Tri nepoznanice iz istorije avijacije :: Nauka ~ Tehnika ~ Military

Ponekad se začudimo kada ugledamo fotografije aviona koje nigde nismo videli i čiji naziv, ni ime konstruktora nikada nismo čuli. To je naravno, samo belina u našem znanju. Ali, šta ako celokupna Istorija avijacije ne zna ništa o tome. Uzalud prevrćemo stranice enciklopedija, leksikona, monografija, memoara i godišnjaka starih časopisa. Belina, nedostatak podataka. A toga, kao što ćemo videti, ima.
Ovo neće biti kompletno predavanje, jer i ne može biti, baš zbog tih praznina, ali je pokušaj da ukažemo na tri nepoznanice u istoriji avijacije. Reč je o jednom davnom i neverovatnom letu aviona, u koji se sumnja. Zatim, o potpuno nepoznatom konstruktoru neostvarenih letilica, koji je Srbin, a s uvažavanjem pominjan u stranoj štampi. I najzad, o čudnom fizičkom efektu otkrivenom prilikom prvih letova aviona, o kojem nigde ne pišu a studenti ga ne uče iako može postati vrlo značajan u budućnosti. iščileo je iz savremene nauke.

Pođimo redom onako kako su se pojavljivali na požutelim stranicama zaboravljenih novina i časopisa.

PRVA NEPOZNANICA

Da li je leteo Grimaldijev avion ?

Anreja GRIMALDI Voland bio je stanovnik gradića Lajdena u Holandiji, kada je to, u osamnaestom veku, bila najbogatija zemlja Evrope i kada se, u borbi za prevlast na morima, sukobljavala sa Britanijom. Sve što znamo o tom Grimaldiju, ako je zaista postojao, jeste jedan članak u novinama "Lajdenski vesnik" objavljen 21. oktobra 1751. To je, dakle, osamnaesti vek pre tačno 250 godina. Te novine i taj članak danas se čuvaju u Lejdenskoj biblioteci.
Iz tog napisa saznajemo da je Andrej Grimaldi napravio nešto što bi mogli nazvati avionom. Bio bi to prvi avion u istoriji čovečanstva. Evo kako ga opisuje autor članka: "U mašini, na kojoj je Andreja Grimaldi Volant, tokom jednog sata može preći sedam milja, ugrađen je satni mehanizam, njegova širina je 22 stope, ima oblik ptice, čije se telo sastoji od sunđerastih delova povezanih žicom, uvijenih u pergament i perje. Krila su napravljena od kitovih kostiju. U unutrašnjosti mašine nalazi se trideset neobičnih točkića i lančića, koji služe za podizanje i spuštanje utega. Pored toga, postoji i šest bakrenih cevi, delimično napunjenih živom. Ravnotežu održava sam konstruktor letač. U buri i tihom vremenu on može da leti istom brzinom. Ta čudesna mašina upravlja se pomoću repa dužine sedam stopa, pričvršćen remenjem za noge ptice. čim ptica poleti, rep se kreće u levo ili nadesno, po konstruktorovoj želji. Svaka tri sata ptica se polako spušta na zemlju, kako bi satni mehanizam bio ponovo navijen. Pronalazač leti stalo u visini drveća
. Andreja Grimaldi Voland jednom je preleteo kanal Lamanš, iz Kalea za Dover. Odavde je istog jutra doleteo u London gde je razgovarao sa poznatim mehaničarima o konstrukciji svoje mašine. Mehaničari su bili zadivljeni i predložili su da zajednički naprave do Božića novu mašinu koja bi mogla leteti brzinom 30 milja na sat.."
Eto, to je sve što znamo o Grimaldijevom avionu i njegovom začuđujućem letu preko Lamanša. Ta leteća mašina zaista liči na avion, jer ima trup, krila i rep. Ali, čemu točkići i lančići i, naročito, bakarne cevi napunjene živom? Da li su utezi, koji su preko lančića pokretali točkiće, a ovi elisu - imali snage da elisa podigne taj avion u vazduh?
U članku iz "Lajdenskog vjesnika" ima mnogo nejasnog, a najvažnije je da nigde nema potvrda da je sve to istina. Taj let preko Lamanša, u ono vreme, zaista je neverovatan. Izgleda da je to članak ustvari "novinarska patka" s ciljem da se poveća zanimljivost lista radi podizanja tiraža. postoje i mišljenja da je to "propagandni trik" radi plašenja Engleza, jer eto, pojavljuje se nešto što može da ugrozi tog potencijalnog neprijatelja, a kome moćna britanska ratna mornarica ne može ništa.
Da li su postojali Grimaldi i njegov avion i da li je on zaista leteo pitanje je na koje se može odgovoriti: najverovatnije ne. Postoje i suprotna mišljenja, kako je on postojao i bar eksperimentisao sa avionom i letenjem. O samom preletu preko Lamanša svi su susdržani, a Englezi o tome ćute.
Jedino na što bi se moglo uverljivo odgovoriti je pitanje: Da li je mogla leteti mašina opisana u "Lajdenskom vjesniku"?

