Czytaj książkę: «Великие летчики мира. 100 историй о покорителях неба»

ПЕРВЫЕ АВИАТОРЫ

Отто Лилиенталь
(Германия)

Выдающийся немецкий инженер, пионер авиации, работы которого в области теории и практики парения – полетов на планерах – получили всеобщую известность и признание.

Карл Вильгельм Отто родился 23 мая 1848 г. в померанском городке Анклам. В детстве Отто и его младший брат Густав любили наблюдать за полетом птиц, особенно аистов. В 14 лет он провел первый эксперимент – прицепил небольшие самодельные крылья и прыгнул с сарая.

В 1866 г. Отто устроился практикантом на машиностроительный завод Шварцкопфа и вскоре получил приглашение поступить в небольшое конструкторское бюро при нем же. В свободное время братья мастерили модели планеров, которые красиво парили. Отто пытался экспериментировать с махолетом бипланной схемы. Возвратно-поступательное движение на крылья осуществлялось передачей велосипедного типа, а сорокакилограммовый противовес удерживал аппарат на весу. После серии опытов Лилиенталь убедился, что усилий человека не хватит, чтобы поднять его в воздух.

Летом 1870 г. Отто с отличием закончил Королевскую ремесленную академию, отслужил в армии во время недолгой Франко-прусской войны, а выйдя в запас, продолжил технические эксперименты. Скоро на счету Отто было 20 патентов на различные усовершенствования и изобретения.

Осенью 1881 г. Лилиенталь открыл в Берлине мастерскую по изготовлению котлов. Недостатка в заказах не было, мастерская превратилась в завод. Однако Отто продолжал заниматься летательными аппаратами. Планомерные эксперименты завершились созданием крыла с искривленной верхней поверхностью.

В 1888 г. изобретатель приступил к летным опытам, в ходе которых проверялись результаты предыдущих теоретических исследований. В следующем году вышла его книга «Полет птиц, как основа искусства летания». Уже заглавие подразумевало, что труд посвящен управляемым полетам, и подчеркивалось, что он «составлен на основании многочисленных опытов братьев Отто и Густава Лилиенталей, инженеров и строителей машин».

Эта книга произвела сильное впечатление на энтузиастов нарождающейся авиации, среди которых были русский профессор Н.Е. Жуковский, американские механики братья О. и В. Райты, француз Фербер. В частности, Жуковский продолжил некоторые теоретические изыскания Лилиенталя и в 1892 г. написал знаменитую статью «О парении птиц», научно обосновав возможность эволюций искусственных летательных аппаратов, вплоть до возможности осуществления «мертвой петли».

В конце 1889 г. Лилиенталь построил первый планер-моноплан, спустя год – второй. На них изобретатель совершил несколько прыжков-подлетов, приобретя опыт балансировки аппарата собственным телом, перемещая центр тяжести движениями ног вперед и назад, а телом в стороны. Кстати, именно так поступают нынешние дельтапланеристы.

Летом 1891 г. Лилиенталь создал из ивовых веток, обтянутых пропитанным воском ширтингом (вид батиста), третий планер, оснастив его хвостовым стабилизатором и килем. На нем 43-летний Лилиенталь совершил первый настоящий полет на дистанцию 25 м, открыв тем самым эру практической авиации.

Четвертый аппарат появился в 1892 г. На нем Лилиенталь удвоил площадь крыльев. На пятом применил необычные, сводчатые и вогнутые, крылья размахом Им и площадью 16 м², однако планер получился слишком большим и тяжелым (24 кг), поэтому при сильном ветре почти не держался в воздухе. Так изобретатель методом проб и ошибок перешел к аппаратам с крылом размахом не более 7 м.

