Николай Горькавый - Сказка об авиаторе Сикорском, мечтавшем летать медленно

____________________

Другие научные сказки Ник. Горькавого см. «Наука и жизнь» №№ 11, 12, 2010 г.; №№ 1-6, 2011 г.

Человеку всегда хотелось летать как птица! С завистью смотрел он на легкокрылых существ, которые стремительно взмывали в небо, смело падали вниз и парили в воздушных потоках. И построил человек огромную «птицу» — самолёт. Машущие крылья создать не удалось, тогда для «птицы» с неподвижными крыльями приспособили мотор, и аппарат полетел!

…Самолёт стал повелителем пространства, но оказался рабом скорости. Воздух обтекает изогнутые поверхности крыльев и создаёт подъёмную силу, позволяя самолёту держаться в воздухе, но как только скорость падает, падает и самолёт. А человек мечтал стать настоящим повелителем воздушного пространства — как угодно менять скорость полёта, даже неподвижно зависать в воздухе, взлетать с места и садиться, где придётся.

— Что такого сложного в вертикальном взлёте? — прервал рассказ принцессы Дзинтары Андрей. — Надо убрать крылья, направить винт самолёта вверх, и пусть он поднимает машину в воздух прямо с места!

Дзинтара усмехнулась:

— Ещё Леонардо да Винчи нарисовал такой летательный аппарат. Позднее его назвали «геликоптер». Но, во-первых, двигатель для него должен быть гораздо мощнее, чем для обычного самолёта, ведь у геликоптера нет крыльев, создающих подъёмную силу. А во-вторых, первые же опыты показали, что полёт его крайне неустойчив.

— Я думал, — удивился Андрей, — что управлять геликоптером совсем несложно — наклонил винт в нужную сторону и лети себе!

Дзинтара покачала головой:

— Винт — это большой волчок, или, как говорят инженеры, гироскоп *. Если закрутить волчок и попробовать наклонить, то он будет самым решительным образом сопротивляться. А если толкнуть волчок сильнее, то он начнёт раскачиваться и в конце концов упадёт.

____________________

[ *Гироскоп — основа устройства, способного измерять изменение углов ориентации. Если на гироскоп не действуют внешние силы, то ось вращения сохраняет постоянное направление. Если же к оси вращения гироскопа приложена сила, старающаяся опрокинуть его, то прибор начинает прецессировать — его смещённая ось описывает круги вокруг первоначального направления.]

— Мама, подожди! — воскликнула Галатея и быстро вытащила из ящика красный волчок.

Следующие десять минут ушли на эксперименты: дети раскручивали волчок и пытались наклонить его ось, но он тут же выворачивался, а ось отклонялась в нужном направлении только в первый момент, потом она смещалась вбок, начинала описывать круги, и в конце концов волчок падал.

Дзинтара, глядя на покатившийся по полу волчок, сказала:

— Такое «упрямство» вращающихся волчков учёные связывают с силой Кориолиса, которая мешает наклону оси вращения крутящегося тела — карусели, волчка или самой Земли, — так, что сбивает в сторону движение оси и заставляет её описывать круги вокруг первоначального направления. Если вы попробуете, например, ходить по вращающейся карусели, то вас всегда будет клонить в сторону. Это и есть сила Кориолиса, которая заставляет реки, текущие по вращающейся Земле, отклоняться и подмывать один берег сильнее другого.

Для вертолётов сила Кориолиса — мачеха, а для велосипедов — мать родная. Она удерживает велосипед от падения, и она же создаёт трудности в управлении вертолётом при повороте винта. К таким выводам пришёл двадцатилетний киевлянин Игорь Сикорский после того, как в 1909 году собрал и испытал геликоптер собственной конструкции. В те годы изобретатель не смог найти лёгкий и в то же время достаточно мощный двигатель для своей машины. Кроме того, ему не удалось избавить аппарат от неустойчивости и добавить ему маневренности. Поэтому Сикорский полностью переключился на самолёты. В 1910 году молодой авиатор совершил первый полёт на спроектированном им самим самолёте С-2, а уже через год получил свидетельство лётчика.

В возрасте 24 лет Сикорский создал первый в мире пассажирский самолёт, оборудованный спальными комнатами, туалетом, отоплением и электрическим освещением. Четырёхмоторный «Илья Муромец» конструкции Сикорского поднимал больше тонны груза или 16 человек. Это случилось всего через десять лет после первого полёта деревянной «этажерки» братьев Райт!