«О человек, копошащийся в низу, когда же полетишь и ты?… Обратись ...

«О человек, копошащийся в низу, когда же полетишь и ты?… Обратись к силе разума. Он поддержит тебя в полёте!»

(Отто и Густав Лилиенталь.)

17 декабря 1903 г. – поистине эпохальная дата в истории авиации. В тот день человечество наконец-то реализовало свою многовековую мечту и обрело крылья. Прекрасный, но трагический миф об Икаре и пророческие научные фантазии французского писателя Ж.Верна превратились в действительность: в окрестностях Китти-Хоука (шт. Сев.Каролина, США) аэроплан братьев Уилбура и Орвилла Райт оторвался от земли, пролетев 36,5 м. Однако это был далеко не первый полет человека на летательном аппарате тяжелее воздуха. Так почему же именно этот «прыжок» принято считать началом современной авиации0 Данному вопросу, а также работам предшественников братьев Райт и посвящена эта статья.

К идее крылатого летательного аппарата (ЛА) люди пришли в результате многолетних наблюдений за птицами, пробудивших мечту о полете. Однако длительное время человеку приходилось сосредоточивать огромные усилия на делах земных, в общем, абсолютному большинству землян было не до полетов. Хотя материалы для изготовления: прутья, кожаные ремни, перья – были доступчы даже древнему человеку, и попытки полета «по-птичьему» предпринимались, по-Еидимому, еще до нашей эры {по мнению некоторых историков авиации, в основе многих мифов могут лежать реальные события).

Первое дошедшее до нас письменное упоминание об испытаниях искусственных крыльев содержится в китайской рукописи Цяньханьшу» («История ранней стадии династии Хань»), датируемой I веком н.э. В середине XIII века английский ученый Р.Бэкон в своем труде «О тайных вещах в искусстве и природе» предложил ЛА с машущими крыльями: «Можно построить машины, сидя в которых человек, вращая приспособление, приводящее в движение искусственные крылья, заставлял ударять их по воздуху; подобно птичьим». Отдал должное машущему полету и великий итальянец Леонардо да Винчи, который е 1485-97 гг. разработал несколько проектов орнитоптеров.

На Руси первые летописные упоминания о полете человека связаны с описанием похода князя Олега на Царьград в 907 г.. во время которого греки «убояшися» воздушных кораблей-змеев с воинами на борту. Первое же документальное свидетельство о попытке человека полететь по-птичьему относится к 1695 г. Неизвестный изобретатель заявил царским сановникам в Москве, что он, сделав крылья, «станет летать, как журавль». Получив из казны 18 рублей, он изготовил их сначала из слюды. потом из кожи, но, как сильно ни пытался махать ими, так и не смог оторваться от земли.

В Украине первая документально зафиксированная попытка полета человека на аппарате тяжелее воздуха оказалась связана с газетной «уткой». В октябре 1890 г. «Московские ведомое и» поместили заметку о «постройке одним из жителей города Золочева Харьковской губернии крыльев, на которых он пролетел шесть верст». Эта заметка вызвала широкий интерес, и проверкой приведенных фактов занялся Воздухоплавательный отдел Русского технического общества (РТО). «Попытка летать при помощи крыльев. – сообщил впоследствии журнал «Записки РТО», – действительно была сделана в 1815-17 гг. жителем Золочева Михаилом Поповым. Привязав себе крылья, он бросился с крыши овина и тут же упал в огород».

Господство тезиса о машущем полете как о единственно возможном способе перемещения по воздуху на много веков отвлекло внимание изобретателей и ученых. Кроме того, деятельность энтузиастов полета сдерживалась церковью, считавшей подобные затеи греховными. По мере развития общества и науки идея <-человека-птицы» переросла в «летающую повозку», а далее – в «воздушный корабль» с фиксированным крылом и движителем, то есть – самолет. К таким работам можно отнести проекты ЛА шведа Э.Сведенборга (1716 г.), англичан Д.Кейли (1808 г.), У.Хенсона (1842 г.), россиян Н.А.Телешова (1864 г.), Ф.Р.Гешвенда (1887 г.) и др. Срэди них наибольший интерес представляет «Паролет» киевского губернского инженера Гешвенда, считающийся первым в мире проектом ЛА с реактивным двигателем. Конструктивно «Паролет» был выполнен по схеме биплан-бесхвостка с крыльями эллипсоидальной формы очень малого удлинения. Фюзеляж с конусообразной носовой частью имел застекленную пассажирскую кабину на трех человек, впереди которой размещались паровой котел и место пилота. В качестве источника движущей силы Гешвенд предполагал использовать струю пара, а для увеличения тяги – систему эжекторных насадок, подсасывающих воздух.

Важное значение в развитии идеи самолета сыграли оснащенные двигателями летающие модели. Наиболее успешными были работы английских инженеров Д.Стингфеллоу (1848г.),Т.Моя и РШилла (1874 г.), которые создали и испытали модели с паровыми силовыми установками. Строились также модели с резиномоторами (англичанин Д.Кейли, французы П.Жюльен и А.Пено), пороховыми двигателями (итальянец Э.Форланини и россиянин А.В.Эвальд), пружинным механизмом (француз Ф. дю Тампль, россияне В.Кресс и А.Ф.Можайский), а также с поршневыми двигателями, работающими на сжатом воздухе (француз В.Татен и австралиец Л.Харгрейв).

