Орніто́птер (від дав.-гр. ὄρνις, род. відм. ὄρνιθος — «птах» і πτερόν — «крило») — це літальний апарат, який літає завдяки змаху, як живі істоти, що мають крила. Розробники таких апаратів намагаються повторити природу польоту крилатих птахів, кажанів або комах. При цьому машини можуть відрізнятися за формою, але вони зазвичай повторюють розміри живих летучих істот. Також були створені орнітоптери, якими може керувати людина, і деякі з них були успішними. Подібні машини розділяються на два основні типи: ті що мають двигуни, і такі, що рухаються завдяки зусиллям пілота.
Історія
Ймовірно, що за часів найперших людських спроби здійнятися в небо за допомогою літального апарата, були намагання повторити польоти крилатих птахів, хоча скоріш за все це були спроби планування в повітрі. До таких перших відомих польотів слід віднести польоти монаха (Eilmer of Malmesbury) в 11-му столітті, а також згадки про політ у математика і винахідника Аббаса Ібн Фірнаса (Abbas Ibn Firnas) в 9-му столітті. Роджер Бекон, в своїх записах в 1260 р. був теж одним з перших, хто розглядав можливість створення технічних засобів для польоту.
В 1485 своє дослідження польоту птахів розпочав Леонардо да Вінчі. Він відмітив що люди за важкі, а їх руки занадто слабкі, щоб злетіти використовуючи механічні крила, прикріплені до рук. Але він намалював креслення пристрою, в якому пілот має лежати на дошці, і управляти двома великими мембранними крилами за допомогою ручного важеля, ножних педалей і системи шківів. Орнітоптер, який сконструював Леонардо да Вінчі, за задумом мав використовувати маховий рух для створення тяги (забезпечити рух вперед), яка є необхідною для створення аеродинамічної підйомної сили. Однак при використанні матеріалів, доступних в той час, корабель вийшов занадто важким і вимагав занадто багато енергії, щоб створити достатню підйомну силу або тягу для здійснення польоту.
Перший орнітоптер, який міг літати був побудований у Франції. Жобер в 1871 р. використав у своєму винаході гумову тягу і змоделював невелику модель птаха. Альфонс Пено, Абель Хуро де Вільнев і Віктор Татін, також зробили орнітоптери на гумовій тязі в 1870-х. Орнітоптер Татіна, який зараз знаходиться в Національному музеї авіації і космонавтики США, напевне першим, використовував поворот крила і був створений як макет промислової іграшки, яку запропонувала компанія Pichancourt в 1889 році. був перший, хто створив орнітоптер з використанням двигуна внутрішнього згорання в 1980 р. Його модель пролетіла дистанцію в 70 метрів на демонстрації для Французької академії наук. Крила приводилися в дію за допомогою зарядів пороху і трубки Бурдона
Починаючи з 1884, Лоуренс Харгрейв (Lawrence Hargrave) побудував серію орнітоптерів з різними двигунами: гумовим приводом, пружинами, паром або зжатим повітрям. Він запропонував конструкцію, в якій невеликі махові крила, які створюють тягу, поєднувались з великим нерухомим крилом. Конструкція значно спростилася, оскільки це усунуло необхідність додавання редуктора.
В 1930 р., Александр Ліппіш і NSFK Німеччини сконструювали і запустили серію орнітоптерів на основі двигунів внутрішнього згорання, використавши концепцію Харгрейва для невеликий махових крил, але з доопрацюваннями аеродинаміки на основі методичних досліджень.
Ерік вон Холст, працюючи в 1930 році, також досяг високої ефективності і реалістичності при створенні орнітоптерів на основі гумової тяги. Це був напевне перший вдалий орнітоптер зі згинальним крилом і мав намір більш реалістично зімітувати рух крила птахів, хоча він досить сильно відрізнявся від природного крила.
В районі 1960 р. успішно запустив серію безпілотних орнітоптерів з двигунами внутрішнього згоряння, з об'ємом починаючи від 0,33 до 13,11 см³ зміщення, і мали розмах крил до 2,4 м. У 1961 році Персіваль Спенсер і запустив в політ перший, дистанційно пілотований орнітоптер, відомий під назвою «Орніплан Спенсера». Орніплан мав розмах крил 2,3 м, важив 3,4 кг, і був оснащений 2-тактовим двигуном об'ємом 5,7 см³. Він має конфігурацію біплана, для зменшення коливання фюзеляжу.
