2002

УДК 629.131

Л 57

Лилиенталь О.

Полет птиц как основа искусства летать. — Москва-Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2002, 232 стр.

Сочинение О. Лилиенталя вышло в свет в 1889 году и тогда же обратило на себя внимание всех образованных людей, интересующихся вопросом воздухоплавания. Заслуги О. Лилиенталя в деле воздухоплавания весьма велики: он начал свои первые исследования в то время, когда самые выдающиеся авторитеты утверждали, что решение задачи невозможно; это нисколько не остановило его; он продолжал с упорством работать по излюбленному им вопросу вплоть до своей трагической гибели.

Книга предназначена для широкого круга читателей.

ISВN 5-93972-183-4

© Институт компьютерных исследований, 2002

http://rcd.ru

Кружащееся семейство аистов

ОГЛАВЛЕНИЕ

Отто Лилиенталь и его книга о полете птиц

Немецкий инженер Отто Лилиенталь — пионер воздухоплавания и авиации, завоеватель воздушного океана — родился 23 мая 1848 г. в городке Анклам в Померании и в 1856-64 гг. обучался в местной гимназии. Здесь, в возрасте 13 лет, он вместе с братом Густавом предпринял первые попытки полета на примитивных крыльях. В 1867-68 гг. он учился в Берлинской промышленной академии. Работая в 1871-72 гг. инженером-конструктором машиностроительного завода в Хоппе в Берлине, он одновременно занялся изучением полета птиц. В 1873 г. О. Лилиенталь делает свой первый доклад по теории полета птиц в Потсдамском ремесленном объединении, а в 1886 г. он становится членом Немецкого объединения по исследованию воздухоплавания.

С 1881 г. Лилиенталь начинает летать на планерах собственной конструкции. И хотя до него были проведены отдельные робкие попытки полетов на планерах, именно он проторил дорогу человечеству к полетам на первых летательных аппаратах. По нашим сегодняшним понятиям, в своей могучей личности он объединил исследователя, конструктора и летчика-испытателя. На разработанных им экспериментальных установках Лилиенталь провел исследования аэродинамических характеристик крыльев балансирных планеров; разработал различные конструкции планеров с крылом, напоминающим крыло летучей мыши; провел более 2000 испытательных полетов и в 1889 году издал книгу «Полет птиц как основа искусства летать».

Сегодня человечество отдает дань этому замечательному борцу за технический прогресс и совершенство летательной техники.  {8} 

В настоящее время на родине Отто Лилиенталя открыт музей его имени. Здесь демонстрируются построенные в натуральную величину 9 типов его планеров монопланной и бипланной схемы. К сожалению, все они являются лишь современными копиями. Но один из подлинных планеров О. Лилиенталя экспонируется в Научно-мемориальном музее проф. Н. Е. Жуковского в Москве. Планер был приобретен Н.Е.Жуковским, когда в 1895 г. он приезжал в Германию и лично наблюдал полеты Отто Лилиенталя. Это был один из 18 «стандартных планеров», в котором было найдено удачное соотношение между размерами и его управляемостью. Их О. Лилиенталь построил специально для продажи. По возвращении в Москву Николай Егорович сделал доклад, а затем опубликовал статью «Летательный аппарат Отто Лилиенталя».

В своем классическом труде «О парении птиц» (1891) Н. Е. Жуковский ввел новый раздел в механике — динамику полета. Рассматривая полет парящей птицы в различных условиях, он получил решения, описывающие траектории полета в виде разнообразных кривых, в частности, замкнутой петли, что позже назвали «мертвой петлей». 22 года спустя замечательный русский летчик П.Н. Нестеров впервые выполнил «мертвую петлю» на самолете. А в 1930 году в Крыму эта рисура высшего пилотажа была выполнена известным планеристом и летчиком-испытателем В.А.Степанчонком на планере конструкции С.П.Королева СК-3 «Красная звезда».

В России первым исследователем планерного полета был симферопольский врач Николай Андреевич Арендт (1833-1893 гг.). В статье «К вопросу о воздухоплавании», опубликованной в 1874 г. в журнале «Знание», Н.А.Арендт указывал: «Если человек не мог до сих пор летать по воздуху при помощи крыльев за неимением достаточной силы, то почему же ему не подражать орлу, умеющему летать без затраты собственной силы?» (т. е. в парящем полете).

Н. А. Арендт проводил свои опыты с замороженными препарированными птицами с распростертыми крыльями, которых он запускал в полет с помощью самострела или воздушного змея. Результаты своих опытов Н.А. Арендт изложил в книге «О воздухоплавании, основанном на принципах  {9}  парения птиц», изданной в 1889 г. — в один и тот же год с книгой О. Лилиенталя. Н. А. Арендт так описывал планер, который назвал «летательным снарядом»: «Крылья и корпус снаряда должны составлять одно целое. Крылья должны быть неподвижными в том смысле, как неподвижны они у парящих птиц. Крылья должны быть сделаны сводом, поверхность — совершенно гладкая».