Конструктивная схема «воздушного корабля» У.Хенсона. 1842 г.

Рисунок самолета Ф.дю Тампля. 1870 г.

Продувочная модель самолета А.Ф.Можайского, построенная в ЦАГИ. 1980 г.

«Летательная машина» Э.Немети (предположительно). 1899 г.

Авион №3 К.Адера. 1897 г.

Начиная с середины XIX века, предпринимались попытки построить и полноразмерный самолет. До конца 1890-х гг. было выдвинуто более 50 таких проектов, но их реализация была дорогостоящим и рискованным предприятием, поэтому лишь некоторым изобретателям удалось создать натурный аппарат. По современным данным, первым, кто рискнул всем – капиталом, карьерой, репутацией – ради создания настоящего самолета был французский морской офицер Феликс дю Тампль. В 1857 г. он получил патент на «аппарат для воздушной навигации», который представлял собой высокоплан с крылом обратной стреловидности, напоминающим крыло альбатроса. В качестве двигателя конструктор предлагал использовать паровую машину, которая приводила в движение деревянный двенадцатилопастный винт диаметром 4 м. Фюзеляж самолета имел форму лодки длинной 2,5 м, к нему крепилось крыло размахом 30 м, оперение и трехопорное шасси с хвостовым колесом.

Построив в 1870 г. свой самолет, дю Тампль 10 лет проводил наземные испытания и доводку конструкции. За это время из-за коррозии и разного рода повреждений аппарат пришел в негодность, и конструктор не решился подняться на нем в воздух. Не имея средств на продолжение работ, дю Тампль обратился к общественности, но его призыв остался без внимания. Несмотря на то, что аппарат французского «пионера самолетостроения» так и не поднялся в воздух, он содержал все основные элементы самолета: крыло, фюзеляж, двигатель, оперение, шасси. Более того, дю Тампль применил в конструкции металлы, а также амортизаторы шасси, что нашло практическое воплощение в авиации много лет спустя. Но, конечно же, этот аппарат был очень далек от совершенства. Например, в конструкции крыла отсутствовали нервюры, а управлять самолетом в полете предполагалось с помощью поворота всей силовой установки.

Немного позднее дю Тампля на тернистый путь авиатора-первопроходца ступил русский морской офицер А.Ф.Можайский. Тот факт, что именно моряки стали строителями первых самолетов, не случаен. Находясь в плавании, они могли наблюдать за парящими птицами, следующими за кораблем, и действием ветра на паруса. К этому следует добавить, что морские офицеры имели хорошее техническое образование, широкую общую эрудицию, были менее стесненными в денежном отношении, чем большинство других изобретателей.

Работы Можайского в авиации начались с изучения полета птиц и экспериментов с воздушными змеями. В 1869 г. он приехал на отдых в имение брата – село Вороницы Подольской губернии (ныне Винницкая обл. Украины). Здесь он построил и сам испытал в полете змей-планер, представляющий собой расчалочный моноплан с хвостовым оперением. Полет на этом аппарате осуществлялся на буксире за тройкой лошадей. Как отмечал сам изобретатель, 7 лет, проведенные в Украине, для него были самыми плодотворными.

В Петербург Можайский прибыл с небольшой летающей моделью своего аэроплана, приводимой в движение пружинным механизмом. В октябре 1876 г. он демонстрировал своим знакомым ее полеты в манеже Берейторской кавалерийской школы. Первые успехи вселили в Можайского оптимизм: он уже был «убежден, что в непродолжительном времени даст публике возможность летать на воздухе, подвергаясь меньшему риску, чем при езде на железных дорогах и в дилижансах». Но главное применение своего изобретения Александр Федорович видел в военном деле, в частности, в предстоящей войне с Турцией.

Вскоре Можайский с соответствующим предложением обратился к Военному министерству о выделении ему денежных средств для дальнейших изысканий и строительства аппарата. В итоге Можайский получил от правительства 3000 руб. В 1881 г. Департамент торговли и мануфактур выдал ему «Привилегию» (патент) на воздухоплавательный снаряд, ставший первым в России патентом на ЛА. В том же году Александр Федорович приступил к постройке своего аэроплана на Красносельском военном поле под Петербургом. Самолет имел фюзеляж в виде лодки, состоящей из каркаса, обтянутого материей. Прямоугольное крыло крепилось к фюзеляжу и с помощью 120 тросовых расчалок к двум мачтам и четырем стойкам шасси. Аппарат оснащался двумя паровыми двигателями мощностью 20 и 10 л.с. и тремя воздушными винтами (один – в носовой части фюзеляжа, два – в прорезях крыла, приводившиеся в движение при помощи ременной передачи от одного двигателя).

