История летательных аппаратов с двигателями человека - History of human-powered aircraft

Самолет MIT Light Eagle с двигателями человека, предшественник MIT Daedalus самолет
Часть серии по
Двигательная установка самолета
Валовые двигатели:
вождение пропеллеры, роторы, канальные вентиляторы или же пропфаны
Двигатели реакции

HPA являются самолет принадлежащих к классу транспортных средств, известному как транспортные средства с двигателями человека. Ранние попытки полета человека с двигателем не увенчались успехом из-за трудности достижения высокого удельная мощность. Часто используемые прототипы орнитоптер принципы, которые были не только слишком тяжелыми для выполнения этого требования, но и неудовлетворительными с аэродинамической точки зрения.

Самолеты с двигателями человека успешно летали на значительные расстояния. Тем не менее, они по-прежнему строятся в первую очередь для решения инженерных задач, а не для каких-либо рекреационных или утилитарных целей.

Первые попытки

В 1904 году журнал Scientific American опубликовал статью и фотографию велосипедного самолета, построенного Стюардом Уинслоу. Рипария, Вашингтон.[1] Он попытался управлять своим самолетом 30 июля 1904 года, но одно из колес не удалось.[2]

Ранний самолет с двигателем человека был Велоплан Герхардта, разработанный В. Фредериком Герхардтом в МакКук Филд в Дейтон, Огайо в 1923 году. У самолета было семь крыльев, штабелированных в высоту почти 15 футов (4,6 м). Пилот крутил педали велосипедной передачи, которая вращала пропеллер. На ранних испытаниях аппарат буксировали в воздух на автомобиле и выпустили. С Герхардтом в качестве пилота велоплан был в состоянии поддерживать стабильный горизонтальный полет в течение короткого времени.[3] Единственным его взлетом, управляемым человеком, был короткий прыжок на 20 футов (6,1 м) с подъемом корабля на 2 фута (0,6 м).[4]

Zaschka Человеческий самолет, Берлин, 1934 г.

В 1934 г. Энгельберт Защка из Германии завершил строительство большого самолета с двигателем, Zaschka Human-Power Самолет. 11 июля 1934 г. Zaschka-HPA пролетел около 20 метров по Берлин Темпельхоф аэропорт; HPA взлетел без вспомогательный взлет.[5][6]

Ремесло под названием HV-1 Муфли (де ) (Muskelkraft-Flugzeug) построен Гельмутом Хесслером и Франц Виллинджер (де ) первый полет 30 августа 1935 года: дальность 235 метров на Галле-ан-дер-Заале. Было совершено 120 полетов, самый длинный - 712 метров в 1937 году. натянутый кабель и поэтому не было строго человеческим движением.[7]

В марте 1937 г. Энеа Босси (дизайнер), Витторио Бономи (строитель) и Эмилио Каско (пилот) встретили вызов Итальянский правительству за полет на один километр, используя свои Pedaliante. Судя по всему, самолет летал на короткие расстояния полностью за счет человеческих усилий, но эти расстояния были недостаточно значительными, чтобы выиграть приз конкурса. Более того, было много споров о том, взлетал ли он когда-либо под действием педали одного пилота, в частности потому, что нет никаких официальных наблюдений за этим.[8] Некоторые аргументы за и против обоснованности заявления Босси о том, что это было сделано, представлены Шервином (1976).[9] В то время считалось, что полеты с полностью человеческим двигателем были результатом значительной силы и выносливости пилота; и в конечном итоге недостижима для обычного человека. Как и в случае с HV-1 Муфлипоэтому были предприняты дополнительные попытки с использованием системы катапульты. Катапультировавшись на высоту 9 метров (30 футов), самолет выполнил требования к дальности в 1 километр (0,62 мили), но не получил приза из-за метода запуска.[10][11][12]

Первые полеты

SUMPAC: первый успешный самолет с двигателями человека

Первый официально подтвержденный взлет и посадка летательного аппарата с механической тягой (способного взлетать с механическим двигателем, в отличие от планер ) изготовлен 9 ноября 1961 г. Дерек Пигготт в Саутгемптонский университет Самолет с двигателями человека (САМПАК ) в Лашам Аэродром.[13][14]Лучший полет из 40 попыток - 650 метров.[15]СУМПАК был существенно перестроен Имперский колледж с новой системой трансмиссии, но в ноябре 1965 года не подлежал ремонту.

