Природа и искусство летанія 1911 №6

From Niva
Jump to: navigation, search

Природа и искусство летанія.

(Очеркъ съ 12 рис. на стр. 115).

Вопросъ о воздухоплаваніи занималъ людей на зарѣ ихъ сознанія. Въ отдаленнѣйшія времена люди уже завидовали птицамъ и страстно желали научиться летать. И то, въ чемъ имъ отказала природа — способность летать—они старались возсоздать искусственно.

А такъ какъ у нихъ былъ всегда яркій примѣръ предъ глазами— примѣръ летающихъ птицъ, то и въ разрѣшеніи задачи летанія первобытные претенденты на разрѣшеніи этой задачи старались прежде всего подражать птицамъ. Легенды о Дедалѣ и Икарѣ и о магѣ Симонѣ, который устроилъ нѣчто въ родѣ крыльевъ изъ своего плаща, подтверждаютъ, что первыя попытки летанія должны были заключаться въ простомъ подражаніи полету птицъ. Искусство человѣка пробовало создать то, что создала природа; и для этой цѣли, разочаровавшись въ первоначальныхъ, слишкомъ примитивныхъ опытахъ, люди стали тщательно изучать природу птицъ, чтобы имѣть какія-либо болѣе точныя основанія для дальнѣйшихъ попытокъ.

Въ старыя времена существовало убѣжденіе, что птицы обладаютъ какими-то тайными и необыкновенными силами, помогающими имъ летать. И все вниманіе изслѣдователей летанія было устремлено на изученіе и открытіе этихъ тайныхъ силъ. Даже и теперь нѣкоторые люди полагаютъ, что весь секретъ летанія птицъ заключается въ томъ, что у птицъ пустыя внутри (полыя) кости, которыя наполняются теплымъ воздухомъ, и, благодаря этому обстоятельству, птица и поднимается вверхъ, какъ воздушный шаръ, наполненный газомъ или нагрѣтымъ воздухомъ. Какъ ни смѣшна эта теорія, но она и ей подобныя держались въ теченіе безконечнаго ряда лѣтъ, и только позднѣйшія открытія въ мірѣ естествовѣдѣнія убѣдили фантазеровъ, что въ строеніи и образѣ жизни птицъ нѣтъ ничего таинственнаго и чудеснаго, и что летаніе ихъ происходитъ по строгимъ законамъ механики.

Только въ послѣднія 20—30 лѣтъ истекшаго столѣтія механика летанія стала подвергаться точному научному излѣдованію. Особенно много потрудились въ этомъ дѣлѣ французскіе ученые, а наиболѣе всего—знаменитый отецъ современной авіатики, нѣмецъ Лиліенталь, творецъ аэроплана, ставшій жертвою своихъ героическихъ опытовъ летанія на планерахъ.

Лиліенталь и его товарищи по изученію летанія основывали свои опыты на законахъ природы и стремились подражать летающимъ тварямъ на основаніи точныхъ законовъ физики. Для этого Лиліенталь сдѣлался настоящимъ орнитологомъ, —такъ тщательно были имъ изучены строеніе птицъ и ихъ воздухоплавательныя упражненія. Какъ это ни странно, но, въ сущности, лишь очень немногіе даже изъ числа образованныхъ людей знакомы съ организмомъ птицы и способами ея летанія. Несмотря на то, что мы такъ часто видимъ летающихъ птицъ и птичьи скелеты, мы рѣдко даемъ себѣ трудъ задуматься надъ особенными свойствами ихъ организма—какъ живого, такъ и мертваго. Такъ же мало мы знакомы и съ другими представителями естественной авіатики: съ летающими насѣкомыми, летающими рыбами и сѣменами нѣкоторыхъ растеній, разносимыми вѣтромъ на далекія разстоянія благодаря тому, что сѣмена эти снабжены „крыльями“.


А между тѣмъ, только въ изученіи и подражаніи природѣ и заключается нынѣшній успѣхъ авіатики. Лишь только тогда и начался колоссальный ростъ воздухоплавательнаго дѣла, когда оно было поставлено Лиліенталемъ и его французскими коллегами на вѣрный путь подражанія природѣ. Но это было не прежнее внѣшнее подражаніе, но подражаніе самому существу идеи, самому закону, на основаніи котораго происходитъ естественное летаніе. Въ прежнее время пытались устраивать точно такія же крылья, какъ у птицъ, съ перьями, съ приспособленіями для ихъ опусканія и подниманія. Но, подмѣтивъ эти внѣшнія качества и стараясь воспроизвести ихъ, совершенно не подмѣчали физическихъ законовъ летанія. Будучи одинаковыми для всей природы, законы эти однако требовали для летающаго человѣка совсѣмъ иныхъ частностей, чѣмъ для птицы, насѣкомаго, летающаго зерна и т. д. Лиліенталю и прочимъ творцамъ современной авіатики удалось выяснить общій законъ летанія и дознаться, какія именно особенности должны быть присущи летающему человѣку. Они уяснили общій научный скелетъ летанія—и только тогда и могли появиться различные „Блеріо“, „Фарманы“, „Антуанетты“ и другія летательныя машины, такъ хорошо знакомыя теперь всѣмъ намъ.

