Wie ein Moskauer Ingenieur ein Schwungrad baute. Wie ein Moskauer Ingenieur ein Schwungrad baute Von der Praxis zur Theorie

Hallo zusammen!
Im Rahmen des Programms zur Einführung von Kindern in Naturwissenschaften und Technik (wir dürfen auch Erwachsene nicht vergessen) wurden 10 Ornithopter-Sets angeschafft. Sie werden auch einzeln verkauft: Beispielsweise wurde bei Ali zunächst nur ein Ornithopter zum Preis von 0,72 $ bestellt (Suche nach „Ornithopter“), nach ein paar Wochen wurde ein preiswertes Set mit 10 Stück entdeckt und gekauft .

Beschreibung des Verkäufers:

100% nagelneu und hohe Qualität
Farbe: Die Farbe wird zufällig ausgewählt
Größe: 32 cm x 41 cm
Hinweis: Aufgrund des Unterschieds zwischen verschiedenen Monitoren spiegelt das Bild möglicherweise nicht die tatsächliche Farbe des Artikels wider. Danke schön!

Das Paket beinhaltet: 10 Stück

Das Paket kam überraschend schnell an – in 18 Tagen – ein schwarzes Paket, in dem sich in einer zweilagigen Luftpolsterfolie ein Paket mit zusammengebauten Flügeln und ein Paket mit Schwänzen, Gummibändern und Bambuslatten befanden.



Der Zusammenbau eines Ornithopters ist nicht schwierig. Zum Fliegen müssen Sie Schwanz und Flügel mit einem Bambusstreifen zu einer Einheit verbinden und ein paar Gummiringe aus dem Bausatz festziehen. Es stellt sich heraus, dass es sich um eine Art „Vogel“ handelt, der gut planen kann.





Übrigens stellte sich heraus, dass die Bambusstützen eines Flügelpaares trotz der Verpackung gebrochen waren. Mit Hilfe von Kleber und dünnen Bambuszahnstochern wird es meiner Meinung nach leicht zu reparieren sein.

Der Flug dauert nicht lange – das Gummiband wickelt sich bis zu 10 Sekunden ab. Seine Aufgabe ist es, den „Vogel höher“ zu heben; je nach Stellung der Flügel plant er weiter. Leider konnte noch kein Video gedreht werden, der Platz in der Wohnung reicht nicht aus und draußen ist es windig. Testläufe in der Wohnung enden mit einem Aufprall auf die Wand.

Wir planen, ein längeres Rack und Gummi zu verwenden, um die Flugzeit zu verlängern.

Maße:
Flügelspannweite - 41 cm.
Die Länge der Bambuslatten beträgt 14 cm.
Schwanzlänge - 16 cm.
Der Durchmesser der Gummiringe beträgt 4,5 cm.

Ich denke, dass dieses Spielzeug eine interessante Unterhaltung für Kinder an der frischen Luft sein wird.

Wörterbucheintrag - ORNITHOPTER

ORNITHOPTER
[ORNITOPT'ER]
(ornitho... gr. Pteron Wing) ein schwerer als Luft fliegendes Flugzeug mit Schlagflügeln (basierend auf dem Prinzip des Vogelflugs).

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Ein Ornithopter ist ein Fluggerät, das schwerer als Luft ist und im Flug durch die Reaktionen der Luft mit seinen Flugzeugen unterstützt wird, die ihm eine Schlagbewegung versetzen.

Ornithopter sind seit der Antike von Interesse, denn auf diese Weise fliegen Vögel.

Es gibt sogar Zeichnungen eines Ornithopters von Leonardo DeVinci.

Um ein selbstgemachtes Ornithopter-Schwungrad mit eigenen Händen herzustellen, benötigen Sie folgende Verbrauchsmaterialien:

  • Holzlatten
  • Plastiktüte
  • Bankgummibänder
  • Themen
  • Sekunden- und Gummikleber
  • Büroklammern oder Stahldrahtstücke
  • Im Bild unten sehen Sie Zeichnungen zum Bau eines Ornithopters mit eigenen Händen.

