5-Бөлүм: Андуулар Жана Учуу Технологиясы

Эң кемчиликсиз учуу машинасы кайсы? Сикорский вертолетторубу, Боинг 747 жолоочу учагыбы, же F-18 согуш учагыбы?

Reader's Digest журналында тема катары канаттууларды колго алган илимий бир макала төмөнкү сүйлөм менен башталып, бул суроонун жообун мындайча берүүдө:

Аэродинамикалык бир керемет болгон канаттуу менен салыштырылганда эң алдыңкы аба унаасы да болгону орой бир көчүрмөдөй болуп калат.79

Канаттуулар кемчиликсиз учуу машиналары. Бир унаа уча алышы үчүн жеңил болушу керек. Бул канатты карматуу үчүн колдонулган болт жана тырмактарга да тиешелүү эреже. Мына ушул себептен адамдар учак жасоодо дайыма өзгөчө материалдарды колдонууга аракет кылышат: катуу бирок жеңил, ошол эле учурда соккуларга чыдамкай. Бардык мындай аракеттерге карабастан, бул жагдайда канаттууларга жакындаша да албадык деп айтууга болот. Сиз төмөндөп (конуп) баратканда, жарылып кеткен же талкаланган бир канаттууну көрдүңүзбү? Же учуп баратканда денеге болгон байланыштары начарлаганы үчүн канаты үзүлгөн бир канаттууну?

Канаттуулардагы кемчиликсиз долбоорлордун абада учуунун өнүгүшүндө абдан чоң таасирлери бар. Учакты табуучулары деп кабыл алынган Wright бир туугандар Kittyhawk аттуу учактарынын канаттарын жасап жатышканда, гриф канаттарынын долбоорун өрнөк алышкан.80

Ичи бош жеңил сөөктөр, бул сөөктөрдү кыймылдата тургандай күчтүү көкүрөк булчуңдары, абада турууну камсыз кыла турган сыпаттагы түктөр, аэродинамикалык канаттар, жогорку энергия муктаждыгын камсыздай турган бир метаболизма... Канаттуулардын бир долбоор натыйжасы экенин апачык көрсөткөн мындай өзгөчөлүктөр аларга абада кыймылдоонун жогорку жөндөмүн берет.

Канаттуулар дагы көп тараптардан учактардан алдыда. Мисалы, кузгун, көгүчкөн сыяктуу канаттуулар абада чимириле алышса, аары куштары абада асылып тура алышат. Абада учуп баратканда, ойун өзгөртүп, кокус бир кыймыл менен бир бутакка коно алышат. Учактар болсо мындай кыймылдарды жасай алышпайт.

Left: Planes fly much faster than birds, but give off a lot of heat during flight. In a bird's body, however, the air circulation works just like a cooling system. It is therefore impossible to hit a bird with a heat-seeking missile as one can with a plane. Right : In terms of flexibility and maneuverability, birds are far superior to planes. A bird's neck allows its beak to reach any part of the body, so that the bird is easily able to maintain its feathers, the most important component of its flight. During flight, the neck also establishes balance, as is the case with the flamingo. Progress made in aeronautics over the past century led to the nose of Concorde, which was able to swivel up and down—a design actually copied from dolphins.

The flap of a plane (the movable surface attached to the rear edge of the wing that is used to create lift or drag) can't repair itself when damaged or even replace itself. Feathers, however, which serve the same function for birds, can do so, thanks to the impeccable system God gave them.

Try to tear a feather apart, and you'll meet considerable resistance, because filaments of the feathers are closely bound together by small hooks known as barbicels. A split feather even has the power to repair itself. Just rubbing a feather a few times "with the grain" lets these tiny hooks grip themselves together once again.

Али учактар табыла элек кезде эле канаттуулар учуу үчүн колдонгон кемчиликсиз долбоор көптөгөн ачылыш жасагандарга таасир берген. 19-кылымда кээ бир адамдар үйдө жасаган канаттарды колдоруна бекем байлап, имараттардын чатырынан өздөрүн абага ташташып, канаттуулардын кыймылын тууроого аракет кылышкан. Сиз болжогондой эле, бул адамдардын учуу үчүн бир эле канаттын жетиштүү эмес экенин түшүнүшү көп убакыт алган эмес.