В Hatfield Puffin первый полет 16 ноября 1961 года, через неделю после SUMPAC. Хэтфилдский клуб самолетов с двигателем был сформирован из сотрудников de Havilland Aircraft Company и имел доступ к поддержке компании. В итоге его лучшая дистанция составила 908 метров (993 ярда).[16] Джон Вимпенни сказал, что очень доволен работой Puffin, который прекрасно управлялся во время полета.[17] Его рекорд держался 10 лет.

Puffin 2 был новым фюзеляжем, а крыло вокруг трансмиссии было восстановлено от оригинального Puffin. Он пролетел 27 августа 1965 года и совершил несколько полетов на расстояние более полумили, включая набор высоты 5,2 метра. После того, как Puffin 2 был поврежден, он был передан Ливерпульскому университету, который использовал его для строительства Ливерпуффин.

После этой даты летали несколько менее успешных самолетов, до 1972 года, когда компания Woodford Essex Aircraft Group Юпитер, спроектированный и построенный Крисом Ропером, пилотируемый Джоном Поттером, в июне 1972 года пролетел 1070 метров и 1239 метров. Из-за плохого состояния здоровья Ропера проект был позже продолжен в RAF Halton - Поттер служил королевские воздушные силы (RAF) офицер в то время.[18]В начале 1977 г. японский самолет Аист завершил три четверти курса в форме восьмерки, прежде чем приземлился на законцовку крыла.

Авиационная группа Королевского авиационного общества

В Королевское авиационное общество "Man Powered Aircraft Group" была сформирована в 1959 году членами Man Powered Group Колледж Аэронавтики в Cranfield когда их пригласили присоединиться к Обществу. Его название было изменено с «Мужчина» на «Человек» в 1988 году из-за множества успешных полетов, выполненных женщинами-пилотами.[нужна цитата ]

Под эгидой Общества в 1959 г. Генри Кремер предложил первый Кремерские призы 5000 фунтов стерлингов за первый самолет с двигателями человека, который пролетит курс в форме восьмерки вокруг двух маркеров на расстоянии полумили друг от друга. При условии, что проектировщик, начинающий пилот, место постройки и полета должны быть британцами.[19] В 1973 году Кремер увеличил приз до 50 000 фунтов стерлингов и открыл его для всех национальностей, чтобы стимулировать интерес.

Успехи Премии Кремера от Паутинки Кондора и Альбатроса

В 1973 году Кремер увеличил свои призовые в десять раз до 50 000 фунтов стерлингов. В то время самолет с двигателями человека летел только по прямой (или почти прямой) линии, и никто еще даже не пробовал его более сложный курс в форме восьмерки, для которого требовался полностью управляемый самолет. Он также открыл конкурс для всех национальностей; ранее это было ограничено только британскими записями.

23 августа 1977 г. Паутинка Кондор 2 пролетел первую восьмерку на дистанции 2,172 км, выиграв первый приз Кремера. Он был построен Д-р Пол Б. Маккриди и пилотируется велосипедистом-любителем и пилотом дельтаплана. Брайан Аллен. Хотя он и медленный, двигаясь со скоростью всего 11 миль в час (18 км / ч), он достиг этой скорости всего с 0,35 л.с. (0,26 кВт).[20]

Второй приз Кремера в размере 100000 фунтов стерлингов был выигран 12 июня 1979 года снова Полом Маккриди, когда Брайан Аллен летал Маккриди Паутинный Альбатрос из Англия к Франция: расстояние по прямой 35,82 км (22 мили 453 ярда) за 2 часа 49 минут.

Премия Кремера за скорость и более поздние полеты команды MIT

Выставка самолетов с приводом от человека в США Национальный музей авиации и космонавтики

Через неделю после перелета через Ла-Манш "Паутинного Альбатроса", который использовал пропеллер, разработанный командой Массачусетского технологического института,[21] команда под руководством студентов в Массачусетский Институт Технологий совершил первый полет на своем Хризалис самолет,[22] который продемонстрировал полную управляемость и управлялся 44 разными пилотами,[21] включая женский пилоты, которые первыми привели в действие HPA.

