Сто лет про?ло с того времени, когда американские изобретатели братья Райт на построенном летательном аппарате тяжелее воздуха (далее — JIA), явив?егося прообразом для очень многих конструкций самолетов, совер?или несколько полетов. 17 декабря 1903 года считается днем рождения самолета, конструкция которого с тех лет господствует в возду?ном пространстве и является надежным транспортным средством, служащим человеку. Сто лет назад завер?ились многовековые попытки многих поколений ученых и изобретателей ре?ить проблему полета. Моряки приняли активное участие в этой работе, так как во все времена они считались наиболее смелыми и образованными членами общества, многие из них стали видными изобретателями и учеными, обогатив?ими науку в различных отраслях знаний.
Первые сведения о создании примитивного ЛА для замедленного спуска с ба?ни даются в технической книге, изданной в 1617 году в Венеции . ?зобретатель неизвестен, но из анализа конструкции видно, что парусное полотнище и его крепление к четырехугольной раме выполнены способом принятым в оснащении парусных судов. ?з этого можно сделать вывод, что этот изобретатель был моряком, который хоро?о знал работу паруса на полных курсах. Он понимал, что если при воздействии возду?ного потока на парус появляется сила, движущая судно, то такую же силу можно получить, перемещая парус относительно возду?ной среды, и эту силу можно использовать для замедленного спуска человека с боль?ой высоты.
Возможность существования ЛА впервые предсказал итальянский художник и изобретатель Леонардо да Винчи. Его ЛА представлял прямоугольную пластину, которой можно управлять, изменяя ее наклон . Следует отметить, что "управляемая пластина" Леонардо да Винчи есть ничто иное, как устройство очень близкое к пара?ютам и парусам по своему принципу действия, и является таким же, как и парус, устройством управляемого аэродинамического сопротивления.
Человек, устанавливая "управляемую пластину" под различными углами к направлению своего главного перемещения - вертикального, получает возможность перемещаться в определенной степени и в горизонтальном направлении. Примерно так же поступают и яхтсмены, управляя парусами, или устанавливая для разных курсов разные паруса (количество которых на супер-яхтах доходит до 60), отличающиеся своими аэродинамическими характеристиками.
В 1783 г. французский физик Ленорман изобрел спускаемый ЛА аналогичной конструкции и назвал его пара?ютом. Как видно из рисунков 1 и 2 парусный спускаемый ЛА типа пара?ют - это парусное крыло, которое может ре?ать в определенной степени проблему горизонтального полета.
Все дальней?ее развитие летного дела подтвердило это: появление в Европе возду?ного змея, этой забавной игру?ки, при?ед?ей из древнего Китая; освоение моряками движения парусных судов под углом 90° и менее к направлению ветра; развитие механики, математики, гидромеханики; удачи и неудачи в поисках способов полета. Все это к началу XIX в. сформировало понимание того, что ре?ить проблему свободного полета человека можно только с помощью ЛА, в котором устройством для создания вертикальной подъемной силы может быть неподвижная слегка вогнутая поверхность. Такой поверхностью являются: крыло птицы в парящем полете; поверхность возду?ного змея и поверхность паруса, которые при воздействии на них воз- ду?ного потока подчинены одним и тем же физическим законам, а сила воздействия возду?ного потока может быть направлена к поверхности паруса так, что будет способна перемещать судно в требуемом направлении. Воздействие возду?ного потока на крыло птицы и поверхность возду?ного змея способно создать вертикальную подъемную силу, необходимую для горизонтального полета. Такая модель обтекания возду?ным потоком различных тел объясняет многие аэродинамические явления. Создавая в средние века теорию остойчивости парусных судов, Леонард Эйлер считал, что на парус действует сила, направленная перпендикулярно к его поверхности. Эта сила создает крен судна и двигает судно по водной поверхности вперед со сносом в подветренную сторону.
Как теперь мы знаем, эта сила заставляет судно двигаться по направлению воздействия возду?ного потока на попутных курсах, где она является силой тяги, а на острых курсах появляются силы: дрейфа, аэродинамическая, подъемная и лобового сопротивления. Такая раскладка сил на парусе показывает, что применяя ее к горизонтальной вогнутой поверхности , можно получить подъемную силу, способную поднять эту поверхность вверх.
Примерами этому являются возду?ный змей и крыло парящей птицы.
Аналогичную раскладку сил, немного отличную от сил по Эйлеру, дал английский математик Кейли в 1804 г. Но полное понимание действия сил при?ло только в начале XX столетия с развитием новой науки - аэродинамики, которая применяется для ре?ения задач, связанных с проектированием ЛА.
Возвращаясь к концу XVIII и началу XIX столетий, можно предположить, что моряки понимали — вогнутая поверхность может создать подъемную силу, способную поднять ЛА. Но для определения величин этой силы нужны были исследования природных летунов — птиц.
Русский моряк Николай Соковнин в начале XIX века провел параметрические исследования парящих птиц и определил среднее значение отно?ения веса птицы к площади крыла. Это отно?ение равно: "один фунт веса на один квадратный фут площади крыла", то есть примерно 4,5 кг/м2. Своими исследованиями он показал, что в основу создания ЛА тяжелее воздуха должен быть положен принцип парящего полета птицы и возду?ного змея. Начиная со средины XIX столетия появляются проекты ЛА, авторами которых являются моряки. Все эти проекты основаны на взаимодействии возду?ного потока с вогнутой пластиной и напоминают паруса или крылья боль?их морских птиц. Так французский моряк Ле Бри в 1857 г. строит безмоторный ЛА на подобие альбатроса с размахом крыла 15 м и площадью крыльев 20 м2 (рис. 3). На этом ЛА он сумел сделать несколько полетов. Ле Бри сначала запускал его как возду?ный змей на буксире за ло?адьми, а впоследствии он испытывает ЛА, запуская его с холма против ветра. Ему удалось совер?ить планирующие полеты длиной до 20-30 м. Не добив?ись устойчивого полета и не научив?ись управлять ЛА, он прекратил эксперименты.
Морской офицер Феликс дю Тампль на спроектированном им в 1857 г. ЛА (рис. 4) пытался получить тягу с помощью тянущих винтов, которые вращались от парового двигателя, установленного на самом ЛА. Проект ЛА с паровым двигателем разрабатывал в России и контр-адмирал Александр Можайский в 1883 г. (рис. 5). Он также рассчитывал получить нужную тягу для взлета и полета с помощью тянущих винтов. Оба ЛА были построены, но только ЛА Можайского был доведен до летного состояния и были предприняты попытки испытать его в полете. Как известно, они не дали положительных результатов. Во второй половине XIX ст. в Европе были построены еще два ЛА тяжелее воздуха с неподвижным крылом. Это "Авион".