Мы видим, что понятие о «летательном снаряде» Н. А. Арендта совпадает с мнением О. Лилиенталя о летательном аппарате. Николай Егорович Жуковский дал высокую оценку О. Лилиенталю, назвав его «летающим человеком», а графическую зависимость между коэффициентами подъемной силы и лобового сопротивления, характеризующую любой летательный аппарат, — полярой Лилиенталя.

Продолжая свои летные испытания, Отто Лилиенталь встретился с неизбежным концом: полет 9 августа 1896 года оказался роковым. После снижения аппарат резко взмыл вверх и, зависнув на высоте 30 метров, рухнул на землю. Пилот получил тяжелые ранения, от которых через сутки скончался в берлинской клинике в возрасте 48 лет.

Незадолго до этого О. Лилиенталь приступил к конструированию небольшого двигателя мощностью 2.5 л.с, собираясь превратить свой аппарат в мотопланер — разновидность легкого самолета. И если бы не преждевременная гибель конструктора, полет на самолете мог бы появиться ранее декабря 1903 г.

Николай Егорович Жуковский писал в 1898 году: «Я думаю, что путь исследования задачи воздухоплавания с помощью скользящей летательной машины является одним из самых надежных. Проще прибавить двигатель к хорошо изученной скользящей летательной машине, нежели сесть в машину, которая никогда не летала с человеком». По этому пути шел О. Лилиенталь. По этому пути прошли американцы — братья Орвилл и Вильбур Райт, самолет которых «Флайер» впервые выполнил управляемый полет 17 декабря 1903 года.

В 1896 году в статье «О гибели воздухоплавателя Отто Лилиенталя» Н. Е. Жуковский писал: «Не подлежит сомнению, что Лилиенталем сделаны крупные приобретения для решения задачи о полете тел более тяжелых, чем воздух.  {10}  Его имя занесется на страницы истории воздухоплавания рядом с именами других мучеников науки, пожертвовавших своей жизнью для разрешения великой воздухоплавательной задачи, и я убежден, что о Лилиентале вспомнят как об ученом, изведавшем этой дорогой ценой важные тайны, ревниво охраняемые безбрежным воздушным океаном».

Директор Научно-мемориального музея проф. Н. Е. Жуковского,

доктор технических наук, профессор,

мастер самолетного спорта А. П. Красильщиков

Предисловие переводчика

... Сочинение О. Лилиенталя, появляющееся ныне в русском переводе, вышло в свет в 1889 году и тогда же обратило на себя внимание всех образованных людей, интересующихся вопросом воздухоплавания. Перевод, хотя является и сильно запоздавшим, тем не менее, будет, по всей вероятности, с удовольствием встречен русской публикой, потому что все мысли, излагаемые О. Лилиенталем, нисколько не потеряли ни своей свежести, ни своего значения для дела воздухоплавания.

Заслуги О. Лилиенталя в деле воздухоплавания весьма велики: он начал свои первые исследования в то время, когда самые выдающиеся авторитеты утверждали, что решение задачи невозможно; это нисколько не остановило его; он продолжал с упорством работать по излюбленному им вопросу и, веря в силу человеческого гения, указал новые пути к намеченной цели. В то время, когда техники всего мира останавливались на управляемом аэростате как на единственно возможном приборе для свободного полета, он решается смело высказать, что изобретение аэростатов не только не продвинуло человечество в деле воздухоплавания, но наоборот — затормозило дело, направив капиталы и человеческую мысль на ложный путь. Наблюдая полет птиц, он приходит к заключению, что ключ решения состоит в том, чтобы понять сущность механизма их полета; он обращает внимание на строение крыльев и целым рядом исследований приходит к выводу, что вогнутость крыльев играет громадную роль в полете. Эта ничтожная вогнутость, которая была всем давным-давно известна, благодаря тонкой наблюдательности Лилиенталя и благодаря его пытливому уму, получает, таким образом, совершенно новое освещение.  {12} 

Параллельно с исследованием полета птиц О. Лилиенталь производит многочисленные опыты над сопротивлением воздуха и приходит к новым выводам и к новым формулам. Механизм крыльчатого аппарата птиц оказался бы совершенно непонятным, если бы О. Лилиенталю не удалось подметить, а затем и подтвердить опытами тот факт, что при ударном действии сопротивление воздуха получает совершенно иную величину, чем при спокойном движении.

Он не ограничивается, подобно большинству исследователей, производством опытов в закрытых помещениях, но переносит их в открытое поле и тотчас же замечает, что там явление происходит совершенно иначе. Это обстоятельство побуждает его ближе ознакомиться со структурой ветра, и ему удается констатировать факт, что ветер дует не горизонтально, а направляется кверху. Этот подмеченный О. Лилиенталем факт объясняет очень многое в полете птиц.