И если теперь мы присмотримся къ представителямъ летающаго міра въ природѣ, то насъ невольно поразитъ, до какой степени современныя летательныя машины близки по своей конструкціи къ организму того или другого летающаго существа. Въ нѣкоторыхъ случаяхъ, какъ это можно видѣть на помѣщаемыхъ рисункахъ, получается почти точное воспроизведеніе искусственнымъ путемъ того, что даровала летающимъ тварямъ природа. И вмѣстѣ съ тѣмъ становится ясно, что настоящее летаніе, т. -е. летаніе волевое и независимое, возможно только для существъ болѣе тяжелыхъ, чѣмъ воздухъ.

Разница въ организмѣ у птицъ и насѣкомыхъ обусловливаетъ собою и разницу въ способахъ и манерахъ ихъ летанія. Точка опоры у птицы, какъ и у человѣка, лежитъ во внѣшнихъ частяхъ тѣла, у насѣкомыхъ, конечности которыхъ коренятся въ самой толщѣ организма, эта точка находится въ самомъ тѣлѣ. И, вѣроятно, отчасти по этой причинѣ, насѣкомыя въ большинствѣ случаевъ представляютъ собою какъ бы бипланы, т. -е. аппараты съ двойною летающею поверхностью—съ двойнымъ рядомъ крыльевъ, тогда какъ птицы и летающія рыбы приближаются по своей физической конструкціи къ типу моноплановъ. Или, точнѣе говоря, бипланы скопированы съ жуковъ и бабочекъ, а монопланы— съ птицъ. Характерно однако то обстоятельство, что насѣкомыя въ случаѣ нужды могутъ безъ особаго ущерба для себя перейти и на положеніе моноплановъ. Вторая пара крыльевъ, повидимому, только обезпечиваетъ имъ большую устойчивость, но отнюдь не является имъ необходимой для самаго существа летанія. Одинъ извѣстный французскій естествоиспытатель продѣлалъ такой опытъ: онъ обрѣзывалъ у пойманныхъ бабочекъ вторую пару крыльевъ и пускалъ ихъ въ такомъ видѣ на волю. И онѣ летали какъ ни въ чемъ не бывало, и невозможно было подмѣтить ни малѣйшей неувѣренности въ ихъ полетѣ. Въ другомъ случаѣ у бабочки были скрѣплены вторыя крылья съ помощью полосокъ бумаги, изображавшихъ собою нѣчто въ родѣ „смирительной рубашки“. И тѣмъ не менѣе бабочка продолжала летать и въ этой рубашкѣ довольно свободно.

Другому французскому ученому, знаменитому Марэ, удалось установить характеръ того движенія, которое насѣкомыя дѣлаютъ своими крыльями при летаніи. Для этой цѣли Марэ подносилъ къ быстродвигавшимся крыльямъ насѣкомаго закопченую спичку. И по тѣмъ слѣдамъ, которые получались при этомъ на закопченой поверхности, онъ установилъ, что движеніе крыльевъ было винтообразное. И такимъ образомъ мы можемъ съ полнымъ правомъ сказать, что и воздушный винтъ, употребляемый въ авіаціи, заимствованъ у природныхъ летуновъ.

Можно наблюдать чрезвычайно красивыя и поэтическія картины въ мірѣ насѣкомыхъ, если прослѣдить превращеніе куколки въ бабочку и уловить первые моменты рожденія летающаго существа и его первое обученіе летанію.

Вотъ, напримѣръ, простая однодневка, Маленькая бѣлая бабочка, такъ называемая водяная моль. Часъ ея появленія на свѣтъ Божій наступаетъ рано утромъ, при восходѣ солнца. Куколка однодневки плаваетъ по водной поверхности на спинкѣ и старается зацѣпиться за какой-нибудь стебелекъ. Когда это ей наконецъ удается, она прицѣпляется къ нему и спокойно ожидаетъ наступленія торжественнаго момента, Въ это время можно видѣть сквозь прозрачный покровъ куколки всю будущую бабочку. Она дышитъ подъ своимъ покровомъ и шевелится. И вдругъ покровъ лопается, и бабочка появляется на свѣтъ Божій. Ея свернутыя крылья наполняются жизненнымъ сокомъ, расправляются. Бабочка дѣлаетъ ими нѣсколько неувѣренныхъ движеній и сразу вспархиваетъ. Обученіе летанію продолжается какое-нибудь мгновеніе.

