).—Семиреченская область (11 рисунков).— Природа и искусство летания (12 рисунков).—М. М. Стасюлевич.

К этому № прилагается: 1) „Ежемес. литерат. и популярно-научные приложения“ за февраль 1911 г., 2) „ПАРИЖСКИЯ МОДЫ“ за «Февраль 1911 г. с 54 рис. и отдельн. лист. с 29 черт. выкр. в натур. велич. и 13 рис. для выжигания по дереву.

г. XLII. Выдан: 5 февраля 1911 г. Редактор: В. Я. Светлов. Редактор-Издат.: Л. Ф. Маркс.