Орнітоптери, пілотовані людиною
Пілотовані людиною орнітоптери в свою чергу можна розділити на дві основні категорії: що мають двигуни, і такі, що рухаються завдяки зусиллям пілота (мускульна тяга).
В 1894, Отто Лілієнталь, один із піонерів авіації, став відомим завдяки публікаціям в Німеччині за успішні польоти на планері. Він також вивчав пташиний політ і провів ряд експериментів пов'язаних з ним. Він сконструював орнітоптер, хоча його розробка була перервана через його передчасну смерть 9 серпня 1896 року внаслідок аварії при польоті на планері.
В 1929, пілотований людиною орнітоптер розробив Александр Ліппіш (розробник літака Ме.163 Комета), що пролетів відстань близько 250—300 метрів після запуску з буксиру. Оскільки його запустили з буксиру, дехто ставив питання, чи може літальний апарат рухатись самостійно. Ліппіш заявляв, що апарат дійсно летів, а не планував завдяки переданої йому інерції. Більшість розроблених за ним пілотованих орнітоптерів також запускалися за допомогою такого методу, і польоти були короткими, оскільки зусилля, які могла прикласти людина для руху такого орнітоптеру, швидко виснажувалися.
В 1942, здійснив набагато триваліший політ, на орнітоптері з людською тягою в Мюнхен-Лаймі. Він пролетів дистанцію в 900 метрів, підтримуючи висоту в 20 метрів під час всього польоту. Пізніше той самий літальний апарат був оснащений двигуном від мотоциклу марки Sachs, що мав потужність в 2,2 кВт. З двигуном, він зміг здійснити політ, який тривав до 15 хвилин. Пізніше Шміт побудував 7,5 кВт. Орнітоптер на основі планера «Grunau-Baby Iia», який здійснив політ в 1947 р. Другий літальний апарат мав зовнішні махові крила.
В 2005 році, отримав диплом Поля Тіссандьє, як нагороду від Міжнародної федерації повітроплавання за вклад в авіацію. Руссо здійснив свій перший політ на апараті, який приводиться в дію людською силою в 1995 р. 20 квітня 2006, під час свого 212 випробування, він спромігся пролетіти дистанцію в 64 метри, за яким спостерігали офіційні представники Аеро клубу Франції. На жаль, при своїй 213 спробі польоту, порив вітру привів до пошкодження крила, після чого пілот був дуже сильно поранений і це призвело до параплегії
Аеродинаміка
Якщо розглянути політ птахів, то політ із змахом крил має ряд потенційних переваг у маневровості та енергоощадності в порівнянні з літаками, що мають фіксовані крила, а також можливість вертикального зльоту і посадки. Припускають, що ці переваги краще представлені при невеликих розмірах і малих швидкостях польоту.
На відміну від літаків і гвинтокрилів, рушійна аеродинамічна поверхня орнітоптера здійснює махи замість обертів. Так само як і в гвинтокрилах, крила зазвичай виконують дві функції: підйомна сила і тяга. Теоретично, при русі вгору змахові крила можна розвернути у нульовий кут атаки, так що апарат буде з меншим опором рухатись крізь повітря. Оскільки такі апарати зазвичай використовуються і для зльоту і для зниження, будь-які конструкції, які збільшують аеродинамічний опір, максимально усуваються.
Див. також
Примітки
- White, Lynn. «Eilmer of Malmesbury, an Eleventh Century Aviator: A Case Study of Technological Innovation, Its Context and Tradition.» , Volume 2, Issue 2, 1961, pp. 97–111 (97–99 resp. 100—101).
- . Архів оригіналу за 4 липня 2011. Процитовано 23 липня 2014.
- Chanute, Octave. 1894, reprinted 1998. Progress in Flying Machines. Dover
- W. Hudson Shaw and Olaf Ruhen. 1977. Lawrence Hargrave: Explorer, Inventor & Aviation Experimenter. Cassell Australia Ltd. pp. 53–160.