У птицъ уроки летанія тянутся гораздо дольше. Лиліенталь въ своемъ сочиненіи „Полетъ птицы, какъ основаніе искусства летанія“ разсказываетъ о томъ, какъ учились на его глазахъ летать молодые журавли. „Въ первое время, —говоритъ онъ: —журавлю удавалось сдѣлать только одинъ взмахъ крыльями, и онъ опять опускался на землю; прежде чѣмъ онъ успѣвалъ сдѣлать второй взмахъ, его длинныя ноги уже касались земли. И ему понадобилось немало усилій и практики для того, чтобы сумѣть взмахнуть второй разъ крыльями прежде, чѣмъ онъ коснется земли. Но зато какъ только ему удалось добиться второго взмаха, съ этихъ поръ его обученіе сразу пошло впередъ громадными шагами, и журавль могъ дѣлать уже пять-шесть взмаховъ за одинъ разъ. “

Наблюденія эти показали, что для пріобрѣтенія возможности летѣть птицѣ требовался извѣстный разгонъ, т. -е. достиженіе предварительной поступательной скорости. Журавлю только тогда и удавалось дѣлать дальнѣйшіе взмахи, когда онъ пріобрѣталъ уже первымъ взмахомъ достаточную поступательную скорость. И чѣмъ большую скорость онъ развивалъ далѣе, тѣмъ легче ему было летѣть, и тѣмъ большее количество взмаховъ онъ могъ дѣлать за одинъ взлетъ. Въ этомъ обстоятельствѣ нельзя не видѣть полнѣйшей аналогіи съ движеніемъ нашихъ аэроплановъ: аэропланъ, какъ извѣстно, катится сначала по землѣ и поднимается только тогда, когда пріобрѣтетъ достаточную для подъема скорость. И въ этомъ случаѣ авіатика сдѣлала для своего искусства зимствованіе у живой природы...

Нуждаясь въ пріобрѣтеніи начальной живой скорости, птицы всегда пользуются воздушными теченіями для своего взлета. Онѣ умѣютъ отлично использовать въ этихъ цѣляхъ каждое, даже ничтожное, движеніе воздуха, подставляя воздушной струѣ ту или иную изъ тѣхъ плоскостей, изъ которыхъ состоятъ ихъ крылья. Въ совершенно спокойномъ воздухѣ взлетъ для птицы крайне труденъ, а для иныхъ птицъ даже почти невозможенъ. Такъ, напримѣръ, если посадить воробья въ защищенный отъ движенія воздуха ящикъ метра въ два объемомъ, то даже въ такомъ сравнительно обширномъ помѣщеніи воробей не сможетъ продержаться въ воздухѣ и послѣ неловкихъ прыжковъ и тщетнаго маханья крыльями камнемъ падаетъ обратно на землю. Ему негдѣ здѣсь разлетѣться и нечѣмъ воспользоваться для своего взлета. Знаменитый буревѣстникъ“, свободно чувствующій себя среди бурныхъ волнъ и порывовъ бѣшенаго вѣтра, оказывается въ безпомощномъ положеніи въ тихую погоду. Онъ не можетъ подняться на воздухъ съ поверхности воды, тогда какъ во время бури онъ подставляетъ свою грудь и раскрытыя крылья порывамъ вѣтра, и вѣтеръ легко вздымаетъ его на воздухъ. Этимъ, конечно, и объясняется такое пристрастіе буревѣстниковъ и чаекъ къ свѣжей погодѣ и сильному вѣтру,

Такъ же, какъ и летательная машина, птицы не могутъ парить въ воздухѣ на одномъ и томъ же мѣстѣ. Ихъ живой организмъ такъ же, какъ и искусственно созданный организмъ аэроплана, нуждается въ поступательномъ движеніи для того, чтобы оставаться на воздушномъ просторѣ. Жаворонки, неподвижно какъ намъ кажется) парящіе лѣтомъ въ полдневное время въ воздухѣ, пользуются теплымъ токомъ воздуха, который поднимается въ эти часы вверхъ отъ нагрѣтой солнечными лучами земли. Безъ этой воздушной поддержки они не могли бы такъ легко и такъ неподвижно „висѣть“ въ воздухѣ.

