Ornitóptero

Ornithopter [1] ( ing.  ornithopter , de otro griego ὄρνις , gen. p. ὄρνιθος  - pájaro y πτερόν  - ala; literalmente "ala de pájaro " [2] ) - un avión más pesado que el aire, que se sostiene en vuelo principalmente por cuenta de las reacciones del aire con sus planos, a los que se les da un movimiento oscilante. [3] En ruso, el sinónimo  maholet y el descriptivo avión con alas de pájaro también son comunes [4] ; El académico Tikhonravov M.K. también agregó: "Puedes traducir libremente la palabra" pájaro -volador“” [2] .

De acuerdo con el Anexo 7 del Convenio sobre Aviación Civil Internacional, los ornitópteros se incluyen en el grupo de aeronaves más pesadas que el aire equipadas con una planta de energía. [5] El primer ornitóptero del mundo propulsado por humanos, llamado Snowbird, se construyó en la Universidad de Toronto (Canadá) en 2010. [6] El 2 de agosto del mismo año, Snowbird estableció su primer récord no oficial [7] cuando el piloto y motor Todd Reichert voló 145 metros en 19,3 segundos a una velocidad media de 25,6 km/h. El ornitóptero se elevó en el aire utilizando la tracción de un automóvil.

Implementación teórica

Ornitóptero de propulsión muscular

El académico Tikhonravov M.K. argumenta que el principal problema en la creación de un ornitóptero de propulsión muscular tripulado es la proporción insuficientemente alta de la potencia generada por una persona durante mucho tiempo a la masa total del dispositivo y el propio piloto [8] . La fórmula para calcular la potencia necesaria para mantener el planeador en el aire es la siguiente: [9]

,

dónde

El académico Tikhonravov acepta la tasa de descenso igual a 0,45 m/seg. Siempre que el peso de dicho aparato, junto con el piloto, no exceda los 100 kg, para mantener el vuelo nivelado, se debe gastar energía: 0,6 litros. Con. Al mismo tiempo, solo los atletas de peso pesado, cuyo peso excede la fuerza de sustentación creada, incluso sin tener en cuenta el peso de la aeronave [8] , pueden lograr tales indicadores de potencia .

En la actualidad, las conclusiones del académico Tikhonravov han sido refutadas, incluso experimentalmente. Los atletas-ciclistas no son mucho más pesados ​​​​que las personas comunes, pero al mismo tiempo pueden desarrollar una potencia de 5-6 W por kg de peso [10] (que para un ciclista que pesa 85 kg es 0.7 hp) y mantenerla durante varias horas (duración habitual de las carreras en ruta), y en la línea de meta al final de una carrera en ruta de cinco horas, los ciclistas pueden desarrollar brevemente una potencia máxima de 1600 vatios a 1700 vatios.

Por lo tanto, los aviones musculares , construidos sobre el principio de una "bicicleta voladora" (un piloto, como un ciclista, gira los pedales con los pies, desde los cuales se transmite la rotación a la hélice ) son actualmente bastante numerosos y capaces de vuelos largos. Récord mundial [11]  — un vuelo de 115 km en 3 horas 54 minutos 59 segundos siguiendo los pasos del legendario Dédalo desde la isla de Creta hasta el continente fue realizado por el ciclista y atleta griego K. Kanellopoulos ( Grecia en el Summer 1984 Olimpiadas ) en el avión musculoso " MIT Daedalus ".

Por lo tanto, el principal problema es la eficiencia del vuelo con aleteo.

Investigación de vuelo de aleteo

El interés también existió y existe en Rusia . N. E. Zhukovsky , estudiando los vuelos de las aves, desarrolló sus teorías aerodinámicas. Los académicos M. K. Tikhonravov y G. I. Petrov hicieron una contribución significativa al estudio del vuelo con aleteo .

La construcción de ornitópteros en Rusia fue realizada por un grupo del prof. V. A. Kiseleva. Con una buena financiación y el apoyo del gobierno, el laboratorio ha logrado resultados significativos. Se llevó a cabo una gran cantidad de experimentos, se creó una teoría aerodinámica del vuelo con aleteo y se construyeron varios modelos de vuelo con aleteo, el más grande de los cuales pesaba 12 kg. A principios de la década de 1990 en el laboratorio de Kiselev, se desarrolló un proyecto para una máquina voladora monoplaza tripulada con un peso de despegue de 450 kg. Incluso se asignó parte de los fondos para el proyecto, pero la reestructuración no permitió la implementación del plan [13] .

Se observó un gran interés por los ornitópteros en la URSS en los tiempos de preguerra y posguerra, para estos fines, de forma voluntaria, se creó un comité de vuelo de aleteo , que incluía a miles de activistas civiles, de los cuales unos quinientos estaban en Moscú (entre los que había 6 doctores en ciencias, unos 40 candidatos Ciencias, 300 ingenieros, 100 pilotos). El trabajo se llevó a cabo conjuntamente con ornitólogos del Instituto de Morfología Animal de la Academia de Ciencias de la URSS bajo la presidencia del Miembro Correspondiente de la Academia de Ciencias de la URSS, el Profesor VV Golubev [14] .

Ortóptero

La idea misma de un ornitóptero -una aeronave con alas de pájaro- implica una imitación de prototipos naturales, pájaros e insectos, tanto en la forma de las alas como en sus movimientos.

