Why doesn't everyone have a jetpack? - Richard Browning

Переводчик: Rostislav Golod Редактор: Mikhail Gurianov

On April 12, 1961, Soviet cosmonaut Yuri Gagarin

12 апреля 1961 года советский космонавт Юрий Гагарин

piloted a 2,400 kilogram spacecraft in humanity’s first manned space flight.

совершил первый в истории человечества полёт в космос на корабле весом 2,5 тонны.

One week later, Bell Aerosystems debuted another advancement in aviation:

Спустя всего неделю в компании «Белл Аэросистемс» представили новинку,

призванную совершить переворот в авиации —

the gas-powered rocket pack.

ранец с ракетным двигателем на парогазовой смеси.

Capable of flying 35 meters in just 13 seconds,

Пилот с таким ранцем мог преодолевать 35 метров за 13 секунд,

the rocket pack thrilled onlookers.

что повергло в шок зрителей.

But the device’s engineers were less enthused.

Но сами разработчики этого устройства не были столь же воодушевлены.

Despite years of cutting-edge work,

Ведь только они знали, что после всех лет, потраченных на передовые разработки,

they knew this short flight was all the rocket pack could muster.

увы, это максимальное расстояние, на которое способно полететь их детище.

So why was a massive spacecraft easier to send flying than a single pilot?

Почему же проще отправить в полёт здоровенный космический корабль,

чем человека с ранцем за плечами?

According to Newton's laws of motion,

Согласно законам Ньютона

the physics behind flight are actually quite simple.

полёт с точки зрения физики — довольно простой процесс.

All you need is a powerful enough upward force

Вам всего-то требуется достаточная направленная вверх сила,

to counteract the downward force of gravity.

способная преодолеть силу земного притяжения.

And since objects with more mass experience stronger gravitational forces,

И на тела, имеющие бо́льшую массу, воздействует бо́льшая сила притяжения,

lighter objects should be easier to get off the ground.

следовательно, лёгкие предметы легче оторвать от земли.

However, modern jet engines, our primary tool for flight,

Однако эффективность современных реактивных двигателей —

actually get more efficient the larger they are.

наших основных средств полёта — повышается по мере увеличения их размеров.

Jet engines work by sucking in huge volumes of air,

Реактивные двигатели втягивают огромные объёмы воздуха,

and then expelling that air as quickly as possible.

а затем как можно скорее выпускают этот воздух.

While most of this actually bypasses the inner machinery,

И хотя бо́льшая часть этого воздуха не попадает во внутреннюю часть двигателя,

it still contributes to a huge portion of the engine's thrust.

во многом благодаря этому обеспечивается тяга.

But the air that does enter the engine’s core gets compressed

Однако подпадающий в компрессор воздух

by a series of tightly packed blades.

сжимается плотными лопастями ступеней.

That compressed air then enters the combustion chamber,

Сжатый воздух затем поступает в камеру сгорания,

where it is injected with jet fuel and ignited.

где он смешивается с топливом и воспламеняется.

The heat causes the compressed air to rapidly expand,

Горячие газы, образовавшиеся в результате горения сжатого воздуха,

стремительно расширяются,

bursting out of the exhaust and propelling the engine forward.

в результате чего газы вырываются наружу и осуществляется движение вперёд.

As air leaves the engine it also turns a turbine embedded in the exhaust nozzle.

Выходящий воздух также вращает турбину, расположенную в выхлопном сопле.

This turbine powers the fan and the compressor blades,

Такая турбина вращает вентилятор и лопасти компрессора,

creating a cycle that maintains thrust for as long as there’s fuel to burn.

в результате чего образуется цикл,

поддерживающий тягу при наличии сжигаемого топлива.

The more air an engine can take in and expel the more thrust it can produce.

Чем больше воздуха способен поглощать и отдавать двигатель, тем больше его тяга.

On a modern jet, the diameter of a frontal fan is larger than a truck.

У современных реактивных самолётов

диаметр переднего вентилятора больше грузовика.

And even spinning at relatively low speeds,

И вращаясь даже на относительно небольших скоростях,

these engines produce more than enough thrust to maintain the necessary speed

эти двигатели обеспечивают достаточную тягу для поддержания необходимой скорости

for flying a passenger aircraft.