Документальных подтверждений, свидетельствующих о попытках поднять самолет Можайского в воздух, до сих пор не обнаружено. Есть сведения о том, что во время испытаний аэроплан был поврежден, и средств на его восстановление так и не удалось получить. По предположениям некоторых историков техники, осенью 1884 г. при попытке взлета с деревянного наклонного помоста либо с небольшой горки аппарат накренился и поломал крыло. В 1979-81 гг. в ЦАГИ реконструировали облик самолета Можайского, построили его модель, которую исследовали в аэродинамической трубе. Результаты продувок показали, что этот аэроплан не мог осуществить установившийся горизонтальный полет из-за слабой энерговооруженности, равной всего 0,017 л.с. на один килограмм взлетной массы.

Амфибия «Аэровелас» В.Кресса. 1901 г.

Самолет Г.Уайтхеда. 1901 г.

Самолет с ДВС Л.Левавассера. 1903 г.

Самолет К.Ято. 1903 г.

До осени 1903 г. в мире было построено 13 самолетов с паровыми и бензиновыми двигателями. На некоторых из них смелые конструкторы пытались полететь, но их детища не очень-то хотели покидать матушку-землю. Так, 9 октября 1890 г. французский инженер К.Адер после разбега сумел оторвать от земли свой первый авион(9*) «Эол» и пролетел на высоте 0,5-1 м за 5 секунд около 50 м. Конечно, такой прыжок неустойчивого и неуправляемого «Эола» трудно назвать полетом. Следует также отметить, что многие историки подвергают сомнениям утверждение о взлете «Эола», т.к., помимо заявлений самого Адера, не обнаружено никаких свидетельств об этом событии.

Аппарат Адера представлял собой моноплан-бесхвостку с гибким крылом криволинейных очертаний, напоминавшим летучую мышь. Управление своим самолетом конструктор предполагал осуществлять крылом: изменяя его стреловидность, размах и кривизну профиля, а также отклоняя консоли в вертикальной плоскости. В целом, система управления была чрезвычайно сложной, пилот должен был перемещать не менее шести рычагов, не считая педалей и органов управления двигателем.

В 1897 г. Адер предпринял попытку осуществить полет на авионе №3, который отличался от авиона N91 наличием второго двигателя. В отчете очевидца этого события говорится: «Аппарат, имея ветер в спину; бежал надлежащим образом по круговой дорожке с вполне установившейся скоростью; в дальнейшем легко было установить по следам колес, что задняя часть аппарата часто приподнималась… Внезапно авион сошел с трека, развернулся на пол-оборота, сильно накренился и остановился… В результате этого аппарат получил серьезные повреждения крыла, шасси и были сломаны два винта». Дальнейших экспериментов со своими машинами конструктор не проводил. Отметим, что энерговооруженность авиона №3 составляла 0,07 л.с./кг, что в 4-5 раз больше, чем у самолетов Тампля и Можайского. Этого было вполне достаточно для взлета, однако из-за очень несовершенной конструкции машины Адера оказались неспособны выполнить настоящий полет.

Одновременно с К.Адером конструированием самолетов с паровым двигателем занимался английский изобретатель Х.Максим. Он в отличие от других создателей ЛА прежде чем приступить к постройке самолета, провел исследования в аэродинамической трубе собственной конструкции. Получив достаточное с его точки зрения количество данных, он в 1891 г. начал постройку самолета. Это был достаточно большой расчалочный биплан, консоли нижнего крыла которого пристыковывались к платформе длиной 12 м и шириной 2,4 м. На ней размещались два паровых двигателя мощностью по 180 л.с. и места для экипажа. Двигатели приводили во вращение два толкающих двухлопастных винта диаметром 5,4 м. Самолет оснащался двумя рулями высоты, а путевое управление предполагалось осуществлять за счет уменьшения оборотов одного винта. Взлетная масса самолета Максима была больше 3500 кг, что примерно в два раза превышало массу аппарата Можайского.

Разбег самолета должен был проходить по рельсовому пути длиной 600 м, в конце которого поперек натянули канаты. Для безопасности снаружи рельсов установили ограничитель из сосновых досок. В случае отрыва от земли выше 0,6 м самолет должен был катиться по этому ограничителю верхними небольшими колесиками, закрепленными на платформе. Для испытаний автор пригласил из Франции спортсмена и механика де Ламбера. По воспоминаниям Максима, 31 июля 1894 г. во время разбега при полной мощности двигателей «… машина на первой части пути поднялась с рельсов и, пройдя 600 футов (180м- Авт.), верхними колесиками коснулась верхней колеи (ограничителя – Авт.). Скорость возрастала, и, когда прошли еще 300 футов, задняя левая ось колесиков согнулась. Хвостовая часть самолета, лишившись опоры, сильно поднялась и изогнулась. Вскоре выскочило из ограничителя и левое переднее колесико, а правое – оторвало около 100 футов верхней колеи, которая прошила насквозь низ платформы. Тотчас перекрыли пар, и машина упала прямо на землю».

9* Так называл самолет сам Адер.

Летающая модель «Аэродром» №3 С.Ленгли. 1896 г.

Неудачный старт аппарата «Аэродром» С.Ленгли с баржи на р.Потомак. 7 октября 1903 г.

