Po staletí se inženýři pokoušeli o let vlastní silou. První technickou dokumentaci načrtl Leonardo da Vinci již v roce 1485.
Nynější křídlo zhotovili v dílně Ústavu pro letectví a kosmonautiku ( UTIAS ) při University of Toronto. Podílel se na něm celý štáb lidí. Kromě pilotujícího manažera Todda Reicherta se výpočtů statiky letounu ujal Cameron Robertson. Stavební tým sestával z více než 20 studentů z University of Toronto, deset studentů s finanční injekcí přišlo z francouzského Poitiers a Delftské technické university. Jejich výtvor - Snowbird (Sněžný pták) zůstal ve vzduchu a udržoval letovou hladinu po dobu 19,3 sekund. Letěl 145 metrů rychlostí 25,6 km za hodinu. Ačkoli rozpětí křídel Sněžného ptáka (32 metrů) je srovnatelné s Boeingem 737, jeho hmotnost je pouhých 42 kilogramů.
Průkopnickým činem v létání lidskou silou lze nazvat překonání hranice jedné míle. Paul MacCready s Kondorem v roce 1977 získal za sedm a půl minuty Kremerovu cenu zahrnující padesát tisíc liber. Dva roky poté již Albatros přeletěl 36 km a stejný tvůrčí tým znovu získal prestižní cenu. Dalším pokořitelem se stal mytickým jménem opatřený stroj Daidalos. Ten letěl z Kréty až na Santorini a překonal vzdálenost 119 km. Zatímco létání vlastní silou zprostředkované vrtulí lámalo jeden rekord za druhým, na letu máváním křídly si vylámaly zuby všichni, kdo se do něj pustili. Smůlu prolomil až okolo roku 1991 James DeLaurier, profesor na University of Toronto. Mechanismus převodu si prozíravě nechal patentovat. Dnešní létající ornitoptéra je prakticky inovací jeho díla z doby před dvaceti lety. Liší se jen v detailech a použitím nových kompozitních materiálů, což umožnilo prodloužit délku letu a nový „skok“ se zapíše jako rekord.
Každý rekord je pro media soustem, které nemohou nechat bez povšimnutí. V souvislosti se Sněžným ptáčkem se to hemží slovy o tom, jak je jízda na kole a všechny lidskou silou zajišťované dopravy spolehlivé, zdravé a perspektivní.
Než si začneme stavět vlastní ornitoptéry, bude dobré vzít na vědomí i to o čem se moc nehovoří, že rekordním třem desítkám metrů letu předcházela tvrdá restrikce tělesné hmotnosti. Reichert během léta „sundal“ více než 8 kilogramů. Ale nakonec proč ne, hodně z nás by to neuškodilo.
Pramen: University of Toronto
Předchůdci dnešní ornitoptery
| Daidalos z MITU s technickým řešením tažné vrtule. Snímek je z letu nad pozemky NASA - Dryden Flight Research Center. | Lidskou silou poháněný Albatross Paula MacCreadyho s tlačnou vrtulí. Obrázek je také ze zkušebního letu v centru NASA (Dryden Flight Research Center) |
Motorová ornitoptéra přezdívaná „velká plácačka“ je rovněž dílem týmu University of Toronto. Na snímku je při testu přistání (Kredit: Michael J. Lazich). |
"Člověk nebude létat silou svých svalů, ale silou svého rozumu." Alexej Jegorovič
Žukovskij.
Silniční letadlo Transition jde do výroby
Autor: Josef Pazdera (30.06.2010)
Diskuze:
Rozdělení energie
Adolf Balík,2010-09-25 20:08:01
Pomalu se pohybující velký objem má i další výhody než jen nižší ztráty kvůli turbulencím. Hlavní je rozdělení energie mezi vzduch a stroj. Vlastně se od sebe v určitém proudu impulsů vzájemně odstrkují stroj a vzduch a dělí si energii. Pohon je nejen pohonem letounu ale i pohonem proudu vzduchu. Nám by se líbilo, aby rozdělení bylo co nejvíce energie pro letoun při jen nutném množství energie pro vzduch.
Uvědomíme-li si, že při každém impulsu si oba (letoun i vzduch) odnesou stejný impuls (hybnost), ale každý jinou energii, bude to jasnější. Kinetická energie je ten impuls (hybnost) na druhou děleno dvojnásobku hmotnosti. Rozdělení energie bude tedy při stejném impulsu v reciprokém poměru hmotností. (Stejně jako si kulka z pušky odnese, protože je lehká velkou energii, zatímco puška se střelcem jakožto velká hmotnost si při stejném impulsu odnese malou energii.) Odpichujeme-li se od velké hmoty vzduchu, je poměr rozdělení energie mezi letounem a vzduchem dobrý ve prospěch letounu.
Bylo by tedy sice mechanicky obtížnější zvládnout velké aktivní křídlo, ale teoreticky velice efektivní.
