Появление авиации
Люди постепенно, практическим путем приходили к выводу, что земное притяжение можно преодолеть подъемной силой, возникающей при движении больших плоскостей в воздухе, что можно устроить такой летательный аппарат, который хотя и будет тяжелее воздуха, но, благодаря подъемной силе, сможет подниматься в воздух и удерживать не только себя, но и человека. Одним словом, к концу девятнадцатого века уже вовсю велись поиски полета на аппарате тяжелее воздуха.
Что это за аппарат? Вначале ему даже названия не было. Называли его и «аэродинам» от сочетания греческих слов – «аэро» – воздух и «динамис» – сила, и «механическая птица». Но постепенно, к концу века, привилось слово «аэроплан», составленное опять-таки из греческих: знакомого нам «аэро» и «плану м» – плоскость – воздушная плоскость. Это название вначале было всеобщим, и осталось общепринятым до наших дней. Но постепенно во многих странах появились свои, более соответствующие родному строю языка слова, как в русском языке – «самолет», на Украине – «літак», в Польше – «платовец», в Германии – «флюгцойг». Названия разные, а суть одна – летательный аппарат тяжелее воздуха.
Раздел науки и техники, занимающийся полетами на таких аппаратах, получил название авиация, от латинского слова «авис» – птица.
Путь к летающим аппаратам тяжелее воздуха был труден, и начался он, как мы уже знаем, давно.
Воздушные змеи. Воздушный змей, появившись в разных древних странах, первоначально был просто детской игрушкой. Приглядывались к ним и ученые. Еще в 1749 году шотландский астроном А. Вильсон поднял на змее термометр для измерения температуры воздуха на высоте. Знаменитый американский ученый Б. Франклин с помощью воздушных змеев проводил исследования атмосферного электричества и доказал, что молния при грозе – не что иное, как электрический разряд огромной силы. Михаил Ломоносов тоже строил воздушные змеи для исследования электричества в атмосфере. Его последователь Георг Вильгельм Рихман во время такого опыта 26 июля 1753 года был убит разрядом атмосферного электричества.
Во Франции естествоиспытатель Майо в 1886 году запустил змей с полезной нагрузкой в
Благодаря применению змеев, был получен не только ценный научный материал, но и определенный опыт летания аппаратов тяжелее воздуха. И совсем не случайно создатель первого в мире аэроплана Александр Федорович Можайский начал свои эксперименты именно со змеев и привязных планеров.
Вот и выходит, что обыкновенный бумажный змей сыграл в развитии авиации немалую роль. Только он, как и аэростаты, оказался в полной зависимости от погоды. А это еще сильнее заставляло искать новые пути покорения воздуха.
И, очевидно, без этого опыта и поисков совершенно невозможно было бы то предвидение, с которым еще в 1809 году английский математик Джордж Кейли писал о воображаемом им самолете: «...Наклоненная к горизонту поверхность дает прибору подъем. Вращающийся винт создает перемещение. Легкий двигатель – паровая машина или взрывчатый мотор, работающий от взрывов смеси газа и воздуха, – могут служить источником энергии. Хвост для устойчивости, возможность перемещения центра давления и автоматическая регулировка устойчивого положения – вот главное, что нужно в летательном аппарате».
Эти строки, написанные в начале девятнадцатого века, когда еще никто понятия не имел об аэропланах, удивляют: это же описание современного легкого самолета.
Кейли пытался осуществить свой проект. Но уровень техники был еще настолько низок, что его попытка с самого начала была обречена на неудачу.
Через тридцать три года после Кейли его идею задумал осуществить другой англичанин, механик Вильям Самюэль Хенсон. Он разработал проект аэроплана с огромными крыльями, площадью в 300 квадратных метров, и паровым двигателем в 20 лошадиных сил. Но конструкция вышла настолько тяжелой и громоздкой, а двигатель настолько слаб, что из этой затеи ничего не вышло.
Тогда Понтон д'Амекур и Габриель де ла Ланделль, проводившие опыты с геликоптерами, вместе с примкнувшим к ним воздухоплавателем, человеком многих увлечений – писателем, артистом, фотографом, спортсменом Феликсом Надаром (его настоящее имя – Феликс Турнашон) в 1863 году выступили с «Манифестом воздушного самодвижения».
Горячо верившие в будущее крылатых аппаратов, они объявили войну «игрушке ветров» – воздушным шарам.
«... Чтобы вести борьбу с воздухом, – писали они, – нужно создавать машины тяжелее, чем воздух. Подобно тому, как птица тяжелее воздуха, в котором она двигается, так и человек должен найти для себя опору в воздухе... Винт, святой винт... поднимет нас в воздух, проникая в него, как бурав в дерево...»
Манифест был опубликован в газетах многих стран, всколыхнул сотни энтузиастов. Во Франции организовалось общество сторонников аппарата тяжелее воздуха, которое возглавил знаменитый писатель-фантаст Жюль Верн.
Полеты Ле-Бри. Практическое знакомство со змеями побудило моряка французского флота Ле-Бри сделать такой планер-змей, на котором можно было бы подниматься в воздух самому.
Он построил огромную
искусственную птицу с размахом крыльев около
В свой первый полет моряк отправился на буксире за телегой. Возница хлестнул лошадь, и, привязанный на длинном канате к телеге, планер-змей легко взмыл в небо. Ле-Бри, восседая в лодочке, с помощью рычагов старался создать подъемную силу побольше и подняться повыше.
Но тут случилось непредвиденное. Буксирная веревка от натяжения лопнула, и возница, чтобы спасти положение, сам ухватился за нее. Подъемная сила была настолько велика, что возницу оторвало от телеги, и он с испугом отпустил веревку.