«Аэродром» С.Ленгли полетел только в 1914 г.

Таким образом, Максиму первому удалось создать самолет, мощность силовой установки которого была достаточной для полета. Для этого он затратил много времени и средств (около 20 000 фунтов стерлингов). Машина во время испытаний получила сравнительно небольшие повреждения, и ее легко можно было восстановить, но конструктор от дальнейших работ отказался. Большинство исследователей истории науки и техники объясняют такое странное, на первый взгляд, решение Максима тем, что он и не собирался создавать полноценный, управляемый самолет, а проводил лишь эксперимент с целью получить на натурном аппарате подъемную силу, превышающую его вес.

Последнюю попытку построить натуральный самолет с паровой силовой установкой предпринял в 1902 г. австралиец Л.Харгрейв, но из-за отсутствия приемлемого по характеристикам двигателя сборка машины не была завершена.

В конце XIX века у конструкторов появилась возможность оснастить самолет тогдашней новинкой – двигателем внутреннего сгорания (ДВС). Первая такая «летательная машина» была создана в 1899 г. венгром Э.Немети. Он пошел простейшим путем: на колесную тележку установил маломощный двигатель (всего 0,75 л.с.) и бипланную крыльевую коробку, напоминавшую воздушного змея. Взлететь этот аппарат, конечно же, не смог.

Более продуманно подошел к созданию самолета бывший российский подданный В.Кресс, который еще 1860-е гг. переехал в Австро-Венгрию. Его аппарат под названием «Аэровелас» представлял собой амфибию с тремя крыльями, расположенными одно за другим с небольшим разносом по высоте. На нем был установлен двигатель немецкой фирмы Даймера мощностью 30 л.с., который оказался слишком тяжелым и негативно повлиял на центровку самолета. Несмотря на преклонный возраст, Кресс решил в октябре 1901 г. лично провести испытания своего детища. При разбеге по водной глади озера оказавшаяся неустойчивой амфибия опрокинулась, ушла под воду и зарылась в илистое дно. Почтенный пилот остался цел, а самолет во время извлечения на поверхность получил большие повреждения, и восстановить его Кресс не смог из-за отсутствия материальных средств.

К числу построенных, но не летавших машин с ДВС относятся также аппараты Е.С.Федорова (Россия, 1896 г.), Г.Уайтхеда (США, 1901 г.) и Л.Ле- вавассера (Франция, 1903 г.). А вот построенная в 1903 г. германским изобретателем К.Ято триплан-бесхвостка оторвалась от земли. Однако аппарат, не имевший органов стабилизации, смог совершить лишь прыжок длиной 18 м.

Одна из наиболее серьезных и научно обоснованных попыток создания самолета была сделана американцем С.Ленгли. Он начал свои работы еще в конце XIX века и построил несколько удачных летающих моделей семейства «Аэродром» с паровыми двигателями. Накопив большой опыт, он в новом веке приступил к постройке аэроплана, который также назвал «Аэродром». Аппарат был выполнен по схеме «тандем»: два крыла располагались друг за другом сверху фюзеляжа. Ленгли оснастил свой самолет звездообразным ротативным двигателем, имевшем мощность 50 л.с. при массе 94 кг. На крестообразном хвостовом оперении были размещены рули высоты, а руль направления вынесен на специальную подфюзеляжную вертикальную поверхность. Летом 1903 г. изобретатель завершил сборку своего аппарата. Испытания «Аэродрома» он решил осуществить по методике, опробованной на моделях, т.е. «выстреливая» самолет над водой с помощью катапульты. Однако прежде чем приступить к ним, был выполнен запуск беспилотной копии в масштабе 1:4 с двигателем мощностью 3 л.с. Этот аппарат совершил устойчивый полет продолжительностью 27 с и стал первым в мире успешно испытанным беспилотным ЛА с ДВС.

Удачный полет уменьшенного «Аэродрома» давал основания надеяться на благополучные испытания самолета с человеком на борту. Однако надежды не оправдались: обе попытки старта с баржи на реке Потомак (примерно в 65 км от Вашингтона) закончились авариями. 7 октября 1903 г. подвела катапульта, а 8 декабря из-за разрушения элементов конструкции самолет упал в воду. По мнению Ленгли и пилота его аппарата Менли, неудачи были связаны с неправильным выбором способа старта. Через 11 лет этот же «Аэродром», поставленный на поплавки, совершил кратковременный полет на расстояние около 50 м.

Итак, для того, чтобы оторвать от земли и совершать управляемый полет на ЛА тяжелее воздуха, необходимо было выполнить три условия: тяга двигателя должна обеспечивать создание подъемной силы, как минимум, равной взлетной массе аппарата; сбалансировать его относительно всех трех осей; конструкция самолета должна иметь достаточный запас прочности. Практический опыт мог быть получен в результате полетов, однако при первой же попытке взлета ЛА, как правило, ломались. Лица, финансировавшие постройку машин, не понимали необходимости стадии доводки и, рассчитывая получить немедленный успех, прекращали поддержку конструкторов после первой же неудачи.