В 1893 г. братья соорудили на вершине холма башню высотой 15 м, с небольшой разгонной дорожкой и наклонной крышей, внутри которой держали готовые парители-планеры. С построенной башни Лилиенталь спланировал на шестом аппарате с крылом площадью 14 м² и весом 20 кг. Лилиенталь преодолел по воздуху более 200 м. Надо сказать, что подобные зрелища всегда привлекали любопытных. Дела братьев стали поправляться еще и за счет гонораров за лекции, продажи моделей, сувениров, фотографий и рекламы. При этом Отто и Густав не оставляли без внимания котельный завод, аккуратно выполняя заказы.

Известия о человеке, который умеет летать как птица, распространились по миру. Посмотреть на него приезжали не только туристы и любопытные, но и видные специалисты. В частности, в 1895 г. познакомиться с Отто приехал Н.Е. Жуковский, с которым немецкий исследователь уже переписывался, обмениваясь результатами научных изысканий.

Далеко не все относились к полетам Лилиенталя с пониманием. На братьев нередко рисовали карикатуры, появлялись обидные, ехидные статьи и фельетоны.

Отто, не обращая внимания на насмешки, изготовил 18 моделей планеров и совершил более 2 тысяч полетов на них. Вскоре у него появились последователи. Например, в 1896 г. американский физик Р. Вуд не ограничился фотосъемкой Лилиенталя в воздухе, а попросил разрешения лично опробовать аппарат. После короткого инструктажа он отважно спланировал с горки, успешно приземлился и сразу заказал такой же планер для себя. Некоторые зрители, вдохновленные примером Лилиенталя, сами строили планеры и успешно парили на них. Да и Лилиенталь пришел к выводу, что, оснастив паритель мотором, мог бы не просто планировать с высоты, но и свободно летать. Вскоре он опробовал двигатель, работавший на природном газе и вращавший шестилопастный пропеллер, но тот оказался недостаточно мощным. Аналогичной неудачей завершился опыт с двухцилиндровым мотором, действовавшим на испаряющейся углекислоте по принципу паровой машины. Более сильных и компактных силовых установок в то время еще не существовало.

С 1895 г. Лилиенталь стал заниматься исключительно бипланами, поскольку такая схема позволила сократить размах крыла, сохранив его несущие свойства. Открытием немецкого ученого стали две штанги, которыми пилот изменял в полете кривизну крыла – балансировка старым способом становилась ненужной. Так Лилиенталь первым применил в практике самолетостроения гоширование, что позже с успехом повторили другие пионеры авиации, в том числе американцы братья Райт и француз Л. Блерио. Талантливый исследователь и экспериментатор подарил бы авиации немало других новинок. Однако судьбе было угодно распорядиться иначе.

3 августа 1896 г. Отто Лилиенталь совершил очередной полет с холма и сразу начал готовиться к следующему, на новом биплане с управляемым рулем высоты. Надев аппарат на плечи, он после короткого разбега взмыл в воздух, а его помощник включил хронометр, чтобы засечь время полета. Поначалу все шло хорошо – аппарат плавно спустился к подножию холма, потом, очевидно встретив встречный воздушный поток, начал набирать высоту и вдруг потерял скорость, на мгновение завис, потерял устойчивость и круто упал с высоты 30 м.

Когда помощник подбежал к месту катастрофы, Лилиенталь был без сознания. Потом установили, что у него был сломан третий шейный позвонок. Вызвали врачей, авиатора увезли в берлинскую больницу, но спасти его не удалось – на следующий день, 4 августа 1896 г., Лилиенталь скончался. По преданию, его последними словами были: «Жертвы должны быть принесены…»

Отто Лилиенталь не только верно указал направление дальнейших исследований, но и ценой собственной жизни подтвердил грандиозность решаемой задачи и присущую ей опасность.

Уилбер и Орвилл Райты
(США)

В большинстве стран мира за братьями Райт признается приоритет постройки первого в мире самолета (спор о первенстве шел с Альберто Сантос-Дюмоном).

17 декабря 1903 г. они же совершили первый управляемый полет на аппарате с двигателем.