Tražeći odgovor na tu dilemu postoje dva aspekta. Pre svega da li je Grimaldi mogao znati toliko o aerodinamici, a koja tada kao takva nije ni postojala, da mu se avion ne prevrne ili tačnije ne padne u kovit. Još važnije je da li je motor, koji je Grimaldi napravio mogao pokretati taj avion. ono o utezima, točkićima i lančićima ostavimo po strani, jer je to čudno i možda u tim novinama nedovoljno objašnjeno.
Ali, kada je reč o cevima sa živom to je veoma važan podatak. Tu se krije i glavna zagonetka Grimaldijeve mašine. Posle pažljive naučne analize to se ne može proglasiti besplodnom maštarijom. Kad pomenemo živu nevoljno nam padaju na pamet opisi staro- indijskih letećih kola u kojima živi pripada najvažnija uloga. Da li je to znao naš hipotetički Grimaldi?
Evo kako su.još pre tri ili četiri hiljade godina opisali svoju letelicu pesnici drevne Indije.
" ... Unutra valja smestiti uređaj sa živom i gvozdenim sredstvom za zagrevanje. Pomoću sile koja se krije u živi, nastaje noseći vihor tako da kola polete zajedno sa čovekom. Tako se mogu preleteti velika rastojanja po nebu..." Ruski istraživač Leonid Zaslavski pažljivo je proučio mogućnost, kako reče, živinog reaktivnog motora. On kaže da je najprostiji motor što stvara potisak ć motor isparivajućeg tipa. Bilo koji kotlić u kojem vri tečnost i koji ima mali otvor za izlazak pare,stvara potisak. Živa kao radno telo ima neospornu prednost pred vodom veliku gustinu (13,52 g/cm) što znači da pri jednakim masama žive i vode razervoari za živu mogu biti 14 x manji. Temperatura stvaranje pare u žive je otprilike 7 x niža no u vode. To znači da se za toliko puta smanjuje potreba za količinom goriva. Najzad, pritisak živinih para pri temperaturama od 360 do 600 stepeni menja se samo od 2 - 25 bara, a pritisak vodene pare već pri 350 stepeni dostiže 170 bara. Prema tome, uslovi za održavanje potrebne temperature za živu su manje kritički. Lakše je upravljati režimom rada motora, jer otpada stalna potreba kontrole temperature i pritiska. Dovoljno je vrlo grubo regulisanje grejača, jer bilo kakva greška neće dovesti do naglog pada pritiska. A da bi se stvorile živine pare dovoljno je vrlo malo goriva, svega nekoliko grama.
Takva razmišljanja i proračuni Zaslavskoga pokazuju da čovek prošlosti mogao da koristi živin reaktivni motor, pa je to mogao i Andreja Grimaldi u 18 veku. I danas bi avioni mogli da lete pomoću žive, ali ko bi nabavio toliko žive. Sem toga, ona je mnogo skuplja od nafte. Iz svega ovoga mogli bi zaključiti da je Grimaldijeva mašina mogla leteti, iako nismo sigurni da li je uopšte postojala.