    Für die Herstellung ist es besser, Linde oder Balsaholz zu verwenden; Sie können Kohlenstoffrohre oder, wie unsere chinesischen Kameraden es tun, Kunststoffstangen verwenden. Sie können jedoch den Schlamm jedes Baumes planen – Birke, Linde usw.

    Die Verbindung der Rahmenlatten erfolgt in Nut-Feder-Form und wird mit mit Leim imprägnierten Fäden umwickelt.

    Die Vorderkanten der Flügel werden ebenfalls mit Fäden an den Hebeln befestigt, zuvor wird jedoch ein Loch in sie gebohrt, durch das der Hebeldorn geführt wird.

    Die Lagerung der Gummimotorwelle und der Hebel kann aus Drahtisolierung oder aus Teilen der Stange des Griffs bestehen; sie sind ebenfalls mit Fäden umwickelt und die Fäden sind mit Klebstoff imprägniert. Aus dem Draht wird eine Kurbelwelle ähnlich der in der Abbildung gebogen, dann wird eine Perle darauf gelegt und sie in das Lager eingeführt, danach wird der Haken gebogen (siehe Abbildung). Die Hebel werden gebogen und nach dem Einsetzen werden ihre Enden gebogen.

    Das Stabilisatorende wird auf die gleiche Weise wie der Rahmen aus Lamellen befestigt, anschließend wird Draht mit Fäden darauf gewickelt und wie auf dem Foto gebogen.

    In den Rahmen des Ornithopters wird ein Schnitt gemacht, in den der Draht eingeführt, anschließend mit Faden umwickelt und verklebt wird.

    Als nächstes werden Verbindungsstangen hergestellt, wir stellen sie aus Bambus her, es ist einfach praktisch, dünne Stäbchen davon abzubrechen, wir stecken Rohre mit Drahtisolierung an ihre Enden, wir brennen Löcher in die Rohre, erhitzen den Draht über einer Kerze und stechen ihn schnell durch die Röhre mit dabei. Wir verlängern die Rohre vom Ende, an dem der Stock eingeführt wird; Sie benötigen dies zur Anpassung.

    Wir spannen zwei Gummibänder zwischen den Haken und drehen den Gummimotor, aber nicht zu stark, und lassen ihn los, die Flügel sollten sich zu bewegen beginnen, wenn ihr Hub nicht gleich ist, dann biegen Sie die vordere Kurbel.

    Als nächstes schmieren wir die Mittelrippe und die Randlamellen mit Gummikleber, legen unser Flugzeug auf die Folie und richten es gerade aus, so dass die Folie durchhängt, aber nicht viel, wir versuchen es auf beiden Seiten gleichmäßig zu machen, sonst fliegt es im Kreis .

    Bei der Verwendung von Gummikleber empfiehlt es sich, alles mit kleinen Klebebandstreifen zu sichern.

    Wir achten auch darauf, dass die Flügel identisch sind.

    Lassen Sie den Kleber unbedingt trocknen und starten Sie ihn dann!

    Wenn Sie den Aufbau nicht ganz verstehen, schauen Sie sich das Video unten an.

    Video zum Bau eines Ornithopters mit eigenen Händen

    Und hier ist der Flug einer Miniversion eines Ornithopters mit einem Gewicht von 3 Gramm.

    So richten Sie einen Ornithopter ein

    :

    Wenn Ihr Vogel taucht, beugen Sie seinen Schwanz nach oben; wenn er sich neigt (die Nase hebt und fällt), senken Sie ihn im Gegenteil. Außerdem erreichen wir durch die Änderung der Länge der Pleuel eine höhere Stabilität und Traktion im Flug.

    Wenn alles richtig zusammengebaut ist, gewinnt dieses Modell geradlinig an Höhe, schlägt dann langsam mit den Flügeln und setzt sich dann hin, wobei es die Flügel leicht anwinkelt. Das Indoor-Modell sieht beim Klettern eher wie eine Libelle aus, die Schlagfrequenz erreicht 20Hz. Beim Zusammenbau eines größeren Modells erhöhen sich Flugzeit, Höhe und Unterhaltungswert des Fluges, die Schwingfrequenz nimmt ab, man benötigt jedoch ein stärkeres und längeres Gummiband

    Allerdings ist das Fliegen mit einem Gummimotor nicht sehr aufregend. Viel interessanter ist ein funkgesteuerter Ornithopter.