Авіаторы заимствовали у птицъ и ихъ аппаратъ управленія. Какъ у птицъ, въ аэропланахъ аппаратъ управленія находится спереди или сзади корпуса, на извѣстномъ отдаленіи отъ центра его тяжести. Тѣ „рули высоты“ и „рули направленія“, которые мы видимъ въ каждомъ аэропланѣ, заключаются у птицъ въ головѣ и хвостѣ. Голова птицы играетъ огромную роль въ летаніи. Птица регулируетъ съ ея помощью свое равновѣсіе во время полета. Однажды былъ произведенъ такой опытъ съ чайками: пойманнымъ птицамъ были надѣты особые воротнички, такъ что ихъ шея и вмѣстѣ съ нею голова, оказались неподвижными. Несмотря на полную свободу движенія, оставленную ихъ крыльямъ, чайки не могли летѣть съ неподвижною головою и падали немедленно послѣ взлета,

Даже соотношеніе длины туловища и его высоты заимствовано авіаторами у птицъ. Главнымъ принципомъ здѣсь является требованіе, чтобы высота аппарата была въ нѣсколько разъ менѣе его протяженія. Можно по одному взгляду на птицу сказать, хорошо летаетъ она или плохо: нужно только оцѣнить взаимоотношеніе частей ея туловища. У нѣкоторыхъ болотныхъ птицъ такое взаимоотношеніе равняется 1: 12. Такое отношеніе можно считать нормальнымъ и для аэроплановъ.

Такова та доля участія, которую внесли въ дѣло авіаціи птицы Онѣ подѣлились съ авіаторами общимъ закономъ летательной механики. Но въ подробностяхъ остается до сихъ поръ значительное и пока еще непреоборимое различіе между аэропланами и птицами. И различіе это заключается главнымъ образомъ въ способѣ употребленія крыльевъ. Птицы „бьютъ воздухъ“ крыльями, машутъ ими. Авіаторы еще не могутъ достичь такого искусства. У птицъ летательная поверхность, т. -е крылья, состоитъ изъ множества отдѣльныхъ маленькихъ поверхностей, т. -е. перьевъ, и всѣ эти маленькія поверхности находятся въ строжайшей взаимной гармоніи. И дѣйствіе ихъ во время полета поражаетъ своей сложностью. Такъ, напримѣръ, когда крылья опускаются, ударяя воздухъ, то всѣ перья плотно смыкаются одно съ другимъ, представляя непроницаемую для воздуха поверхность. Во время же взмаха крыльевъ вверхъ перья расходятся въ стороны, и воздухъ свободно проходитъ сквозь нихъ, какъ сквозь рѣшетку жалюзи. Авіаторы пытались воспроизвести это искусственнымъ образомъ, устраивая сложную поверхность, состоящую изъ многочисленныхъ отдѣльныхъ частей, автоматически открывающихся и закрывающихся. Но эти попытки не имѣли успѣха, равно какъ и попытки устроить аппаратъ съ машущими крыльями.

Искусство пользоваться крыльями для летанія люди заимствовали у насѣкомыхъ и летающихъ рыбъ.

Летающія рыбы не машутъ крыльями, какъ птицы, но пользуются ими для скользящаго полета при неподвижныхъ крыльяхъ. Этотъ родъ рыбъ встрѣчается преимущественно въ тропическихъ странахъ, и надъ изслѣдованіемъ ихъ образа жизни много потрудился гамбургскій профессоръ Альборнъ. Летающія рыбы доставляютъ незабываемое по красотѣ и оригинальности зрѣлище. Онѣ цѣлыми стаями носятся надъ водой и иногда даже залетаютъ въ открытые иллюминаторы каютъ. Съ точки зрѣнія рыбъ это упражненіе является своего рода „ныряньемъ вверхъ“. Разбѣжавшись предварительно въ водѣ при помощи хвоста и плавниковъ и достигнувъ большой поступательной скорости, летучая рыба выскакиваетъ („ныряетъ въ воздухъ“) на высоту до шести метровъ надъ поверхностью и летитъ, волнообразно ныряя и вздымаясь, на протяженіи километра и даже болѣе. Въ моментъ взлета ея грудные плавники съ трескомъ расправляются и образуютъ неподвижныя крылья. Рыба скользитъ на нихъ по воздуху, пошевеливая хвостомъ, и слегка видоизмѣняя положеніе крыльевъ по отношенію къ вѣтру, то поднимается, то опускается въ воздухѣ. Получается впечатлѣніе скользящаго полета птицы или аэроплана... Слѣдуетъ замѣтить, что болѣе крупныя породы летающихъ рыбъ летаютъ лучше и продолжительнѣе, чѣмъ маленькія.