The cobra maneuver performed by Russian pilot Victor Pougatchev in his Su-27 jet has gone down in the history of aviation. The maneuver allowed Pougatchev to halt his plane in the air for a moment, causing an enemy plane to pass underneath. ("Yeni Avcı Uçakları:Pougatchev'in Kobraları," (New Hunter Planes: Pougatchev's Cobras) Asst. Prof. Selcuk Aslan, Bilim ve Teknik, Mar. 1990, 57-58.) Yet Pougatchev's maneuver is as nothing compared to what the hummingbird does.

Ал күндөрдөн бүгүнкү күнгө чейин дээрлик 200 жыл өттү. Адамзаттын илимий тажрыйбалары жана изилдөө-өнүктүрүү ыкмалары абдан алдыга жылды. Бирок кээ бир адамдар дагы эле ушул ачылышчылардай акылдан алыс жана бош догмаларды жасашууда. Бул көз-караш боюнча, сойлоочулар убакыттын өтүшү менен баскыч баскыч өнүгүп отуруп, канаттуу абалына келген. Баскычтуу эволюция деп аталган мындай ойдон чыгарылган механизм чындыкка эч сыйбайт. Канаттуулардын сойлоочуларга бираз да окшобогон сөөк жана булчуң түзүлүштөрү, түктөрү, аэродинамикалык канаттары жана метаболизмдери бар.83 Кургактыкта жашаган жандыктардан толугу менен айырмалуу бир түзүлүшкө ээ болгон канаттуулардын эч бир дене механизмин догма кылынган баскычтуу эволюция модели менен түшүндүрүүгө болбойт.

Birds' bodies are specially designed for flight. A glance at a bird's neck is sufficient to illustrate this. A sparrow's consists of 14 vertebrae, the same number as in the giraffe. This allows the bird to easily maintain its balance in the air, to hunt, and to care for its feathers.

Учак Технологиясындагы Жаңы Максат: Өзгөргөн Шарттарга Жараша Калыбы Өзгөргөн Куш Канаты

Канаттуулар учуп баратышканда, канаттарын шарттарга жараша эң ылайыктуу колдонушат. Ысыктык жана шамал сыяктуу факторлорго жараша керектүү өзгөрүүлөрдү автоматтык түрдө жасай турган абалда жаратылышкандыктан, эң жакшы учуучу деп кабыл алынышат. Учурда учак технологиясына жол көрсөткөн фирмалар канаттуулардын мындай жаратылуу өзгөчөлүктөрүнөн пайдаланып, долбоорлор жасашууда.

Birds' wing structures are a marvel of design. By their masterful use of the exact same wing structure, a bird can manage to fly in heat or cold, in windy or still conditions. This feature attracted scientists' attention and led them to try to produce a wing that could change shape according to changing conditions. The picture shows a cross-section of a wing designed with that purpose in mind.

НАСА (NASA), Боинг (Boeing) фирмасы жана АКШ аба күчтөрү учакка орнотулган бир компьютерден келген маалыматтардын негизинде калып өзгөртүү жөндөмүнө ээ, айнек жипчелерден жасалган ийкемдүү бир канат долбоорлошкон. Бул компьютер ошол эле учурда учуу шарттарын (ысыктык, шамал күчү) билдирүүчү өлчөгүч аппараттар берген маалыматтарды баалоо жөндөмүнө да ээ болот. Компьютер ушундай жол менен алган маалыматтарга жараша канаттардын ийрилигин эң ылайыктуу абалда өзгөртө алат.84

Бул багытта эмгектенген дагы бир фирма – бул Эйрбас (Airbus). Эйрбас да учактын канаттарына канаттуулардыкы сыяктуу учуш шарттарына жараша калыбын өзгөртүү өзгөчөлүгүн бере турган жөнгө салынуучу канаттарды (adaptive wings) жасоого аракет кылууда. Максаты болсо күйүүчү май коротууну үнөмдөө.85

Owls silently glide at night to catch their prey unawares, then suddenly swoop down. According to the findings of researchers at NASA's Langley Research Center in Virginia, an owl's flight feathers—unlike most birds, the flight feathers of whose have a sharp, clean edge—have soft fringes that decrease the turbulence, and thus the noise, of air as it flows over wing. Military designers hope that stealth airplanes can be made even stealthier by imitating the owl's wings. It is hoped that planes now invisible to radar will be completely silent. (Robin Meadows, "Designs from Life," Zooger, July/August 1999.)86