Sin embargo, algunos inventores, en un intento de crear un vehículo tripulado con tracción muscular, propusieron soluciones bastante complejas, como, por ejemplo, alas de lamas [15] [16] , tratando de superar la solución natural con un enfoque técnico.

Uno de los tipos más comunes de dispositivos de aleteo que no son similares a los de las aves es un ortóptero ( ing.  ortóptero , de otro griego ορθός  - recto y πτερόν  - ala; "ala recta") - un avión que usa un "golpe" directo por el plano del ala durante un golpe para obtener sustentación hacia abajo. [cuatro]

Ornitópteros en el mundo

En 1908, en la ciudad de Tiflis en la montaña Makhatskaya, tuvo lugar una serie de treinta vuelos exitosos de un planeador ornitóptero musculoso con un pedal de accionamiento de A. V. Shiukov. [17] En 1921 , en 1934 y 1935, B. I. Cheranovsky realizó experimentos sobre vuelos en planeadores ornitópteros. En 1936, OSOAVIAKHIM realizó con éxito pruebas de banco de un ornitóptero muscular manual diseñado por P. I. Smirnov. Durante las pruebas de banco, el piloto M. I. Chekalin se deslizó a lo largo de un cable desde una montaña ubicada en una estación de planeadores en el pueblo de Trikotazhnoye. [17] .

En 1981, el vuelo de aleteo fue realizado y demostrado a la prensa por el Prof. Valentin Kiselev, como se informó en los periódicos "Komsomolskaya Pravda", "Trud", "Moskovsky Komsomolets" del 6 de noviembre de 1981. , y luego otros periódicos y revistas en la URSS y en el extranjero.

El diseñador estadounidense Paul McCready famoso por su avión propulsado por músculos de 1979 que voló sobre el Canal de la Mancha, construyó en 1986 un modelo de un pterosaurio con un ala batiente. El modelo se lanzó con una catapulta , luego ella planeó, se encendió el aleteo del ala, pero para que los movimientos lentos del ala con una pequeña amplitud simplemente no interfirieran con el modelo. Era solo una imitación externa del vuelo agitado. Como resultado, el modelo fue vendido al Museo Smithsonian por 3 millones de dólares estadounidenses. .

El segundo proyecto fue desarrollado por un grupo estadounidense-canadiense dirigido por el profesor de la Universidad de Toronto James Delourier . En septiembre de 1991 lograron demostrar el vuelo de un modelo radiocontrolado de 3,36 kg. .

En 2002, hubo informes de que Delourier había construido un avión tripulado que nunca podría volar. Su cálculo según los datos publicados mostró que este dispositivo no podía volar. Sin embargo, el vuelo tuvo lugar en 2006, pero solo con la ayuda de un motor cohete adicional . El mismo Delourier no considera que esto sea un ejercicio de vuelo con aleteo. .

Véase también

Notas

  1. ↑ La palabra "ornitóptero" en Gramota.ru . Consultado el 12 de julio de 2012. Archivado desde el original el 15 de marzo de 2016.
  2. ↑ 1 2 Tikhonravov, 1937 , p. cuatro
  3. ↑ Anexo 7 de la Convención, 2003 , p. una.
  4. ↑ 1 2 Aviación: Enciclopedia, 1994 , p. 330.
  5. ↑ Anexo 7 de la Convención, 2003 , p. 5.
  6. ↑ El primer ornitóptero del mundo . cnews.ru (23 de septiembre de 2010). Consultado el 2 de mayo de 2020. Archivado desde el original el 30 de agosto de 2020.
  7. ↑ Vídeo de prueba del ornitóptero . Consultado el 26 de abril de 2017. Archivado desde el original el 18 de agosto de 2017.
  8. ↑ 1 2 Tikhonravov, 1937 , p. 89-90.
  9. ↑ Tikhonravov, 1937 , pág. 91.
  10. ↑ Eficiencia de la bicicleta . Consultado el 7 de febrero de 2020. Archivado desde el original el 7 de febrero de 2020.
  11. ↑ El vuelo propulsado por humanos más largo (distancia) Archivado el 20 de mayo de 2014 en Wayback Machine .
  12. ↑ Flying Newsreel Archivado el 11 de febrero de 2017 en Wayback Machine . // Flying , abril de 1960, v. 66, núm. 4, págs. 70.
  13. ↑ VA Kiselev. ¡Es hora de batir tus alas! Revista "Tecnología - Juventud" 09/2015 . Fecha de acceso: 26 de diciembre de 2015. Archivado desde el original el 26 de diciembre de 2015.
  14. ↑ Economov L. A. Búsqueda de alas: Notas de Volgarev. - M.: Saber , 1969. - S. 270-384 p. - (Vida de grandes ideas. Número 1) - Circulación 150 mil.
  15. ↑ Valery Bozdunov. El principio de la formación de la fuerza de sustentación de las alas de un ornitóptero . www.avijournal.com. Consultado el 17 de julio de 2012. Archivado desde el original el 11 de enero de 2014.
  16. ↑ Persianas en lugar de plumas  // Young Technician: revista. - 1982. - Nº 08 . - S. 68-69 .
  17. ↑ 1 2 I. N. Vinogradov "Aerodynamics of Soaring Birds", Sociedad voluntaria de toda la Unión para la promoción de la aviación, prólogo del profesor Vl. Golubeva, editorial DOSARM , Moscú, 1951, imprenta DOSARM en Tushino, G-50348, capítulo X. “Estudios de laboratorio de alas de pájaro”, sección “Volar con aleteo”, págs. 115-116

Literatura

Enlaces

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