Но у летучекъ-рыбъ нѣтъ воздушнаго двигательнаго аппарата. Онѣ пользуются для передвиженія въ предѣлахъ воздуха тою силою, которую онѣ развили въ предѣлахъ воды своими водяными двигателями. Первые аэропланы (планеры Лиліенталя) тоже не имѣли спеціально воздушнаго двигателя и копировали летучихъ рыбъ. Авіаторъ разбѣгался и кидался внизъ на неподвижныхъ крыльяхъ—и пролеталъ нѣкоторое разстояніе по воздуху скользящимъ полетомъ.

Для сообщенія аппарату живой силы пришлось воспользоваться орудіемъ жуковъ и вообще насѣкомыхъ — воздушнымъ винтомъ. И такимъ образомъ люди для своего летанія соединили вмѣстѣ способы передвиженія рыбъ-летучекъ и насѣкомыхъ. Изъ этой остроумной комбинаціи, цѣликомъ взятой у природы, и изъ механической теоріи движенія птицы и родился современный аэропланъ. Отчасти это совершилось путемъ научнаго и сознательнаго подражанія, отчасти путемъ безсознательнаго опыта. Но въ результатѣ, какъ мы видимъ, люди только скопировали природу.

Это копированіе иной разъ до курьеза близко къ образцамъ, созданнымъ мудрой и остроумной въ своей мудрости природою. Стоитъ взглянуть на помѣщенные здѣсь рисунки, изображающіе параллельныя схемы птицы и моноплана, жука и биплана, чтобы убѣдиться въ этомъ. Моторъ аэроплана, его крылья, его руль, его винтъ—все это имѣетъ свой pedant въ организмѣ соотвѣтствующаго живого существа. Нижнія крылья жука — это два винта „Райта“, его хвостъ—руль направленія. Его клешни и голова — другой руль. Самъ по себѣ жукъ — настоящій аппаратъ съ двумя летающими плоскостями. Наконецъ моторомъ, т. -е. источникомъ живой силы, ему служитъ сердце, помѣщающееся тамъ же, гдѣ помѣщается сердце биплана—его моторъ. То же самое мы можемъ наблюдать и на другомъ рисункѣ, воспроизводящемъ монопланъ въ сравненіи съ птицей, съ нѣкоторыми лишь измѣненіями и отклоненіями.

Такъ сочетаются въ дѣлѣ человѣческаго летанія и природа и искусство. То, чего тщетно добивались воздухоплаватели, когда они пытались слѣпо подражать летающей птицѣ, достигнуто теперь благодаря изученію теоріи летанія различныхъ животныхъ. Остроумная комбинація различныхъ методовъ летанія, основанная на точномъ знаніи механической теоріи летанія, создала то чудо, свидѣтелями котораго является наше поколѣніе, и которое впервые было явлено въ крупномъ масштабѣ братьями Орвиллемъ и Вильбуромъ Райтъ въ 1905 году...

Niva-1911-6-cover.png

Содержание №6 1911г.: ТЕКСТЪ. Выборъ. Повѣсть И. Потапенко. (Продолженіе).—На „послушаніи“. Разсказъ Г. Т. Сѣверцева-Полилова (Продолженіе).—„Иссыкъ-Куль“. Путевой набросокъ С. Гуцулло.—Природа и искусство летанія (Очеркъ).—М. М. СтасюлевичъСемирѣченское землетрясеніеБорьба съ зеленымъ зміемъ (Вопросы внутренней жизни.)—Къ рисункамъ.—Объявленія.

РИСУНКИ. Въ перелѣскѣ.—Одинокія.—Теща.—Международная художественная выставка въ Брюсселѣ (5 рисунковъ).—Семирѣченская область (11 рисунковъ).— Природа и искусство летанія (12 рисунковъ).—М. М. Стасюлевичъ.

Къ этому № прилагается: 1) „Ежемѣс. литерат. и популярно-научныя приложенія“ за февраль 1911 г., 2) „ПАРИЖСКIЯ МОДЫ“ за «Февраль 1911 г. съ 54 рис. и отдѣльн. лист. съ 29 черт. выкр. въ натур. велич. и 13 рис. для выжиганія по дереву.

г. XLII. Выданъ: 5 февраля 1911 г. Редакторъ: В. Я. Светловъ. Редакторъ-Издат.: Л. Ф. Марксъ.