    Wie man einen ferngesteuerten Ornithopter baut

    Das Video oben zeigt, wie ein selbstgebauter Ornithopter mit einem Motor und einer Funksteuerung ausgestattet wird.

    Dieses Video ist eine Fortsetzung des im Abschnitt „Ornithopter-Herstellung“ gezeigten.

    Viel Spaß beim Fliegen!

    Ornithopter sind Maschinen, die mit Flügelschlägen wie Vögel fliegen.
    Spezialisten des Laboratory of Flying Micro Devices (MAV) der University of Arizona hatten den Dreh raus, diese fliegenden Babys nach den Zeichnungen von Leonardo Da Vinci zu erschaffen und konnten sogar ihre Massenproduktion organisieren.

    Das vorgestellte Gerät ist der kleinste Ornithopter der Welt. Dieser Mechanismus ist nicht größer als ein Kolibri und fliegt mit Flügeln, die 40 Mal pro Sekunde schlagen, ohne dass ein Propeller verwendet wird, wie bei den meisten Flugzeugmodellen. Die digitale Funksteuerung sorgt für reibungslose Kurven, Starts und Abfahrten. Der Ornithopter-Rahmen besteht aus strapazierfähigem, aber leichtem Kunststoff. Die Flügel und der Schwanz sind mit reißfestem Mailar überzogen. Mit der Lithiumbatterie können Sie bis zu 7 Minuten im Flug bleiben.

    Sie können sich den Miniatur-Ornithopter genauer ansehen

    Ein weiterer Mini-Ornithopter, der von den Labors der University of Utah speziell für die Teilnahme am Wettbewerb entwickelt wurde, besteht aus Kohlefaserelementen. Zur Steuerung kommt ein dreikanaliges Funksystem zum Einsatz. Anstelle von Standard-Servomotoren werden „Oberflächensteuermagnete“ verwendet (die Übersetzung ist möglicherweise nicht genau), die elektromagnetische Impulse verwenden, um die Oberflächen in Bewegung zu versetzen. Im Herzen dieses Mikrovogels befindet sich ein Miniatur-Vibrationsmodul eines Pagers.

    Durch die Teilnahme an zahlreichen amerikanischen und internationalen Miniaturflugzeugwettbewerben ging dieser Kleine immer wieder als Sieger hervor ersten Plätze der Welt unter den Ornithoptern und an zweiter Stelle unter den Miniaturflugzeugen im Allgemeinen.

    Und so sieht dieses kleine Wunder im Flug aus.

    Ein Ornithopter ist ein Fluggerät, das schwerer als Luft ist und im Flug durch die Reaktionen der Luft mit seinen Flugzeugen unterstützt wird, die ihm eine Schlagbewegung versetzen.

    Ornithopter sind seit der Antike von Interesse, denn auf diese Weise fliegen Vögel.

    Es gibt sogar Zeichnungen eines Ornithopters von Leonardo DeVinci.

    Um ein selbstgemachtes Ornithopter-Schwungrad mit eigenen Händen herzustellen, benötigen Sie folgende Verbrauchsmaterialien:

  • Holzlatten
  • Plastiktüte
  • Bankgummibänder
  • Themen
  • Sekunden- und Gummikleber
  • Büroklammern oder Stahldrahtstücke
  • Im Bild unten sehen Sie Zeichnungen zum Bau eines Ornithopters mit eigenen Händen.

    Für die Herstellung ist es besser, Linde oder Balsaholz zu verwenden; Sie können Kohlenstoffrohre oder, wie unsere chinesischen Kameraden es tun, Kunststoffstangen verwenden. Sie können jedoch den Schlamm jedes Baumes planen – Birke, Linde usw.