DRUGA NEPOZNANICA:

Nepoznati doktor Stokić

Novosadski časopis "Brankovo kolo" objavio je u svom 45 broju u 1901. godini gotovo senzacionalan članak pod naslovom "Nova vazdušna lađa doktora Stokića". To je bio prevod sa ruskog jezika, a ruski autor se potpisao kao Stari inženjer. Redakcija novosadskog časopisa "Brankovo kolo" napisala je kao uvodni deo samo nekoliko redaka, koji glase:
Pre kratkog vremena prošao je kroz naše i strane novine glas da je naš sunarodnik, doktor medicine Miodrag Stokić u Parizu, konačno rešio problem bespreprečnog plovljenja po vazduhu pronalaskom svoje vazdušne lađe. Petrogradsko "Novoje vremja", političko-književni list, ima avgusta ove godine o tom pronalasku originalan, podroban dopis iz pera svog stalnog dopisnika Staroga Inženjera. Kako je ovaj važni pronalazak srpski i kako je vrlo verovatno da će pronalazač novog plovca po vazduhu ć isto kao i naš veliki Tesla uskoro postati svetska znamenitost.donosimo ovaj dopis ruskog lista u celini, u prevodu jednog našeg starog saradnika. Ruski autor je ovako ispričao svoju priču:
Nedavno sam, sasvim slučajno, imao priliku upoznati se ovde u Parizu, s jednim mladim Srbinom, lekarom Miodragom Stokićem, vrlo skromnim i originalnim čovekom. Vrlo je verovatno da će to ime, koje danas nikom, osim uzanog kruga poznanika, nije poznato, u najskorijoj budućnosti postati celom svetu poznato.
To je moj genijalni pronalazač, kojega do danas, nekim žudnim slučajem niko nije pronašao, a Bogami, vredno je bilo. Nego, koliko je to čovek skroman i koliko se boji reklame, nije ni bilo lako doći do njega. mimogred napominjem da ovaj retki čovek sa zanosom voli Rusiju i sve što je rusko. U Rusiji je uostalom i dobio svoje više obrazovanje i to u Vojnoj medecinskoj akademiji u Petrogradu. Poslednje vreme živeo je u Parizu, gde se zainteresovao nekojim pitanjima koja imaju opštije značenje. Među tim pitanjima bez sumnje je i pitanje o besprečnoj plovidbi po vazduhu. Svestrani um mladoga Srbina, posle napornog dugotrajnog rada i brižljivog izučavanja i posmatranja izvesnih pojava u prirodi, kretanje životinja u vazduhu i vodi, došao je najzad do neobično jakih rezultata. Pozitivno se može reći da je problem rešen. Autor članka ne ulazi u detalje, ali da bi uverio čitaoca da je veliki sumnjalo u stvari plovidbe po vazduhu. On ističe da je dosada, sa visine svojih tehničkih znanja, mnogo i mnogo pronalazača, nije vajde kriti, ismejao i u nepele otpravljao.
Otud nije nikakvo čudo, što se pred dr. Stokićem nisam mnogo ustručavao tim pre, što za njega nikad dosad nisam bio čuo. No ono što sam svojim očima video i ono što sam od njega lično čuo mene je prosto porazilo. Ama ništa drugo, prava pravcata vazdušna lađa. I, milostivi stvoritelju, kako je to sve istinito, prosto i oštroumno, samo je trebalo setiti se! Ja rekoh da je sasvim prosto. Istina je, istina; ali koliko je tu trebalo imati znanja, koliko energije, neumorne volje, sposobnosti za posmatranje, koliko moći spekuliranja, da se najposle čovek seti ove doista proste stvari.