Однако бывалый моряк Ле-Бри не растерялся. Подергав рычагами, он перевел крылья на малый угол и вполне благополучно спустился.
Первый успех окрыляет Ле-Бри. Он еще несколько раз стартовал на привязи и, убедившись, что его птица держится неплохо, решил отказаться от буксирной веревки и взлететь по-орлиному. Орлы, как известно, расправляют крылья, отталкиваются от скалы и парят против ветра. Ле-Бри втащил свою птицу на холм – а весила она 42 килограмма, – отдышался, сел в лодочку и попросил друзей подтолкнуть его с холма. Но дело кончилось плохо. Птица упала и разбилась, а Ле-Бри поломал ногу. Это случилось в 1857 году. После этого Ле-Бри больше не испытывал судьбу.
Самолет А.Ф. Можайского. В то время как во Франции моряк Ле-Бри проводил опыты со своими змеями-планерами, в России над проблемами полета человека долго и упорно работал морской офицер Александр Федорович Можайский. Еще во время дальних плаваний Можайский начинает интересоваться летательными аппаратами тяжелее воздуха. Он часами наблюдает за полетами различных морских птиц, сравнивает их, анализирует парящий и машущий полеты.
«При наблюдении за полетом птиц, – пишет он, – ми замечаем, что птица, получив быстроту движения вперед от взмахов крыльями, иногда, перестав бить крыльями и держа их и хвост неподвижно, продолжает быстро лететь вперед, парить в том же направлении. С уменьшением быстроты движения птица или начинает понижаться к земле, или снова махать крыльями. Эта способность парить не у всех птиц одинакова; легко заметить, что птицы, имеющие большую площадь крыльев при легком корпусе, парят лучше, чем птицы сравнительно тяжелее с небольшими крыльями. Наконец, легко заметить и то, что для первой категории породы птиц для возможности парения вовсе не требуется той быстроты полета, каковая необходима для последних».
Так Можайский подошел к одной из главнейших зависимостей в авиации – зависимости скорости полета от удельной нагрузки на единицу площади крыла: чем больше скорость движения, тем большую тяжесть может нести та же площадь.
Уйдя в отставку, Можайский все свое время посвящает созданию самолета. Он изучает все, что тогда было написано о воздухоплавании и летательных аппаратах тяжелее воздуха. А написано было очень мало. Авиация только-только зарождалась. До всего надо было доходить своим умом и собственным опытом.
Для начала Можайский проводит опыты с воздушными змеями. Целых три года, с 1873 по 1876, он испытывает различные конструкции змеев, подбирает наиболее выгодный угол атаки, то есть угол плоскости змея к направлению ветра, и решает, что он должен быть, как у птицы, не более 15 градусов. Постепенно увеличивая размеры, он подбирает необходимую площадь змея и добивается такой грузоподъемности, что осмеливается подняться на нем в воздух сам.
Происходило это так. К телеге, запряженной тройкой лошадей, привязывался буксирный канат. Тройка срывалась с места, и воздушный змей под напором воздуха поднимался вверх, а под ним, ухватившись за специальное устройство, взлетал на высоту и изобретатель. Военный инженер, полковник П. Богославский писал в «Кронштадтском вестнике», что Можайский в 1876 году «два раза поднимался в воздух и летал с комфортом».
Приобретя серьезный опыт при работе со змеями, можно было перейти к конструированию самолета. Первую модель Можайский построил в том же в 1876 году. Испытания проходили в Петербургском манеже. Модель имела короткое, широкое крыло, хвостовое оперение, четырехколесное шасси для взлета и посадки и три четырехлопастных винта, из которых два располагались в прорезях на крыльях, а один – впереди, по центру крыла. Винты вращались с помощью часовых пружин. Модель поднимала даже дополнительный груз – офицерский кортик.
Воодушевленный успехом. Можайский принимается за разработку проекта самолета. По составленной до мелочей схеме на его постройку требовалось около 20 тысяч рублей. Можайский обращается в воздухоплавательную комиссию военного министерства за помощью. Но военный министр отпустил изобретателю всего 3 тысячи рублей, из которых Можайский получил только 2192 рубля 50 копеек. Денег явно было мало. Несмотря на это. Можайский приступил к работе, расходуя свои личные сбережения.
Лето 1882 года для Можайского было напряженным и хлопотным: началась подготовка к испытаниям самолета. В Красном селе, под Петербургом, где издавна базировались гвардейские полки, на Военном поле был построен деревянный покатый настил, по которому, как по взлетной полосе, должен был разгоняться самолет.
Рядом возвышался дощатый сарай, где Можайский со своим механиком, имя которого, к сожалению, не установлено, проводил сборку и регулировку самолета.
И вот настало погожее июльское утро 1882 года. На взлетном помосте установлен невиданный доселе аппарат, с широкими, прямоугольными по форме крыльями, крепившимися к длинной лодочке-фюзеляжу, в котором располагались паровые машины мощностью в двадцать и десять лошадиных сил, приобретенные Можайским по специальному заказу в Англии.
Когда все было готово к испытаниям, из трубы над паровым котлом повалил черный дым. Это механик перед взлетом поднимал пары. Три четырехлопастных винта – два в прорезях на крыльях, а один на носу – начали вращаться, сначала медленно, а потом быстрее.
Самолет тронулся с места и побежал по наклонному настилу, набирая скорость. Вот он оторвался от стартовой площадки и на какое-то мгновение повис в воздухе, но тут же наклонился набок и рухнул на землю, ломая крыло... И все-таки, несмотря на неудачу, это была победа. Победа человека над самим собой.
