Художественное оформление И. Ю. Степанов
© И. Ю. Степанов, 2021
ISBN 978-5-0053-7145-4
Создано в интеллектуальной издательской системе Ridero
«… Трудности носят не математический, а чисто физический характер. Дело состоит в неясности самой физической схемы, которой можно было бы стилизовать процесс, происходящий при взмахе крыла; и недостаток этой физической схемы не может быть заменён никакими… математическими средствами, как бы сложны они не были» Голубев В. В. Тяга машущего крыла. Доклад на сессии ОТН АН СССР, январь, 1946 г., «Известия АН СССР, ОТН», 5, 1946 г.
У вас в руках частное исследование, которое поможет вам не только понять «физическую схему», на которой основан полет живых организмов в воздухе, но и самим создавать аппараты, способные передвигаться по воде и в воздухе за счет движителей, предназначенных для отталкивания от воздуха, как это делают птицы и насекомые.
У Вас в руках вторая часть первой книги, посвященной полету птиц и насекомых, состоящей из двух частей.
В первой части, которую я назвал «Описание», описаны некоторые свойства семян растений, летающих насекомых (жуки, бабочки, стрекозы), рыб и рукокрылых. Первая часть без иллюстраций.
Вторая часть, названная «Наглядное приложение к первой части», имеет мало текста. В ней собраны рисунки, схемы, фотографии, дополняющие сухой текст первой части.
Первая часть книги «Полет птиц и насекомых без формул» выставляется мной бесплатно в интернет магазинах. Желающим приобрести бумажную версию, надо будет оплатить тираж и расходы на доставку.
Вторая часть книги, платная.
Следующая книга будет называется «Движительный элемент птичье перо», публикация которой запланирована на конец лета 2021 г. Четыре главы в ней посвящены птицам (перья, скелет, мускулатура, и др.). В последующих главах будет дано подробное описание различных конструкций движителя, на который подана заявка на изобретение.
Во многих случаях, для того, чтобы познать какое-то природное явление, люди пользуются законом подобия.
Закон подобия может быть сформулирован, примерно, так: «Что внутри – то снаружи. Что вверху – то внизу. Что в малом – то и в большом. Что вблизи – то и вдали. И так далее».
Все параллельные, вложенные, последовательные и т. д. миры могут быть познаны и осмыслены с помощью закона подобия. Закон подобия не подразумевает равенства, но обязательную схожесть некоторых параметров, критериев, явлений и прочих атрибутов двух подобных миров, явлений и других изучаемых наблюдателем объектов. Для наилучшего применения закона подобия следует использовать метод аналогий, который, по-видимому, является единственным средством, которое есть в нашем распоряжении.
Использование метода аналогий невозможно без применения полученных людьми знаний физического плана, которые мы называем научными.
Если говорить относительно атмосферы, которая является слоистой и состоит из величайшего количества молекул, то широкие слои атмосферы складываются из множества более узких, тончайших и подобных друг другу слоёв. И каждый из этих слоев, не взирая на его местоположение, будет иметь свои размеры: толщину и ширину, и др. В связи с тем, что все слои атмосферы накручены вокруг Земли, подобно тому, как нитка намотана на катушку, то, если не покидать данного слоя, можно пролететь вокруг Земли бесчисленное множество раз, практически не заметив при этом никакого снижения. Слой, намотанный на другие слои, всегда будет менее напряжен, чем нижний слой.
Классификация растительного и животного миров тоже произведена по законам подобия. Поэтому большие и тяжелые летающие птицы летают подобно малым и легким птицам, а большие и тяжелые животные передвигаются подобно малым и легким.
Если этот закон верен, то самое маленькое птичье перышко колибри будет подобно большому перу лебедя и окажется подобным всему крылу птицы.
Атмосфера Земли имеет слоистое строение. Слои атмосферы отличаются друг от друга температурой воздуха, его плотностью, количеством водяного пара в воздухе и другими свойствами. Говоря иначе, воздушный океан по своему строению напоминает дом. У него тоже есть свои «этажи».
Газообразная воздушная оболочка, окружающая весь земной шар, называется атмосферой (от греческих atmos-воздух и sphaira- шар). Атмосфера простирается до высоты свыше 1000 км. Ее обычно делят на тропосферу, непосредственно прилегающую к земной поверхности, стратосферу и ионосферу.
Воздух имеет массу и давит на поверхность земли с определенной силой. Давлением называется сила, приходящаяся на единицу поверхности. Эта сила обозначается буквой р.
В механике давление обычно измеряется в кгс/см>2. Давление в 1 кгс на 1 см>2 принято называть технической атмосферой. В аэродинамике давление измеряется в мм ртутного столба. Известно, что на уровне моря, при температуре плюс 15° С воздух давит на поверхность земли с силой 1 кгс на 1 см>2. С такой же силой давит столб ртути высотой 760 мм. Такое давление принято считать нормальным.
В зависимости от температуры и влажности воздуха меняется его плотность, что, в свою очередь, вызывает изменение давления. С подъемом на высоту давление понижается в строго определенной закономерности. Это дает возможность заранее определить, каким оно будет на той или иной высоте.
Свойство давления изменяться в зависимости от высоты используется в анероидно-мембранных устройствах: высотомерах, приборах автоматического раскрытия парашюта.
С увеличением высоты давление кислорода падает, а суммарное давление паров воды и углекислоты в лёгких остаётся почти постоянным – около 87 мм рт. ст. Поступление кислорода в лёгкие полностью прекратится, когда давление окружающего воздуха станет равным этой величине.
По мере подъёма на высоту над поверхностью Земли постепенно ослабляются, а затем и полностью исчезают такие привычные для нас явления, наблюдаемые в нижних слоях атмосферы, как распространение звука, возникновение аэродинамической подъёмной силы и сопротивления, передача тепла конвекцией и др.
До высот 60—90 км ещё возможно использование сопротивления и подъёмной силы воздуха для управляемого аэродинамического полёта. Но, начиная с высот 100—130 км знакомые каждому лётчику понятия числа М ' и звукового барьера теряют свой смысл, хотя при больших скоростях полёта там ещё можно применить аэродинамическое крыло.
Хотя атмосфера простирается вверх на многие сотни километров, основная масса воздуха сосредоточена в довольно тонком слое. Между уровнем моря и высотой 5—6 км находится половина массы атмосферы, в слое до 16 км-90%, а в слое до 30 км – 99%. Иначе говоря, плотность воздуха с высотой быстро уменьшается. Поэтому 1 м