Ale na druhou stranu v tomto je největším mistrovským kouskem hmyzí let, který umí využívat extrémního objemu vzduchu i s maličkým křídlem. – Proto se také donedávna nevědělo, proč hmyz (např. čmelák) létá, protože má křídlo, které nemůže stačit ani na potřebný klasický vztlak. Je v tom ale jiná finta.
Pan Brož
Adolf Balík,2010-09-25 20:09:50
Chtěl jsem odpovědět panu Brožovi k tomu pomalému velkému objemu vzduchu, ale pověsilo se mi to sem.
ad čmelák
Pavel Brož,2010-09-25 20:31:01
Pokud si dobře pamatuji, tak na finálním vysvětlení dříve teoreticky chybějícího vztlaku křídla čmeláka participuje hned několik faktorů - jednak je to nezanedbatelná viskozita vzduchu na centimetrové škále, díky čemuž hmyz lítá jakoby v řídkém sirupu, s tím pak souvisí další faktor, kterým je ochlupení křídel některého hmyzu na přední hraně křídla, a konečně potom je to specifický pohyb křídla určitého hmyzu, kterým je pohyb nejprve rovně dopředu, potom svisle nahoru, pak svisle dolů a nakonec rovně dozadu - právě ona svislá fáze pohyb křídla spolu s ochlupením přední hrany má údajně generovat ve viskózním vzduchu mikrovíry, které pomáhají hmyzu viset ve vzduchu.
Proč tolik pesimismu?
Pavel Brož,2010-09-25 19:03:29
Myslíte si, že snad kluzáky slouží k přepravě osob? Nebo rogala? Anebo paraglydy? A proč lidé vymysleli např. windsurfing, když na malé sportovní jachtě to jde mnohem lépe, a na rozdíl od windsurfu s ní lze i obeplout celý svět? A proč se proboha provozuje kiteboarding, když i ten windsurfing je efektivnější?
Asi nikdo neuvažuje vážně o tom, že by ornitoptéry, stejně tak jako kluzáky, rogala atd., sloužily k masové dopravě podobně, jako kola, motocylky či automobily. Bude to vždycky maximálně druh jistého sportu či hobby. To ale nemění nic na tom, že je to legitimní prostor pro vymýšlení a zkoušení zase něčeho nového.
Samozřejmě že vrtule bude vždycky vítězit v jednoduchosti převodu mechanické síly do pohonu letadla. Nicméně pokud by se energetické ztráty při převodu na to mávání podařilo ještě zvýšit a současně nabídnout ještě větší rozsah pohybů těch křídel, pak to otevírá opět nové možnosti v ovládání toho letu. Určitě to nezpůsobí převrat v osobní letecké dopravě, ale třeba vznikne samostatné odvětví sportovního létání, podobně, jako se např. oddělilo běhání na lyžích bruslařským stylem od klasického.
Ale hlavně, co se mi na tom opravdu líbí, je to, že oni to postavili a vzlétli na tom navzdory mnoha pochybovačným posměškům, kterým určitě museli čelit. Stejně jako jim museli čelit svého času bratři Wrightové.
oprava
Pavel Brož,2010-09-25 19:05:23
... pokud by se energetické ztráty podařilo snížit, ne zvýšit, mělo samozřejmě být :-)
Křídlo má své výhody
Adolf Balík,2010-09-25 19:18:29
U pomalého letounu by nějaký forma velkého pomalu se hýbajícího křídla byla teoreticky energeticky výhodnější než vrtule. Chtělo by to velkou plochu a velký objem vzduchu, se kterým ne moc rychle hýbe. Vrtule hýbe rychle malým objemem. Účinnější by bylo hýbat pomalu velkým objemem.
souhlasím s výhodami křídla
Pavel Brož,2010-09-25 19:47:21
Nejsem leteckým odborníkem, pouze z dřívějších rozprav s kamarádem, kterým leteckou konstrukci studoval, si pamatuji, že koncepce samonosného křídla má své výhody, pro něž se k nim letečtí konstruktéři opakovaně vrací, a proto mi i Vaše myšlenka pomalu se pohybujícího se křídla přijde určitě zajímavá. Osobně si ale myslím, že tam budou nemalé problémy s efektivitou toho přenosu mechanické energie na komplikovanější pohyby křídla. Ostatně, to plácání křídly je určitě jednodušší pohyb, a jako je zmíněno ve článku, tolik konstruktérů na tom pohořelo ...
Určitě ale máte pravdu v tom, že teoreticky efektivnější by bylo uvádět do pomalého pohybu velkou masu vzduchu než jak to dělá vrtule, která uvádí do rychlého pohybu malou masu vzduchu - díky tomu se ale spousta energie neužitečně ztratí v turbulencích za letadlem, kde se ten rychlý proud vzduchu brzdí. Z tohoto pohledu je ornitoptéra někde na pomezí, uvádí do pohybu větší objem vzduchu než vrtule, ale pomaleji než vrtule.
Ano
Roman Štědronský,2010-09-25 12:07:40
Souhlas, ornitoptéra je podle mě stroj, který se vznese a letá za pomoci mávání křídel. Ne, že ji roztáhnou jako kluzák a ona si pak pomáhá vlněním.