    Die Verbindung der Rahmenlatten erfolgt in Nut-Feder-Form und wird mit mit Leim imprägnierten Fäden umwickelt.

    Die Vorderkanten der Flügel werden ebenfalls mit Fäden an den Hebeln befestigt, zuvor wird jedoch ein Loch in sie gebohrt, durch das der Hebeldorn geführt wird.

    Die Lagerung der Gummimotorwelle und der Hebel kann aus Drahtisolierung oder aus Teilen der Stange des Griffs bestehen; sie sind ebenfalls mit Fäden umwickelt und die Fäden sind mit Klebstoff imprägniert. Aus dem Draht wird eine Kurbelwelle ähnlich der in der Abbildung gebogen, dann wird eine Perle darauf gelegt und sie in das Lager eingeführt, danach wird der Haken gebogen (siehe Abbildung). Die Hebel werden gebogen und nach dem Einsetzen werden ihre Enden gebogen.

    Das Stabilisatorende wird auf die gleiche Weise wie der Rahmen aus Lamellen befestigt, anschließend wird Draht mit Fäden darauf gewickelt und wie auf dem Foto gebogen.

    In den Rahmen des Ornithopters wird ein Schnitt gemacht, in den der Draht eingeführt, anschließend mit Faden umwickelt und verklebt wird.

    Als nächstes werden Verbindungsstangen hergestellt, wir stellen sie aus Bambus her, es ist einfach praktisch, dünne Stäbchen davon abzubrechen, wir stecken Rohre mit Drahtisolierung an ihre Enden, wir brennen Löcher in die Rohre, erhitzen den Draht über einer Kerze und stechen ihn schnell durch die Röhre mit dabei. Wir verlängern die Rohre vom Ende, an dem der Stock eingeführt wird; Sie benötigen dies zur Anpassung.

    Wir spannen zwei Gummibänder zwischen den Haken und drehen den Gummimotor, aber nicht zu stark, und lassen ihn los, die Flügel sollten sich zu bewegen beginnen, wenn ihr Hub nicht gleich ist, dann biegen Sie die vordere Kurbel.

    Als nächstes schmieren wir die Mittelrippe und die Randlamellen mit Gummikleber, legen unser Flugzeug auf die Folie und richten es gerade aus, so dass die Folie durchhängt, aber nicht viel, wir versuchen es auf beiden Seiten gleichmäßig zu machen, sonst fliegt es im Kreis .

    Bei der Verwendung von Gummikleber empfiehlt es sich, alles mit kleinen Klebebandstreifen zu sichern.

    Wir achten auch darauf, dass die Flügel identisch sind.

    Lassen Sie den Kleber unbedingt trocknen und starten Sie ihn dann!

    Wenn Sie den Aufbau nicht ganz verstehen, schauen Sie sich das Video unten an.

    Video zum Bau eines Ornithopters mit eigenen Händen

    Und hier ist der Flug einer Miniversion eines Ornithopters mit einem Gewicht von 3 Gramm.

    So richten Sie einen Ornithopter ein

    :

    Wenn Ihr Vogel taucht, beugen Sie seinen Schwanz nach oben; wenn er sich neigt (die Nase hebt und fällt), senken Sie ihn im Gegenteil. Außerdem erreichen wir durch die Änderung der Länge der Pleuel eine höhere Stabilität und Traktion im Flug.

    Wenn alles richtig zusammengebaut ist, gewinnt dieses Modell geradlinig an Höhe, schlägt dann langsam mit den Flügeln und setzt sich dann hin, wobei es die Flügel leicht anwinkelt. Das Indoor-Modell sieht beim Klettern eher wie eine Libelle aus, die Schlagfrequenz erreicht 20Hz. Beim Zusammenbau eines größeren Modells erhöhen sich Flugzeit, Höhe und Unterhaltungswert des Fluges, die Schwingfrequenz nimmt ab, man benötigt jedoch ein stärkeres und längeres Gummiband

    Allerdings ist das Fliegen mit einem Gummimotor nicht sehr aufregend. Viel interessanter ist ein funkgesteuerter Ornithopter.

