საფრენი აპარატი

ადამიანი საუკუნეები ოცნებობდა ფრენაზე. ჩვენ არ გვაქვს ისე განვითარებული კუნთები, რომ სხეულის ჰაერში აწევა შეგვეძლოს. 1781 წელს ჯეიმზ უატმა ორთქლზე მომუშავე ძრავა გამოიგონა, რომელიც ბრუნვით მოძრაობას წარმოქმნიდა. 1876 წელს კი ნიკოლაუს ოტომ ორთქლის ძრავაზე დაკვირვებით შიგაწვის ძრავა შექმნა. ადამიანს უკვე ხელთ ჰქონდა ძრავა, რომელიც საფრენ აპარატს ჰაერში აწევდა. მაგრამ ვინ შექმნიდა ასეთ აპარატს?

ძმებს, უილბერ და ორვილ რაიტებს, მას შემდეგ, რაც ბავშვობაში ფრანების აშვება ისწავლეს, ფრენა ოცნებად ჰქონდათ ქცეული. მოგვიანებით მათ ველოსიპედების აწყობა დაიწყეს და ამგვარად დაეუფლნენ საინჟინრო ხელობას. ძმებს ესმოდათ, რომ ყველაზე დიდ სირთულეს ისეთი აპარატის შექმნა წარმოადგენდა, რომლის მართვაც შესაძლებელი იქნებოდა. თვითმფრინავი, რომელიც ჰაერში წონასწორობას ვერ შეინარჩუნებდა ისეთივე უსარგებლო იქნებოდა, როგორც უმართავი ველოსიპედი. მტრედებზე დაკვირვებით უილბერმა შეამჩნია, რომ მოხვევის დროს ისინი ისევე იხრებოდნენ, როგორც მოსახვევში ველოსიპედი იხრება. მან დაასკვნა, რომ ფრინველებს მიმართულების შეცვლასა და წონასწორობის შენარჩუნებაში სწორედ ფრთების მოხრა ეხმარებოდა. ამან უილბერი შთააგონა, შეექმნა ფრთები, რომელიც მოიხრებოდა.

1900 წელს უილბერმა და ორვილმა ააგეს მოძრავფრთიანი საჰაერო ხომალდი. თავიდან ის ფრანივით გააფრინეს, ხოლო შემდეგ, — როგორც პილოტიანი პლანერი. მათ აღმოაჩინეს, რომ ამ აპარატის სამართავად საჭირო იყო სამი ძირითადი მოძრაობის შესრულება. კერძოდ, მოძრაობა განივი ღერძის მიმართ, გრძივი ღერძის ირგვლივ და კურსიდან გადახვევა. სამწუხაროდ, ძმებს გული გაუტყდათ, როცა დაინახეს, რომ ფრთებს საკმარისი ამწევი ძალა არ ჰქონდა; ამიტომ მათ ააგეს აეროდინამიკური მილი და ასობით სხვადასხვა ფორმის, ზომისა და კუთხის ფრთა გამოსცადეს, სანამ იდეალურ მოდელს არ მიაგნეს. 1902 წელს მათ მიერ შექმნილ აპარატს უკვე შეეძლო ჰაერში წონასწორობის შენარჩუნება. ახლა ძრავის ჩამონტაჟებაღა იყო საჭირო.

ძმებმა ამ აპარატის ძრავის შექმნაზე დაიწყეს ფიქრი. აეროდინამიკური მილის დახმარებით, როგორც იქნა მათ გადაჭრეს კიდევ ერთი რთული პრობლემა და შექმნეს პროპელერი. საბოლოოდ, 1903 წლის 17 დეკემბერს ძრავა ამუშავდა, პროპელერები დატრიალდა და ხომალდი ცაში აიჭრა. „როგორც იქნა, ბავშვობის ნატვრა ავიხდინეთ და ფრენა ვისწავლეთ“, — თქვა ორვილ რაიტმა. ძმებმა მთელ მსოფლიოში გაითქვეს სახელი. და მაინც, როგორ მოახერხეს მათ გაფრენა? ფრენა მათ ბუნებისგან ისწავლეს.