Правда, крыльям, созданным человеком, еще не хватало мощности двигателя и устойчивости. Но разве не ясно, что это дело, как говорится, наживное? Можайский понял, что нечего сетовать на неудачу, а надо немедля приниматься за создание нового, более совершенного и лучше управляемого аппарата и более легких и мощных двигателей. Однако талантливому конструктору не довелось довести работу до конца. Изобретатель, не встречая поддержки и помощи, преодолевая недоверие царских чиновников, вел долгие изнурительные переговоры в инстанциях, тщетно доказывая правильность своего пути. Двадцать лет отдал А.Ф. Можайский созданию своего самолета. Он намного опередил работы конструкторов в других странах. И не его вина, что он не довел до конца своих работ. В 1890 году его не стало.
Новые попытки. Французский инженер Клеман
Адер занялся авиацией через восемь лет после
испытаний самолета Можайского. В 1890 году он построил свой «Авион». Его крылья копировали крыло летучей мыши – выпуклость
сверху и вогнутость снизу. Такой профиль же намного увеличивает подъемную силу.
Адер применил
паровую машину, заставив ее вращать два винта, лопасти которых были сделаны
наподобие больших птичьих перьев. 9 октября 1890 года Адер
запустил двигатель своего аппарата, уселся на пилотское кресло, прибавил
оборотов винтам, и его «Авион», разбежавшись на трех
колесах по земле, взмыл в воздух и пролетел по прямой над парижским велотреком
В это же время в Англии
известный оружейный фабрикант Хайрэм Максим,
создатель станкового пулемета «максим», тоже решил попытать свои силы в
авиации. Его аэроплан достигал тридцати метров в длину, расположенные одна над
одной все шесть несущих плоскостей имели размах
Полеты Можайского, Адера и Максима, хотя и показали принципиальную возможность подняться в воздух на аппарате тяжелее воздуха, но не привели к созданию работоспособного самолета. Одна из проблем была в двигателе – паровые двигатели не могли обеспечить достаточной мощности, чтобы поднять в воздух хотя бы самих себя. Создать эффективный самолет получилось только после установки на нем двигателя внутреннего сгорания. Но главное - сначала надо было постигнуть законы полета, обеспечить устойчивость и управляемость летательных аппаратов. И лишь потом приниматься за их строительство. Первый, кто по-настоящему понял это, был немецкий инженер Отто Лилиенталь.
Отто Лилиенталь. Когда Адер во Франции и Максим в Англии занимались своими аэропланами с паровыми двигателями, в пригороде Берлина Штеглице сорокалетний преуспевающий инженер Отто Лилиенталь со своим братом Густавом вдруг занялся, по мнению соседей, малопочтенным делом. Из ивовых прутьев и бамбука они смастерили себе большие крылья на манер птичьих и пытались на них летать.
Лилиенталь, будучи инженером, понимал, что машущий полет человеку не под силу. Но, рассуждал он, летают же большие птицы – аисты, орлы, коршуны – на совершенно неподвижных крыльях. И не только скользят вниз с высоты, но и парят, набирают высоту. Значит, парящий полет в принципе доступен и человеку. Читая газетные сообщения о неудачных полетах Адера и Максима, Лилиенталь отлично понимал причину их неудач. Об этом лучше всего, пожалуй, сказал американский профессор Сэмюэль Лэнгли, занимающийся теорией авиации, когда его спросили, почему авиаторы терпят неудачи: «Возможно, потому, – ответил он, – что человек начал с конца и старался строить летательные машины раньше, чем ознакомился с законами, на которых все летание базируется».
Лилиенталь проводит опыты с пластинками различной формы и профиля. Подставляя их под поток воздуха, он практическим путем находит зависимость подъемной силы от угла атаки, профиля и скорости потока. Он экспериментально устанавливает то, что было известно еще Можайскому, с работами которого он, конечно, не был знаком: подъемная сила пластинки (крыла) возрастает только до определенной величины угла атаки, а дальше начинает резко падать. Лилиенталь создает график этой зависимости, который и до сих пор называют полярой Лилиенталя.
Свои наблюдения и эксперименты Лилиенталь обобщает в книге «Полет птиц как основа искусства летания», вышедшей в 1889 году. Здесь он доказывает, что не машущий, а парящий полет на неподвижных крыльях может и должен стать основой полета человека. Глубоко убежденный в этой истине, Лилиенталь приступил к новым испытаниям.
Его заинтересовало еще одно событие, казалось, не имевшее никакого отношения к авиации. Берлинский фотограф Оттомар Аншюц изобрел фоторужье, позволявшее делать 20 снимков в секунду. С его помощью Аншюц сделал сотни снимков летающих аистов, многие из которых опубликовал в различных журналах. Когда эти снимки попались на глаза Лилиенталю, он часами рассматривал их. Вот аист стоит на краю гнезда. Вот он расправил крылья. Легкий толчок – и вот он в воздухе. Последующие фотографии показывают, как аист, ни разу не взмахнув крыльями, отлетел от гнезда, потеряв некоторую высоту на спуск, а потом вошел в спираль и начал набирать высоту. Значит, в воздухе есть восходящие потоки, догадывается Лилиенталь, которые позволяют птице набирать высоту на неподвижных крыльях. Следовательно, если познать тайну птичьего чутья, то и человек вот так же легко и красиво сможет летать...
В 1890 году Лилиенталь построил крылья из бамбука и ивовых прутьев, обтянул их не пропускающим воздух шелком, забрался на крышу сарая, надел на себя крылья, так что они находились у него под мышками, и ступил к самому концу крыши. Через секунду послышался глухой удар и треск ломающихся крыльев. Он как камень. Крылья, действуя как парашют, лишь немного затормозили падение.
