Létání

PO STALETÍ lidé snili o tom, že se jim podaří vzlétnout. Lidské svaly však nejsou dostatečně silné na to, aby dokázaly člověka zvednout do vzduchu. V roce 1781 James Watt vynalezl parní stroj s rotující hřídelí. Dalším krokem bylo to, že v roce 1876 Nikolaus Otto sestrojil spalovací motor. Nyní tedy byl k dispozici motor, který by mohl být pohonem létajícího stroje. Kdo ale takový stroj postaví?

Bratři Wilbur a Orville Wrightové chtěli létat už od chvíle, kdy jako malí kluci pouštěli draky. Později, když vyráběli jízdní kola, naučili se konstrukčním dovednostem. Pochopili, že klíčem k úspěšnému letu je vyrobit stroj, který bude možné řídit. Letadlo, jež není možné ve vzduchu ovládat, je jako jízdní kolo, jež není možné řídit. Wilbur pozoroval holuby a všiml si, že když za letu zatáčejí, naklánějí se podobně jako cyklista. Došel k závěru, že ptáci zatáčejí a udržují rovnováhu tak, že zakroutí špičky křídel. Na základě toho sestrojil křídlo, které bylo možné zkroutit.

V roce 1900 Wilbur a Orville postavili letadlo, které taková křídla mělo. Nejprve ho vyzkoušeli jako draka a potom jako pilotovaný kluzák. Zjistili, že je zapotřebí letadlo ovládat okolo tří os, aby bylo možné naklánět ho doprava nebo doleva, nahoru a dolů a také s ním zatáčet. Byli však zklamáni tím, že křídla neměla dostatečný vztlak. Postavili proto aerodynamický tunel a udělali stovky pokusů, dokud nenašli ideální tvar, velikost a úhel křídla. V roce 1902 už měli letadlo, které dokázali ve vzduchu ovládat. Bylo teď možné dát do něj motor?

Ano, ale museli si ho sami zkonstruovat. Díky pokusům v aerodynamickém tunelu vyřešili složitý problém, jak by měla vypadat vrtule. Dne 17. prosince 1903 nastartovali motor, vrtule se začaly točit a letadlo se za chladného počasí vzneslo do vzduchu. Orville řekl: „Dokázali jsme to, po čem jsme toužili už jako kluci. Naučili jsme se létat.“ Bratři Wrightové se proslavili po celém světě. Ale díky čemu se naučili létat? Zčásti díky tomu, co viděli v přírodě.

[Obrázek na straně 4]

Letadlo „Flyer“ bratrů Wrightových, Severní Karolína, 1903 (umělecké ztvárnění)

Příroda byla první

„Zeptej se . . . okřídlených nebeských tvorů, a oni ti povědí . . ., že to udělala ruka Jehovy.“ (Job 12:7–9)

VŠECHNO nasvědčuje tomu, že tělo ptáků je zkonstruováno tak, aby mohli létat. Například brky perutí musí během letu unést váhu celého ptáka. Jak je možné, že křídla jsou lehká, a přesto tak silná? Když ptačí brk rozříznete, pochopíte to — má houbovitý vnitřek a tuhý obal. Vědci stavbu ptačích brků studovali a pak podobné konstrukční prvky využili při stavbě letadel.

Také ptačí kosti jsou pozoruhodné. Většinou jsou duté, ale některé jsou zpevněny vnitřními výztuhami, které se podobají tomu, co inženýři označují jako Warrenův vazník. Je zajímavé, že podobně jsou zkonstruována křídla raketoplánu.

Při řízení moderního letadla piloti používají několik klapek na křídlech. Ptačí křídlo a lopatková oblast jsou však vybaveny asi 48 svaly, kterými pták mění nastavení a pohyb nejen křídla, ale i jednotlivých per. Navíc to udělá několikrát za vteřinu. Není divu, že manévrovací schopnosti ptáků jsou předmětem závisti leteckých konstruktérů.

Při letu, a to zejména při startu, je zapotřebí mnoho energie. Ptáci proto mají silný a výkonný „motor“. Jestliže srdce ptáka srovnáme se srdcem savce, který má přibližně stejnou velikost, zjistíme, že ptačí srdce tluče rychleji a je obvykle větší a výkonnější. Kromě toho ptačími plícemi, na rozdíl od plic savců, vzduch proudí pouze jedním směrem, což je účinnější způsob využívání kyslíku.

Jakého výkonu jsou ptáci schopni? U letadla je podstatné to, zda dokáže odstartovat s takovým množstvím paliva, které mu vystačí na celý let. Když se Boeing 747 vydává na desetihodinový let, palivo, které potřebuje, tvoří přibližně třetinu jeho váhy. Drozd malý může při desetihodinovém letu ztratit téměř polovinu své váhy. Více než polovinu své váhy ztratí při cestě z Aljašky na Nový Zéland i břehouš rudý, ale ten letí bez přestávky asi 190 hodin (osm dní). To nedokáže žádné letadlo.