летящего пассажирского авиалайнера.

But smaller engines simply can’t take in this much air.

Двигатели меньшего размера попросту не смогут нагнетать большой объём воздуха.

For most of the 20th century, engineers couldn’t produce an engine

На протяжении всего XX века инженерам так и не удалось создать

небольшой и лёгкий двигатель, который можно было бы надеть на человека,

small and light enough for an individual to wear,

yet powerful enough to lift itself alongside its pilot and fuel.

и одновременно обладающий достаточной мощностью,

чтобы поднять в воздух пилота и бак с топливом.

Designs could only carry enough fuel for 30 seconds of flight,

В прототипах топлива хватало секунд на 30 полёта,

and when airborne, the powerful thrust in a single direction

а когда пилот с ранцем взлетали в воздух, то из-за мощной тяги в одном направлении

made jetpacks difficult and dangerous to control.

управлять реактивными ранцами было сложно и опасно.

But the new millennium brought advances in materials, manufacturing,

Но в новом тысячелетии удалось достичь прогресса в разработке материалов,

and computing technology,

техническом оснащении и компьютерных технологиях,

including systems which could manage fuel injection with incredible precision.

в частности разработаны системы,

способные управлять впрыском топлива с невероятной точностью.

Together, these dramatically improved the fuel efficiency

Всё это значительно улучшило топливную эффективность

and power-to-weight ratio of jet engines.

и мощности в зависимости от веса реактивных двигателей.

By 2016, micro-engines the size of a coffee can

К 2016 году микродвигатели величиной с кофейную банку

and weighing less than 2kg

и весом менее 2 килограммов

could achieve 220 Newtons of force.

способны вырабатывать силу в 220 Ньютонов.

This was when an English engineer named Richard Browning

Всё началось, когда английский инженер по имени Ричард Браунинг

saw the opportunity to create a new kind of lightweight jetpack.

решил создать лёгкий реактивный рюкзак нового типа.

In addition to a single engine strapped to the back,

В дополнение к двигателю, который крепится на спине пилота,

this so-called Jet Suit involved a pair of micro-engines on each arm

так называемый «летающий костюм» включает в себя

по паре миниатюрных реактивных турбин на каждой руке,

to split and balance the thrust.

что позволяет стабилизировать и равномерно распределять реактивную тягу.

Working with the back engine, these provided three-points of stability,

Благодаря синхронизации с двигателем на спине,

появляются три точки стабильности,

which some pilots describe as being akin to comfortably leaning on crutches

что некоторые пилоты сравнили с тем, как учишься ходить на костылях,

while a friend supports your back.

когда тебя поддерживают за спину.

It may seem complicated to manage all these engines at once,

Научиться управлять всем этим сразу может показаться сложным,

but many pilots master it in less than a day

но многим пилотам удаётся освоить ранец менее чем за один день,

with the help of another advanced computer system— their brain.

а всё потому, что включается передовая компьютерная система — головной мозг.

Various brain regions and multiple sensory systems

Различные отделы головного мозга и системы органов чувств

perfectly calibrate our sense of balance and spatial orientation,

позволяют нам отлично удерживать равновесие

и ориентироваться в пространстве,

helping pilots smoothly direct their flights.

что обеспечивает плавность полёта.

Slight movements of the arms allow operators to increase and decrease lift,

Лёгкими движениями рук можно увеличивать или уменьшать подъёмную силу,

quickly turn in mid-air, or glide forward for up to 5 minutes.

быстро поворачиваться прямо в воздухе и свободно парить до 5 минут.

This technology is still fairly new,

Но технология эта сравнительно молодая, и без серьёзных разработок

and without major advances in fuel efficiency and engine technology,

в областях топливной эффективности и двигателестроения

don’t expect to have a jetpack of your own any time soon.

вряд ли вы сможете в ближайшее время приобрести себе реактивный ранец.

But if reaching for the sky already got us this far,

Однако нам уже удалось «достать до небес»,

who knows where we'll fly next?

кто знает, до каких высот мы дотянемся в будущем?