Лилиенталь приступил к постройке новых крыльев. А неудача, как он догадался, крылась в том, что крылья создают достаточную подъемную силу лишь тогда, когда имеется достаточная скорость. Лилиенталь еще и еще наблюдает за птицами и, наконец, догадывается, что аисты, как и другие птицы, всегда взлетают только против ветра. Таким образом, еще стоя на месте, расправив против ветра крылья, аист уже испытывает подъемную силу. И она тем больше, чем сильнее ветер. В штиль, когда нет никакого ветра, большие птицы разбегаются по земле, пока не наберут достаточную для взлета скорость.
Лилиенталь пришел к выводу, что нужен пологий холм, с которого можно было бы и в безветрие разбегаться, а при ветре – стартовать только против него. И еще нужны новые, более широкие крылья. И еще следует провести целый ряд опытов с профилем крыла и найти такой из них, чтобы подъемная сила была максимальной.
Отремонтировав аппарат после неудачного прыжка с крыши, Лилиенталь настойчиво тренируется и подлетывает на нем с небольших холмов в окрестностях Штеглица. Сначала совершал просто пробежки с крыльями, чувствуя, как с увеличением скорости в них нарастает подъемная сила. Перемещаясь в прорези крыла то ближе к его передней кромке, то дальше от нее, он отыскал то единственное положение, где должно находиться тело пилота, чтобы центр тяжести всего аппарата совпадал с центром подъемной силы крыла.
Привыкнув на пробежках к крыльям, Лилиенталь как-то выбрал небольшой холмик, разбежался и, оттолкнувшись от земли, подогнул в коленях ноги. Это было всего какое-то мгновение. Но и за эти три-четыре секунды он ощутил упругость воздуха, тихое скольжение вдоль склона. Он явственно почувствовал, что не падает, а именно летит!
Постепенно взбираясь на холмы повыше, Лилиенталь раз за разом увеличивал и дальность полета. За два года он научился держаться в воздухе по несколько десятков секунд и совершать планирующие полеты длиной до ста метров. За это время он хорошо освоил одно из главных и трудных умений летного ремесла – сохранение устойчивости. Небольшие бугры возле Штеглица его больше не устраивают. Он переносит свои опыты к поселку Гросс-Лихтерфельд, где имелись склоны повыше. Здесь он уже совершает полеты при ветре до 5...7 метров в секунду, довольно уверенно пролетает до ста метров в длину и даже пытается делать в воздухе развороты. Совершенствуя летное мастерство, Лилиенталь постоянно совершенствует и свои планеры. Всего он построил их несколько десятков, и каждый новый не был простым повторением предыдущего, а имел какое-то усовершенствование. Так, например, когда для дальнейших опытов потребовался планер с большей площадью крыла, Лилиенталь не стал увеличивать его размах, так как от этого пострадала бы и без того ограниченная прочность, а построил планер-биплан, то есть планер с двумя плоскостями, расположенными одна над другой.
У Лилиенталя нашлось много подражателей и последователей. В Америке опыты с балансирными планерами начинает проводить профессор Октав Шанют, во Франции – капитан Фердинанд Фербер. Посмотреть на полеты Лилиенталя приезжает профессор Московского высшего технического училища Николай Егорович Жуковский, занимающийся теорией полета. Это было в 1895 году.
9 августа 1896 года во время очередного полета порыв ветра опрокинул планер на спину. Лилиенталь упал со сравнительно небольшой высоты, но поломал позвоночник. На следующий день он скончался. В 1926 году в Гросс-Лихтерфельде, на том месте, где Лилиенталь начинал свои первые полеты, был воздвигнут памятник в виде пирамиды, на вершине которой стоит Икар с распростертыми крыльями и обращенным к небу лицом.
Самолет братьев Райт. Американцы Вильбур
и Орвиль Райт серьезно занялись проблемой летания
летом 1896 года, когда в Америку пришла весть о трагической гибели Лилиенталя. Их сразу же привлекли аппараты тяжелее воздуха.
Они построили планер-биплан с размахом крыльев
«Получив точные данные для наших вычислений, – пишут они, – и добившись равновесия, достаточно устойчивого как при ветре, так и в спокойной атмосфере, мы сочли возможным приступить к постройке аппарата с мотором». И бензиновый мотор, и винты братья сделали сами. Мотор был еще далек от совершенства и тяжел, но все же лучше паровой машины с ее огромным весом и мизерной мощностью.
Утро 17 декабря 1903 года выдалось пасмурное и холодное. Порывистый ветер с океана уныло свистел в щелях дощатого сарая, где Вильбур и Орвиль заканчивали последние приготовления своей крылатой машины.
Рядом с сараем возвышалась деревянная вышка, от которой Вильбур и Орвиль строго против ветра уложили деревянный рельс, длиною около сорока метров. Братья водрузили на рельс двухколесную тележку на велосипедных втулках, на которую и был установлен аэроплан. Дальше Вильбур с помощниками поднял на вершину вышки подвешенный на блоке довольно тяжелый груз, а потом от него, опять же через блоки, провел веревку к тележке. Это приспособление напоминало катапульту и было необходимо для взлета: ведь у самолета не было колес, а для посадки, как и на прежних планерах, снизу были приспособлены всего лишь деревянные полозья.
