1.3 Бумажный самолетик влияет на карьеру инженера

Имя Кена Блэкберна известно всем фанатам бумажной авиации и это неудивительно, ведь он создал модели, которые били рекорды по дальности и времени полета, рассказал о том, что маленький самолетик – это точная копия большого и что на нее действуют те же законы аэродинамики, что и на настоящие.

Рис. 4. Мировой рекордсмен по запуску бумажных самолетов

Мировой рекордсмен Кен Блэкберн впервые познакомился с конструкцией квадратных бумажных самолетиков в возрасте всего 8 лет во время посещения любимой авиационной секции. Он заметил, что самолеты с большим размахом крыла летают лучше и выше обычных самолетов-дротиков. К неудовольствию школьных учителей, юный Кен экспериментировал с конструкцией самолетиков, посвящая этому массу времени. В 1977 году он получил в подарок Книгу рекордов Гиннесса и твердо решил побить действующий 15-секундный рекорд: его самолеты иногда находились в воздухе больше минуты. Путь к рекорду не был легким.

Блэкберн изучая авиацию в университете Северной Каролины, пытался достичь поставленной цели. К тому времени он понял, что результат зависит больше от силы броска, чем от конструкции самолета. Несколько попыток вывели его результат на уровень 18,8 с. К тому времени Кену уже стукнуло 30. В январе 1998-го Блэкберн открыл Книгу рекордов и обнаружил, что был сброшен с пьедестала парой британцев, показавших результат 20,9 с. Такого Кен допустить не мог. На этот раз в подготовке авиатора к рекорду участвовал настоящий спортивный тренер.

Рис. 5. Модель бумажного самолета, принесшая ее создателю мировую известность

Кроме того, Кен испытал множество конструкций самолетов и выбрал лучшие из них. Результат последней попытки оказался феноменальным: 27,6 с! На этом Кен Блэкберн решил остановиться. Даже если его рекорд будет побит, что рано или поздно должно случиться, свое место в истории он заработал.

Кен Блэкберн, посвятивший всю свою жизнь проектированию самолетов, начал свою карьеру ещё в начальной школе, используя в качестве материала газетную бумагу. Он создал множество бумажных самолетиков, изучая при этом основы аэродинамики.

Экспериментируя на протяжении многих лет с различными модификациями базового самолета, сделанного из квадратного листка бумаги, он узнавал о понятиях, с которыми не сталкивается большинство людей до тех пор, пока они не начнут обучаться на пилота или изучать аэродинамику в ВУЗе. Идеи мальчика развивались на протяжении всего периода моделирования бумажных самолетов. Например, он делал дырочки в крыльях, чтобы создать турбулентный поток воздуха, таким образом, воздух не "прилипал" к поверхности крыла; позже крошечные отверстия были заменены горизонтальными складками крыла, которые, в конечном счете уступили место диагональным складкам.

В 1983 году, прежде, чем получить степень бакалавра по авиакосмической технике в государственном университете Северной Каролины, Блэкберн попал в книгу рекордов Гинесса за самое долгое парение бумажного самолётика. Он улучшил прежний рекорд в три раза, а его последний зафиксированный рекорд составлял 27.6 секунды. Этот рекорд продержался в течение десятилетия. В 1994 году он опубликовал некоторые свои проекты в книге «The World Record Paper Airplane Book » (Книга бумажных самолётиков рекордсменов).

Сегодня 45-летний проектировщик занимается созданием прототипов военных беспилотных летательных аппаратов (БЛА), настолько крошечных, что их вес измеряется в граммах и настолько медленных, что они проверяют самые низкие пределы аэродинамики. Вместе с другими инженерами из научно-исследовательской лаборатории ВВС, расположенной на авиационной базе Эглин во Флориде, он работает в новой области самолётостроения, которая в последние годы расширялась лавинообразно: в Ираке и в Афганистане для разведки использовались тысячи запускаемых с рук БЛА, достаточно маленьких, чтобы размещаться в рюкзаках солдат.

Всего пять-десять сантиметров дополнительного размаха крыла и вес в 450 граммов отделяют последний профессиональный проект Блэкберна носящий название BATCAM (акроним, расшифровываемый как, летательный аппарат для воздушной съёмки поля боя) от планеров, которые он создавал из 20-28 сантиметровых листков бумаги. Фактически, оба типа самолётов летают медленно, они изучались и создавались поразительно похожими способами.

Блэкберн, например, проектировал свои бумажные самолётики систематически: модель сворачивалась и запускалась, её полет оценивался, в её проект вносились изменения. Потом переделанный самолет снова запускался, снова изменялся и снова запускался. Блэкберн назвал этот процесс методом проб и ошибок.

BATCAM, разработанный для «Управления Боеприпасов», был спроектирован почти таким же способом, называемым профессионалами “спиральным методом”. Этот процесс развития также полагается на повторение, хотя здесь присутствует более сложное разнообразие изменений, начальный опытный образец разрабатывается компьютером, затем строится и проверяется, потом строится и испытывается улучшенный опытный образец, затем следует третий прототип, и так далее. При всей своей изощренности BATCAM больше походит на игрушку. Фактически, легко зазубренная задняя кромка крыла напоминает машину Бэтмена. Но Блэкберн вежливо отклоняет мнение, что этот миниатюрный самолет просто игрушка.

“Я думаю, что большое число людей действительно думают, что этот аппарат больше предмет для развлечения, чем инструмент,- делится Блэкберн. – Я убедился в их неправоте, когда поговорил с солдатами и услышал, как они описывали, как он спас им жизнь”. Благодаря своим бумажным самолётикам Блэкберн научился избегать предвзятых мнений о лётных качествах крыла и фюзеляжа.

Блэкберн экспериментировал с асимметричными проектами в бумажных самолётиках и знал, что такие конфигурации, менее маневренны, однако они могут быть устойчивыми в полете. Его коллеги заинтересованные его неортодоксальной идеей и попросили демонстрацию.

Итак, Блэкберн принёс на встречу бумажный самолётик странной формы со стабилизирующей уткой справа спереди и слева сзади, с обычным крылом, направленным вверх. Быстрым броском он запустил в воздух это сооружение через зал заседаний и сквозь инстанции принятия решений, как прототип самолёта заправщика для БЛА.

На заре программы «Dominator», опытный образец установил стандарты продолжительности полёта и лётных качеств маленьких БЛА. Так как заправщик им не соответствовал, то это чудо с асимметричными крыльями, за которую Блэкберн получил награду « Meritorious Invention Award», так и остался на чертежной доске.

В конце концов, бумажные самолётики Блэкберна помогли ему получить свою работу в «Jacobs Engineering», она заключалась в разработке миниатюрных самолетов. Это объединило две его страсти – самолётостроение и маленькие самолеты. Работа Блэкберна потребовала фундаментальных исследований пилотажных характеристик самолетов, больших немногим больше молекулы. Чтобы быть эффективным, маленький БЛА должен быть достаточно компактным, а его крылья достаточно большими, чтобы сделать тихоходное запускание с рук возможным для солдата, который вероятно не изучал биомеханику и методы толкания ядра, которые использовал Блэкберн, чтобы улучшить запуск своего самолета рекордсмена. Опыт Блэкберна с игрушечными самолетами, как пластмассовыми, так и бумажными, преподал ему заключительный урок: “чем меньше размер, тем труднее сделать хороший самолет”. Так что если вы преподаёте в школе, то не конфискуйте бумажный самолётик, который врезается в доску, в то время как вы отвернулись от доски. Поощрите проектировщика. Он или она может стать тем человеком, который решит завтрашние проблемы в медленном, легком, беспилотном полете.