Viděl jsem na videu funkční modely s dálkovým ovládáním. Tohle se tomu ani neblíží.
Létající koberec
Adolf Balík,2010-09-25 10:26:20
Létající koberec
Kdysi jsem si pohrával s úvahami, jak by mělo být konstrukčně uspořádáno velké pomalu letící letadlo. Dospěl jsem k závěru, že by to měl být létající koberec. Kdesi jsem též četl, že ty druhohorní příšery s blanitými křídly o rozměrech menšího aeroplánu v podstatě koberce byly – většina dynamiky nebyla v plácání křídly jak u kolibříka, nýbrž byla ve vlnění křídlem. Kdybych tedy zkoušel postavit stroj, kde zdrojem vztlaku by měla být dynamika křídel, u takto velké mašiny, tak bych asi stavěl jurský blanitý vlnolet místo křídloplácáku.
a co teprv...
Jan Kment,2010-09-25 02:03:33
... až dokážeme dosáhnout rozpětí 60m při hmotnosti 20kg, to bude podívaná, pak možná přeletíme i Labe!
Vědecky je to možná zajímavé (článek bohužel neříká nic o principech), ale z pohledu zdravého rozumu se zdá hovořit o úspěchu velmi přehnané a esteticky (promiňte jsem jenom člověk) je to prostě zrůdnost. V některých oblastech zkrátka věda přes veškerou snahu moc nepokročila.
Proc ornitoptera?
Petr Habala,2010-09-24 19:58:54
Pokud mohu z videa posoudit, jde o normalni kluzak s pohyblivymi vnejsimi stranami kridel. K ornitoptere, jak je standardne chapana, to ma daleko asi stejne jako osobni auto k trikolce (obojimu se toci kola).
Docela by me zajimalo, jak by se zmenily letecke schopnosti, pokud by bylo kridlo zafixovano v pevne poloze. Pri te extremne male vaze by to melo litat samo. Jak velky je prinos toho mavani?
Tim nechci snizovat zasluhy stavitelu, takhle odlehcene letadlo, ktere se nerozpadne pri kychnuti pilota, je skoro zazrak. Je v tom take poradny kus tvrde prace s aerodynamikou, kdyby totiz ta kridla jen placala nahoru a dolu, tak to letecke vlastnosti vyrazne zhorsi, musi tam dochazet i k dalsim (komplikovanym) zmenam tvaru, coz zase znamena sofistikovane mechanicke prevody.
Jen jim nejak nezeru toho "da Vinciho". Nechci aby to vyznelo, ze pisi proti nim, spis je mi jen smutno z dalsi ukazky, jak daleko dnes musi vedec s PR zajit, aby mohl delat svou praci.
Pěkné? To jo...
Starej Bambula,2010-09-24 08:07:00
Ale...
Roztáhnout takhle autem kluzák, dolítne dál, řekl bych já, starej bambula...
Pekné, ale...
Martin Smatana,2010-09-23 16:03:04
... skutočne zaujímavé to začne byť až vtedy, keď sa podarí naprojektovať a vytvoriť stroj, ktorý by pomocou ľudských svalov aj vzlietol zo zeme bez potreby rozťahovania autom.
Karel Š,2010-09-23 16:38:39
Zajímavé z pohledu lidských (a technických) možností to jistě je a bude, ale zajímavé ve smyslu prakticky použitelné to myslím nebude nikdy. Člověk je holt příliš těžký a slabý na to aby létal vlastní silou kdy a kam se mu zachce.
Video je kouzelné, princip pohonu je na něm jasně vidět - takže si neodpustím poznámku že co si pan profesor nechal patentovat není v podstatě nic jiného než to co využívá hmyz už řadu milionů let. Akorát že ten hmyz to dělá pořádně.
Zajímavý článek
Vratislav Pechanec,2010-09-23 14:18:00
Díky za zajímavý článek.
Jen bych měl k němu pár připomínek: jednak by tam mohly být odkazy zdroje (aby je člověk nemusel hledat ;-) a to platí často i u ostatních článků tady na Oslu) a jednak letouny Paula MacCreadyho se jmenují Gossamer Condor a Gossamer Albatros (viz např. http://cs.wikipedia.org/wiki/Gossamer_Condor). Slovo Gossamer ve jméně nemá vlastnickou příponu -'s aby se překládalo Gossamerův, ale znamená spíše něco ve smyslu pavučinkový, jemňoučký, nebo lehoučký; když už chcete překládat jméno. :-)
jj
Josef Pazdera,2010-09-23 15:12:42
Máte pravdu. S překlady je potíž. Ikdyž se nový výtvor oficiálně jmenuje Snowbird, stejně ho (i samotného tvůrce) přezdívají "kokainista". V tomto článku slovo Gossamer zcela vypouštím. Také proto, že jiný čtenář by mohl namítat, že se nejedná o lehoučký ani o pavučinku, ale že slovo je odvozeno od fáčoviny, kterou byla část stroje pokryta. Volím tedy zkrácené pojmenování "Albatros" a "Kondor". Dík za připomínku.
Josef
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
