Есть еще один вид махолетов, попытки создания которых почти всегда оканчивались неудачами или едва уловимыми успехами; над ними работали многие поколения изобретателей, а некоторые упорно продолжают трудиться и сейчас. Это — мускульный махолет, или попросту мускулолет. Аппараты с машущими крыльями, напоминающими птичьи, строят из самых легких материалов. Сами изобретатели и их немногочисленные приверженцы и помощники впрягаются в изготовленные ими механизмы и с яростью раскачивают рычаги до полной потери сил в надежде преодолеть земное притяжение. Мускулолеты подбрасывают, разгоняют на велосипедных колесах по наклонной плоскости, дают первый сильный толчок длинными резиновыми шнурами. Однако ничего обнадеживающего из проводившихся до последнего времени экспериментов извлечь не удалось, и многие изобретатели в конце концов пришли к выводу, что "человек не может летать, пользуясь только силой своих мышц". В ряде статей попытки создания мускулолетов были даже отнесены к категории бредовых идей. Но вот, сравнительно недавно, группа советских спортсменов из бухты Провидения доказала, что такой полет совершенно реален. Они сконструировали своеобразный летающий велосипед, приводимый в движение, как и обычный наземный, усилием мышц ног. На нем северянам удалось пролететь 200 — 300 и. Конструкторы одной английской фирмы и студенты Саутгемптонского университета несколько усовершенствовали этот "летающий велосипед", и в настоящее время они уже пытаются ставить на таких мускулолетах "рекорды" дальности и маневренности.
Сегодня мускулолет еще очень несовершенен. И, вероятно, он никогда не станет транспортным средством. Но после того, как биологи и инженеры досконально изучат законы работы крыла птиц и насекомых, а энтузиасты машущего полета получат в свое распоряжение новейшие конструкционные материалы, можно надеяться, что мускулолет приобретет широкое применение в спорте. Это будет интереснейший и очень полезный спортивный аппарат, с помощью которого можно будет выполнять большие прыжки в длину и высоту, совершать довольно длительные полеты на "бреющей" траектории. Под словом "будет" мы имеем в виду оставшуюся треть XX столетия. Мы глубоко верим, что именно в наш ракетный век миф об Икаре станет былью (рис. 23). Стремление человека подняться в воздух, парить в нем, опираясь на силу собственных мышц, неукротимо!
Рис. 23. Крылья Икара в ракетный век
В сущности, ученые и инженеры сейчас делают лишь первые шаги на пути к решению задачи машущего полета. Пока эта проблема полностью решена только в природе — у летающих животных. И мы не должны закрывать глаза на все те трудности, с которыми связаны исследования полета птиц и насекомых и выяснение теоретических предпосылок для создания аппаратов с машущими крыльями. Но, располагая теорией машущего полета и накопив достаточный опыт в строительстве орнитоптеров и энтомоптеров, самолетостроители, надо полагать, со временем перейдут к созданию "большой махолетной авиации". В ней, несомненно, будет использован весь арсенал разнообразных и замечательных свойств, присущих летательному аппарату насекомых и птиц, начиная от тонкого управления полетом и кончая способностью их крыльев одновременно создавать тягу и подъемную силу. Фюзеляжи будущих транспортных и пассажирских махолетов, вероятно, будут сделаны из легкой и термостойкой пластмассы, по прочности не уступающей лучшим сортам стали; крылья, очевидно, будут изготовлены из стеклопластика или дюраля с легкой обтяжкой, по своим характеристикам приближающимся к материалам "одежды", в которую природа облачила пернатых летунов и насекомых. Из чего именно будет сделана такая обтяжка, пока трудно сказать. Очень может быть, что поначалу для этих целей строители махолетов используют уже известную нам легкую оболочку типа "ламинфло", имитирующую по своим свойствам чудесную антитурбулентную и гидрофобную кожу дельфинов. Что касается выбора источников энергии для будущих махолетов, то здесь, надо полагать, подойдут любые двигатели, вплоть до атомных, если их удастся сделать достаточно легкими.
Такие махолеты будут поднимать (на единицу мощности) больше грузов и пассажиров, стоить они будут значительно дешевле нынешних самолетов (как винтовых, так и реактивных). Можно предположить, что будут созданы и многокрылые махолеты. Несколько "асинхронных" пар узких крыльев, несомненно, обеспечат махолету значительно более высокую относительную скорость, чем широкие и короткие крылья орла или летучей мыши. Полет на махолете будет совершенно безопасен, так как машущий полет допускает очень малые, почти "нулевые" скорости. И последнее. При переходе на машущий полет отпадет нужда в строительстве длинных взлетно-посадочных дорожек и дорогостоящих аэродромов.