    Wie man einen ferngesteuerten Ornithopter baut

    Das Video oben zeigt, wie ein selbstgebauter Ornithopter mit einem Motor und einer Funksteuerung ausgestattet wird.

    Dieses Video ist eine Fortsetzung des im Abschnitt „Ornithopter-Herstellung“ gezeigten.

    Viel Spaß beim Fliegen!

    Warum fliegen Menschen nicht wie Vögel? Wie sie fliegen: Die Aerodynamik des Flugzeugs ähnelt fast der von Vögeln, obwohl noch an einem vollständig „morphbaren“, variablen Flügel gearbeitet wird. Während des Fluges erreichten wir große Höhen. Rechnet man es in Kilogramm Masse und Flugkilometer um, verbraucht ein modernes Verkehrsflugzeug weniger Energie als ein Vogel.

    Ein alter Traum, wie der unserer ganzen Familie, wie ein Vogel zu fliegen, also frei mit den Flügeln zu schlagen, bleibt unerfüllt. Dieser Traum ist so stark, dass, obwohl keine Fluggesellschaft oder Armee auf der Welt noch einen einzigen Ornithopter betreibt, das aktuelle Übereinkommen über die internationale Zivilluftfahrt seine Definition enthält: „Ein Flugzeug, das schwerer als Luft ist und im Flug hauptsächlich durch die Reaktionen des Flugzeugs unterstützt wird.“ Luft.“ mit seinen Flugzeugen, denen eine schwingende Bewegung gegeben wird.“

    Vom Flugzeug bis zum Helikopter

    Der Traum vom Schlagflug hat jedoch auch eine praktische Seite. Die aerodynamische Qualität – das Verhältnis von Auftrieb zu Luftwiderstand, das die Flugeffizienz bestimmt – ist bei Flugzeugen außergewöhnlich hoch. Doch Flugzeuge benötigen teure und komplexe Flugplätze und große Start- und Landebahnen. Hubschrauber sind in diesem Sinne praktischer: Sie starten und landen vertikal, ohne dass eine Infrastruktur erforderlich ist. Sie sind deutlich wendiger und können sogar bewegungslos schweben. Aber die aerodynamische Qualität von Hubschraubern ist gering und eine Stunde Flugzeit ist überhaupt nicht billig.

    Es gibt viele Versuche, das eine mit dem anderen zu kreuzen – Drehflügeltragschrauber und Tiltrotoren haben ihre Fans. Für die Lösung einiger enger Aufgaben können diese Flugzeuge sogar unverzichtbar sein. Dennoch erweisen sich solche Hybride als wenig erfolgreich: Es gibt einen bekannten Witz, dass sie weniger die Vorteile als vielmehr die entscheidenden Nachteile von Flugzeugen und Hubschraubern vereinen. Aber Schwungräder könnten eine geeignete Lösung sein. Theoretisch sind sie in der Lage, aus dem Stand zu starten, manövrierfähig bis hin zum Schwebeflug zu sein und eine nahezu flugzeugähnliche aerodynamische Qualität zu zeigen.

    Aber die ersten unbeholfenen Ballonfahrer dachten natürlich nicht an Flugzeuge, die es noch nicht gab, sondern an Vögel. Es schien, dass es ausreichte, zu lernen, sich mit Flügeln aus der Luft abzustoßen – und ein Mensch würde fliegen. Mit solchen Ansichten konnte natürlich keiner von ihnen auf die Beine kommen. Geflügelte mechanische Geräte sorgten bestenfalls für ungeschicktes Gleiten, wie es der legendäre Benediktinermönch Aylmer tat, der vor etwa tausend Jahren vom Turm der Malmesbury Abbey in England sprang und dabei schwere Verletzungen erlitt.

    Weltweit werden winzige Ornithopter entwickelt. In der Regel versuchen ihre Autoren, die Natur mehr oder weniger genau nachzuahmen, indem sie das Design eines fliegenden Insekts wiederholen. Im Mai 2015 demonstrierten Peter Abbeel und Robert Dudley vom Biomimetic Millisystems Laboratory der Universität Berkeley den sehr eindrucksvollen Start eines 13,2 Gramm schweren Schwungrads von einer „Werferrakete“ auf dem Rücken eines sechsbeinigen Mikroroboters.