Окончание следует

Андрей Совенко/ «АиВ»

Фото Р.Малиновски

Примечания:

«О человек, копошащийся в низу, когда же полетишь и ты?… Обратись к силе разума. Он поддержит тебя в полёте!»

(Отто и Густав Лилиенталь.)

17 декабря 1903 г. – поистине эпохальная дата в истории авиации. В тот день человечество наконец-то реализовало свою многовековую мечту и обрело крылья. Прекрасный, но трагический миф об Икаре и пророческие научные фантазии французского писателя Ж.Верна превратились в действительность: в окрестностях Китти-Хоука (шт. Сев.Каролина, США) аэроплан братьев Уилбура и Орвилла Райт оторвался от земли, пролетев 36,5 м. Однако это был далеко не первый полет человека на летательном аппарате тяжелее воздуха. Так почему же именно этот «прыжок» принято считать началом современной авиации0 Данному вопросу, а также работам предшественников братьев Райт и посвящена эта статья.

К идее крылатого летательного аппарата (ЛА) люди пришли в результате многолетних наблюдений за птицами, пробудивших мечту о полете. Однако длительное время человеку приходилось сосредоточивать огромные усилия на делах земных, в общем, абсолютному большинству землян было не до полетов. Хотя материалы для изготовления: прутья, кожаные ремни, перья – были доступчы даже древнему человеку, и попытки полета «по-птичьему» предпринимались, по-Еидимому, еще до нашей эры {по мнению некоторых историков авиации, в основе многих мифов могут лежать реальные события).

Первое дошедшее до нас письменное упоминание об испытаниях искусственных крыльев содержится в китайской рукописи Цяньханьшу» («История ранней стадии династии Хань»), датируемой I веком н.э. В середине XIII века английский ученый Р.Бэкон в своем труде «О тайных вещах в искусстве и природе» предложил ЛА с машущими крыльями: «Можно построить машины, сидя в которых человек, вращая приспособление, приводящее в движение искусственные крылья, заставлял ударять их по воздуху; подобно птичьим». Отдал должное машущему полету и великий итальянец Леонардо да Винчи, который е 1485-97 гг. разработал несколько проектов орнитоптеров.

На Руси первые летописные упоминания о полете человека связаны с описанием похода князя Олега на Царьград в 907 г.. во время которого греки «убояшися» воздушных кораблей-змеев с воинами на борту. Первое же документальное свидетельство о попытке человека полететь по-птичьему относится к 1695 г. Неизвестный изобретатель заявил царским сановникам в Москве, что он, сделав крылья, «станет летать, как журавль». Получив из казны 18 рублей, он изготовил их сначала из слюды. потом из кожи, но, как сильно ни пытался махать ими, так и не смог оторваться от земли.

В Украине первая документально зафиксированная попытка полета человека на аппарате тяжелее воздуха оказалась связана с газетной «уткой». В октябре 1890 г. «Московские ведомое и» поместили заметку о «постройке одним из жителей города Золочева Харьковской губернии крыльев, на которых он пролетел шесть верст». Эта заметка вызвала широкий интерес, и проверкой приведенных фактов занялся Воздухоплавательный отдел Русского технического общества (РТО). «Попытка летать при помощи крыльев. – сообщил впоследствии журнал «Записки РТО», – действительно была сделана в 1815-17 гг. жителем Золочева Михаилом Поповым. Привязав себе крылья, он бросился с крыши овина и тут же упал в огород».

Господство тезиса о машущем полете как о единственно возможном способе перемещения по воздуху на много веков отвлекло внимание изобретателей и ученых. Кроме того, деятельность энтузиастов полета сдерживалась церковью, считавшей подобные затеи греховными. По мере развития общества и науки идея <-человека-птицы» переросла в «летающую повозку», а далее – в «воздушный корабль» с фиксированным крылом и движителем, то есть – самолет. К таким работам можно отнести проекты ЛА шведа Э.Сведенборга (1716 г.), англичан Д.Кейли (1808 г.), У.Хенсона (1842 г.), россиян Н.А.Телешова (1864 г.), Ф.Р.Гешвенда (1887 г.) и др. Срэди них наибольший интерес представляет «Паролет» киевского губернского инженера Гешвенда, считающийся первым в мире проектом ЛА с реактивным двигателем. Конструктивно «Паролет» был выполнен по схеме биплан-бесхвостка с крыльями эллипсоидальной формы очень малого удлинения. Фюзеляж с конусообразной носовой частью имел застекленную пассажирскую кабину на трех человек, впереди которой размещались паровой котел и место пилота. В качестве источника движущей силы Гешвенд предполагал использовать струю пара, а для увеличения тяги – систему эжекторных насадок, подсасывающих воздух.

Важное значение в развитии идеи самолета сыграли оснащенные двигателями летающие модели. Наиболее успешными были работы английских инженеров Д.Стингфеллоу (1848г.),Т.Моя и РШилла (1874 г.), которые создали и испытали модели с паровыми силовыми установками. Строились также модели с резиномоторами (англичанин Д.Кейли, французы П.Жюльен и А.Пено), пороховыми двигателями (итальянец Э.Форланини и россиянин А.В.Эвальд), пружинным механизмом (француз Ф. дю Тампль, россияне В.Кресс и А.Ф.Можайский), а также с поршневыми двигателями, работающими на сжатом воздухе (француз В.Татен и австралиец Л.Харгрейв).

