§1. Общая концепция волнообразного полёта.

Планер способен улучшить свои лётные характеристики, если его полёт  сделать волнообразным, и даже набирать высоту без восходящих потоков (при нужной форме волны - траектории полёта в вертикальной плоскости).
Такой планер мы называем волнолётом, а иногда аэро-эфиропланом, поскольку положительные эффекты создаются как за счёт
аэродинамики, так и за счёт мировой эфирной среды.

Воздушные факторы:

1. Эффект ускорений и пульсаций – один из эффектов нестационарной аэродинамики.Если планер разгонять с большим ускорением, то скорость отрыва заметно снижается, коэффициент подъёмной силы растёт, иногда настолько, что планер (как модель, так и с человеком) отрывается почти с места. Чем большеускорение, тем меньше скорость отрыва. Коэффициент подъёмной силы, предположительно, стремится к бесконечности. Нами реально получен коэффициент Су = 24 .Этот эффект влияния ускорений отмечали и лётчики воздушных лайнеров, с которыми мы встречались.
Этот эффект применяют авиамоделисты при запуске планеров на леере, не вникая в его суть.
При пульсирующем движении уменьшается сопротивление тел, растёт подъёмная сила крыла или лопасти воздушного винта.
Это было установлено при работе с лёгкими пульсирующими и тяжёлыми металлическими воздушными винтами на различных аэродинамических установках (больших и малых).
Наш лёгкий самолёт с пульсирующим деревянным воздушным винтом летел со скоростью в 1.25 раза больше, чем с металлическим, менее пульсирующим винтом, хотя он (винт) был копией деревянного. Двигатель был
одноцилиндровый, что создавало существенные пульсации скорости винта, да и самого самолёта.
Уменьшение сопротивления от пульсаций всё сильнее проявляется с ростом скорости движения. Это хорошо было заметно и при сравнении вращений сбалансированной и несбалансированной штанг с грузами на концах.

2. Несимметрия разгона-торможения способствуетуменьшению воздушного сопротивления и
росту среднего импульса подъёмной силы, иначе говоря,росту аэродинамического качества крыла.
Можно даже получить силу тяги, если разгон модели (или другого тела) будет быстрым, а торможение – медленным. Следовательно, участок разгона – короткий, а путь торможения – длинным.
Это правило хорошо выполнялось при разгоне плота в тихом ущелье. Разгон производился с помощью несимметричного махания в воздухе пластиной из пенопласта в горизонтальном направлении. Подобное махание толстой палкой в вводе также создавало заметную силу тяги.

3. Наблюдается ещё поворотныйэффект крыла (аналогичный эффекту рыбьего хвоста) при его вращении относительно продольной оси крыла – появляется сила тяги. При пульсации углов атаки, к тому же, возрастает подъёмная сила.
Иногда этот эффект называем «колебательным» или эффектом колеблющегося крыла.
Эффект тем сильнее, чем ближе ось вращения к передней кромке крыла. У планера эта ось проходит через центр тяжести аппарата с пилотом.
Этот эффект был установлен на опытах с нашими моделями «Поворот», «Листопад» и «Азазель»
(фото 1, 2 и 3 на сайте http://ornithopter-ru.1gb.ru/1/files/ndex21.html ). Крылья «Листопада» самовращались относительно горизонтальной оси. Это был вечный двигатель, действующий за счёт внутренней тепловой энергии воздуха.
Мы оценили также специфичный волнообразный полёт моторной авиамодели воздушного боя. В одном случае модель летала (по кругу) горизонтально без подъёмов и опусканий, в другом случае – волнообразно, то
есть, с подъёмами-снижениями и поворотом крыла. В итоге, получилась разница.
При волнообразном полёте модель летела с большей скоростью, в среднем, на 20%.
Учитывая низкое аэрокачество таких моделей, получился неплохой эффект.
Данный эффект проявлялся во множестве различных экспериментов.

