Аеродинамічні основи

Стаття Роберта Печника, переклад Сюзанни

Літає крилатий костюм або це просто аеродинамічний опір, який уповільнює швидкість спуску? Ну, крилатий костюм насправді літає, оскільки його доступна площа недостатньо велика, щоб спричинити таку повільну швидкість спуску та таку рівну траєкторію польоту. Але єдина сила, яка рухає крилатий костюм у повітрі, - це сила тяжіння. Вертлюг намагається перетворити вертикальне вільне падіння, спричинене силою тяжіння, на максимально горизонтальний політ. Той самий принцип застосовується до планеристів, повітряних зміїв, а також парашутів на крилах, які всім відомі. Крилатий костюм літає, оскільки він є КРИЛОМ, так само, як крило літака, парашут на крилах або космічний човник (насправді, завдяки своїй основній формі та льотним характеристикам, крилатий костюм порівнянніший з космічним човником, ніж з іншими літаючими об’єктами).

Ось чому дуже складно виміряти мінімальну швидкість для крилатних костюмів. Але для всіх ракет існує одне загальне правило. Співвідношення між площею крила і вагою ракети називається навантаженням на крило. Більшість парашутистів знайомі з цим терміном у зв'язку з їх навісом. Чим вище навантаження на крила, тим швидше пролітає навіс, але він також має вищу швидкість зриву. Сьогодні парашутні навіси використовуються з навантаженням на крила від 0,5 до 3,0 фунтів на квадратний фут. У повітряних зміїв навантаження на крила становить близько 1,2-1,5 фунтів/кв. Фут, а їх мінімальна швидкість польоту становить близько 35 км/год (22 милі/год). Літаки Cessna, як правило, мають навантаження на крило 20 фунтів/кв. Фут, а їх мінімальна швидкість повітря становить 80-90 км/год (50-55 миль/год). Космічний човник з коротким розмахом крил і надзвичайно великим навантаженням на крила приземляється зі швидкістю більше 350 км/год (220 миль/год.).

Для середнього розміру людини крилатий костюм має площу крила 15-16 квадратних футів, а вага - 170-190 фунтів. Це призводить до навантаження крила 10,5-12,5 фунтів/кв. Фут, що вдесятеро вище, ніж поверхневі парашути. Деяка проста математика говорить нам, що для десятикратно більшого навантаження крила мінімальна швидкість приблизно втричі більша. Це узгоджується з вимірами на рейсах крилатого костюма, де найкращий кут ковзання був досягнутий на швидкості 130 км/год (75 миль/год). При цій швидкості польоту швидкість потоплення становила 40-50 км/год, що призводить до кута ковзання від 2 до 2,5. Можна досягти нижчих швидкостей опускання, але це призведе до значно нижчої горизонтальної швидкості та поганого кута ковзання.

Що стосується спроби висадити крилатий костюм, потрібна набагато більша площа крила, щоб створити більший підйом і зменшити мінімальну швидкість. Але людське тіло має чітко визначену форму, яка зовсім не придатна для польоту, і для того, щоб набути його в більш зручній формі для польоту крилатого костюма, знадобиться принаймні кілька мільйонів років еволюції. Це означає, що потенціал крилатого костюму для більшої плавучості обмежений невідповідною формою людського тіла та наявною силою. Єдиним способом отримати більший підйом буде якесь тверде крило, але воно існує. Це називається літак.