- Rubber Band Powered Ornithopters [ 8 квітня 2014 у Wayback Machine.] at Ornithopter Zone web site
- The complete book of model aircraft, spacecraft, and rockets − by Louis H. Hertz, Bonanza Books, 1968.
- Video provided by Jack Stephenson: http://www.youtube.com/watch?v=vS4Yz-VcNes [ 30 червня 2014 у Wayback Machine.]
- RC History Brought Back to Life: Spencer's Ornithopter, by Faye Stilley, Feb 1999 Model Airplane News
- . Архів оригіналу за 22 лютого 2007. Процитовано 23 липня 2014.
- . Архів оригіналу за 7 липня 2007. Процитовано 24 липня 2014.
- T.J. Mueller and J.D. DeLaurier, «An Overview of Micro Air Vehicle Aerodynamics», Fixed and Flapping Wing Aerodynamics for Micro Air Vehicle Applications, Paul Zarchan, Editor-in-Chief, Volume 195, AIAA, 2001
Це незавершена стаття з авіації. Ви можете проєкту, виправивши або дописавши її. |
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Ornito pter vid dav gr ὄrnis rod vidm ὄrni8os ptah i pteron krilo ce litalnij aparat yakij litaye zavdyaki zmahu yak zhivi istoti sho mayut krila Rozrobniki takih aparativ namagayutsya povtoriti prirodu polotu krilatih ptahiv kazhaniv abo komah Pri comu mashini mozhut vidriznyatisya za formoyu ale voni zazvichaj povtoryuyut rozmiri zhivih letuchih istot Takozh buli stvoreni ornitopteri yakimi mozhe keruvati lyudina i deyaki z nih buli uspishnimi Podibni mashini rozdilyayutsya na dva osnovni tipi ti sho mayut dviguni i taki sho ruhayutsya zavdyaki zusillyam pilota Ornitopter Pteryx Skybird u poloti IstoriyaJmovirno sho za chasiv najpershih lyudskih sprobi zdijnyatisya v nebo za dopomogoyu litalnogo aparata buli namagannya povtoriti poloti krilatih ptahiv hocha skorish za vse ce buli sprobi planuvannya v povitri Do takih pershih vidomih polotiv slid vidnesti poloti monaha Eilmer of Malmesbury v 11 mu stolitti a takozh zgadki pro polit u matematika i vinahidnika Abbasa Ibn Firnasa Abbas Ibn Firnas v 9 mu stolitti Rodzher Bekon v svoyih zapisah v 1260 r buv tezh odnim z pershih hto rozglyadav mozhlivist stvorennya tehnichnih zasobiv dlya polotu V 1485 svoye doslidzhennya polotu ptahiv rozpochav Leonardo da Vinchi Vin vidmitiv sho lyudi za vazhki a yih ruki zanadto slabki shob zletiti vikoristovuyuchi mehanichni krila prikripleni do ruk Ale vin namalyuvav kreslennya pristroyu v yakomu pilot maye lezhati na doshci i upravlyati dvoma velikimi membrannimi krilami za dopomogoyu ruchnogo vazhelya nozhnih pedalej i sistemi shkiviv Ornitopter yakij skonstruyuvav Leonardo da Vinchi za zadumom mav vikoristovuvati mahovij ruh dlya stvorennya tyagi zabezpechiti ruh vpered yaka ye neobhidnoyu dlya stvorennya aerodinamichnoyi pidjomnoyi sili Odnak pri vikoristanni materialiv dostupnih v toj chas korabel vijshov zanadto vazhkim i vimagav zanadto bagato energiyi shob stvoriti dostatnyu pidjomnu silu abo tyagu dlya zdijsnennya polotu Pershij ornitopter yakij mig litati buv pobudovanij u Franciyi Zhober v 1871 r vikoristav u svoyemu vinahodi gumovu tyagu i zmodelyuvav neveliku model ptaha Alfons Peno Abel Huro de Vilnev i Viktor Tatin takozh zrobili ornitopteri na gumovij tyazi v 1870 h Ornitopter Tatina yakij zaraz znahoditsya v Nacionalnomu