    Vom Vogel zum Insekt

    Der Grund für die zahlreichen Misserfolge ist klar: Das eigentliche Wesen des Fliegens wurde in jenen Jahren eher vage dargestellt. Was den Vögeln Auftrieb verleiht, ist nicht die Unterstützung der Luft, sondern die besondere Kontur des Flügelprofils. Durch die Zweiteilung der Gegenströmung wird erreicht, dass sich die Luft über der Oberkante schneller bewegt als über der Unterkante. Nach dem Bernoulli-Gesetz ist der Druck in einem Bereich mit langsamerer Strömung höher. Der daraus resultierende Druckunterschied zwischen dem Druck unter und über dem Flügel erzeugt Auftrieb. Aber sobald man anfängt, mit den Flügeln zu schlagen, ändert sich dieses klare Bild völlig.

    Ein bekanntes Sprichwort besagt: „Nach den Gesetzen der Aerodynamik können Hummeln überhaupt nicht fliegen.“ Im Prinzip stimmt das: Aus der Sicht der klassischen Aerodynamik sind Insekten und ihre Flügel etwas Surreales. Selbst theoretisch sind sie nicht in der Lage, den für den Flug notwendigen Auftrieb und Schub zu erzeugen – es sei denn, wir bewegen uns von der klassischen Segelflugaerodynamik zu neuen, instationären. Hier ist alles anders: Turbulente Turbulenzen, mit denen Flugzeugkonstrukteure unermüdlich zu kämpfen haben, werden für die Hummel und ihre Verwandten zum Schlüssel zum Fliegen.

    Große Vögel schlagen nur gelegentlich mit den Flügelschlägen – zum Beispiel, wenn sie zum Landen oder Starten langsamer fahren müssen. Dieses Flattern und die Bewegung der Beine ermöglichen es ihnen, Vorwärtsschub zu gewinnen, damit der Auftrieb des Flügels ins Spiel kommt. Insekten schlagen ständig und entlang einer speziellen Flugbahn mit den Flügeln, eher hin und her als auf und ab. In Kombination mit der Flexibilität der Flügel und einer ausreichenden Schlagfrequenz entstehen dadurch turbulente Wirbel an ihrer Vorderkante, die von der Flügelkante an den oberen und unteren Punkten „abgeworfen“ werden. Sie erzeugen ausreichend Auftrieb und Schub, damit die Hummel fliegen kann.

    Durch die Änderung der Geschwindigkeit der ersten und zweiten Bewegungsphase steuert das Insekt die Richtung dieser Kräfte und manövriert in der Luft. Und selbst die Borsten, Unebenheiten und Unregelmäßigkeiten auf der Oberfläche des Flügels bilden – anders als bei einem stromlinienförmigen Flugzeugflügel – turbulente Wirbel.

    Von Moskau nach Toronto

    Diese Feinheiten waren lange Zeit nicht bekannt und noch immer nicht vollständig verstanden. Es stellte sich jedoch heraus, dass dies im einfachsten Fall nicht notwendig ist. Bereits vor dem Zweiten Weltkrieg brachten deutsche Flugzeugkonstrukteure erfolgreich kleine, leichte Ornithopter auf den Markt, die als Antrieb ein gedrehtes Gummiband nutzten. Sogar der berühmte Aerodynamiker Alexander Lippisch würdigte ihre Leidenschaft und in den 1930er Jahren gelang es Eric von Holst, einen Ornithopter vom Boden zu heben, auf dem ein Verbrennungsmotor installiert war. Es war jedoch nicht möglich, ein Gerät zu entwickeln, das als Prototyp von etwas Nützlichem angesehen werden könnte und in der Lage wäre, mindestens eine Person oder Fracht zu transportieren. In den 1960er Jahren demonstrierte Percival Spencer den Flug eines „Orniplanes“ mit einer Flügelspannweite von 2,3 m und einem winzigen (5,7 cm3) Zweitaktmotor – es wurde von einem Bediener per Kabel gesteuert.

