Несколько слов о подъёмной силе крыла

          Вечерние сумерки.  Вдыхаю  аромат  донской степи.  В  Августе он терпкий и пряный, с  горчинкой.  От степного вольного духа  чуть-чуть кружится  голова.  На потемневшем небосводе  Луна  выписалась большим светящимся  шаром.    Кое - где  показались   редкие  звёздочки. По привычке ищу Большую Медведицу.  Милый  моему сердцу пейзаж.  Уютный и родной.  В такие моменты  светло на душе . Легко дышится и думается.
       Земная твердь  и  небеса. Почему  небо так манит? То ли своей красотой, то ли чистотой, то ли загадочность зовёт подняться, приблизиться  к этой  чистоте и святости. Испытать чувство полёта, да такого, чтоб  захватывало дух. Но нет у меня крыльев и нет подъёмной силы.  Летаю  изредка  и только  во сне.  Во сне это  возможно.  А  наяву? Воспарить  бы на лёгких крыльях  подобно  Икару! Кто они: Икар и Дедал?  Миф или реальность?
       Вот некоторые сведения из древнегреческой мифологии. Во времена бронзового века  правил на острове Крит царь Минос. И жил  у него искусный мастер по имени  Дедал. « Дэдать», что в переводе с греческого означает  искусно резать.  Мастер вырезал из мрамора  красивые скульптуры, создавал различные инструменты, но надоело ему жить в рабстве  и  решил он бежать с острова. Создал крылья из перьев, скрепил их пчелиным воском. Пару крыл для себя и вторую пару для  своего сына Икара. Парили они над морем вдвоём. Отец впереди, Икар за ним следом. Ослушался Икар своего отца и высоко поднялся над землёй. Растаял воск,  скреплявший крылья, и упал Икар в море недалеко  от небольшого острова. Всю ночь искал отец  сына.  Утренний прилив принёс тело Икара к ногам Дедала. И проклял мастер своё  изобретение, погубившее  сына.
       В 2006 году греческие учёные из Технического Университета Крита затеяли эксперимент,  который длился 6 лет. Они взяли материалы, доступные в бронзовом веке – лён, дерево и пчелиный воск. И создали конструкцию, способную планировать с холма. Результат - максимальная дальность полёта около 50 метров.
    Данные из экспериментальных  исследований  Критского Технического Университета. « А сейчас мы проведем эксперимент. Для этого возьмем настоящий пчелиный воск, стеклянную колбу и горелку,
2 лист
посмотрим, что произойдет. После нагревания температура внутри колбы соответствует очень жаркому лету, пожалуй, и лета такого не бывает. Воск нагрелся тоже, но пока не плавился. Да, он теплый, но даже не размягчился. А если представить, что Икар поднялся на высоту в тысячу метров? Дело в том, что температура воздуха там
на шесть градусов ниже, чем у поверхности моря. Авторы легенды этого не знали, думали, чем ближе к Солнцу, тем жарче. Вот так миф о расплавленном воске «разбился» о законы физики.
"Скорее всего, это  был  не летательный аппарат как таковой первоначально, это были воздушные змеи. И вот именно на воздушных змеях пытались, как у нас кайтсерфинг, сперва подпрыгивать, а потом и вообще летать", – сообщил гидрограф
Михаил Бородавкин.

     Так что Дедал из мифа – не волшебник, а величайший изобретатель той эпохи. Его «крылья»  - не магия, а вершина инженерной мысли и попытка использовать доступные материалы: тростник, лён, воск, смолу   для достижения невероятной цели – взлететь в небо. А это  значит, что  первый шаг к звёздам человечество сделало ещё на Крите.