Sudeći po pisanju Staroga Inženjera, Milorad Stokić je izradio ne samo mnoštvo crteža, planova već je pravio i modele. Autor članka kaže da model Stokićeve vazdušne lađe izvodi savršeno slobodno i lako sve moguće pokreta u kom bilo pravcu: u verikalnom, naviše i naniže; u horizontalnom napred, na desno na levo; linijom ili celim korpusom po periferiji kruga ili samo svojim zadnjim krajem, dok prednji kraj stoji skoro nepomično u centru opisanog kruga. Spušta se i diže u spirali, opisuje osmice i sve moguće figure, i sve to sa nepredstavljivom brzinom i lakoćom. Čak ni veoma jake vazdušne struje, upućena na model, ne skreću ga sa puta i pravca kojim je pošao. stabilnost je savršena, a konstrukcija veoma čvrsta. U slučaju da aparat stane ili se pokvari, on se polagano bezopasno spušta na zemlju. E, pa šta hoćete više.
To su jedini podaci o Stokićevoj vazdušnoj lađi. Autor samo dodaje da se taj aparat može kretati po zemlji i s nje dizati se u vazduh; nekim protim načinom može se udesiti da pliva po vodi, s čije površine također može, kad zaželi podići u vazduh na koju mu drago visinu i kretati se ogromnom brzinom, čak i pri vrlo nepovoljnom stanju atmosferskih struja, a pri povoljnom vetru može postići do danas neznanu brzinu.
Leteći aparat doktora Stokića kako kaže naučni dopisnik "Novog Vremena" nema ničeg zajedničkog sa onim što je do danas bilo projektovano, bar u detaljima konstrukcije i glavnih organa. Nešto, dakle, gotovo potpuno novo. On se nada da će do kraja svog zemnog žitka makar jedanput u prvoj klasi tog letećeg broda, doleteti iz Pariza u Petrovgrad (ili obratno za ništa više od 15 do 20 sati.
I tako, pisac ovih redova, kome se dosad neprestano činilo smešno kako to ljudi bez prepreka preleteti vazdušno prostranstvo ma u kom pravcu ć koji je, pravo da kažem, smatrao da je to nemo žgućno ć sada se kaje i priznaje, da danas ne samo misli drukčije, no se nada da će i sam leteti na Stokićevom letećem brodu.
Nažalost, autor ne pominje neke ključne detalje. Da li je taj aparat lakši ili teži od vazduha. Kakav će motor koristiti i koja mu je potrebna snaga. Ima li elise ili je to možda reaktivni motor. Kakvog je ta vazdušna lađa oblika i veličine. O težini se ništa ne govori. Sudeći po predloženom putovanju to nije naročito brza letilica. Najverovatnije je da podseća na kasnije dirižabe, a verovatno je moglo biti savršenije od nemačkih cepelina.
Sve je to ostalo neobjašnjeno i liči samo na lepu priču. Ne znamo ni godinu ni tačno mesto Stokićevog rođenja, a pogotovu ne znamo gde je u Parizu živeo, ni kada je umro, ni gde je sahranjen. Možda u stanu u kojem je živeo, kod njegovih potomaka, ako ih je imao i sada u nekom ormanu leže Stokićevi crteži i modeli a kojima se igraju praunuci.
Čovek smelog uma, stvaralačke mašte, koji je opčinio svoga sagovornika, nije uspeo da uradi ono što je hteo. Zašto? Sve je to jedna velika nepoznanica francuske, i naše istorije vazduhoplovstva.