Кыскача айтканда, канаттуулардын учуш калыптары жана канат түзүлүштөрү толук бир долбоор керемети. Канаттуулардагы мындай теңдешсиз долбоор көп жылдардан бери учак инженерлеринин илхам булагы болууда. Аллах бул жандыктарды учууга эң ыңгайлуу системалар менен жабдыган. Аллах Курани Керимдин бир аятында бул жандыктарга мындайча көңүл бурууда:

Алар үстүлөрүндө тизилип канат кагып, учкан куштарды көрбөй жатышабы? Аларды Рахман болгон Аллахтан башкасы бош абада кармаган жок. Шексиз Ал – бүт нерсени толугу менен көрүүчү. (Мүлк Сүрөсү, 19)

Канаттуулардын Канаттары Учак Технологиясына Жол Көрсөтүүдө

	The shape of birds' wings is the determining factor in their ability to fly. Wings of fast-flying birds like the falcon, hawk, and swallow are long, narrow and pointed—features that have served as a guide to flight engineers. ("Kusursuz Ucus Makineleri" (Perfect Flight Machines), Bilim ve Teknik, 23.) 88

Канаттуулардын учушунун изилдениши учак канаттарынын түзүлүштөрүндө маанилүү өзгөрүүлөргө себеп болууда.

Мындай өзгөрүүлөрдөн биринчи болуп пайдаланган учактардын бири – бул бир Америка аңчы учагы болгон F-111. Эми бул учактын канаттарында багыты өзгөрө алган кыймылдар менен учактын оңго же солго бурулушун камсыздаган канатчалар бар. Учак бурулуштарын канаттуулар кылган сыяктуу, канаттарынын калыптарын, канаттын капталдан көрүлгөн ийрилигин көбөйтүү же азайтуу аркылуу жасоодо. Мунун урматында учактар багытын өзгөртүп жатканда, тең салмактуулукта кала алышат.87

For high-speed flight, the most advantageous wing shape is one swept back. On the other hand, straight wings allow greater lift, important for takeoff and landing. The only way of benefiting from both these features is to construct variable-sweep wings, capable of moving backward and forward. (Clive Gifford, Her Yonuyle Ucaklar, (Cutaway Planes) TUBITAK, 4th ed., January 1999, 24.)89 Fighters such as the Tornado and F-111 have just such wings, the sweep of which can be changed in flight. This design, the result of long study, has been present in birds since the moment of their creation. Inspired by bird bones—which are hollow, making them very light—the wings of modern planes are designed to be hollow also.

The albatross has long wings with a large surface area, allowing the bird to fly long distances without flapping its wings. Gliders designed along the lines of the albatross wing are thus able to remain in the air for long periods of time without the need for a propeller.	During takeoff and landing, birds prefer to face into the wind so that they expend less energy. Airport runways are also sited to face prevailing winds, so that planes expend less energy during takeoff.

Грифтердин Уч Түктөрү Абада Учуу Изилдөөлөрүнө Жол Көрсөтүүдө

Бир учак учуп баратканда, канатынын учунда басым айырмачылыктарынан улам чоң аба агымдары (соккулары) пайда болушу мүмкүн. Мындай соккулар учуу учурунда учакка терс таасир этет.

Учуу изилдөөлөрү үчүн жасалган анализдерде грифтер учуп баратканда канаттарынын учтарында жайгашкан чоң түктөрүн бир колдун манжалары сыяктуу ачаары аныкталган.

Мунун натыйжасында изилдөөчүлөр грифтин канат учтарын өрнөк алып, кичинекей металл канатчаларды жасоону жана буларды учактарда эксперимент кылууну ойлонушкан. Бул канатчалар урматында бир катар кичинекей аба агымы жаратылуу менен, булардын мурдакы чоң аба агымдарынын ордун ээлеши камсыздалат, натыйжада агымдардын учакка болгон зыяндуу таасири азайтылган болот.

Эксперименттер менен далилденген бул пикир эми учактарда колдонууга аракет кылынууда.

20-Кылымдын Илими Курт-Кумурскалар Учуу Үчүн Колдонгон Аэродинамикалык Техникаларды Түшүнө Албады

Бир курт-кумурска учуп баратканда секундасына орточо бир канча жүз жолу канат кагат. Ал тургай канаттарын секундасына 600 жолу кага алган курт-кумурскалар да бар.90

Бир секундада мынчалык кыймыл-аракеттин кереметтүү бир тактык-назиктик менен жасалышы бул долбоорду технологиялык жактан тууроого мүмкүндүк бербей келүүдө.