Конструктивная схема «воздушного корабля» У.Хенсона. 1842 г.

Рисунок самолета Ф.дю Тампля. 1870 г.

Продувочная модель самолета А.Ф.Можайского, построенная в ЦАГИ. 1980 г.

«Летательная машина» Э.Немети (предположительно). 1899 г.

Авион №3 К.Адера. 1897 г.

Начиная с середины XIX века, предпринимались попытки построить и полноразмерный самолет. До конца 1890-х гг. было выдвинуто более 50 таких проектов, но их реализация была дорогостоящим и рискованным предприятием, поэтому лишь некоторым изобретателям удалось создать натурный аппарат. По современным данным, первым, кто рискнул всем – капиталом, карьерой, репутацией – ради создания настоящего самолета был французский морской офицер Феликс дю Тампль. В 1857 г. он получил патент на «аппарат для воздушной навигации», который представлял собой высокоплан с крылом обратной стреловидности, напоминающим крыло альбатроса. В качестве двигателя конструктор предлагал использовать паровую машину, которая приводила в движение деревянный двенадцатилопастный винт диаметром 4 м. Фюзеляж самолета имел форму лодки длинной 2,5 м, к нему крепилось крыло размахом 30 м, оперение и трехопорное шасси с хвостовым колесом.

Построив в 1870 г. свой самолет, дю Тампль 10 лет проводил наземные испытания и доводку конструкции. За это время из-за коррозии и разного рода повреждений аппарат пришел в негодность, и конструктор не решился подняться на нем в воздух. Не имея средств на продолжение работ, дю Тампль обратился к общественности, но его призыв остался без внимания. Несмотря на то, что аппарат французского «пионера самолетостроения» так и не поднялся в воздух, он содержал все основные элементы самолета: крыло, фюзеляж, двигатель, оперение, шасси. Более того, дю Тампль применил в конструкции металлы, а также амортизаторы шасси, что нашло практическое воплощение в авиации много лет спустя. Но, конечно же, этот аппарат был очень далек от совершенства. Например, в конструкции крыла отсутствовали нервюры, а управлять самолетом в полете предполагалось с помощью поворота всей силовой установки.

Немного позднее дю Тампля на тернистый путь авиатора-первопроходца ступил русский морской офицер А.Ф.Можайский. Тот факт, что именно моряки стали строителями первых самолетов, не случаен. Находясь в плавании, они могли наблюдать за парящими птицами, следующими за кораблем, и действием ветра на паруса. К этому следует добавить, что морские офицеры имели хорошее техническое образование, широкую общую эрудицию, были менее стесненными в денежном отношении, чем большинство других изобретателей.

Работы Можайского в авиации начались с изучения полета птиц и экспериментов с воздушными змеями. В 1869 г. он приехал на отдых в имение брата – село Вороницы Подольской губернии (ныне Винницкая обл. Украины). Здесь он построил и сам испытал в полете змей-планер, представляющий собой расчалочный моноплан с хвостовым оперением. Полет на этом аппарате осуществлялся на буксире за тройкой лошадей. Как отмечал сам изобретатель, 7 лет, проведенные в Украине, для него были самыми плодотворными.

В Петербург Можайский прибыл с небольшой летающей моделью своего аэроплана, приводимой в движение пружинным механизмом. В октябре 1876 г. он демонстрировал своим знакомым ее полеты в манеже Берейторской кавалерийской школы. Первые успехи вселили в Можайского оптимизм: он уже был «убежден, что в непродолжительном времени даст публике возможность летать на воздухе, подвергаясь меньшему риску, чем при езде на железных дорогах и в дилижансах». Но главное применение своего изобретения Александр Федорович видел в военном деле, в частности, в предстоящей войне с Турцией.

Вскоре Можайский с соответствующим предложением обратился к Военному министерству о выделении ему денежных средств для дальнейших изысканий и строительства аппарата. В итоге Можайский получил от правительства 3000 руб. В 1881 г. Департамент торговли и мануфактур выдал ему «Привилегию» (патент) на воздухоплавательный снаряд, ставший первым в России патентом на ЛА. В том же году Александр Федорович приступил к постройке своего аэроплана на Красносельском военном поле под Петербургом. Самолет имел фюзеляж в виде лодки, состоящей из каркаса, обтянутого материей. Прямоугольное крыло крепилось к фюзеляжу и с помощью 120 тросовых расчалок к двум мачтам и четырем стойкам шасси. Аппарат оснащался двумя паровыми двигателями мощностью 20 и 10 л.с. и тремя воздушными винтами (один – в носовой части фюзеляжа, два – в прорезях крыла, приводившиеся в движение при помощи ременной передачи от одного двигателя).