Братья Райт не были первыми, кто построил и совершил полет на экспериментальном самолете, но они были первыми, кто могли управлять таким полетом в воздухе, что сделало возможным дальнейшее развитие самолетостроения.

В начале своих исследований теории полета братья Райт сосредоточились на изучении управления летательным аппаратом. Эксперименты с аэродинамической трубой дали возможность проектировать и строить более эффективные крылья и пропеллеры. Они получили патент США номер 821393 на изобретение системы аэродинамического контроля, осуществляемого с помощью поверхностей самолета.

Братья Райт были двумя из семи детей, родившихся у Милтона Райта – епископа евангелической церкви и Сьюзен Кэтрин Коернер. Уилбер Райт родился недалеко от Миллвилла в Индиане в 1867 г.; Орвилл – в Дейтоне, что в Огайо, в 1871 г. Как-то отец купил детям игрушку – вертолет. Устройство игрушки было основано на изобретении француза, пионера авиации Альфонса Пено. Уилбер и Орвилл играли с вертолетом, пока он не сломался, а затем смастерили из бамбука, бумаги и пробки свой собственный. Позднее они говорили, что эти игры зажгли искру интереса к полетам.

Оба брата посещали среднюю школу, но не получили дипломы об окончании. Неожиданный переезд семьи из Ричмонда в Дейтон помешал Уилберу получить диплом после окончании четырех классов средней школы. Зимой 1885/86 г. Уилбер во время игры в хоккей с друзьями случайно получил травму лица, что привело к потере передних зубов. До этого момента он был энергичным и спортивным юношей, и, хотя его травма не была особенно серьезной, он стал замкнутым, более того, не стал поступать в Йельский университет, как это планировалось ранее. Следующие несколько лет он провел дома, заботясь о матери, которая к этому времени была неизлечимо больна туберкулезом, и читая книги в библиотеке отца.

Орвилл оставил среднюю школу после окончания первого года обучения, чтобы начать издательский бизнес. Братья сконструировали свой собственный печатный пресс. Депрессия Уилбера, вызванная несчастным случаем, прошла, и он стал работать вместе с братом, выполняя работу редактора, в то время как Орвилл был издателем еженедельной газеты «Новости Вестсайда» и ежедневной «Вечерние события».

Во время велосипедного бума в 1892 г. братья открыли мастерскую по ремонту и магазин велосипедов, а затем начали и производство велосипедов под собственной торговой маркой.

В начале или в середине 1890-х им в руки попали газетные или журнальные статьи и, возможно, фотографии планеров Отто Лилиенталя. В 1896 г. произошло три важных события в мировой авиации. В мае секретарь Смитсоновского института Самуэль Лэнгли совершил успешный запуск беспилотного самолета с паровым двигателем. Летом инженер из Чикаго и известный авиатор Октав Шанют нанял нескольких молодых людей, которые испытывали различные типы планеров над песчаными дюнами по берегу озера Мичиган. В августе Отто Лилиенталь погиб при крушении своего планера. Эти события произвели большое впечатление на братьев. В мае 1899 г. Уилбер написал письмо в Смитсоновский институт, в котором запрашивал информацию и публикации об авиации, и получил несколько брошюр и список рекомендуемой литературы. Увлеченные работами сэра Джорджа Кэйли, Октава Шанюта, Отто Лилиенталя, Леонардо да Винчи и Самуэля Лэнгли, они начали свои первые авиационные эксперименты уже в этом же году.

Несмотря на трагическую судьбу Отто Лилиенталя, братья Райт приняли его стратегию: попытки планирования, в которых испытывались системы управления полетом, до осуществления первого полета с двигателем.

После долгих наблюдений Уилбер заключил, что птицы изменяют угол кончиков своих крыльев, чтобы заставить свое тело повернуть вправо или влево. Братья решили, что это возможно и для поворотов летательного аппарата – создать «крен» или «наклон» в сторону поворота, как это делают птицы, так же делают и велосипедисты: с их опытом братья были хорошо знакомы.

