Юрий Никитин - Полеты богов и людей

Запуск космического корабля «Восток» с Ю. А. Гагариным на борту стал возможным благодаря развитию научно-технических идей и деятельности выдающихся ученых в нашей стране и за рубежом. На космических аппаратах вначале летали биологические объекты, которые решали физиолого-гигиенические вопросы, необходимые для обоснования возможности подобных полетов уже с человеком на борту. Ученые, инженеры и техники при этом задавали медикам и биологам емкий «вопрос-ответ»: «Скажите, что надо, а мы сделаем». Если в древние времена люди тоже летали, то и тогда и сегодня неблагоприятное влияние факторов авиа- и космических полетов имели общие механизмы воздействия на пилота: что могло произойти в полете с человеком тогда, то с ним происходит и сегодня. Дошедшие до наших дней из далекого прошлого описания самочувствия доисторических пилотов при совершении ими полетов на гипотетических летательных аппаратах и современные научные обоснования функционального состояния и операторской работоспособности летчиков и космонавтов при выполнении авиакосмических полетов похожи и не входят в противоречие друг с другом. Проявления физиологических реакций древних пилотов на полеты имеют симптомы, сходные с теми, которые наблюдаются у летчиков и космонавтов. Точность описания подобных явлений, которые совпадают с современными данными, несмотря на сложность передачи через многие поколения людей, незнакомых с космической и авиационной медициной, позволяет предположить, что в древние времена люди имели представление о физиологических реакциях организма во время полета.

Выражаю искреннюю признательность и глубокое уважение всем сотрудникам ГНЦ РФ ИМБП РАН, посвятившим свою деятельность освоению человеком космического пространства и экстремальной медицине. Особую благодарность за помощь, оказанную в раскрытии существа вопроса и оформлении материалов данного труда, хочу выразить Давыдову Г. А., Самарину Г. И., Бирюкову Е. Н., Чиркову А. А., Пономаревой И. П., Павлову Б. Н., Соколову Г.Н, Логунову А.Т, Мешкову Д.О, а также ушедшим из жизни Степанцову В. И., Гюрджиану А. А. и Евдокимову А. В.

История создания летательных аппаратов тяжелее воздуха без двигателей берет свое начало в конце XIX века, когда немецкий ученый О. Лилиенталь в 1891–1896 годах построил и облегал несколько планеров, а Н. Е. Жуковский в 1892 году в работе «О парении птиц» решил сложные вопросы парения и заложил фундамент теории динамики полета. Однако каждый шаг в истории опирается на свою предысторию. Известный более как художник, Леонардо да Винчи был также изобретателем и конструктором. На вопрос своего учителя: «Кто самый великий из героев Древней Греции?» — он не задумываясь ответил; «Икар, сын Дедала».

Сведения о полете Дедала и Икара исследователи истории древнегреческой культуры почерпнули из легенд и мифов Древней Греции. В настоящее время благодаря археологическим открытиям установлено, что наиболее интенсивно процесс возникновения этих преданий проходил на рубеже II и I тысячелетий до н. э.; когда страшное извержение на острове Фера в центре Эгейского архипелага разрушительно отразилось на о. Крит, где с конца III тысячелетия до н. э. сложилось общество с богатой культурой. Мифы приписывают Дедалу ряд изобретений. Автор придерживается книги Н. А. Куна «Легенды и мифы Древней Греции». Дедал предстает перед нами в мифах как легендарный строитель и художник. Его считают основателем столярного мастерства, изобретателем рубанка, отвеса и клея. К тому же он хорошо владел премудростями кузнечного дела. Словом, Дедал наделен совокупностью знаний, которые, по понятиям того времени, были необходимы для изготовления крыльев.

История создания первых летательных аппаратов тяжелее воздуха начиналась с изучения несущего свойства покрытого перьями крыла, на основе наблюдения планирующего полета птиц. Как в далекие, так и в близкие к нам времена люди получали «ключи от неба» от птиц. Вначале копировали «технику природы», затем, оторвавшись от земли, осваивали законы парения. Поэтому, предпринимая попытку оживить драматические фрагменты греческого мифа о преодолении с помощью крыльев силы земного притяжения, закономерно прибегнуть к опыту пионеров современной авиации.

Дедал с Икаром (рис 1), как и Отто Лилиенталь, подобно птицам, стартовали «с ног». Старт с ног диктует летательному аппарату вес. С ног может взять старт только такой летательный аппарат, который способен взлететь при скорости бега человека Международная авиационная федерация ФAM учредила самостоятельный класс подобных «сверхлегких аппаратов». Их масса обычно не превышает 40 кг. При весе авиатора 50–60 кг суммарный вес дельтаплана с человеком составляет при этом величину 90—100 кг. В древности редко встречались люди ростом выше среднего. Чтобы с Крита по воздуху добраться до Афин, первопроходцам необходимо было за дневное полетное время покрывать без посадки не менее 80—100 км. Сегодня потребную высоту и дальность полета позволяют достигнуть аппараты с качеством крыла около семи и скоростью снижения порядка 1,5 м/сек. Это, по М Ордоди, дельтапланы типа «Ястреб», «Перегрин», «Драгон-флай» и др.

Несомненно, Дедал вначале собрал данные зависимости веса планирующих птиц от площади их крыльев. Траектория полета птицы, планирующей с постоянной скоростью, так же как и у планера, неизбежно отклоняется вниз, как результат взаимодействия силы тяжести и полной аэродинамической силы.

Данные о соотношении площади крыльев и веса тела у планирующих птиц могут и сегодня служить уроком, преподанным науке природой (табл. 1 и 2).

Дедал, как известно из мифа, сделал крылья из перьев, скрепленных «воском». Значительную часть перьевой архитектуры птичьего крыла составляют кроющие перья. Перо крепится в теле птицы при помощи очина — той части пера, которая лишена опахала. Опахало занимает около двух третей общей длины стержня пера. Чтобы перо сносно закрепилось на парусной поверхности летательного аппарата, очин следует заглубить в воск. При диаметре очина 2 мм, слой воска должен быть как минимум 3 мм. Для проведения прикидочных подсчетов количества воска, который потребовался Дедалу, воспользуемся куполом дельтаплана «Ястреб». На 22 кв. м крыла потребуется нанести около 63 кг воска. Если воск накладывать избирательно только на поверхности, где уложены очины одного ряда, с перекрывшем опахалами следующего ряда, то воск утяжелит аппарат примерно на 42 кг, что также недопустимо много.