        Не удержать желание человека летать. Не остановить  его инженерную  мысль, направленную на  создание  подъёмной силы. Бился  над нею  и великий итальянский  художник  Средневековья  Леонардо да Винчи.
         Да сих пор в архивах  Ватикана  хранятся  чертежи  Леонардо  да Винчи, на которых изображены схемы летательных аппаратов.
Какие аппараты он проектировал
• Орнитоптер (махолёт). Леонардо вдохновлялся птицами и летучими мышами: он детально изучал анатомию их крыльев. В разных эскизах человек лежал горизонтально или располагался вертикально. Чтобы взмахивать крыльями, пилот должен был использовать силу ног и рук — например, нажимать на педали. Однако вскоре изобретатель пришёл к выводу: человеку просто не хватит собственной мышечной силы, чтобы создать достаточную тягу для полёта. 
• Дельтаплан. После неудач с махолётом Леонардо переключился на идею планирующего полёта. Он разработал конструкцию, которая крепилась бы к спине человека. Основная широкая часть крыльев была неподвижной, а их окончания могли изгибаться с помощью тросов — это позволяло менять направление движения. В 2002 году британские инженеры воссоздали этот аппарат по чертежам да Винчи. Чемпионка мира по дельтапланеризму Джуди Лиден смогла подняться на 10 метров и продержаться в воздухе 17 секунд. Правда, для устойчивости в полёте ей пришлось добавить хвост — в оригинальных эскизах его не было. 
• Воздушный винт (часто его называют прообразом вертолёта). В конце 1480-х годов Леонардо разработал эскиз: на круглой платформе располагался вертикальный стержень, а сверху — спиралевидный винт из накрахмаленного льна (для жёсткости). Идея была в том, чтобы несколько человек вращали винт — он должен был толкать воздух вниз и поднимать всю конструкцию. Но и здесь возникла проблема: даже четверо людей не смогли бы развить достаточно мощности для полноценного взлёта. При этом в небольших моделях принцип работал, но при попытке сделать полноразмерный аппарат возникала другая сложность: из-за реакции вращения вся система сама начинала вращаться в противоположную сторону, и да Винчи не продумал, как это компенсировать. 
• Парашют. Это, пожалуй, самый практичный из его проектов. Леонардо представлял устройство в виде пирамиды из деревянных реек, обтянутых тканью. В записях он писал: «Если у человека есть шатёр из накрахмаленного полотна шириной и вышиной в 12 локтей, то он сможет бросаться с любой высоты без опасности для себя». Современные испытания подтвердили: такая конструкция действительно способна замедлять падение.

      Почему большинство идей не взлетели?
          Главная причина — технологический уровень эпохи. У Леонардо не было достаточно лёгких и прочных материалов, а также достаточно мощных источников энергии (мускульная сила людей не сравнится с моторами XX века). Кроме того, он часто концентрировался на форме и механике, но недостаточно глубоко прорабатывал вопросы устойчивости, баланса и распределения нагрузок. 
         Тем не менее, вклад да Винчи огромен: его чертежи и размышления заложили основы для будущих разработок в авиации. Многие идеи получили развитие столетия спустя.

Потребовалось  почти   четыре столетия, чтобы   поднялась в воздух  конструкция  братьев Райт.

     Александр Фёдорович Можайский (9 (21) марта 1825 — 20 марта (1 апреля) 1890) — русский военный деятель, контр-адмирал, изобретатель, пионер авиации. Спроектировал и построил первый в России и один из первых в мире натурных самолётов, предназначавшихся для подъёма человека.
Работа над воздухоплавательным проектом
Идея создания летательного аппарата тяжелее воздуха возникла у Можайского, по словам его сына, в 1856 году под влиянием наблюдений за полётом птиц. В период проживания в имении Вороновица (1869–1876) он изучал анатомию птиц, изготавливал модели летательных аппаратов (воздушных змеев) и запускал их. В 1876 году представил в Военное министерство проект «воздухоплавательного снаряда «.
      Можайский отказался от идеи машущего крыла и разработал конструкцию с неподвижным относительно корпуса крылом. Он также первым в мире поставил вопрос о конфигурации воздушного винта, устойчивости самолёта и роли хвостового оперения в этом процессе. Кроме того, он обратил внимание на важность обеспечения поперечной устойчивости самолёта и исследовал действие элеронов (органов поперечной устойчивости и управляемости).
       В 1878 году особая комиссия Главного инженерного управления Военного министерства одобрила выделение Можайскому 3 тысяч рублей на развитие проекта. В 1881 году изобретатель получил первую в России привилегию (патент) на «воздухоплавательный снаряд».
Самолёт «Жар-Птица»
         Постройка полноразмерного управляемого самолёта началась летом 1882 года на военном поле около станции Дудергоф возле Красного Села под Санкт-Петербургом. Аппарат получил название «Жар-Птица
         Самолёт имел деревянный каркас, обтянутый шёлковой тканью и холстом, крыло площадью около 300 квадратных метров. Тягу обеспечивали два паровых двигателя мощностью 20 и 10 лошадиных сил. 
Испытания состоялись 20 июля 1882 года. По свидетельствам очевидцев, аппарат смог оторваться от земли, пролететь несколько десятков метров, но затем накренился набок и рухнул, получив повреждения. 
          Можайский пытался отремонтировать самолёт и продолжить испытания, но средств у него закончились. Аппарат стоял много лет под открытым небом, потом был разобран. 
Значение деятельности
      Несмотря на то, что испытания не завершились успешным полётом, работа Можайского стала важной вехой на пути к покорению неба. Он заложил основы аэродинамических расчётов, необходимых для постройки летательных аппаратов тяжелее воздуха, и стал одним из первых, кто подошёл к созданию летательного аппарата с научной точки зрения, опираясь на инженерные расчёты и экспериментальные данные. 
Опыт Можайского позже был учтён при создании знаменитых русских самолётов «Русский Витязь» и «Илья Муромец» в 1913 и 1914 годах. 
         