4. Конструкция крыла влияет на его сопротивление. Например, птицеподобная форма крыла в плане, эластичность крыла, размеры крыла, наличие гибкой задней кромки и др. уменьшают его сопротивление, вплоть до отрицательного – появляется сила тяги.
У машущих крыльев отсутствовало индуктивное сопротивление, изменялся спектр обтекания крыла, да и всего аппарата
(см. параграф 2.4 в М.Ж.Н).

5. С ростом скорости движения аэродинамические характеристики крыла улучшались.

Это лишь немногие из множества примеров проявления нестационарности движения.
Академическая аэродинамика, которую преподают в учебных заведениях, рассматривает лишь движения с постоянными скоростями, а это - гибельное для авиации упрощение, хотя и неизбежное в первом приближении к её
принципам.

Эфирные факторы.

1-й фактор – фактор величины ускорений. Суть в том, что при взаимодействии тела с эфиром изменяется его инертная масса – не выполняется 2 закон динамики.
При большем ускорении (пикировании) она меньше, чем при восхождении. И это позволяет получить несбалансированный импульс сил инерции, создающий силу тяги по направлению полёта.
У малых тел этот эффект выражен весьма слабо (например, у шариков массой до 200 граммов). При малых скоростях он так же – слаб.
Но уже при умеренной скорости велосипедиста в обтекателе предполагается возможным преодолеть
сопротивление за счёт разницы сил инерции без потери начальной высоты, если горки скатывания и наката имеют хорошее качество и достаточную высоту.
У хороших планеров аэрокачество выше, чем качество (отношение веса к силе сопротивления) у обычного велосипедиста! да и скорость – повыше! да и масса - побольше!

2-й эфирный фактор – изменения величины инертной массы за счёт изменения ускорений по длине волны. Иначе, на языке физиков-математиков, его можно назвать как фактор 3-й производной пути по времени.
При разгоне модели, в начале волны, при снижении, ускорениядолжны возрастать. При торможении, при подъёме модели – они должны также возрастать по своей величине (но их направление противоположно).
Обоснование этого принципа было получено из опытов с диском (см. на сайте фото 6), который разгонялся и тормозился грузом в разных четвертях диска, на разных участках четвертей. Принцип также исследовался при разгоне шариков
и в других опытах. Но на данном этапе исследований волнообразного полёта ему не
следует пока уделять много внимания. Не следует и забывать о нём.

§2. Аэро-эфироплан «Трясогузка»

Фото модели по ссылке URL: http://ornithopter-ru.1gb.ru/1/files/ndex21.files/image001.jpg

Осенью 2008 года модель выполнила около 90 радиоуправляемых полётов: с рук, с возвышенности, с катапульты и при запуске с леера. Волнообразные полёты чередовались с обычными планирующими. Волнообразные полёты показали преимущество перед ровными планирующими полётами: по аэрокачеству – в 1,45 раза, по скорости – в 1,15 раза, по продолжительности полёта – в 1,25 раза. Это – осреднённые значения.

Прилагаем видеофайлы первых испытаний модели:
1)обычное планирование с рук: https://youtu.be/zz6VWE3BxQI
2) волнообразное планирование с рук: https://youtu.be/j-ALmFDwcIc
3) обычное планирование после запуска леером длиной 22 метра: https://youtu.be/ECf-sUk9q8A
4) волнообразное планирование после запуска тем же леером: https://youtu.be/GBXtiC2fYnM

§3. Волнолёт – крыло. Видеозаписи опытов и комментарии к ним.