Рассмотрев все важнейшие аспекты проблемы машущего полета, в заключение необходимо подчеркнуть, что изучение полета птиц и насекомых нельзя считать лишь подсобным методом, призванным облегчить создание летательных аппаратов с машущими крыльями, — оно имеет гораздо большее значение. Даже если бы такие аппараты и не были созданы либо их практическое применение на первых порах оказалось бы недостаточно эффективным, все равно наука останется в выигрыше, так как бионические исследования полета птиц и насекомых (как и вообще механизмов локомоции летающих и плавающих животных) сулят открыть новые страницы в аэро- и гидродинамике.
Беседа третья. Биотоки в упряжке
Представьте себе, что по рельсам модели кольцевой железной дороги бойко бегает маленький локомотивчик с вагончиками. Он меняет скорость и направление движения, повинуясь в буквальном смысле слова мановению руки сидящего в кресле и лукаво улыбающегося человека. Люди стоят вокруг модели как зачарованные. Им кажется, что из сказки в жизнь пришел волшебник и удивляет всех присутствующих своим могуществом. Но вот легким взмахом кисти "волшебник" остановил игрушечный поезд, и вы видите, что из-под эластичной манжеты, надетой на правую руку "чародея", откровенно свисают провода, которые тянутся к двум небольшим коробочкам, положенным на пол, а оттуда — к железной дороге...
Что же это такое? Как удается человеку лишь одним мановением руки, не прикасаясь к паровозу, останавливать и пускать в ход, менять скорости и направление его движения.
Оказывается, когда человек двигает рукой или ногой, то в его мышцах возникают биотоки. Да, да, те самые биотоки, действие которых обнаружил еще в конце XVIII века известный итальянский физиолог Луиджи Гальвани. Элементарным источником биотоков, своеобразным биогенератором служит живая клетка. Человек может по своему желанию вызывать появление биотоков в мышце и регулировать их величину, даже не производя движения. Достаточно лишь мысленного приказа, т. е. принятия решения — пусть мышцы руки сократятся. "Депеша" с распоряжением побежит по нервному волокну от "командного пункта" к исполнительному органу. Весь процесс протекает почти мгновенно. Но что значит "почти"? Биотоки, возникающие при работе мышц, — это разряды, длительность которых равняется тысячным долям секунды, а амплитуда — тысячным долям вольта.
Возникающие в мышцах биопотенциалы нетрудно снять простыми электродами и усилить. Это и сделал автор модели железной дороги, старший инженер Центрального научно-исследовательского института протезирования и протезостроения Е. Полян. Для управления локомотивчиком он создал устройство, в котором использовались два сигнала: один, снимаемый с мышц, сгибающих кисть, другой — с мышц, которые ее разгибают. Почему два? Один из них преобразуется в команду "передний ход", другой — в команду "задний ход". Вот, пожалуй, и весь "секрет" описанного эксперимента, если не касаться трудностей защиты слабенького начального импульса от шумовых помех и других "подводных камней", которые пришлось обходить энтузиасту биоточного управления.
Мозг, командуя движениями руки, продолжает посылать к мышцам биотоки — слабые электрические сигналы — и тогда, когда часть руки ампутирована. Но в этом случае импульсы, поступая в нервные окончания культи и возбуждая усеченные мышцы, дают лишь ощущение тех или иных движений. Реализовать их мышцы не могут: исполнительный . механизм — часть руки с кистью — отсутствует. При этом, чем отчетливее и острее эти ощущения, тем больше сосредоточивается на них внимание инвалида. Утрата руки трагична. Пропадает непревзойденный, виртуознейший инструмент природы, способный создавать бессмертные полотна, ваять и строить, извлекать из неодушевленного рояля чарующую музыку Чайковского, умеющий водить трактор, управлять любым станком и космическим кораблем. И дело не только в том, что человек уже не может стать ни художником, ни скульптором, ни музыкантом, ни каменщиком, ни космонавтом. Теряется нечто большее: созидательные отделы мозга заходят в тупик. Как бы ни пылало и ни буйствовало воображение, как бы ни велика была сила воли и мощь таланта, ничто уже не может вызвать к жизни картины Рембрандта или Репина, скульптурные творения Родена или Коненкова, музыку Паганини или Глинки. Именно поэтому, начиная с античных времен и до наших дней, человеческая изобретательская мысль с неотступной страстностью и упорством ищет способы вернуть руку тем, кто ее лишился.
История протезирования знает немало попыток непревзойденных мастеров точной механики воссоздать подвижную руку, активный протез. В кожаных перчатках, начиненных множеством шестеренок и рычажков, воплощалась логика французских геометров и волшебство швейцарских умельцев-часовщиков. Но конструкции оставались сложными узлами мертвого металла: слабые остатки мышц неспособны были вдохнуть жизнь в стальное подобие кисти...
И вот поздним осенним вечером в октябре 1956 г. в лабораторию к известному советскому ученому, специалисту по теории машин и автоматов А. Кобринскому пришел специалист по технике протезирования Я. Якобсон. Гость рассказал о механических протезах предплечья, объяснил принцип их действия, сетовал, что механические протезы с большим трудом воспроизводят даже простейшие движения. Под конец беседы у ученых возникла идея использовать для управления протезом руки... биотоки.