Документальных подтверждений, свидетельствующих о попытках поднять самолет Можайского в воздух, до сих пор не обнаружено. Есть сведения о том, что во время испытаний аэроплан был поврежден, и средств на его восстановление так и не удалось получить. По предположениям некоторых историков техники, осенью 1884 г. при попытке взлета с деревянного наклонного помоста либо с небольшой горки аппарат накренился и поломал крыло. В 1979-81 гг. в ЦАГИ реконструировали облик самолета Можайского, построили его модель, которую исследовали в аэродинамической трубе. Результаты продувок показали, что этот аэроплан не мог осуществить установившийся горизонтальный полет из-за слабой энерговооруженности, равной всего 0,017 л.с. на один килограмм взлетной массы.

Амфибия «Аэровелас» В.Кресса. 1901 г.

Самолет Г.Уайтхеда. 1901 г.

Самолет с ДВС Л.Левавассера. 1903 г.

Самолет К.Ято. 1903 г.

До осени 1903 г. в мире было построено 13 самолетов с паровыми и бензиновыми двигателями. На некоторых из них смелые конструкторы пытались полететь, но их детища не очень-то хотели покидать матушку-землю. Так, 9 октября 1890 г. французский инженер К.Адер после разбега сумел оторвать от земли свой первый авион(9*) «Эол» и пролетел на высоте 0,5-1 м за 5 секунд около 50 м. Конечно, такой прыжок неустойчивого и неуправляемого «Эола» трудно назвать полетом. Следует также отметить, что многие историки подвергают сомнениям утверждение о взлете «Эола», т.к., помимо заявлений самого Адера, не обнаружено никаких свидетельств об этом событии.

Аппарат Адера представлял собой моноплан-бесхвостку с гибким крылом криволинейных очертаний, напоминавшим летучую мышь. Управление своим самолетом конструктор предполагал осуществлять крылом: изменяя его стреловидность, размах и кривизну профиля, а также отклоняя консоли в вертикальной плоскости. В целом, система управления была чрезвычайно сложной, пилот должен был перемещать не менее шести рычагов, не считая педалей и органов управления двигателем.

В 1897 г. Адер предпринял попытку осуществить полет на авионе №3, который отличался от авиона N91 наличием второго двигателя. В отчете очевидца этого события говорится: «Аппарат, имея ветер в спину; бежал надлежащим образом по круговой дорожке с вполне установившейся скоростью; в дальнейшем легко было установить по следам колес, что задняя часть аппарата часто приподнималась… Внезапно авион сошел с трека, развернулся на пол-оборота, сильно накренился и остановился… В результате этого аппарат получил серьезные повреждения крыла, шасси и были сломаны два винта». Дальнейших экспериментов со своими машинами конструктор не проводил. Отметим, что энерговооруженность авиона №3 составляла 0,07 л.с./кг, что в 4-5 раз больше, чем у самолетов Тампля и Можайского. Этого было вполне достаточно для взлета, однако из-за очень несовершенной конструкции машины Адера оказались неспособны выполнить настоящий полет.

Одновременно с К.Адером конструированием самолетов с паровым двигателем занимался английский изобретатель Х.Максим. Он в отличие от других создателей ЛА прежде чем приступить к постройке самолета, провел исследования в аэродинамической трубе собственной конструкции. Получив достаточное с его точки зрения количество данных, он в 1891 г. начал постройку самолета. Это был достаточно большой расчалочный биплан, консоли нижнего крыла которого пристыковывались к платформе длиной 12 м и шириной 2,4 м. На ней размещались два паровых двигателя мощностью по 180 л.с. и места для экипажа. Двигатели приводили во вращение два толкающих двухлопастных винта диаметром 5,4 м. Самолет оснащался двумя рулями высоты, а путевое управление предполагалось осуществлять за счет уменьшения оборотов одного винта. Взлетная масса самолета Максима была больше 3500 кг, что примерно в два раза превышало массу аппарата Можайского.

Разбег самолета должен был проходить по рельсовому пути длиной 600 м, в конце которого поперек натянули канаты. Для безопасности снаружи рельсов установили ограничитель из сосновых досок. В случае отрыва от земли выше 0,6 м самолет должен был катиться по этому ограничителю верхними небольшими колесиками, закрепленными на платформе. Для испытаний автор пригласил из Франции спортсмена и механика де Ламбера. По воспоминаниям Максима, 31 июля 1894 г. во время разбега при полной мощности двигателей «… машина на первой части пути поднялась с рельсов и, пройдя 600 футов (180м- Авт.), верхними колесиками коснулась верхней колеи (ограничителя – Авт.). Скорость возрастала, и, когда прошли еще 300 футов, задняя левая ось колесиков согнулась. Хвостовая часть самолета, лишившись опоры, сильно поднялась и изогнулась. Вскоре выскочило из ограничителя и левое переднее колесико, а правое – оторвало около 100 футов верхней колеи, которая прошила насквозь низ платформы. Тотчас перекрыли пар, и машина упала прямо на землю».

9* Так называл самолет сам Адер.

Летающая модель «Аэродром» №3 С.Ленгли. 1896 г.

Неудачный старт аппарата «Аэродром» С.Ленгли с баржи на р.Потомак. 7 октября 1903 г.

«Аэродром» С.Ленгли полетел только в 1914 г.