11 мая 1984 г. третья премия Кремера в размере 20 000 фунтов стерлингов за скорость была вручена команде разработчиков Массачусетского технологического института за пилотирование их Монарх-Б[23] кататься по треугольной трассе длиной 1,5 км менее чем за три минуты (для средней скорости 32 км / ч): пилот Фрэнк Скарабино. Дополнительные призы в размере 5000 фунтов стерлингов присуждаются каждому последующему участнику, повышающему скорость как минимум на пять процентов.

В течение следующих четырех лет группа Массачусетского технологического института продолжала развивать свои конструкции: на смену самолетам Monarch и Monarch-B пришли три последующих проекта: Light Eagle и два. MIT Daedalus самолетов Дедал-87 и Дедал-88. Текущий рекорд расстояния, распознаваемый FAI была достигнута 23 апреля 1988 г. Ираклион на Крит к Санторини в MIT Daedalus 88, пилотируемом Канеллосом Канеллопулосом: расстояние по прямой 115,11 км (71,53 мили).[24]

Пассажирский самолет

Первый пассажирский рейс с участием человека произошел 1 октября 1984 года, когда Хольгер Рохельт перевез свою сестру Катрин в Musculair 1.

Последние действия

Машины были построены и эксплуатировались в Японии, Германии, Греции, Франции, Австралии, Новой Зеландии, Южной Африке, Австрии, Канаде, Сингапуре, США и Великобритании, а их общее количество приближается к сотне.

С дополнительными средствами от покойного Генри Кремера, Королевское авиационное общество объявлены четыре новых приза:[25]

  • 50 000 фунтов стерлингов для Международных соревнований по марафону Кремера за полет на определенную дистанцию ​​в двадцать шесть миль (марафон ) дистанционный курс продолжительностью менее одного часа;
  • 100 000 фунтов стерлингов для Международного конкурса спортивных самолетов в Кремере за спортивный самолет, способный работать в нормальных погодных условиях, как это происходит в Соединенном Королевстве;
  • 1000 фунтов стерлингов на школьный конкурс;
  • 500 фунтов стерлингов для конкурса Роберта Грэма для студентов, занимающихся экспериментальными исследованиями или инженерным проектированием.

Были предприняты попытки претендовать на приз Kremer Sport в размере 100 000 фунтов стерлингов. Студенты из Политехнический институт Вирджинии разработали самолет как часть своего класса AE4065 / 6.[нужна цитата ] Команда из Государственный университет Пенсильвании разработал БП Zephyrus как часть их класса AERSP 404H.[нужна цитата ] Команда студентов аэрокосмической инженерии из Саутгемптонский университет спроектировал и построил СУХПА.[26]

В 2012 г. Королевское авиационное общество принес Кубок Икара[27] для полета человека. Первый кубок выиграл Свечение, разработанный Джоном и Марком Макинтайрами. Кубок Икара отличается от Премии Кремера тем, что он не ставит своей целью просто побить рекорды скорости и расстояния, а делает полет на человеческой энергии популярным видом спорта. Таким образом, соревнования включают в себя такие задачи, как трасса слалома, стартовое задание без посторонней помощи и тест на точность приземления. Кубок Икара проводится ежегодно в Лашам Аэродром, Великобритания, место первого полета человека.

Дирижабли

Изобретатели построили с помощью человека дирижабли. Получая поднимать через плавучесть вместо воздуха, проходящего мимо профиль, требуется гораздо меньше усилий для приведения в действие самолета.[28][29][30]