muzeyi aviaciyi i kosmonavtiki SShA napevne pershim vikoristovuvav povorot krila i buv stvorenij yak maket promislovoyi igrashki yaku zaproponuvala kompaniya Pichancourt v 1889 roci buv pershij hto stvoriv ornitopter z vikoristannyam dviguna vnutrishnogo zgorannya v 1980 r Jogo model proletila distanciyu v 70 metriv na demonstraciyi dlya Francuzkoyi akademiyi nauk Krila privodilisya v diyu za dopomogoyu zaryadiv porohu i trubki Burdona Pochinayuchi z 1884 Lourens Hargrejv Lawrence Hargrave pobuduvav seriyu ornitopteriv z riznimi dvigunami gumovim privodom pruzhinami parom abo zzhatim povitryam Vin zaproponuvav konstrukciyu v yakij neveliki mahovi krila yaki stvoryuyut tyagu poyednuvalis z velikim neruhomim krilom Konstrukciya znachno sprostilasya oskilki ce usunulo neobhidnist dodavannya reduktora V 1930 r Aleksandr Lippish i NSFK Nimechchini skonstruyuvali i zapustili seriyu ornitopteriv na osnovi dviguniv vnutrishnogo zgorannya vikoristavshi koncepciyu Hargrejva dlya nevelikij mahovih kril ale z doopracyuvannyami aerodinamiki na osnovi metodichnih doslidzhen Erik von Holst pracyuyuchi v 1930 roci takozh dosyag visokoyi efektivnosti i realistichnosti pri stvorenni ornitopteriv na osnovi gumovoyi tyagi Ce buv napevne pershij vdalij ornitopter zi zginalnim krilom i mav namir bilsh realistichno zimituvati ruh krila ptahiv hocha vin dosit silno vidriznyavsya vid prirodnogo krila V rajoni 1960 r uspishno zapustiv seriyu bezpilotnih ornitopteriv z dvigunami vnutrishnogo zgoryannya z ob yemom pochinayuchi vid 0 33 do 13 11 sm zmishennya i mali rozmah kril do 2 4 m U 1961 roci Persival Spenser i zapustiv v polit pershij distancijno pilotovanij ornitopter vidomij pid nazvoyu Orniplan Spensera Orniplan mav rozmah kril 2 3 m vazhiv 3 4 kg i buv osnashenij 2 taktovim dvigunom ob yemom 5 7 sm Vin maye konfiguraciyu biplana dlya zmenshennya kolivannya fyuzelyazhu Ornitopteri pilotovani lyudinoyuOtto Liliyental v serpni 16 1894 roku z vlasnim aparatom pid nazvoyu kleiner Schlagflugelapparat Pilotovani lyudinoyu ornitopteri v svoyu chergu mozhna rozdiliti na dvi osnovni kategoriyi sho mayut dviguni i taki sho ruhayutsya zavdyaki zusillyam pilota muskulna tyaga V 1894 Otto Liliyental odin iz pioneriv aviaciyi stav vidomim zavdyaki publikaciyam v Nimechchini za uspishni poloti na planeri Vin takozh vivchav ptashinij polit i proviv ryad eksperimentiv pov yazanih z nim Vin skonstruyuvav ornitopter hocha jogo rozrobka bula perervana cherez jogo peredchasnu smert 9 serpnya 1896 roku vnaslidok avariyi pri poloti na planeri V 1929 pilotovanij lyudinoyu ornitopter rozrobiv Aleksandr Lippish rozrobnik litaka Me 163 Kometa sho proletiv vidstan blizko 250 300 metriv pislya zapusku z buksiru Oskilki jogo zapustili z buksiru dehto staviv pitannya chi mozhe litalnij aparat ruhatis samostijno Lippish zayavlyav sho aparat dijsno letiv a ne planuvav zavdyaki peredanoyi jomu inerciyi Bilshist rozroblenih za nim pilotovanih ornitopteriv takozh zapuskalisya za dopomogoyu takogo metodu i poloti buli korotkimi oskilki zusillya yaki mogla priklasti lyudina dlya ruhu takogo ornitopteru shvidko visnazhuvalisya V 1942 zdijsniv nabagato trivalishij polit