Як приручити махоліт

З давніх часів людство думало про те, як навчитися літати. У давньогрецькій міфології є історія про талановитого винахідника Дедала, який змайстрував для себе й свого сина Ікара дві пари великих пташиних крил, щоб покинути острів Крит.

Оскільки до винайдення реактивної авіації залишалося чимало століть, винахідники фантазували про те, як вони можуть використати фізичну силу людини і водночас наслідувати природні прототипи, а саме форми та рухи птахів і комах.

Літальні пристрої, яким надає рух мускульна сила пілота, називають м’язолітами. М’язоліти, або мускулоліти бувають різних форм і видів. Однак такий, що найбільше наслідує мах криха живої істоти, називається махоліт, або орнітоптер (з грецької órnis означає «птах», і pterón — «крило»).

Ідею махольота приписують італійському живописцю і науковцю епохи Відродження Леонардо да Вінчі. Темою літальних пристроїв він займався близько 40 років. Збереглися різні креслення «ornitottero», вигаданих Леонардо.

Одні зображують людину, яка лежачи збирається злетіти за допомогою механізмів, приєднаних до крил; інші — рух вперед за допомогою більш досконалої системи гвинтів. Є і малюнки людини, яка стоїть вертикально на літальному кораблі та натискає на педалі руками й ногами.

Сучасні виклики

Хоча сучасні літаки можуть перевозити важкі вантажі на тисячі кілометрів, конструювання та випробування ефективного орнітоптера і досі залишається непростим завданням.

Через різну конституцію тіла людина і птах створюють різну підйомну силу. Граничних показників потужності можуть досягти лише спортсмени-важкоатлети, вага яких перевищує створювану підйомну силу навіть без урахування ваги літального апарату. Теоретично, якби людина вагою 75 кг змогла би виробити граничну потужність, вона могла би здійснити політ на махольоті вагою 15 кг за рахунок лише м’язової тяги, проте такий політ тривав би не більше декількох секунд.

Окрім того, пташиний політ — це різноманітний і складний процес, що пройшов чималий еволюційний шлях. Для правильного маху пташиного крила важлива кожна дрібниця і в прямому сенсі відчуття кожної клітини свого тіла.

Над махольотами працюють як дослідники та інженери, так і винахідники-ентузіасти. Любительські моделі мають різні форми та способи управління. Їхні творці змагаються за найдовший час польоту. Завдання полягає в тому, щоб розробити свою теорію і винайти свій спосіб махаючого польоту.

Винахідники розглядали ідеї використання пружинних, гумових, пневматичних та інших акумуляторів для накопичення енергії, що виробляється людиною. Найкращих результатів можна було б досягти шляхом зарядки акумулятора ще до початку польоту. Але в такому випадку махоліт втрачає свою суть і стає звичайним двигуном з малим ККД.

Перший у світі орнітоптер на мускульній тязі під назвою «Сніжний птах» (Snowbird) був сконструйований в університеті Торонто (Канада) в 2010 році. 2 серпня того ж року Snowbird поставив свій перший неофіційний рекорд, коли пілот Тодд Райхерт за 19,3 секунди пролетів відстань у 145 метрів із середньою швидкістю 25,6 км/год. Варто відзначити, що махоліт підняли в повітря за допомогою тяги легкового автомобіля.

Володимир

Володимир Яковенко живе в селі Ільці, що у Верховинському районі Карпат. От уже 33 роки він вивчає, моделює, конструює та випробовує власний махоліт. Винахідник розповідає, що ідея польоту захоплює його майже все життя.

— Я з дитинства не любив бензин. Коли мені розповідали про двигуни, ті мене не захоплювали. Тому що було розуміння: якщо ти заїхав до пустелі на дорогій машині і закінчився бензин, ти можеш стояти над тією машиною, обнімати її, цілувати, але це буде просто залізяка. А махоліт може літати без палива на великі відстані. Наприклад, рекорд на дельтаплані без мотору — більше 700 км.

Спочатку Володимир довго вивчав теорію. Тоді Інтернету в широкому вжитку ще не було, тому діставав інформацію як міг: читав радянські журнали «Крила Батьківщини» і «Техніка молоді», годинами просиджував у бібліотеці в Івано-Франківську, переглядав різновиди двигунів, досліджував різні джерела енергії. Усіма етапами роботи з махольотом він займається самостійно і навіть розрахунки виконує по-своєму. Винахідник згадує, як у нього навіть у школі були суперечки із вчителькою математики:

— Коли мені потрібно було вирахувати площу, я у вчительки питаю, як це зробити. А вона каже: «Є формула». Я кажу: «Добре». Беру папір, закриваю очі, аби як креслю, з’єдную. І кажу: «Вирахуйте мені цю площу». Вона каже: «Неможливо». Я кажу: «Як неможливо?». Я вирахую її по клітинках. Помиляюся на 5 %. І так я все вираховую по-своєму. Науці воно не суперечить, але є логіка ще.

Володимир Яковенко народився і провів дитинство у Білорусі, в Гомельській області. Коли закінчив 8 клас, переїхав до України за набором до професійно-технічного училища. Отримав спеціальність столяра-теслі. Спочатку жив на Донбасі, потім переїхав до Закарпаття, служив у місті Хуст. Жив і в Івано-Франківську, і в Кам’янці-Подільському. В Ільцях Володимир побудував для себе житлову кімнату й майстерню, а також взяв у оренду сарай для махольота.