Вертолеты / винтокрылые машины

Основная статья: Вертолет с приводом от человека

Орнитоптеры

2 августа 2010 года Тодд Райхерт из Института аэрокосмических исследований Университета Торонто пилотировал управляемый человеком самолет. орнитоптер названный Снежная птица. Самолет с размахом крыла 32 метра (105 футов) и массой 42 кг (93 фунта) был построен из углеродное волокно, бальза и пена. Пилот сидел в небольшой кабине, подвешенной под крыльями, и качал ногами штангу, чтобы управлять системой проводов, которые взмахивали крыльями вверх и вниз. Буксируемый автомобилем до взлета, он выдерживал полет почти 20 секунд. Он пролетел 145 метров со средней скоростью 25,6 км / ч (7,1 м / с).[31] Подобные полеты с буксировкой совершались и в прошлом, но улучшенный сбор данных подтвердил, что орнитоптер был способен летать с автономным двигателем после взлета.[32][33][34]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ "Новый планер". Scientific American: 183. 10 сентября 1904 г.
  2. ^ Camas Prairie Chronicle (Коттонвуд, Айдахо), 5 августа 1904 г.
  3. ^ Корнелисс (2002)[страница нужна ]
  4. ^ "Первый в мире воздушный велосипед летает". Популярная наука: 41. Октябрь 1923. ISSN  0161-7370.
  5. ^ Смитсоновский национальный музей авиации и космонавтики Вашингтон: Самолет Zaschka Human-Power (1934)
  6. ^ Ланге, Бруно (1970). Das Buch der deutschen Luftfahrttechnik. Verlag Dieter Hoffmann, стр. 361.
  7. ^ «Самолет, управляемый человеком, крутится на педали, как велосипед» Популярная механика, Декабрь 1935 г. нижняя стр. 855
  8. ^ «Крис Ропер Б. Полеты с использованием мышц до 1939 года. Полеты с использованием человека. Доступно 14 августа 2008 г.». Архивировано из оригинал на 2016-03-03. Получено 2008-08-14.
  9. ^ Шервин, Кейт (1976). Летать как птица. Бейли Бразерс и Суинфен. ISBN  0-561-00283-5.
  10. ^ Pedaliante
  11. ^ "Полет с приводом от человека - достижения на сегодняшний день с новым предложением" (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) на 2007-09-30. Получено 2007-04-15.
  12. ^ «Транспорт: Икар - Босси». Время. 8 февраля 1937 г.
  13. ^ Сейл, Джонатан (9 ноября 2011 г.). "Хранитель Празднование 50-летия полета человека ». Лондон. Получено 9 ноября 2011.
  14. ^ Видеодокумент 1962 года по теме, снято Британский патэ
  15. ^ "Полет на основе человека, Крис Ропер - доступ 2008-08-14". Архивировано из оригинал на 2012-02-10. Получено 2008-08-14.
  16. ^ Тейлор 1962, стр. 151.
  17. ^ The Guardian, 5 мая 1962 г., первая полоса
  18. ^ «Архивная копия». Архивировано из оригинал на 2015-09-23. Получено 2015-08-17.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (связь)
  19. ^ "Летающий журнал". Летающий: 36–. Июнь 1963 г. ISSN  0015-4806.
  20. ^ Международный рейс 1977 p1254
  21. ^ а б Паутинки и другие планы В архиве 2011-10-03 на Wayback Machine, Royal Aeronautical Society Human Powered Aircraft Group (по состоянию на 13 ноября 2012 г.)
  22. ^ Самолет с двигателем Chrysalis: он впервые вылетел В архиве 2016-03-03 в Wayback Machine, Royal Aeronautical Society Human Powered Aircraft Group (по состоянию на 13 ноября 2012 г.)
  23. ^ Джеффри А. Лэндис, Самолет с приводом от человека - экипаж монарха В архиве 2012-02-02 в Wayback Machine (доступ 13 ноября 2012 г.)
  24. ^ Гэри Дорси (1990), Полнота крыльев: создание нового Дедала, ISBN  0-670-82444-5
  25. ^ Сайт Королевского авиационного общества
  26. ^ Официальный сайт SUHPA
  27. ^ [1] (не путать с Купе Icare )
  28. ^ Человекоподобный дирижабль
  29. ^ Еще один дирижабль, управляемый людьми
  30. ^ Сделай сам воздушный шар с приводом от человека
  31. ^ Управляемый человеком полет орнитоптера в машущих крыльях: информационный бюллетень зоны орнитоптера, осень 2010 г.
  32. ^ Проект орнитоптера с приводом от человека
  33. ^ UTIAS Snowbird 1
  34. ^ UTIAS Snowbird 2
Библиография

внешняя ссылка