[სურათი 4 გვერდზე]

რაიტების საჰაერო აპარატი „ფლაიერი“, ჩრდილოეთი კაროლინა (აშშ), 1903 (აღდგენილი ფოტო)

ბუნება შთაგონების წყარო

„ჰკითხე . . . ცის ფრინველებს, და გეტყვიან . . . ეს იეჰოვას ხელის ნამოქმედარია“ (იობი 12:7—9).

ფრინველის აგებულება იმაზე მეტყველებს, რომ ისინი ფრენისთვის არიან შექმნილი. მაგალითად, ფრთის ბუმბულის ღეროები ფრენისას ფრინველის მთელ სხეულს იჭერს ჰაერში. როგორ არის შესაძლებელი, რომ ფრინველის ფრთები მსუბუქიცაა და ამავდროულად მტკიცე? ამას მაშინ გაიგებთ, თუ ბუმბულის ღეროს გადაჭრით. ის სენდვიჩ-პანელებს მოგვაგონებს, რომლებსაც მშენებლობაში იყენებენ. ღეროს შიდა ნაწილი ფორებიანია, გარეთა კი — უხეში. ინჟინრებმა ბუმბულის ღერო შეისწავლეს და თვითმფრინავების ასაგებად სენდვიჩ-პანელები გამოიყენეს.

ფრინველის ძვლებიც საოცრად არის შექმნილი. მათი უმეტესობა ღრუიანია, ზოგი გამაგრებულია შიდა საყრდენებით. საინტერესოა, რომ მსგავსი კონსტრუქციით იყო აგებული კოსმოსური ხომალდის ფრთები.

თანამედროვე საჰაერო ხომალდებს პილოტები წონასწორობას უნარჩუნებენ ფრთაუკანებისა და კუდის მოძრაობით. ფრინველი კი ფრთებისა და მხრების დაახლოებით 48 კუნთს იყენებს იმისათვის, რომ ფრთები და ცალკეული ბუმბული ამოძრაოს და საჭირო მიმართულებით მოხაროს; ის ამას წამში რამდენჯერმე აკეთებს. გასაკვირი არ არის, რატომ უყურებენ ავიაინჟინრები შურის თვალით ფრინველის შესაძლებლობებს.

ფრენა, განსაკუთრებით კი აფრენა დიდ ენერგიას მოითხოვს. ამიტომაც აქვთ ფრინველებს ძლიერი „ძრავა“, რომელიც სწრაფად „წვავს საწვავს“. ფრინველის გული გაცილებით სწრაფად ფეთქავს, ვიდრე იმავე ზომის ძუძუმწოვრის გული, თანაც ფრინველის გული უფრო დიდი და ძლიერია. მათ ფილტვებიც განსხვავებული აქვთ ძუძუმწოვრების ფილტვებისგან. ფრინველებს გააჩნიათ ორმაგი სუნთქვის სისტემა. ამიტომაც ძუძუმწოვრებთან შედარებით ისინი უფრო კარგად ითვისებენ ჟანგბადს.

და მაინც, რამდენად „ეფექტური ძრავა“ აქვს ფრინველს? თვითმფრინავი, რომელსაც შეუძლია საკმარისი საწვავის მარაგით აფრენა და დიდი მანძილის დაფარვა, ეფექტურად ითვლება. ბოინგ 747-მა ათი საათი რომ იფრინოს, ავზში დაახლოებით თავისი წონის მესამედი საწვავი უნდა ჰქონდეს. მსგავსადვე, შაშვი, რომელიც გადამფრენი ფრინველია, ათსაათიანი ფრენის განმავლობაში თავისი წონის თითქმის ნახევარს კარგავს. ხოლო ლია (Limosa lapponica baueri), ალასკადან ახალ ზელანდიაში დაახლოებით 190 საათს (8 დღე და ღამე) შეუსვენებლივ მიფრინავს. აფრენის დროს მისი სხეულის მასის ნახევარზე მეტი ცხიმია. გასაოცარია, რომ მასთან ვერც ერთი საჰაერო ხომალდი ვერ მოვა.