Данные видеозаписи произведены в вечерние часы 18 августа 2013 года при тихой ясной погоде с переменной облачностью. Видеокамера «смотрела» на восток, установлена у земли. Очень слабое движение воздуха наблюдалось с востока.
Влажность воздуха – 62%, давление – 747 мм р.с.
Для контроля скорости ветра установлены 2 вертикальные рейки с лентой из тончайшей лавсановой плёнки. При скорости пешехода эта лента отклонялась почти до горизонтального положения. На видеозаписях эти рейки просматриваются – одна слева, другая - справа от круга вращения крыла. Правая рейка находится в тени, но иногда видно, как поблёскивает её лента в лучах неба.
Данное крыло применялось на махолёте «Азазель-2». Его размах – 6 метров. Вес – 7 кг. Центр тяжести находится на расстоянии 2 метра от корня крыла.
Классификация характерных точек и участков траектории соответствует принятой в следующем параграфе §4 «Траектория волнолёта – планера Янтарь-3 и других планеров».
Анализ видеозаписей выполнялся по компьютерной программе VirtualDub c режимом покадрового просмотра.

На видео 1  https://youtu.be/GywV7LAIC5M  крыло движется по прямой волне. Это значит, что время полного снижения меньше времени подъёма. Время горизонтального разгона (под действием тяготения Земли) меньше времени торможения.
За 5 кругов средний период обращения равен 3,28 сек. Крыло разгоняется – угловая скорость двух последних кругов выросла на 3,3 % по сравнению с двумя первыми кругами. За 1 круг скорость растёт на 1,1%.
Коэффициент волны в опытах, конечно, был непостоянен (приближённо он равен 2.5), а волны были далеки от совершенства.
Короткий быстрый разгон (видео 1) или короткое торможение (видео 2) производились в восточном секторе.

На видео 2 https://youtu.be/cuBY0oKFxQk крыло движется в режиме обратной волны. То есть, здесь оно при снижении разгоняется медленнее, чем тормозится при подъёме.
Начальная скорость, примерно, такая же, что и при движении по прямой волне. Как при прямой, так и при обратной волне число волн за 1 круг равно единице.
Скорость крыла уменьшалась изначально, примерно, на 1,16%.за один круг.
Достигнув периода обращения одного круга около 4,34секунды (по 6 последним кругам данной видеозаписи, остальные обрезаны), скорость остаётся постоянной с некоторым разбросом значений. Разброс обусловлен
непостоянством параметров волн, их смещением относительно нормального положения.

Как видно из сравнения движений по прямой и обратной волне, по прямой волне крыло движется быстрее в 1,32 раза. Сопротивление пропорционально квадрату скорости. Тогда получается, что при прямой волне сила
тяги крыла в 1,75 раза больше, чем при обратной волне. Основная сила тяги образуется за счёт тепловой энергии воздуха – от воздушных эффектов.
Разница же сил тяги обусловлена эфирными эффектами: изменением инертной массы и изменением тяготения Земли. Эти эффекты здесь малы по величине, поскольку центры инерции и веса крыла имеют малые перемещения, скорости и ускорения - малые по сравнению с их значениями на волнолёте сфюзеляжем. В последнем случае абсолютные значения эфирных эффектов могут вырасти в сотни раз. Правда, возрастёт и сопротивление аппарата за счёт фюзеляжа. Нужны опыты на больших качественных планерах. В данных опытах получается, что сила тяги от эфира, примерно, в 1,32 раза меньше основной воздушной тяги за счёт махов.

На видео 3 https://youtu.be/zq6hWwFtXko крыло движется в режиме симметричной волны. Крылоразгоняется на 1,6% за 1 круг, разгоняется воздушными эффектами. Механизм получения энергии из воздуха и образования тяги описан в публикации «Механика живого неба» в параграфе 2.9.
У машущего крыла есть, к тому же, воздушные факторы, весьма существенно снижающие сопротивление, как крыла, так и фюзеляжа (в параграфах 2.4 и 2.11).
На первый взгляд, возникает вопрос: почему же в этом режиме крыло разгоняется по кругам лучше, чем по прямой волне? Дело в том, что здесь число волн за 1 круг в 2,3 раза больше, чем при прямой волне, а частота махания влияет на тягу крыла от воздушных факторов. При прямых волнах за 1 круг выполнялась только одна волна.
С ростом частоты махания растёт тяга крыла от воздушных эффектов.