TREĆA NEPOZNANICA:

Zaboravljeni Koandin efekt

Na decembarskom aeromitingu 1910. godine, na pariskom polju Isi de Mulino, najveću pažnju među desetak aviona privukao samo jedan, jer za neverovatno čudo onog vremena, nije imao elisu. Gledaoci su jedva čekali da taj avion poleti. Njegov tvorac je bio Anri Koanda (Henri Coanda), rumunski pronalazač koji je živeo u Parizu. Tu je i napravio taj neobični avion. Bio je to jednomotorni biblan, dakle dvokrilac, jednosed. Na nosu je umesto tada uobičajene elise imao je povelik metalni usečeni konusni cilindar. U unutrašnjosti se mogle videti mnogokraka elisa, kao kod ventilatora. Tu skrivenu elisu pokretao je četvorocilindrični motor. Koanda to nije zvao elisom, nego turbinom.
Ta primitivna turbina igrala je ulogu kompresora. Sabijala je vazduh i ubacivala u komoru sagorevanja. Tu je iskra palila gorivo čiju su sabijeni gasovi izlazili kroz dva mlaznika na bokovima aviona, kao dva snažna plamena. Tako je stvaran reaktivni potisak. bio je to, dakle, prvi reaktivni avion u svetu.
Prilikom ispitivanja tog motora Koanda je ustanovio da taj motokompresorski benzinski motor od 50 ks stvara potisak od 220 kg. Kako mu je avion bio težak 420 kg on je verovao da će to, uz pomoć uzgone sile krila, biti dovoljno da poleti.
I zaista, poleteo je ali je, dugo, veoma dugo rulao uz stra vičan prizor lizanja dva velika vatrena jezika niz bokove tog aviončića manjeg od tri metra, ustvari svega 2,70 m. Jedva je uspeo da se odlepi od zemlje, svega desetak metara ispred nekog zida. Efektno je uzleteo poprilično strmo, preleteo zid i iza njega se stropoštao. Bila je to i mala brzina i mala visina, pa je Koanda ostao živ i zdrav, prošavši samo sa nekoliko ogrebotina i lakših udaraca.
Gledaoci na Isi de Mulino su kao opčinjeni potrčali ka unesrećenom avionu. Prvi je stigao čuveni inžinjer Aleksandar Ajfel, tvorac Ajfelove kule u Parizu. Oduševljeno je stegao ruku Koandi, uzvikujući: "Mladi čoveče, vi ste pretekli epohu za 30, a možda i za celih 50 godina !"
Iako je Ajfel već tada bio poznat i kao veliki naučnik u oblasti aerodinamike, Koanda ga nije slušao, već zabrinut gledao u mlaznike svog aviona. Umalo se trup njegove letilice nije zapalio. On je znao da bi to moglo da se desi, jer je trup aviona napravio od šp%rćploče. kako bi sprečio da plamen ne zahvati tu drvenariju, on je iza mlaznika postavio "odbijače plamena, metalne deflektore.
Ali, umesto da odbijaju plamen oni su savijali plamen i nabacivali ga pravo na drveni trup aviona. Nije došlo do požara samo zbog toga što let nije dugo trajao.
Koanda je bio zbunjen i, čak, zaplašen. Kasnije zbog toga pokušava da nađe odgovor na pitanje kako je moguće da se plameni mlaz, umesto da bude odbijen, naglo skreće iza prepreke. To je, mislio je Koanda, protivno svim prirodnim zakonima.
Zabrinut i iznenađen Koanda je potražio savet nekog visokok stručnjaka, koji je dobro znao i fiziku i aerodinamiku. Bio je to tada već poznati, a kasnije i slavni Taodor fon Karman. On je vrlo brzo ocenio važnost otkrića mladog Rumuna i odmah mu je dao i ime "efekat Koanda". O tome se vrlo alo pisalo i taj zaista čudni efekt zbog nečega nije privukao pažnju aerodinamičara, pa je Koanda, tokom 25 godina u slobodnom vremenu usamljen eksperimentisao i tražio svom otkriću moguću oblast primene.
S efektom Koanda susrećemo se svaki dan. Ako stavimo čajnu kašičicu pod česmu, tako da ispupčeni deo bude okrenut gore, pa pustimo vodu videćemo da vodena struja umesto da odbija kašičicu privlači je. Ne samo voda, već struja bilo kog gasa, takođe to čini. To i jeste Koandin efekt.
Eksperimentišući, Koanda je izmerio količinu vazduha u samoj struji i otkrio da je tu pritisak manji od atmosferskog. To znači da na takvoj površini atmosferski pritisak stvara silu sposobnu da pokreĆe ili podiže neki teret.
To otkriće je toliko protivurečilo opšte prihvaćenim pogledima, da je večina aerodinamičara veoma dugo to prihvatala skeptički. Interes ka istraživanjima Koande probudilo se tek posle drugog svetskog rata, kada je u nemačkim arhivama nađeni dokumenti iz kojih se vidi da su Nemci u svojim aerodinamičkim labaratorijama proučavali taj efekat smatrajući da zaslužuje pažnju.