Тридцатидвухлетний Орвиль полез на плоскость. Вильбур помог запустить двигатель, и пока тот прогревался, Орвиль улегся рядом с ревущим мотором в пилотскую люльку и приноровился еще раз к рычагам управления. Наконец Орвиль на пилотском месте поднял вверх руку – сигнал «Готов к полету». Тогда старший брат нажал на рычаг тормоза. Груз на вышке сорвался со стопора, заскрипели блоки. Аэроплан вместе с тележкой тронулся с места и, набирая скорость, устремился по рельсу вперед, оторвался от тележки и взмыл в воздух. Он летел неуверенно, то взмывая на три-четыре метра вверх, то опускаясь к самой земле. Но летел! Полет продолжался двенадцать секунд.
В четвертом полете Вильбур находился в воздухе 59 секунд и пролетел расстояние около трехсот метров.
Перелет через Ла-Манш. Вскоре братья Райт переехали во
Францию и профессионально занялись усовершенствованием самолетов. Вильбур Райт в конце 1908 года пролетел уже
Французские авиаторы воспылали желанием получить титул покорителя Ла-Манша.
Гонку возглавили Луи Блерио и его последователь Юбер Латам, который тоже остановил свой выбор на аэроплане монопланной схемы. 22 мая 1909 года Латам делает первый полет и держится в воздухе 37 минут 37 секунд на высоте 39...40 метров. А через две недели, 5 июня, продолжительность полета возрастает до 1 часа 7 минут. Двигатель «Антуанетт» мощностью в 55 лошадиных сил вращает металлический винт со скоростью 1200 оборотов в минуту и работает бесперебойно. Все это вселяет в него уверенность, что Ла-Манш можно перелететь за каких-то полчаса. 19 июня 1909 года Латам взлетает недалеко от города Кале и берет курс к английскому берегу. Впереди него через пролив на всех парах мчится миноносец, призванный сопровождать аэроплан для подстраховки. Самолет быстро настигает его, но вдруг безотказный ранее мотор начинает капризничать и останавливается. Латам планирует и приводняется на волны Ла-Манша. Самолет тут же переворачивается на спину, но благодаря деревянной конструкции держится на плаву. Неудачника-пилота и его аппарат вылавливает подоспевший миноносец. Первая попытка перекинуть «воздушный мост» между Францией и Англией кончилась неудачей.
Теперь торопится Луи Блерио,
которого газетчики уже успели окрестить «падающим Луи» за то, что его первые
монопланы постоянно ломались. На этот раз одиннадцатый по счету аэроплан – «Блерио-ХI» – оказался удачным. Это
был самый маленький аппарат среди всех дотоле построенных. Размах его крыльев
равнялся всего
Луи Блерио стал национальным героем Франции и Англии. Одна английская газета тут же приобрела у предприимчивого Блерио его аэроплан и подарила французскому правительству. Самолет, как национальная реликвия, был водворен в музей, где он находится и поныне, как и первый авион Адера. Спрос на самолет, покоривший Ла-Манш, был настолько огромен, что Луи Блерио преобразовал свою мастерскую в самолетостроительный завод. Маленькие юркие монопланы «Блерио» вскоре стали самым массовым аэропланом во всей Европе.
Николай Жуковский - «отец русской авиации». Николай Егорович
Жуковский родился в 1847 году в деревне Орехово, что
в
В отличие от изобретателей-практиков, которые, надеясь на интуицию и «птичье чутье», строили всевозможные крылатые аппараты и таким путем пытались нащупать секреты полета птиц, Жуковский сразу поставил свои эксперименты на научную основу. Еще в 1889 году при кабинете прикладной механики Московского университета он ведет различные исследования по вопросам механического полета, начиная от воздушных змеев различных типов до особенностей полета птиц в машущем и планирующем полетах.
В 1895 году Николай Егорович Жуковский встречался в Берлине с Лилиенталем, наблюдал его полеты и дал много ценных советов, которые помогли неутомимому планеристу в усовершенствовании последующих аппаратов и в практических полетах. В знак признательности Лилиенталь подарил русскому ученому один из своих планеров, который и поныне хранится в Москве, в музее H.E. Жуковского.
В 1898 году в Киеве состоялся X съезд врачей и естествоиспытателей, для которого Жуковский наметил целую программу по вопросам воздухоплавания. На съезде было много выступлений и докладов, как сторонников аппарата легче воздуха,. так и приверженцев аэропланов. Все с нетерпением ждали выступления признанного теоретика авиации. Жуковский, как бы подводя итог научным спорам, сказал: «Глядя на летающие вокруг нас существа, на стрижей и ласточек, которые со своим ничтожным запасом энергии носятся в продолжение нескольких часов в воздухе с быстротой, достигающей пятидесяти метров в секунду, и могут перелетать через целые моря... мы невольно задаемся вопросом: неужели для нас нет возможности подражать этим существам? Правда, человек не имеет крыльев и по отношению веса своего тела к весу мускулов он в 72 раза слабее птицы; правда, он почти в 800 раз тяжелее воздуха... Но я думаю, что он полетит, опираясь не на силу своих мускулов, а на силу своего разума... Нам представляется летательная машина тяжелее воздуха, которая не стесняется воздушными течениями и несется в любом направлении».
Жуковский понимал: чтобы машина «неслась в любом направлении», нужны упорнейшие опыты. Для этого он приступает к постройке аэродинамической трубы.
Он догадался, что можно искусственно создавать с помощью вентилятора в трубе воздушный поток и помещать в него на специальных весах необходимые предметы для исследования – чучела птиц, макеты планеров и аэропланов, воздушные винты. Весы точно покажут и подъемную силу, и воздушное сопротивление, и усилия рулей в потоке воздуха. Следовательно, в такой трубе можно будет изучать вопросы полета, его устойчивости и управляемости, не отрываясь от земли.