В июле 1899 г. Уилбер испытывает перекос крыла, построив и подняв в воздух полутораметровый воздушный змей формы близкой к биплану. В результате перекоса крыльев одна сторона крыла получала большую подъемную силу и начинала поворот в направлении нижней стороны. Перекос осуществлялся четырьмя тросами, прикрепленными к воздушному змею.

В 1900 г. братья приехали в долину Китти-Хоук в Северной Каролине, чтобы начать эксперименты с управляемыми планерами. Они выбрали место как по совету Октава Шанюта, который предложил песчаное побережье, где есть регулярные ветры и мягкая поверхность для посадки, так и после тщательного исследования метеорологических данных Национальной службы погоды. Отдаленность места также дала им возможность избежать интереса репортеров.

Позже братья создали аэродинамическую трубу и стали проводить систематические испытания на миниатюрных крыльях. Изобретенные ими «весы» для удерживания крыльев в туннеле были сделаны из велосипедных спиц.

Лилиенталь проводил испытания на крыльях нескольких форм. Райты ошибочно предположили, что его расчеты были применимы и к их крыльям другой формы. Братья совершили шаг вперед, произведя испытания в аэродинамической трубе на 200 крыльях различных форм и профилей, которые сопровождались основательным тестированием 38 из них.

Работа с аэродинамической трубой оказалась весьма полезной: подъемная сила планера соответствовала расчетной. Новый планер также имел жесткий вертикальный руль, который должен был устранить ряд возникавших ранее проблем. Однако жестко зафиксированный руль создавал сопротивление эффекту корректирующего перекоса крыла при попытке выровнять планер после поворота. Братья сделали задний руль подвижным, прикрепив его на петлях, и соединили его с механизмом перекоса крыла, в результате чего одним движением пилот одновременно управлял и отклонением руля, и перекосом крыла.

С помощью нового метода управления Райты впервые достигли контроля над своим аппаратом. Это произошло 8 октября 1902 г. В сентябре и октябре они совершили от 700 до 1000 полетов, самый длительный из которых продолжался 26 секунд, а его дальность составила 190 м. Сотни управляемых полетов после установки нового руля вселили в братьев уверенность в том, что пора начать строить летательный аппарат с двигателем.

В 1903 г. братья Райт построили из ели – крепкого и легкого дерева – «Флайер-1». Пропеллер – по сути то же крыло, только вращающееся в вертикальной плоскости, – был сконструирован с учетом данных большого количества испытаний в аэродинамической трубе. В окончательном варианте диаметр пропеллера составил 2,6 м, лопасти были сделаны из трех склеенных кусков ели.

Ни один из существующих на тот момент двигателей не удовлетворял требованиям Райтов. Они обратились к механику их магазина, Чарли Тэйлору, который собрал двигатель за шесть недель. Чтобы двигатель был легким, его основные части были сделаны из алюминия, что в то время являлось редкостью. Двигатель Райтов – Тэйлора стал предшественником современных инжекторных систем. Бензин из топливного бака, установленного на распорке крыла, стекал в картер через резиновую трубку.

Цепь цепной передачи напоминала велосипедную, однако была произведена предприятием, производящим особо прочные цепи для автомобильных двигателей.

«Флайер-1» имел размах крыльев 12 м, весил 283 кг и был оснащен двигателем мощностью 9 kW и весом 77 кг. Стоимость машины составила менее тысячи долларов.

14 декабря 1903 г. Уилбер совершил попытку подняться в воздух, однако самолет упал сразу после взлета, пострадав при этом незначительно.

После ремонта братья Райт наконец поднялись в воздух 17 декабря 1903 г. Первый полет совершил Орвилл, пролетев 36,5 м за 12 секунд, этот полет запечатлен на известной фотографии. Следующие два полета длиной около 52 и 60 м совершили Уилбер и Орвилл соответственно. Их высота была около 3 м над землей.