    Ein größeres Schwungrad startete erst Anfang der 1980er Jahre, als Valentin Kiselev, Professor am Moskauer Luftfahrtinstitut, ein sieben Kilogramm schweres Gerät entwarf, das selbstständig starten und im Flug bleiben konnte. Mit der Zeit wurde das Modell vom Kabel befreit und per Funk gesteuert. In Kiselevs Fußstapfen trat bei dieser Arbeit sein ausländischer Kollege James Delorier. 1991 erhielt Deslauriers ein Diplom der International Federation of Aeronautics für die Entwicklung des „ersten angetriebenen und ferngesteuerten Ornithopters“. Im Jahr 2006 startete sein Modell UTIAS Ornithopter No.?1, und bald hob auch das bemannte Schwungrad Snowbird ab – in 14 Sekunden flog es unter der Muskelkraft des Piloten etwa 300 m weit.

    „Das ist kein ganz faires Ergebnis“, erklärt Professor Kiselevs Student, MAI-Absolvent Andrei Melnik. - Ich kenne diese Strukturen und sie können nicht als Schwungräder im wahrsten Sinne des Wortes betrachtet werden. Das erste Gerät war mit einem Strahltriebwerk ausgestattet, um Schub zu erzeugen und zu starten. Und der zweite zeigte noch etwas Wichtiges: dass die menschliche Muskelkraft für einen Schlagflug nicht ausreicht. Selbst einem ausgebildeten Piloten, einem Sportler, gelang es nur, eine kurze Strecke zu fliegen.“

    Hubbewegung
    Das Getriebe wandelt die Motorkolben in die Drehbewegung von Zahnrädern um und das Kurbelgetriebe wandelt sie wieder in hin- und hergehende Flügelschläge um. Erfinder träumen davon, dieses Design effizienter zu gestalten, indem sie die Bewegungen der Kolben direkt auf die Flügel übertragen.

    Vom Spiel zur Wissenschaft

    Es muss gesagt werden, dass die Spielebranche in diesem Bereich bereits recht zuversichtlich ist, auch wenn der „nützliche“ Schlagflug noch nicht beherrscht wird. Die ersten kleinen Modelle mit Gummibändern kamen Ende des 19. Jahrhunderts auf den Markt, und heute wird eines der beliebten Spielzeuge mit Schlagflügeln, Elektromotor und Funksteuerung von der Spielzeugroboter-Entwicklerfirma WowWee angeboten.

    „Ich selbst habe mit dem Modellieren von Flugzeugen angefangen“, sagt Andrey Melnik, „daher kann ich mir vorstellen, wie anspruchsvoll Flugzeuge für das Können des Piloten sind, der sie vom Boden aus steuert.“ Im wahrsten Sinne des Wortes eine unangenehme Bewegung – und er gerät ins Trudeln oder überschlägt sich. Und ich kann sagen, dass meine Erfahrung bei der Steuerung unseres Schwungrads zeigt, dass sogar ein Kind mit diesem Gerät umgehen kann. Wir haben uns als so stabil erwiesen, dass es alle Fehler problemlos verzeiht und in der Luft bleibt.“

    Die Menschen scheuen sich davor, Gelder in die Entwicklung eines neuen Flugzeugtyps mit eher zweifelhaften Aussichten zu investieren. Andrey Melnik und Dmitry Shuvalov konnten die Investoren jedoch davon überzeugen, dass dank moderner Technologien und mit den richtigen Investitionen ein Schwungrad geschaffen werden könnte. „Es ist uns gelungen, mehrere grundlegende Punkte zu finden, die zuvor missverstanden wurden, auch als ich mit Professor Kiselev zusammengearbeitet habe“, fügt der Designer hinzu. - Unsere ersten Modelle fielen einfach auseinander und hielten der Belastung nicht stand. Daher wurde angenommen, dass aerodynamische Kräfte eine solche Belastung auf das Gerät ausüben. Tests haben jedoch gezeigt, dass dies nicht der Fall ist und der Haupteffekt auf die Trägheit der Schlagflügel zurückzuführen ist.“