На видео 4  https://youtu.be/qtPTmd2NyAc  на первых 2 кругах частота махов составила уже 3,2 за один круг (или 1,02 герца).
В результате наблюдается изначально рост скорости 12,8% за круг. Но на следующем круге скорость уже не возросла.
Большое значение имеет амплитуда маханий. На первых 3 кругах она меньше (~ 3,2 метра на конце крыла), чем при последующих кругах (на видео 4). Осреднённый период за первые 2 круга равен 3,56 сек. Рост амплитуды, примерно, на 1 метр и уменьшение частоты махов-колебаний увеличили скорость, наблюдался эффективный разгон на 2,3% за 1 круг – период обращения снизился до 3,06 сек. Частота махов здесь равна 0,78 герца (средняя за 7 последних кругов). С учётом большего траекторного пути при большей амплитуде, траекторная скорость выросла весьма существенно.
Можно добавить, что относительное увеличение амплитуды здесь равно, примерно, относительному уменьшению частоты махов (в 1,25 раза).
Из анализа этого файла следует, что выгоднее махать при большей амплитуде.
Это правило применимо и для махолётов, и для волнолётов. Впервом случае улучшаются воздушные эффекты, во втором – эфирные.

О влиянии радиуса круга обращения, при симметричной волне (видео 5  https://youtu.be/WN9hRwzCWeg).
Данное крыло выносилось (с помощью дополнительной штанги- стержня) на больший радиус так, что радиус обращения крыла увеличивался на 1,4 метра.
(Вынос крыла таким образом имел недостаток – терялась жёсткость и точность управления по углам атаки. Лучше просто удлинять само крыло.)
При небольшой амплитуде (~3,2м) и меньшей частоте махов (~0,53 герца) крыло двигалось с большей линейной скоростью, чем в опыте на видео 4. Период обращения крыла, приведённый к прежнему радиусу центра сопротивления, достигает на последнем круге значения 2,6 сек (на меньшем радиусе было 3,06). Отсюда следует, что с ростом радиуса значительно уменьшается сопротивление крыла.
То есть, при параллельно-поступательном движении (радиус обращения равен бесконечности) сопротивление крыла (конечного размаха) существенно меньше, чем при вращении крыла относительно вертикальной оси, проходящей через основание крыла.
Это наблюдалось и в других экспериментах, на других установках.
Иначе говоря, аэродинамическое качество крыла планера выше качества этого же крыла, работающего в вертолётном режиме. Ранее, в 90 годах, при движении без махов и колебаний, в жёстком режиме, сопротивления отличались в 2 раза с немалым разбросом этого значения в большую сторону.

Выводы по §3:

1. Обнаруживается влияние эфирной среды на движение крыла по прямой и обратной волне.
При прямой волне эфир помогает движению крыла, при обратной волне – притормаживает.

2. Опыты с крылом, наряду с другими ранее отмеченными экспериментами, позволяют надеяться на полёт планера без потери высоты в режиме волнолёта.

3. Подтвердилось движение крыла в самодвижущемся режиме за счёт внутренней тепловой энергии воздуха (см. также на сайте установки Листопад, Лилиенталь https://youtu.be/XXDjqgnewQo , …). Даже при обратной волне, когда эфир стремится притормозить крыло, воздушной энергии хватает для движения крыла.
Это подаёт надежду на полёт махолёта с самомашущими крыльями.
У махолётов сильнее воздушные эффекты, у волнолётов с массивным фюзеляжем – эфирные.
При отсутствии махов махолёт может лететь в режиме волнолёта.

4. Результаты вселяют уверенность, что эти эффекты найдут применение в решении других вопросов земной и небесной механики (земной и небесный транспорт, энергетика, экология…).

§4. Траектория волнолёта – планера «Янтарь-3» и других планеров.

Материалы данного параграфа можно смотреть на сайте "Махолёты Топорова" по ссылке
http://ornithopter-ru.1gb.ru/1/files/ndex27.html