З дитячого садка Володимир захоплюється малюванням. І хоча художньої освіти чоловік не має, створення картин поряд із винахідництвом — це справа його життя:

— Картини мої є і в Києві, і в Харкові та інших містах. Я люблю малювати з голови замки, долини, каньйони, водоспади. Перемальовувати мені нудно. Буває, лежу, і фантазія так розпалюється, ніби я в живій картині. Виходить, розриваюсь між малюванням і винахідництвом, бо всюди треба вкладати розум. Я поділив так, що в теплу пору року займаюсь махольотом, а в холодну — малюю.

Етап моделювання махольота Володимир пройшов 3–4 роки тому. За роки роботи він устиг зробити сотні моделей:

— Не раз було таке, що я ночами не спав. Або ціле літо так: сходив до магазину, поїв і знову працюю вдень і вночі. Міг за день робити до 70 крил. Простеньких — на скотчі і резинках.

Деякі односельчани називають Володимира «Верховинським Ікаром». Загалом цікавляться його захопленням і дивуються, чому робота продовжується так довго — кількадесят років. Винахіднику часто доводиться відповідати на це запитання та пояснювати, за якими принципами він працює. Спочатку було непросто через брак знань і досвіду, але з часом усе більше людей розуміли задум майбутнього орнітоптера.

— Махоліт — це такий «міцний горішок». Якщо робити дельтаплан або автомобіль, то перше зробити складніше. В машині більше деталей, так, але пролетіти хоча б 10 метрів — набагато складніше. Повітря взагалі складніше і небезпечніше, ніж земля. Помилок особливо не любить. Але тим цікавіше.

В Україні Володимир Яковенко не знає винахідників, які б також цікавились махольотами. Років 5 тому він контактував з російськими дослідниками і листувався з канадцями, які зробили найдовший в історії політ на махольоті. Але зараз каже, що часу на спілкування не має:

— Загалом мене більше цікавили канадці, бо вони були першими, хто пролетів. Сьогодні це рекорд, але вони досі витрачають дуже багато енергії і вільно літати таким чином не будеш. Просто довели, що так можна, і все. На мого листа вони відповіли коротким «окей». Справа у тому, що кожен винахідник дотримується свого принципу. А мені не важливо, хто перший зробить. Головне, щоб люди швидше літали.

Перші тестування махольота Володимир робив ще 5–6 років тому. Спочатку не міг набрати швидкість, і апарат ходив «вісімкою». Махи крилами теж пробував робити поступово. Оскільки перші варіанти Володимир робив без коліс, він пробував планерувати з гори. Пролетів 60 метрів за 6 секунд. Потім підіймався ще вище:

— У мене не було тоді мети пролетіти далеко. Мав відчути повітря, сам апарат. Одного разу летів і впав з 7 метрів. Одна рукоятка лопнула, і я вдарився обличчям. Але був у шоломі, так що загалом все добре. Апарат після довелося ремонтувати.

Володимир намагається розробити зрівноважену систему. Він багато думає над тим, яким чином треба правильно махати крилами:

— Зазвичай людині не вистачає сил, щоб підіймати крила. У мене 10 кілограм кожне крило, і я вільно махаю, не витрачаю енергії взагалі. Тому що моя вага грає роль. Крилами треба не продавлювати повітря, а упиратися в нього.

Володимир розповідає, що багато часу присвятив вивченню дешевого джерела енергії, яке могло би компенсувати нестачу фізичної сили людини. Так він почав вивчати резонанс — явище різкого зростання амплітуди коливань під впливом зовнішніх сил, коли частота власних коливань системи збігається з частотою коливань зовнішньої сили. Явище резонансу було вперше описано Галілео Галілеєм у 1638 році таким чином: «можна надати рух важкому нерухомому маятнику, просто дмухаючи на нього, і повторюючи ці видихи з тією частотою, яка притаманна рухові самого маятника». В описі резонансу Галілей якраз звернув увагу на здатність коливальної системи накопичувати енергію, що підводиться від зовнішнього джерела з певною частотою:

— Резонанс дає можливість правильно використовувати енергію. Він не дає умовного «прибутку», але витрати енергії стають максимально ефективними. Проблема в тому, що за законом важеля ви можете виграти у швидкості, але тоді програєте в силі. А я зробив так, що пружини грають роль акумулятора. Вони накопичують енергію від ваги апарату і тіла людини, а потім віддають. Канадці теж пробували десь на резинках ставити. Але тут важливо і правильно енергію віддати, і правильно махнути крилами.

Володимир Яковенко каже, що мав би давно закінчити махоліт, але пошук фінансів та інші буденні справи забирали дорогоцінний час. Однак винахідник уже пройшов чимало стадій і зараз більше займається випробовуванням та вдосконаленням свого пристрою. Коли Володимир завершить конструювати махоліт, то планує його продати:

— Я не маю часу ні патентувати, ні гратися. А якщо продам, зможу зробити цех, найняти людей і вдосконалити цей апарат. Я би хотів, щоби все було професійно зроблено. А взагалі я не знаю, чому досі не роблять форум махольотників. Все вже винайшли начебто, а ось із цим «міцним горішком»… Не можуть зі всього світу з’їхатися і вирішити це завдання.

Володимир зізнається, що йому подобається ідея просто насолоджуватися польотом. Літати хоч півдня, хоч день і милуватися природою:

— Махоліт приваблює мене тим, що з цим апаратом відчуваєш себе як одне ціле. Він не мертвий, а наче живий. Окрім того, надихає сам процес польоту, дивитися на красу згори. На землі ви обмежені, тобто дорога йде, і то будинок не дає пройти, то ще якісь перешкоди обмежують. А в повітрі цього немає, там ви можете рухатися в будь-якому напрямку.

Як ми знімали

Відеоблог, у якому команда потрапляє до Ільців і Кривопілля, де і знімалась історія про Махоліт.