Eksperimenti su ponovljeni u više zemalja i kao da su potvrdili postojanje efekta. Ali, niz istraživača je smatralo da se efekat ne primećuje, da ga ustvari nema, pa je interes k njemu ponovo bio izgubljen.
Pojava aparata na vazdušnom jastuku (overkrafta) podstaklo je istraživače da se ponovo okrenu efektu Koanda. Ta nova istraživanja su jasno pokazala uzroke ranijih neuspeha. Razjasnilo se da stabilan efekat nastaje pri strogo određenom odnosu razmera pukotine i prečnika mlaznika, a veliki uticaj ima izbor mesta te pukotine (tačnije rečeno procepa), i oblika površine, pa i kvaliteta njene obrade. Ako je površina rapava od Koandinog efekta neće biti gotovo ništa. Nije ni čudo što mnogi istraživači, radeći s primitivnim modelima uopšte nisu otkrivali efekat.
Najveće iskustvo stekao je sam Koanda. U 1968. godini, kada mu je bilo 77 godina, on je u jednoj američkoj labaratoriji pokazao svojim kolegama kakve se mogućnosti kriju u njegovom efektu. Kada su amerikanci poslušali savete kondine uspeli su da naprave mlaznik sa potiskom koji 19 % daje veĆi potisak od teorijski mogućeg. U savršenijm eksperimentima dobio je potisak za 38 % veći od teorijskog.
Koanda je napravio i model aparata na vazdušnom jastuku. Njegov prečnik je bio 60 cm. Gornji deo modela je eliptički toroid, koji je odozgo pokriven krovom tako da se između površine toroida i krova stvara procep iz koje ističe vazduh. Protivno svim uobičajenim zakonima vazduh iz pukotine ističe na gore pod uglom od 45 stepeni ka horizonti. Na gornjoj površini stvara se vakuum, a pod donjem sila uzgona, koji stvara vazdušna struja silazeći nadole po spoljnoj krivoj površini. To prisiljava aparat da poleti i jedri vazduhom. Sudeći po modelu, takvi aparati biće lakši i biće im potrebna manja snaga, a biće i jednostavniji za upravljanje ć no obični aparati na vazduŠnom jastuku.
Koanda je napravio i brodić na podvodnim krilima. Umesto elise u prednjem delu podvodnih krila napravljeni su otvori, male pukotine kroz koje se izbacuje vodena struja. Ti otvori ne samo da stvaraju uzgonu silu, nego i pokreću brodić unapred. Model takvog brodića, hidrokrilca, bio je dug 100 cm a kretao se brzinom 32 km/č. Naučnici smatraju daće normalno veliki primerak postići brzinu od 80 čvorova (148 km/č) ć uz pravljene manjih talasa, uz manju buku i s manjom snagom motora.
Godine 1938. Koanda je napravio i prijavio patent "strujni kišobran". Slikovito rečeno, to je avionsko krilo savijeno u disk. Tako se dobija nešto nalik na kišobran, ali od metala, ili pečurka s otvorom u sredini. Ako u gornjem delu kroz nekoliko otvora izbacujemo vazduh velikom brzinom, to će silazeĆi niz ispupčenu površinu i padajući sa donjeg kraja, stvarati poniženi pritisak pod kišobranom. Rezultat je uzgon sila koja je podigla u vazduh ne samo kišobran, nego i pronalazača Koandu, koji se čvrsto držao viseĆi nogama na dole.
I, najzad, Koanda je izmislio naročite mlaznike u komorama sagorevanja. Oni daju plavi plamen, bez dima i garantuju potpuno sagorevanje goriva, jer najveći deo vazduha potrebno za oksidaciju takav mlaznik siše iz okoline. Koanda je eksperimentalno otkrio da vazdušna struja iz takvog mlaznika usisava 20 x više vazduha no što je ima u samoj struji.
Neki optimistički nastrojeni eksperimentatori veruju da pomoću Koandinog efekta mogu čak i tenk da podignu u vazduh i prebace ga preko minskih polja i iznad putanje granata protivtenkovskih topova. Da bi to bilo moguće valja još rešiti mnoštvo problema s Koandinim efektom. Pre svega matematskih, jer se do sada tu matematika nije mnogo potrudila. Još nije rešeno kakav oblik gornjeg dela tenka napraviti, niz kojeg valja da se sliva vazdušna struja da bi se dobio Koandin efekt. To se može rešiti topološki, ali topologiju za sada aerodinamičari i konstruktori tenkova ne uče.

autor teksta: Stevan Korda - jak.org