В 1902 году Жуковский со своими учениками и помощниками построил одну из первых в Европе аэродинамическую трубу, длиною около семи метров и в поперечнике около метра. Диковинка заинтересовала всю Москву. На трубу Жуковского приходили смотреть даже фабриканты. Через два года студент университета Д.П. Рябушинский, сын фабриканта-миллионера, дал деньги на постройку настоящей аэродинамической лаборатории под Москвой, в поселке Кучино. Тут выросли корпуса первой в мире аэрогидродинамической лаборатории, с круглой и плоской трубами, со специальным каналом для опытов с воздушными винтами. Несмотря на огромную занятость, Николай Егорович сам возглавил лабораторию. Изучая в аэродинамической трубе обтекание воздухом пластинок с различным сечением, или, как говорят в авиации, профилем, Жуковский пришел к очень важному открытию, которое изложил в 1905 году в научной работе «О присоединенных вихрях». Впервые в мире в этом труде Жуковский вывел формулу подъемной силы. Это открытие сразу поставило на научную основу всю авиационную практику.
В 1908 году он создает в Москве сначала кружок, а потом воздухоплавательное общество, в которое входят студенты МВТУ и университета, любители авиации и изобретатели – все, кто мечтал о создании русских аэропланов, русского воздушного флота. В том же году Жуковский читает в МВТУ теоретический курс «Основы воздухоплавания», по которому изучали теорию авиации исследователи и авиаконструкторы не только России, но и всего мира.
Вклад профессора Жуковского в отечественную авиацию был настолько огромен, что Владимир Ильич Ленин, пристально следивший за ее развитием как во всем мире, так и в России, в 1921 году справедливо назвал Николая Егоровича «отцом русской авиации».
Первые авиаторы России. В Киеве в Политехническом институте тоже собралась группа энтузиастов воздухоплавания. Выступали с лекциями, докладами, строили летающие модели, экспериментировали со змеями. Жуковский тоже побывал в Киеве. Личное общение с выдающимся ученым, его советы и поразительная вера в будущее авиации как бы вдохновили кружковцев на новые практические дела. Руководитель авиационного кружка Делоне построил планер, который оказался настолько удачным, что по его чертежам строили летательные аппараты и в других городах, где также возникали планерные кружки – в Екатеринославе (ныне Днепропетровск), Харькове, Полтаве, Проскурове (ныне Хмельницкий), Черкассах... В 1910 году профессор Делоне издал популярное руководство «Устройство дешевого и легкого планера и способы летания на нем».
Тем временем из заграницы возвращаются один за другим первые русские пилоты, выучившиеся летному делу в школах Блерио, Фармана, братьев Райт. Они разъезжают по городам России с показательными полетами, которые возбуждают огромный интерес тысячных толп народа и высоко поднимают чувства национального достоинства: «И мы можем не хуже американцев и французов».
Знаменитый одесский спортсмен Сергей Исаевич Уточкин, сменив вслед за Михаилом Ефимовым, тоже бывшим спортсменом-гонщиком, велосипед на самолет и самостоятельно научившись летать, показывает в городах России чудеса храбрости и мастерства.
– Да, я хочу добиться мировой славы, – взволнованно говорит Ефимов. – Но не для себя лично, а для России. До сих пор ни один русский не участвовал в международных авиационных состязаниях. Вы знаете, что над русскими за границей посмеиваются? Куда, мол, русскому медведю в небо! А я хочу им показать, на что способны русские.
Постепенно студенческий воздухоплавательный кружок перерос в 1909 году в Киевское общество воздухоплавания. При институте регулярно проводилась экспериментальная и опытно-конструкторская работа. Это позволило инженеру путей сообщения, исполняющему обязанности профессора по кафедре устойчивости сооружений, Александру Сергеевичу Кудашеву первым в России построить аэропланы.
Но особо надо упомянуть о конструкторском студенческом коллективе, который возглавил Игорь Иванович Сикорский. Сын киевского профессора-психиатра, один из активных участников студенческого воздухоплавательного кружка, он сразу понял, что для успешной постройки аэропланов подвалы института стали тесны и нужна специальная авиационная мастерская. Но где изыскать средства? Часть денег Сикорскому предоставил отец, и, кроме того, он приглашает к себе в компанию студента Федора Былинкина, сына богатого купца, которому отец выделил деньги на постройку аэроплана. Вскоре на окраине Киева – Куреневке – Игорь Сикорский приобрел участок для летного поля и построил мастерские, в которых закипела работа. Именно здесь Федор Иванович Былинкин построил первый свой самолет по типу аппарата братьев Райт.
Игорь Сикорский поначалу взялся за постройку геликоптеров. Но ни первый С-1, ни второй С-2 даже не оторвались от земли. Сикорский убедился, что время для них еще не наступило, и в содружестве со своими товарищами сконструировал один за другим два самолета под названием БИС №1 и БИС №2 (Былинкин, Иордан, Сикорский). Первый самолет не смог подняться, так как мощности двигателя для взлета не хватало. Друзья не унывали и научились на нем рулить. Зато второй самолет под управлением Сикорского 3 июня 1910 года пролетел по прямой около двухсот метров. После самолетов Кудашева и Гаккеля это был третий русский самолет, поднявшийся в воздух.
Но самым большим достижением конструктора перед первой мировой войной были самолеты «Русский витязь» и «Илья Муромец», построенные в Петербурге на Русско-Балтийском заводе, где Сикорский возглавил конструкторское бюро и куда пригласил много конструкторов из Киева – Александра Сергеевича Кудашева, Анатолия Анатольевича Серебренникова, Георгия Петровича Адлера и других.