Свидетелями этого события стали пять человек, что позволяет считать эти полеты публичными. Телеграфист, передававший телеграмму отцу Райтов, стал источником утечки информации (братья этого не желали). На следующий день в нескольких газетах появились весьма неточные сообщения.

В 1904 г. братья Райт построили «Флайер-2» и оборудовали аэродром на пастбище в 13 км к северо-востоку от Дейтона, которое президент банка Торренс Хаффман предоставил им без арендной платы. Они пригласили на попытку полета репортеров с условием, что те не будут фотографировать. Неисправности двигателя и слабый ветер не дали возможности поднять самолет в воздух. Несколькими днями позже Райты смогли совершить только очень короткий перелет в присутствии гораздо меньшего числа репортеров. Есть предположение, что Райты специально саботировали эти полеты, чтобы у журналистов пропал к ним интерес. Неизвестно, верно ли это, однако после их неудачных показательных полетов местные газеты игнорировали авиаторов около полутора лет.

«Компания братьев Райт» была зарегистрирована 22 ноября 1909 г. Братья продали свои патенты компании за 100 000 долларов, а также получили одну треть акций при выпуске пакета акций стоимостью в один миллион долларов и 10-процентный патентный платеж за каждый проданный самолет. С Уилбером в президентском кресле и Орвиллом в роли вице-президента компания заложила авиазавод в Дейтоне и аэродром для испытаний и обучения пилотов в прерии Хаффмана; штаб-квартира компании находилась в Нью-Йорке.

В середине 1910 г. братья Райт внесли изменения в модель своего самолета, переместив горизонтальный элеватор в заднюю часть и поставив колеса. К этому времени стало очевидно, что хвостовой элеватор сделает самолет более легким в управлении, тем более что скорость самолетов все более увеличивалась. Этот самолет получил название «Модель-В».

Покупателей самолетов было немного, и весной 1910 г. Райты наняли и обучили группу пилотов для показательных полетов, на которых они могли рекламировать свои машины и приносить компании денежные призы за победы и рекорды. Команда впервые начала показательные полеты на Индианаполисском шоссе 13 июня. К концу года в катастрофах на авиашоу погибли два пилота, а в ноябре 1911 г. братья расформировали пилотажную группу, в которой успели поработать девять человек (четыре других бывших участника группы погибли в авариях позже). Первый известный коммерческий рейс «Компании братьев Райт» по перевозке груза состоялся 7 ноября 1910 г.: два рулона шелка были доставлены из Дейтона в магазин Колумбуса (расстояние между городами 105 км). Оплата составила 5000 долларов. Пилотом этого рейса, представлявшего собой по сути дела рекламный полет, стал Фил Пармели. Расстояние было покрыто за 1 час и 6 минут. Шелк порезали на маленькие кусочки и продали на сувениры. Между 1910 и 1916 гг. в летной школе «Компании братьев Райт» прошли обучение 115 пилотов. Несколько стажеров стали знаменитыми, в том числе Генри Арнольд, будущий генерал, командующий ВВС США во Второй мировой войне, возглавивший ВВС США при их создании; Калбрэйт Перри Роджерс, совершивший первый полет от одного побережья до другого в 1911 г.

Братья Райт остались холостяками. Уилбер однажды заметил, что «не смог бы одновременно прокормить жену и летательную машину». Во время поездки в Бостон в апреле 1912 г. он заболел брюшным тифом и умер в возрасте 45 лет 30 мая 1912 г.

Орвилл продал «Компанию братьев Райт» в 1915 г. Он совершил свой последний полет в качестве пилота в 1918 г. Позже стал авиационным чиновником, входя в различные официальные правления и комитеты, участвуя в Национальном консультативном комитете по аэронавтике (NACA), предшественнике Национального управления по воздухоплаванию и исследованию космического пространства (NASA).

Орвилл умер в 1948 г. после инфаркта миокарда, прожив жизнь от зари авиации до начала сверхзвуковой эры. Оба брата похоронены на семейном участке на кладбище Дейтона, штат Огайо.