    Nachdem die Entwickler die Gründe für die Ausfälle identifiziert hatten, reduzierten sie das Gewicht des Flügels so weit wie möglich – auf 600 g bei einer Fläche von 0,5 m2 – und dämpften seinen Aufprall auf den Rumpf. „Eine echte Überraschung für uns waren die Simulationsergebnisse, die zeigten, dass das aerodynamische Zentrum des Vierflügelflugzeugs nicht irgendwo zwischen den vorderen und hinteren Flügelpaaren liegt, sondern dahinter“, erinnert sich Andrey Melnik. - Um dieses Problem zu lösen, mussten wir die Geometrie des vorderen und hinteren Hecks ändern. Aber dadurch begann das Schwungrad souverän in der Luft zu bleiben.“

    Von der Praxis zur Theorie

    Der Erstflug des Schwungrads fand im Jahr 2012 statt, als das noch nahezu unkontrollierbare Gerät etwa 100 m weit flog. Seine starren Verbundflügel wurden von einem kleinen Motor mit Kurbelgetriebe angetrieben. Und nach weiteren sechs Monaten blieb die verbesserte 29-Kilogramm-Version so lange in der Luft, wie ein Halbliter-Tank reichte – 10-15 Minuten. Für ihr Schwungrad Nr. 2488525 haben die Entwickler ein RF-Patent erteilt.

    „Wir stehen unter anderem auch vor einem Managementproblem“, fährt Andrey Melnik fort. - Das Schwungrad wurde über die Höhenruder am Heck vertikal ausgelenkt und zuverlässig gesteuert. Um aber den Kurs horizontal zu ändern, mussten wir zusätzliche Winglets an den Flügeln anbringen. Durch die Änderung ihrer Position wurde es möglich, das Gerät im Flug vollständig über einen Funkkanal zu steuern.“

    Es muss gesagt werden, dass das Schwungrad immer noch nicht senkrecht abhebt, obwohl für den Start eine sehr kurze Landebahn erforderlich ist. Nur noch 5-10 m – und er geht in Führung. Diese Zahl kann noch weiter reduziert werden, aber um ein echtes Modell in Originalgröße zu schaffen, muss das Design erheblich verbessert werden. Laut Andrey Melnik muss zunächst auf den Kurbelmechanismus verzichtet werden, der für die Erzeugung von Schlagbewegungen der Flügel nicht sehr erfolgreich ist. Es entstehen zu gefährliche Trägheitskräfte, die am oberen und unteren „Totpunkt“ der Schwingung besonders stark sind. „Wenn wir einen anderen Antrieb nehmen, der in der Lage ist, die Energie der letzten Bewegungsphasen zu speichern und sie dann für die Bewegung in die entgegengesetzte Richtung zu nutzen, wird das deutlich effizienter sein“, sagt der Konstrukteur. „Das könnte zum Beispiel ein pneumatischer Mechanismus sein, wir haben solche Ideen.“

    „Das Schlimmste ist, dass wir immer noch nicht genau verstehen, wie es fliegt“, fährt Andrei Melnik fort. - Sowohl von der Ausbildung als auch von den Fähigkeiten her sind wir Praktiker, Designer, keine Theoretiker, keine Wissenschaftler. Wir können jedoch definitiv sagen, dass herkömmliche theoretische Modelle für ein Schwungrad nicht geeignet sind, und unsere Tests haben dies bestätigt. Insbesondere stellte sich heraus, dass unser Auftriebskoeffizient um ein Vielfaches größer war als der eines typischen Flugzeugflügels. Warum? Ich hoffe, jemand kann es herausfinden. Vielleicht passiert wirklich alles in umgekehrter Reihenfolge: Nachdem wir herausgefunden haben, wie der Flieger fliegt, werden wir endlich den Schlagflug von Vögeln und Insekten verstehen.