«Илья Муромец». Многие конструкторы за границей считали, что тяжелый многомоторный самолет просто не поднимется в воздух. Игорь Сикорский не соглашался с авторитетами и принялся за дело.
В 1913 году в один из погожих мартовских дней с Комендантского аэродрома в Петербурге поднялся в небо невиданный по тем временам самолет-гигант, созданный группой русских инженеров под руководством И.И. Сикорского и названный «Русский витязь». Его четыре мотора с огромными пропеллерами размещались по два с каждой стороны внутри биплановой коробки.
Это был первый в мире тяжелый самолет. Он неплохо летал и подтвердил правильность расчетов конструктора. Тогда Сикорский решил построить еще более мощный самолет – «Илья Муромец».
Его длина от носа застекленной
кабины до конца больших рулей высоты составила более семнадцати метров. Размах
верхнего крыла равнялся почти тридцати одному метру, а нижнего –
Это действительно был богатырь, равного которому не имелось во всем мире – настоящий воздушный корабль, который мог перевозить полторы тонны груза.
Вот так в России впервые в мире поднялись в небо самолеты-гиганты. Самолеты «Илья Муромец» впоследствии участвовали во многих боевых операциях на фронтах первой мировой войны. Они постепенно совершенствовались, увеличивались их мощность и грузоподъемность.
Первые полеты «Ильи Муромца» произвели настоящую сенсацию в заграничной прессе. Но как ни старались западные конструкторы, так и не смогли создать до самого конца войны самолет, который бы мог помериться силами с русским богатырем.
Высший пилотаж. Когда в 1910 году в Гатчине открылась офицерская летная школа, молодой артиллерист Петр Николаевич Нестеров стал ходатайствовать, чтобы его направили туда переучиться на авиатора. Армейское начальство смотрело на это, как на чудачество, и не хотело отпускать способного поручика-артиллериста. Нестерову пришлось приложить немало труда и упорства, чтобы осуществить свою мечту. Наконец его желание сбылось: в 1912 году он становится курсантом-учлетом офицерской школы.
В то время летчики предпочитали разворачиваться без крена, лишь с помощью одного руля поворотов. От этого развороты были неустойчивы, медлительны, с большим радиусом. Нестеров понимал, что так летать не годится. Ведь Ефимов – он видел это сам – при разворотах часто создает довольно крутые крены. Поэтому он разворачивается быстро, красиво, а главное – устойчиво, в согласии с законами механики. Но инструкторы считают: что доступно Ефимову, недостижимо для других.
При первом же самостоятельном вылете Нестеров на свой страх и риск выполняет развороты с креном. Сначала с небольшим, как бы пробуя, и убеждается, что никакого скольжения на крыло нет, аппарат разворачивается быстрее и устойчивее, чем блинчиком. Четвертый разворот на посадку он делает уже совсем по-ефимовски, с креном в сорок пять градусов. Развороты Нестерова постепенно производят переворот во взглядах инструкторов.
А Петр Николаевич Нестеров глубоко убежден, что на самолете можно делать все фигуры, которые выполняют голуби-турманы, и даже «мертвые петли», как это делают в цирке велофигуристы в своем аттракционе. После долгих размышлений Нестеров пишет: «Воздух есть среда вполне однородная во всех направлениях. Он будет удерживать в любом положении самолет при правильном управлении им».
Наконец летная школа закончена. В 1913 году Нестеров получает назначение в Киев, сперва летчиком, а затем становится командиром XI-го Корпусного авиаотряда 3-й киевской авиационной роты. Здесь он и решил свершить задуманное.
27 августа 1913 года Нестеров стартовал на тупоносом «Ньюпоре». По решительности действий штабс-капитана даже непосвященные догадались, что час настал. Аэродром притих. Летчики и механики, офицеры штаба и военврач, десятки любопытных зрителей вне аэродрома следили, как самолет быстро набирал высоту. Вот у него уже около тысячи метров.. Летчик убрал газ и, круто опустив нос самолета, начал разгон.
Аэродром замер.
«Ньюпор», сильно разгоняясь, заревел мотором на полную мощность и круто полез вверх по огромной дуге. Круче, круче... Вот он оказался в верхней точке «мертвой петли» вверх колесами. Какая-то женщина в толпе испуганно закричала. Но «Ньюпор», как ни в чем ни бывало, продолжал полет по вертикальной дуге. Он опустил нос, снова затих мотор. Все, затаив дыхание, следили, как самолет перешел в крутое пикирование, затем плавно вышел из него и, опять оказавшись в горизонтальном полете, полностью замкнул вертикальный круг. «Мертвая петля», которую справедливо переименовали в петлю Нестерова, стала одной из основных фигур высшего пилотажа. Сейчас ее выполняют спортсмены в аэроклубах и курсанты в авиашколах в первый же год занятий, не говоря уже о глубоких виражах и других фигурах высшего пилотажа.
К сожалению, Нестеров не успел свершить все задуманное: 1 августа 1914 года началась мировая война. Киевский авиаотряд немедленно отбыл на фронт. Под местечком Жолква, возле Львова, 26 августа над расположением отряда показался австрийский аэроплан. Он шел спокойно, уверенный, что никто не помешает ему бомбить русские позиции. Зенитная артиллерия еще была слаба, а самолетов-истребителей в то время вообще еще не было.
Штабс-капитан Нестеров, заметив неприятельскую машину, побежал к своему «Ньюпору». Кто-то пытался отговорить его от вылета, доказывал, что он ничего не сможет сделать. Но Нестеров взлетел, быстро набрал высоту и ринулся на врага. Австрийский самолет «Альбатрос» стал постепенно удаляться на свою территорию, считая, что безоружный «Ньюпор» ему не помеха. Тогда Нестеров взял превышение над австрийским самолетом и, словно коршун, бросился на него сверху. Враг пытался увернуться, но было поздно. Нестеров таранил «Альбатрос», и тот, развалившись на части, рухнул вниз.