 
В 1950 году советский поэт Сергей Васильев опубликовал поэму «Первый в мире», посвящённую работе А. Ф. Можайского над своим самолётом. Вот как описаны в ней
испытания самолёта Можайского:
Проснулась в машинах могучая сила,
снаряд весь напрягся, запел, задрожал
и, как бы очнувшись, легко побежал
по твёрдой дорожке прямого настила,
по струганным доскам, с уклона, с уклона.
Мгновенье — колёса вприпрыжку пошли
навстречу ромашкам, над кромкой зелёной
и вдруг отделились от грешной земли.
 — Летит! — раздалось над полынным простором.
 — Глядите же! Честное слово, летит! —
В едином порыве, с весёлым напором
«ура» раскатилось. Не помня обид,
не чуя от радости ног под собою,
внезапно и сказочно став молодым,
Можайский бежал за созданьем своим,
За гордой мечтой, завоёванной с бою,
за первой, последней любовью хмельною,
за ясным, волшебным рожденьем вторым.
Бежал, как безумный, не чувствуя ноши,
всей грудью дыша, приминая цветы,
не видя, не слыша, как били в ладоши,
как в знойное небо цветистой порошей
летели фуражки, перчатки, зонты.

Николай Егорович Жуковский не был авиаконструктором в привычном смысле — он учёный-механик, которого по праву считают основоположником аэродинамики как науки и «отцом русской авиации». Его вклад заключался в создании фундаментальных теоретических основ, которые сделали возможным проектирование и постройку летательных аппаратов. 
Чем занимался Жуковский
Его работа охватывала несколько направлений:

Теоретические исследования. Жуковский сформулировал теорему о подъёмной силе крыла, которая позволяет количественно рассчитать эту силу. Он также определил основные профили крыльев и лопастей винта, разработал вихревую теорию воздушного винта и математический аппарат для решения задач обтекания крыла. В работе «О парении птиц»  описал ложные эволюции траектории полёта, включая «мёртвую петлю» (петлю Нестерова). 
Экспериментальная база. Жуковский активно создавал инфраструктуру для исследований. В 1902 году при механическом кабинете Московского университета была построена одна из первых в Европе аэродинамических труб. В 1904 году в подмосковном посёлке Кучино на средства Д. П. Рябушинского был открыт первый в Европе аэродинамический институт. В 1910 году при его участии в МВТУ открылась аэродинамическая лаборатория. 
• Организационная деятельность. Он руководил студенческим воздухоплавательным кружком (с 1909 года), из которого вышли будущие выдающиеся авиаконструкторы и инженеры: А. Н. Туполев, Б. С. Стечкин, В.П, Ветчинкин, А.А. Архангельский и др.
• . В годы Первой мировой войны при МВТУ были организованы курсы военных лётчиков, где Жуковский читал лекции. В декабре 1918 года по его инициативе был создан Центральный аэрогидродинамический институт (ЦАГИ), который он возглавил. Также при его участии были созданы теоретические курсы для военных лётчиков, позже преобразованные в Московский авиационный техникум и Институт инженеров Красного воздушного флота (позже — Военно-воздушная инженерная академия им. Н. Е. Жуковского). 
Ключевая заслуга Жуковского в том, что он соединил теорию с практикой. Он непросто
строил математические модели, но и проверял их экспериментально, создавая методики расчёта, которые можно было применять при проектировании реальных самолётов. Его работы заложили фундамент авиационной науки. 
При этом важно отметить: сам Жуковский не конструировал самолёты — он был учёным-теоретиком. За всю жизнь он ни разу не поднялся в воздух на самолёте, а в воздух поднимался лишь однажды — на воздушном шаре в Париже в 1900 году. 
. Таким образом, Николай Егорович Жуковский заложил научные основы авиации, но как учёный-теоретик, а не как конструктор конкретных летательных аппаратов.