Калифорния университетинде биология профессору Майкл Дикинсон (Michael Dickinson) жана курдаштары мөмө чиркейлеринин учуу техникасын аныктоо үчүн иштеп чыккан робот мөмө чиркейинен 100 эсе чоң жана чиркейдин канат ылдамдыгынын болгону миңде бириндей ылдамдыкта канат кага алууда. Болгондо да ар бир беш секундада бир канатын кыймылдаткан робот чиркейдин мындай кыймылы үчүн 6 мотор колдонууда.91

Проф. Дикинсон сыяктуу көптөгөн илимпоздор көп жылдан бери курт-кумурскалардын канат кагуу кыймылдарын тереңирээк аныктоо үчүн ар түрдүү эксперименттерди жасашууда. Мөмө чиркейлерине жасалган мындай экспериментер учурунда Дикинсон чиркей канаттарынын, жөнөкөй илгичтер менен карматылган сыяктуу, түз кыймылдар жасабаганын, тескерисинче абдан комплекстүү аэродинамикалык техникалардан пайдаланганын аныктаган. Мындан тышкары, ар бир кагууда канаттардын багыты өзгөрүүдө: ылдый кыймылдаган канатта жогорку тарап өйдө карап турса, жогору көздөй кыймылда канат айланат жана бул жолу канаттын ылдыйкы тарабы өйдө карайт. Мындай комплекстүү учуу техникасын анализ кылууну каалаган илимпоздор болсо учак канаттары үчүн колдонулган «кадимки аэродинамиканын» жетишсиз экенин айтышууда.

Scientists agree that considerable progress has been made in aviation technology. When it comes to micro-flapping flight, however, they admit that they are still at the same stage that the Wright Brothers were in 1903. Above: A micro-flight system modeled on insect wings. Right: The Wright Brothers' first plane.

Мөмө чиркейлери да учуу үчүн бирден көп аэродинамикалык өзгөчөлүктү пайдаланат. Мисалы, канаттар бир какканда артында турбуленттүү, татаал бир аба толкунун калтырат. Канат кайра кайтып атканда болсо муну тушталган суу сыяктуу толкундун ичинен өткөрүп, мурда жоготкон энергиясынын бир бөлүгүн кайрадан иштетет. Секундасына 200 жолу канат каккан 2,5 миллиметрлик мөмө чиркейинин учушун камсыздаган булчуң башка бардык курт-кумурскалардын учуу булчуңдарынын арасында эң күчтүүсү деп айтылат.92

Мындан тышкары, чиркейлерде канаттар менен бирге алар ээ болгон кескин көздөр, тең салмактуулук үчүн колдонгон кичинекей арткы канаттар жана канаттардын убактысын жөнгө салган кабылдагычтар сыяктуу дагы көптөгөн детальдар да долбоордогу кемчиликсиздикти артырууда.

Large, flat wings give insects a flight advantage, but also a higher risk of the wings being damaged. They need to be foldable, therefore—yet the wings' size makes folding difficult. Bees solve this problem by means of a series of hooks known as the hamuli, which join the front and hind wings together in flight. When the bee lands, the hooks separate, and the wings can be comfortably folded away.

Чиркейлер миллиондогон жылдан бери ушул аэродинамикалык эрежелерди пайдаланып учушууда. Бүгүнкү күндө эң алдыңкы технологияларды колдонгон илимпоздордун да чиркейлердин учуу техникаларын толук түшүндүрө албашы – алардын Жаратуучу тарабынан жаратылгандыгынын апачык далилдеринин бири. Аллах ойлоно алган адамдар үчүн бир чиркейде акылынын жана илиминин теңдешсиздигин бизге көрсөтүүдө. Куранда мындайча буюрулууда:

«Эй адамдар, (силерге) бир мисал келтирилди; эми аны уккула. Силердин Аллахтан башка сыйынып жаткандарыңар, баары ушул үчүн бириксе да, чындыгында бир чымынды да жарата алышпайт. Эгер чымын алардан бир нерсе тартып алса, муну да андан кайра ала алышпайт. Талап кылган да алсыз, талап кылынган да.» (Хаж Сүрөсү, 73)