Нурали Латыпов - Инженерная эвристика

Историю авиации отсчитывают с 17 декабря 1903 года, когда братья Орвил и Уилбур Райты впервые поднялись в воздух на сконструированном ими аэроплане. В 1951 году американец Френсис Мелвин Рогалло получил патент на изобретение — «змей Рогалло», которое в дальнейшем привело к рождению дельтаплана и целого направления среди экстремальных видов спорта. А в январе 2004 года знаменитый итальянский путешественник, чемпион по свободному полёту Анджело д'Арриго, поднялся в воздух на «Пёрышке» — летательной конструкции воссозданной в точности по чертежам великого Леонардо да Винчи.

«…Мне приходит в голову как будто очень раннее воспоминание. Я лежал в колыбели, прилетел ко мне коршун, открыл мне своим хвостом рот и много раз коснулся хвостом моих губ», — это запись из дневников самого Леонардо да Винчи.

Трудно себе вообразить, что такое могло произойти в действительности. Но это как раз то бессознательное — грёза о возможности покорения воздушного пространства! Было ли оно откликом психики после напряженного и осмысленного поиска решения взрослым Леонардо, или, напротив, как божественное знамение — чудо, вдохновило мальчика на поиск?

Среди многочисленных эскизов и зарисовок гениального художника и инженера можно найти изображения птичьих крыльев. Леонардо оставил нам не менее 7 000 страниц рукописей (большинство из них зашифровано [46] Писал левой рукой, справа налево, и прочесть его записки можно было, только вооружившись зеркалом. Среди прогнозов да Винчи находим: «Люди будут разговаривать друг с другом из самых отдалённых стран и друг другу отвечать, как будто находясь рядом», или «люди будут ходить, не двигаясь, смогут говорить с тем, кого нет, слышать того, кто безмолвствует». А на чертеже первого летательного аппарата Леонардо да Винчи написал пророчески: «Человек вырастит себе крылья». ), и сотни из них испещрены заметками о воздухе, о ветре, о строении крыльев, о поведении пернатых в ту или иную погоду:

«Птица — действующий по математическим законам инструмент, сделать который в человеческой власти. Чтобы дать истинную науку о движении птиц в воздухе, необходимо дать сначала науку о ветре», — утверждал учёный и проводил «анатомирование крыльев птицы вместе с мускулами груди, движущими их», но приходил к выводу, что «хотя человеческая искусность способна многое изобрести, но всё же она никогда не создаст предмет более прекрасный, простой и правильный, чем создаёт природа. Потому что в её изобретениях нет ничего лишнего, ничего недостающего, ничего нельзя прибавить, ничего отнять».

Анджело д'Арриго, кстати, был и неплохим орнитологом, но изучал птиц в освоенном ими пространстве — прямо в небе, часами сопровождая перелётные стаи. Однажды ему удалось пролететь над Эверестом, высочайшей вершиной мира. Дельтапланерист специально выращивал кондоров, изучал их повадки и особенности поведения в воздухе.

Записи о возможности воздухоплавания прослеживаются в работах Леонардо да Винчи на протяжении доброй четверти века. Инженерная мысль эволюционировала. И хотя большинство из этого наследия издано только в конце 1930-х, когда уже независимо осуществилась масса его гениальных предвидений, сама одержимость идеей полёта на рубеже XV и XVI столетий и её воплощение в виде конструкций впечатляют по сей день.

В музее изобретений Леонардо в городке Винчи можно найти «воздушный винт» — прототип современного вертолёта, «орнитоптер» — летательный аппарат с машущими крыльями и пружинным двигателем — точные копии разработок 1480-1490-х годов. Автор предусматривал и выдвижное шасси, и поворотное хвостовое оперение, и фюзеляж в виде лодки, он хотел попробовать использовать силу не только рук, но и силу ног человека, для запуска в небо использовать гигантский лук, а для эвакуации из поднебесья гениальный инженер первым додумался до пирамидального парашюта.

В своё время на ТВЦ мы планировали запустить цикл передач, чтобы стимулировать техническое творчество молодёжи. Первая была бы о Леонардо. Но по разным причинам проект не состоялся, и даже работу над пилотными выпусками руководство телеканала под разными предлогами свернуло («зажав» смешную по меркам этой индустрии согласованную в договорном порядке сумму). Но при сборе материала нам на глаза попались сюжеты английского телевидения 2002 года, когда специально были реконструированы и опробованы в действии многие придумки средневекового инженера. Бюджет англичан исчислялся суммой в 1 миллион фунтов стерлингов.

Среди конструкций был аппарат, воспроизводящий скелет птицы. Изготовили его тогда в полном соответствии с методикой, указанной в ранних записках Леонардо да Винчи: из тростника, тополя, льняной ткани и сухожилий животных. Чемпионка мира по дельтапланеризму Джуди Лиден опробовала крылья да Винчи на холмах графства Суррей. На двадцатой попытке она сумела подняться в воздух на высоту 10 метров и удержаться в полёте 17 секунд. Разочарованная спортсменка сетовала: «Управлять крыльями было почти невозможно, летела куда и ветер».

Но то, что она постигла опытным путём, понято разработчиком ещё в 1505 году, когда в трактате «О летании птиц» Леонардо да Винчи сумел сформулировать принцип аэродинамического способа управления полётом (изменение положения центра давления относительно центра тяжести) и дошёл до идеи необходимости низкого расположения центра тяжести для улучшения устойчивости. Он отметил, что любое тело испытывает сопротивление среды, в которой движется, а подъёмная сила крыла пропорциональна величине угла, под которым оно при движении находится к потоку воздуха. Инженерная интуиция (вряд ли изобретатель ставил эксперимент) подсказывала, что у человека не хватит сил удержать себя в воздухе взмахами крыльев.

И тогда Леонардо да Винчи делает эскиз неподвижных крыльев, соединённых с остовом летательного аппарата — без рычагов. Изобретатель приходит к выводу, что не человек должен крыльями отталкивать воздух, а ветер должен ударять в крылья и нести их в воздухе, так несёт он по волнам парусник: «Не нужно много силы, чтобы поддерживать себя и балансировать на своих крыльях и направлять их на путь ветров и управлять своим курсом, для этого достаточно небольших движений крыльями» — суть инженерной идеи Леонардо да Винчи.

В 1996 году были найдены считавшиеся уже потерянными две рукописи Леонардо, известные как «Мадридский кодекс». На их полях одной из них учёные обнаружили сделанный Леонардо набросок ещё одного летательного аппарата…

«Впервые я взял в руки фолианты работ Леонардо да Винчи в его музее, — вспоминал Анжело д'Арриго. — Начал листать пергаментные страницы с рисунками и в углу увидел маленький набросок человека с очень знакомой конструкцией — летающим крылом. Я начал его прорабатывать, узел за узлом, начал делать расчеты и меня как молнией пронзило — Леонардо действительно был гением! Но у него не было нужных материалов, и только поэтому аппарат летать не мог».