Советская авиация в годы Великой Отечественной войны
И-16
Истребитель Шестнадцатый. Он же "Ишачок", так его звали бывалые летчики. производился с 1930 по 1942 годы, представлял собой моноплан, обшитый шпоном, материей и фанерой. Лонжероны и шпангоуты его были изготовлены из дерева. По сути -   истребитель, по факту - первый истребитель, производимый поточно.
Одна из фишек: это был кабриолет, то есть кабина пилота не закрывалась, соответственно ни о какой герметичности речи и не шло, а второе - у него убиралось шасси, повышая его обтекаемость в полете. С обеих сторон кабины у него открывались борта, чтобы пилоту было легче проникать за органы
управления, а сам летчик находился в кресле с парашютом. В длину эта машина была менее 4 метров,
Производился  настолько массово, что к началу Второй Мировой войны их было выпущено  16 000 штук.
На сегодняшний день их остались единицы, однако, один такой экземпляр подняли в небо в Новосибирске.
Здорово, наверно, прокатиться на таком ветеране.
Двигатель представлял собой 9-ти цилиндровый агрегат, объемом 29.8 литра, а выдавал колоссальные по тем меркам 1100 лошадиных сил, что давало возможность самолету разгоняться до отметки в 440 км/ч. При этом максимальная взлетная масса составляла всего 1715 кг.
И первый же авиаподвиг был совершен именно на этом самолете:
Звено истребителей И-16 вступило в воздушный бой против немецких самолетов, за штурвалом одного из "Ишачков" был Иван Иванов, советский летчик. Израсходовав в первые минуты боя почти весь боезапас (А оборудовался самолет только пулеметами), Иван понял, что без вооружения его шансы на победу малы, а топлива едва ли хватит, чтобы вернуться на аэродром. Тогда он принял решение, что остановить противника важнее, чем вернуться живым и совершил первый в истории воздушный таран. Герой Советского Союза посмертно.
Однако  конструкторы и руководство страны понимали, что мощности  И-16 не хватает, нужен был новый самолет. Был разработан...
Як-1
 
На самом деле его разработка началась еще до начала войны, однако в первые годы ощущалась острая необходимость именно в  самолётах . В годы войны бюро разработало целое семейство истребителей: Як-1, Як-7, Як-9, Як-3 и их многочисленные модификации. Самолёты «Як» стали самыми массовыми истребителями ВВС Красной армии в 1941–1945 годах.
Ту-2
Был создан фронтовой двухмоторный пикирующий бомбардировщик Ту-2 (АНТ-58) , который стал одним из лучших фронтовых пикирующих бомбардировщиков Второй мировой войны.
В годы Великой Отечественной войны в СССР работало несколько ключевых конструкторских бюро, которые создали самолёты, ставшие основой авиапарка Советской Армии:
ОКБ А.С. Яковлева, ОКБ С.В. Ильюшина, ОКБ А.И. Микояна, ОКБ А.Н. Туполева, ОКБ П.О. Сухого, ОКБ Г.М. Бериева, ОКБ С.А. Лавочкина. 

На вооружении  Советской Армии в годы Великой Отечественной  Войны стояли самолёты марок: И-16, Як-1, ЛА -7, Як-9, ИЛ-2, ПЕ-2, МиГ-3, Ту-2 и их многочисленные модификации.
Каждая  модель  имела свои  преимущества и предназначалась для  определённых целей. Советские  авиаконструкторы   разрабатывали новые, более совершенные модели самолётов, способные выполнять  задачи  диктуемые фронтом,  для успешного выполнения боевых задач.
Ещё несколько слов о нашем выдающемся соотечественнике И.И. Сикорском, внёсшем огромный вклад в развитие мировой авиации.