Таким образом, Максиму первому удалось создать самолет, мощность силовой установки которого была достаточной для полета. Для этого он затратил много времени и средств (около 20 000 фунтов стерлингов). Машина во время испытаний получила сравнительно небольшие повреждения, и ее легко можно было восстановить, но конструктор от дальнейших работ отказался. Большинство исследователей истории науки и техники объясняют такое странное, на первый взгляд, решение Максима тем, что он и не собирался создавать полноценный, управляемый самолет, а проводил лишь эксперимент с целью получить на натурном аппарате подъемную силу, превышающую его вес.

Последнюю попытку построить натуральный самолет с паровой силовой установкой предпринял в 1902 г. австралиец Л.Харгрейв, но из-за отсутствия приемлемого по характеристикам двигателя сборка машины не была завершена.

В конце XIX века у конструкторов появилась возможность оснастить самолет тогдашней новинкой – двигателем внутреннего сгорания (ДВС). Первая такая «летательная машина» была создана в 1899 г. венгром Э.Немети. Он пошел простейшим путем: на колесную тележку установил маломощный двигатель (всего 0,75 л.с.) и бипланную крыльевую коробку, напоминавшую воздушного змея. Взлететь этот аппарат, конечно же, не смог.

Более продуманно подошел к созданию самолета бывший российский подданный В.Кресс, который еще 1860-е гг. переехал в Австро-Венгрию. Его аппарат под названием «Аэровелас» представлял собой амфибию с тремя крыльями, расположенными одно за другим с небольшим разносом по высоте. На нем был установлен двигатель немецкой фирмы Даймера мощностью 30 л.с., который оказался слишком тяжелым и негативно повлиял на центровку самолета. Несмотря на преклонный возраст, Кресс решил в октябре 1901 г. лично провести испытания своего детища. При разбеге по водной глади озера оказавшаяся неустойчивой амфибия опрокинулась, ушла под воду и зарылась в илистое дно. Почтенный пилот остался цел, а самолет во время извлечения на поверхность получил большие повреждения, и восстановить его Кресс не смог из-за отсутствия материальных средств.

К числу построенных, но не летавших машин с ДВС относятся также аппараты Е.С.Федорова (Россия, 1896 г.), Г.Уайтхеда (США, 1901 г.) и Л.Ле- вавассера (Франция, 1903 г.). А вот построенная в 1903 г. германским изобретателем К.Ято триплан-бесхвостка оторвалась от земли. Однако аппарат, не имевший органов стабилизации, смог совершить лишь прыжок длиной 18 м.

Одна из наиболее серьезных и научно обоснованных попыток создания самолета была сделана американцем С.Ленгли. Он начал свои работы еще в конце XIX века и построил несколько удачных летающих моделей семейства «Аэродром» с паровыми двигателями. Накопив большой опыт, он в новом веке приступил к постройке аэроплана, который также назвал «Аэродром». Аппарат был выполнен по схеме «тандем»: два крыла располагались друг за другом сверху фюзеляжа. Ленгли оснастил свой самолет звездообразным ротативным двигателем, имевшем мощность 50 л.с. при массе 94 кг. На крестообразном хвостовом оперении были размещены рули высоты, а руль направления вынесен на специальную подфюзеляжную вертикальную поверхность. Летом 1903 г. изобретатель завершил сборку своего аппарата. Испытания «Аэродрома» он решил осуществить по методике, опробованной на моделях, т.е. «выстреливая» самолет над водой с помощью катапульты. Однако прежде чем приступить к ним, был выполнен запуск беспилотной копии в масштабе 1:4 с двигателем мощностью 3 л.с. Этот аппарат совершил устойчивый полет продолжительностью 27 с и стал первым в мире успешно испытанным беспилотным ЛА с ДВС.

Удачный полет уменьшенного «Аэродрома» давал основания надеяться на благополучные испытания самолета с человеком на борту. Однако надежды не оправдались: обе попытки старта с баржи на реке Потомак (примерно в 65 км от Вашингтона) закончились авариями. 7 октября 1903 г. подвела катапульта, а 8 декабря из-за разрушения элементов конструкции самолет упал в воду. По мнению Ленгли и пилота его аппарата Менли, неудачи были связаны с неправильным выбором способа старта. Через 11 лет этот же «Аэродром», поставленный на поплавки, совершил кратковременный полет на расстояние около 50 м.

Итак, для того, чтобы оторвать от земли и совершать управляемый полет на ЛА тяжелее воздуха, необходимо было выполнить три условия: тяга двигателя должна обеспечивать создание подъемной силы, как минимум, равной взлетной массе аппарата; сбалансировать его относительно всех трех осей; конструкция самолета должна иметь достаточный запас прочности. Практический опыт мог быть получен в результате полетов, однако при первой же попытке взлета ЛА, как правило, ломались. Лица, финансировавшие постройку машин, не понимали необходимости стадии доводки и, рассчитывая получить немедленный успех, прекращали поддержку конструкторов после первой же неудачи.

Окончание следует

Андрей Совенко/ «АиВ»

Фото Р.Малиновски