В своих исследованиях О. Лилиенталь идет еще дальше: он приходит к выводу, что недостаточно спроектировать какой бы то ни было, даже самый совершенный, прибор, но что нужно еще уметь с ним обращаться в столь мало изученной и подвижной среде, как воздух, и потому он начинает практиковаться в летании. Правда, полеты эти далеки от того идеала, к которому он стремился, но все же это были настоящие полеты (скользящие), и О. Лилиенталь, несомненно, был первым летающим человеком. Эти упражнения закончились катастрофой, но его инициатива не пропала даром и вызвала массу подражателей; появился новый вид спорта, который может разъяснить весьма многое в механизме полета.

Та любовь, которую вкладывал О. Лилиенталь в изучение воздухоплавания и которую он запечатлел своей славной смертью, сквозит в каждом слове его сочинения; глубокой верой, граничащей с полным убеждением в возможности человеку летать, проникнуто все его сочинение. Можно сказать даже больше, что предлагаемая книжка представляет собой поэму воздухоплавания: во многих местах простое изложение прозой автор считает недостаточным и прибегает к помощи поэзии. К достоинствам книги следует отнести  {13}  также и то обстоятельство, что все изложено просто, понятно и популярно и рассчитано не на читателя-специалиста, а на обыкновенного читателя. Поэтому мы выражаем полную уверенность, что предлагаемый перевод прочтется с большим интересом.

Е. Федоров

Предисловие автора

Наши познания механики полета птиц далеко не соответствуют современному состоянию науки.

Исследование полета как будто направилось по пути, не дающему никаких результатов, так как наши знания основ искусства полета далеко не достигли той ясности и полноты, как это было бы желательно. По крайней мере, законы сопротивления воздуха настолько мало изучены, что чувствуется положительный недостаток в самых необходимых данных для возможности приступить к решению задачи воздухоплавания с помощью математического анализа.

Сообщая в этом труде моем целый ряд опытов и вытекающих из них воззрений, разработанных мною совместно с моим братом Густавом Лилиенталем, я имею в виду дать путеводные нити для изучения особенностей явлений, происходящих вследствие сопротивления воздуха, и таким образом подвинуть вперед дальнейшее исследование основных, важнейших положений техники воздухоплавания.

Из опытов этих, производившихся в течение 23 лет, можно было, сопоставляя результаты, прийти к некоторым выводам, дающим известную законченность в логическом развитии мысли, стремящейся расчленить явления, происходящие при полете птиц, и таким образом объяснить их, чем хотя и не исчерпывается вопрос, но значительно облегчается его постановка.

Не претендуя на то, что в предлагаемом труде дается теория полета птиц в окончательном виде, я все же надеюсь, что каждый найдет в нем достаточно данных для поддержания интереса, и теперь уже повсюду возрастающего, к вопросу об искусстве свободного полета. В особенности я желал бы привлечь специалистов к производству поверочных опытов для объяснения полученных мною результатов.  {15} 

Работою своею я хотел бы распространить убеждение не только между специалистами, но и между всеми образованными людьми, что в действительности не имеется такого закона природы, в силу которого решение задачи свободного полета представляло бы собою непреодолимые преграды. Я желал вселить во всех мыслящих людей надежду, что, с точки зрения механики, можно достигнуть решения этой высшей задачи техники, основываясь на имеющихся уже фактах и на выводах, сделанных из точных измерений.

Для того чтобы не ограничивать круга своих читателей одними специалистами, я старался быть понятным каждому, недалеко ушедшему в изучении математики и механики, и свое изложение вел так, чтобы каждый образованный человек мог следить за ним без особых затруднений, с помощью знания самых элементарных понятий механики, которые к тому же, по возможности, разъяснялись в тексте. Более сложные и мало понятные для обыкновенного читателя расчеты обставлены так, что общее понимание от этого пострадать не может.

Лицам, привыкшим к постоянному общению с математикою и механикою, изложение покажется слишком растянутым и не достаточно обстоятельным; они предпочли бы более сжатую форму; у них я прошу снисхождения в интересах большинства читающей публики.

Передавая свой труд на всеобщий суд, прошу благосклонно принять во внимание упомянутые мои стремления.

Отто Лилиенталь

Отто Лилиенталь

Полет птиц как основа искусства летать

Дизайнер М. В. Ботя

Технический редактор А. В. Широбоков

Корректор З. Ю. Соболева

Подписано в печать 26.09.02. Формат 80 × 100¹/₃₂.

Печать офсетная. Усл.печ.л. 10,64. Уч.изд.л. 12,14.

Гарнитура Таймс. Бумага офсетная №1. Заказ №55.

АНО «Институт компьютерных исследований»

426034, г. Ижевск, ул. Университетская, 1.

Лицензия на издательскую деятельность ЛУ №084 от 03.04.00.

http://rcd.ru E-mail: borisov@rcd.ru