ИГОРЬ   ИВАНОВИЧ СИКОРСКИЙ
Родился в Киеве в семье профессора психиатрии Ивана Алексеевича Сикорского. С детства увлекался изобретательством, особенно идеями Леонардо да Винчи, о которых ему рассказывала мать. В 12 лет построил действующую модель вертолёта с резиновым приводом. 
В 1903 году поступил в петербургское Морское училище, но вскоре решил посвятить себя инженерии. В 1907 году поступил в Киевский политехнический институт, где участвовал в «Воздухоплавательной секции». 
В 1908 году создал первые простейшие модели вертолётов, но из-за отсутствия надёжной системы управления и недостаточной грузоподъёмности переключился на проектирование самолётов. В 1910 году поднялся в воздух на своём первом самолёте — биплане С-2. В 1911 году получил лицензию лётчика и провёл демонстрационный полёт на модели С-5. 
Достижения в России
В 1912–1914 годах Сикорский создал в Петербурге самолёты «Русский витязь» и «Илья Муромец», которые положили начало многомоторной авиации. 
• «Русский витязь» (1913 год) — четырёхмоторный самолёт, созданный для стратегической разведки. Стал родоначальником всех пассажирских авиалайнеров, транспортных самолётов и бомбардировщиков в мире. 
• «Илья Муромец» (1914 год) — тяжёлый четырёхмоторный бомбардировщик и пассажирский самолёт. Отличался повышенным комфортом: имел освещение, отопление, санузел, спальные комнаты. Использовался в Первой мировой войне для дальней разведки и бомбардировки. 
Также в 1915 году Сикорский создал первый в мире серийный истребитель сопровождения. 
Эмиграция и деятельность в США
После Октябрьской революции 1917 года Сикорский не поддержал революционные события и в 1918 году эмигрировал сначала во Францию, а затем в США. В 1923 году основал авиационную фирму Sikorsky Aero Engineering Corporation (позже — Sikorsky Aircraft). Первоначально компания занималась проектированием самолётов и гидросамолётов. 
До 1939 года Сикорский создал около 15 типов самолётов. С 1939 года перешёл на конструирование вертолётов одновинтовой схемы с автоматом перекоса. В 1942 году компания начала производить R-4 — первый в мире серийный вертолёт. 
Сикорский также первым начал строить вертолёты с газотурбинными двигателями, вертолёты-амфибии с убирающимся шасси и «летающие краны» (например, вертолёт-кран S-60 для перевозки грузов на внешней подвеске). На его вертолётах впервые были совершены перелёты через Атлантический и Тихий океаны с дозаправкой в воздухе
Наследие
Вклад Игоря Сикорского в развитие авиации огромен. Его изобретения до сих пор считаются одними из самых совершенных в своей области. За свою жизнь он получил свыше 80 почётных наград, призов и дипломов, включая Мемориальный приз братьев Райт (1948 год) и Почётную медаль Джона Фрица (1967 год).
Именем Сикорского названы лицей Национального авиационного университета Украины, площадь в Приморском районе Санкт-Петербурга, а также астероид (10090) Sikorsky. 
Скончался в 1972 году в городе Истон (штат Коннектикут), США

      К  моему сожалению,  формат статьи ограничен и не предполагает большого потока информации.  Рассказать, конечно,  хочется много. И потому  я только немного  коснулась самых   знаковых  имён и событий в отечественной авиации.
Описывать современные летательные аппараты, я думаю, нет надобности. Мы воочию видим  их возможности.  Во всём  мире развивается  оружие.  Лев Николаевич Толстой во втором томе «Войны и мира» сказал, что всякая война, где  воюет порох, переходит в  войну, когда воюют  те, которые создают порох. Стремительно ворвались в нашу жизнь дроны. «Глаза и кулак» - назвали их наши российские  бойцы, находящиеся на СВО. Много бед они приносят  жителям нашей страны. Глубоко проникают с боеприпасами на любую территорию России.
       История развития цивилизаций  есть история войн.  Медленно человечество подошло к созданию первого  летательного аппарата. Его создавали  вдохновенные люди, влюблённые в небо, готовые на подвиг во имя воплощения своей мечты в реальность. Но все технические достижения  в нашем мире превращаются в оружие.  Роковую роль оно может  сотворить  в наши дни. В ядерной войне нет победителей.  Страх и тревога  ощущаются  в политических дебатах. И мне понятна позиция России в этом вопросе.
    Пишу эту статью, анализирую, раздумываю.  В  открытое окно  заглядывают  звёзды  и  манят  своим  тонким  светом   к написанию стиха.    Занавеску качает жаркий  августовский ветерок.  Тихонько  из  сада  доносится песня сверчка. Она тонка и прелестна. Скоро осень.
Августовский вечер расплескал лёгкую истому и растворил в ней любовь.
Её легко   почувствовать. Земля и Небо живут в любви.  Любовь – основной закон мироздания.  Только  Любовь - истинная  ценность. Власть, богатство, амбиции – всё тлен. Любовь должна жить в душе человека  и быть  мерилом  и  силой  его.  Любовь, только любовь.