na ornitopteri z lyudskoyu tyagoyu v Myunhen Lajmi Vin proletiv distanciyu v 900 metriv pidtrimuyuchi visotu v 20 metriv pid chas vsogo polotu Piznishe toj samij litalnij aparat buv osnashenij dvigunom vid motociklu marki Sachs sho mav potuzhnist v 2 2 kVt Z dvigunom vin zmig zdijsniti polit yakij trivav do 15 hvilin Piznishe Shmit pobuduvav 7 5 kVt Ornitopter na osnovi planera Grunau Baby Iia yakij zdijsniv polit v 1947 r Drugij litalnij aparat mav zovnishni mahovi krila V 2005 roci otrimav diplom Polya Tissandye yak nagorodu vid Mizhnarodnoyi federaciyi povitroplavannya za vklad v aviaciyu Russo zdijsniv svij pershij polit na aparati yakij privoditsya v diyu lyudskoyu siloyu v 1995 r 20 kvitnya 2006 pid chas svogo 212 viprobuvannya vin spromigsya proletiti distanciyu v 64 metri za yakim sposterigali oficijni predstavniki Aero klubu Franciyi Na zhal pri svoyij 213 sprobi polotu poriv vitru priviv do poshkodzhennya krila pislya chogo pilot buv duzhe silno poranenij i ce prizvelo do paraplegiyiAerodinamikaDiv takozh Aerodinamika Yaksho rozglyanuti polit ptahiv to polit iz zmahom kril maye ryad potencijnih perevag u manevrovosti ta energooshadnosti v porivnyanni z litakami sho mayut fiksovani krila a takozh mozhlivist vertikalnogo zlotu i posadki Pripuskayut sho ci perevagi krashe predstavleni pri nevelikih rozmirah i malih shvidkostyah polotu Na vidminu vid litakiv i gvintokriliv rushijna aerodinamichna poverhnya ornitoptera zdijsnyuye mahi zamist obertiv Tak samo yak i v gvintokrilah krila zazvichaj vikonuyut dvi funkciyi pidjomna sila i tyaga Teoretichno pri rusi vgoru zmahovi krila mozhna rozvernuti u nulovij kut ataki tak sho aparat bude z menshim oporom ruhatis kriz povitrya Oskilki taki aparati zazvichaj vikoristovuyutsya i dlya zlotu i dlya znizhennya bud yaki konstrukciyi yaki zbilshuyut aerodinamichnij opir maksimalno usuvayutsya Div takozhMuskulolitPrimitkiWhite Lynn Eilmer of Malmesbury an Eleventh Century Aviator A Case Study of Technological Innovation Its Context and Tradition Volume 2 Issue 2 1961 pp 97 111 97 99 resp 100 101 Arhiv originalu za 4 lipnya 2011 Procitovano 23 lipnya 2014 Chanute Octave 1894 reprinted 1998 Progress in Flying Machines Dover ISBN 0 486 29981 3 W Hudson Shaw and Olaf Ruhen 1977 Lawrence Hargrave Explorer Inventor amp Aviation Experimenter Cassell Australia Ltd pp 53 160 Rubber Band Powered Ornithopters 8 kvitnya 2014 u Wayback Machine at Ornithopter Zone web site The complete book of model aircraft spacecraft and rockets by Louis H Hertz Bonanza Books 1968 Video provided by Jack Stephenson http www youtube com watch v vS4Yz VcNes 30 chervnya 2014 u Wayback Machine RC History Brought Back to Life Spencer s Ornithopter by Faye Stilley Feb 1999 Model Airplane News Arhiv originalu za 22 lyutogo 2007 Procitovano 23 lipnya 2014 Arhiv originalu za 7 lipnya 2007 Procitovano 24 lipnya 2014 T J Mueller and J D DeLaurier An Overview of Micro Air Vehicle Aerodynamics Fixed and Flapping Wing Aerodynamics for Micro Air Vehicle Applications Paul Zarchan Editor in Chief Volume 195 AIAA 2001 Ce nezavershena stattya z aviaciyi Vi mozhete dopomogti proyektu vipravivshi abo dopisavshi yiyi