Самолет Нестерова выровнялся и начал быстро снижаться. Казалось, что все кончится благополучно. Но над самой землей самолет перевернулся, из него выпала фигурка пилота... Нестеров погиб, но дело его осталось жить. В Великую Отечественную войну советские летчики в самые критические минуты боя смело таранили врага. Город Жолква, где погиб отважный русский летчик, ныне переименован в город Нестеров.
За новый мир. Когда в 1917 году в России вспыхнула Великая Октябрьская социалистическая революция, многие авиационные отряды сразу же перешли на сторону большевиков. Одним из первых стал на сторону революции и Михаил Ефимов. Солдаты в Севастополе избирают его членом солдатского комитета гидроавиации Черноморского флота. В августе 1919 года в Одессе белогвардейцы выследили Ефимова и расстреляли как большевика. Так погиб первый русский летчик.
Авиаторы нашей страны
справедливо гордятся тем, что у колыбели советской авиации с самого ее начала
стоял Владимир Ильич Ленин. В 1909 году, когда появились первые
аэропланы, Ленин находился в эмиграции во Франции. Аэропланы
только-только начинали подниматься в небо, а Ленин уже пристально следил за
ними. Как только выпадало свободное время, Ильич ехал на аэродром Жювизи на окраине Парижа и пристально наблюдал за полетами
первых летающих «этажерок». Он был в курсе всех авиационных событий и новинок.
Он восхищался успехами первых русских авиаторов, учеников летных школ Фармана и
Блерио, с интересом читал о «борьбе за высоту и дальность» в 1910 году, когда
Латам поднялся на
На посту Председателя Совнаркома, возглавив первое в мире Советское государство, Владимир Ильич Ленин подписал много документов, направляющих развитие авиации.
1 мая 1918 года Владимир Ильич, выбрав свободный часок, поехал на Ходынское поле – там был московский аэродром – и с интересом наблюдал за полетами. В мае того же 1918 года по указанию Ленина учреждается Главное управление Рабоче-Крестьянского Красного Воздушного Флота (Главвоздухфлот), которое руководит военными воздушными силами страны.
А уже осенью 1918 года Ленин поддерживает инициативу Николая Егоровича Жуковского и его ученика Андрея Николаевича Туполева о создании Центрального аэрогидродинамического института – знаменитого впоследствии ЦАГИ, возглавившего в стране авиационную науку.
Благодаря этим неустанным заботам Владимира Ильича Ленина, уже в начале тридцатых годов наша страна по развитию авиации вышла на первое место в мире.
Вскоре после гражданской войны в небо впервые в стране поднимаются цельнометаллические самолеты Андрея Николаевича Туполева. Самолеты Туполева летали так, что восхищали весь мир. Когда в 1925 году в воздух поднялся самолет Туполева АНТ-3, английский журнал «Эрплейн» писал: «Россия появилась теперь на сцене как держава, обладающая воздушным флотом, считаться с которым необходимо всем государствам цивилизованного Запада».
Этот двухместный самолет, названный «Пролетарием», в 1926 году совершил также перелет по странам Запада общей протяженностью более семи тысяч километров! Он садился в Кенигсберге, Берлине, Париже, Риме, Вене, Праге, Варшаве. Весь мир писал об этом невиданном перелете.
А три года спустя двухмоторный
цельнометаллический самолет АНТ-4, под названием «Страна Советов», совершил
беспримерный полет по маршруту Москва – Хабаровск – Камчатка, и через Тихий
океан в Америку, в Сан-Франциско и Нью-Йорк. Экипаж
самолета состоял из четырех человек: летчиков С.А. Шестакова, Ф.E. Болотова, штурмана Б.В. Стерлигова
и бортмеханика Д.В. Фуфаева. За 137 летных часов они
покрыли расстояние в
Но с особенной силой проявила себя молодая наша авиация в челюскинскую эпопею. 13 февраля 1934 года пароход «Челюскин» был раздавлен льдами и затонул в Чукотском море. Сто четыре человека полярной экспедиции во главе с академиком Отто Юльевичем Шмидтом оказались на льдине. Многие недруги предрекали им верную гибель. Но советские летчики на отечественных самолетах полетели на помощь челюскинцам. Все до единого полярники, среди которых были женщины и дети, вели себя мужественно и верили, что страна не оставит их в беде. За спасательной операцией затаив дыхание следил весь мир. Летчики М. Водопьянов, И. Доронин, H. Каманин, С. Леваневский, А. Ляпидевский, В. Молоков и М. Слепнев спасли всех челюскинцев и первыми в стране стали Героями Советского Союза.
Легендарные перелеты Чкалова и Громова через Северный полюс, беспосадочные маршруты Валентины Гризодубовой, Марины Расковой и Полины Осипенко прославили советскую авиацию на весь мир. Но особенной славой покрыли себя советские летчики в годы Великой Отечественной войны. 2420 летчиков удостоены высокого звания Героя Советского Союза, 65 увенчаны Золотыми Звездами Героев дважды, а прославленные асы Александр Иванович Покрышкин и Иван Никитович Кожедуб стали первыми в стране, получившими звание трижды Героя Советского Союза.
Из авиации родилась и выросла совершенно новая отрасль науки и техники – космонавтика.
При подготовке данной главы использован текст из книги В.Гончаренко "Как люди научились летать"